Brevet FR2678113A1 — publié le 19921224

SYSTEHE DE CONNECTEUR ELECTRIQUE La présente invention a pour objet un système de connecteur électrique. De façon plus précise, l'invention concerne un connecteur électrique constitué par un élément mâle et un élément femelle spécialement adapté pour être monté dans un espace réduit et un outil permettant le verrouillage et le déverrouillage de la partie mâle du connecteur sur la partie femelle. Il existe de plus en plus de cas où des connecteurs, notamment des connecteurs co-axiaux, doivent être montés les uns à côté des autres dans un espace réduit. C'est notamment le cas dans le domaine de la téléphonie. On comprend qu'alors le pas entre les axes des différents connecteurs est de plus en plus réduit. C'est ce qu'on a illustré sur la figure 1 annexée. Sur cette figure, on a représenté une plaque 10 dans laquelle sont montées des éléments femelle 12a, 12b, etc.. de connecteur, les éléments mâles correspondants 14a, 14b, etc.. étant représentés en pointillés. On a appelé e et e' le pas entre deux connecteurs adjacents Pour résoudre ce problème, une première solution consiste à réaliser des connecteurs dont le diamètre externe de la partie mâle soit aussi réduite que possible. Pour un pas donné, on augmente ainsi la place libre autour du connecteur.Cependant, cette réduction de diamètre est nécessairement limitée. Il en résulte que la distance libre entre les parois latérales externes des connecteurs voisins est de plus en plus réduite. Lorsque l'on veut réaliser de plus un verrouillage positif entre la partie mâle et la partie femelle, le problème devient encore plus complexe du fait qu'il est très difficile, sinon impossible, d'agir manuellement sur la paroi latérale externe 16a des éléments connecteurs mâles afin par exemple de visser une bague externe pour réaliser le verrouillage positif requis. Un objet de la présente invention est de fournir un système de connecteur électrique qui permette le montage des connecteurs avec un pas réduit légèrement supérieur au diamètre externe de l'élément connecteur mâle tout en présentant la sécurité constituée par un verrouillage positif de l'élément mâle sur l'élément femelle. Pour atteindre ce but, selon l'invention, le système de connecteur électrique comprend un élément mâle comportant un corps dont l'extrémité non reliée au conducteur électrique se termine par un manchon de connexion et une bague de verrouillage montée mobile en translation sur la face externe dudit manchon et dudit corps, ledit manchon comportant une pluralité d'orifices traversant munis chacun d'une bille, ladite bague comportant dans sa face interne une gorge annulaire de telle manière que les billes soient libres lorsque ladite gorge est en regard desdites billes et que lesdites billes fassent saillie dans la face interne du manchon pour les autres positions de ladite bague, ladite bague comportant une face frontale tournée vers ledit conducteur électrique, et un élément femelle muni d'une jupe de verrouillage apte à pénétrer dans ledit manchon, ladite jupe étant munie sur sa face externe d'une gorge annulaire, ladite gorge annulaire de l'élément femelle étant en regard desdites billes lorsque les éléments mâle et femelle sont connectés et le système se caractérise en ce que des moyens élastiques sont interposés entre la bague et le corps de l'élément mâle de telle manière qu'au repos les moyens élastiques tendent à écarter la gorge annulaire de la bague desdites billes et qu'en comprimant les moyens élastiques on amène la gorge annulaire de la bague en regard des billes, et en ce qu'il comprend en outre un outil présentant une première extrémité active apte à coopérer avec la face frontale de la bague tournée vers ledit conducteur électrique et une deuxième extrémité de manoeuvre écartée de ladite première extrémité. On comprend qu'ainsi, d'une part, on a effectivement un connecteur à verrouillage positif puisque, pour extraire le connecteur mâle du connecteur femelle, il faut repousser la bague vers le connecteur femelle. En outre, pour provoquer la connexion ou la déconnexion, il n'y a pas lieu d'agir sur la face latérale de la bague de verrouillage mais seulement sur la face frontale de la bague tournée vers le conducteur électrique relié à l'élément mâle. Enfin, cette action sur la face frontale de la bague est exercée à l'aide d'un outil allongé qui permet ainsi de provoquer la déconnexion de l'élément mâle, même Si la distance entre deux connecteurs adjacents est très réduite, sans que l'on soit gêné par la présence des connecteurs voisins ou des conducteurs électriques sortant des connecteurs voisins. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles - la figure 1, déjà décrite, montre un ensemble de connecteurs montés sur une même plaque - la figure 2 montre l'élément mâle du connecteur électrique en demi-coupe axiale - la figure 3 montre l'élément femelle du connecteur électrique en demi-coupe axiale - les figures 4a et 4b montrent l'outil de déverrouillage en vue en élévation et en vue de dessous ; et - la figure 5 montre une variante de réalisation de l'élément mâle du connecteur permettant une sortie coudée du conducteur électrique. En se référant tout d'abord à la figure 2, on va décrire l'élément mâle du connecteur avec les éléments de verrouillage positif. L'élément mâle 20 comprend un corps en matériau conducteur 22 de révolution autour de l'axe xx' de l'élément mâle 20. Le corps 22 comporte une première extrémité 22a destinée à être reliée au conducteur électrique coaxial 23 et une deuxième extrémité 22b destinée à être connectée avec l'élément femelle. Du côté de l'extrémité 22b, le corps 22 se termine par un manchon de connexion 24. La paroi interne 24a du manchon 24 comporte, à son extrémité, un chanfrein 24c afin de centrer l'élément mâle dans l'élément femelle lors de la connexion des deux éléments. Le manchon 24 comporte une paroi latérale interne 24a qui définit un évidement interne 26 destiné à recevoir l'élément femelle. Le manchon 24 est muni d'une pluralité d'orifices traversants 28 qui débouchent dans la face interne 24 et dans la face externe 24b du manchon 24 et qui sont tous disposés dans un même plan perpendiculaire à l'axe xx'. Dans chaque orifice 28 est montée une bille de verrouillage 30.Les orifices 28 présentent une section droite réduite dans leur partie qui débouche dans la paroi interne 24a du manchon 24 de telle manière qu'une partie des billes 30 puisse faire sailie dans la cavité 26 mais que celles-ci ne puissent sortir des orifices 28. Sur la face latérale 24b du manchon 24 et du corps 22 est montée à coulissement une bague de verrouillage 32. La bague de verrouillage 32 est reliée au corps 22 par un système élastique 34 constitué par exemple par un ressort à boudins. Le corps 22 comporte un premier épaulement 34 tourné vers l'extrémité 22a de celui-ci et un deuxième épaulement 36 tourné vers la deuxième extrémité 22b du corps de l'élément mâle.La bague de verrouillage 32 est en fait réalisée par une première pièce en forme de manchon circulaire 38 et par une deuxième pièce en forme de manchon circulaire 40 directement en contact avec la face externe 24b du corps de l'élément mâle. La première pièce circulaire 38 comporte un rebord 42 apte à coopérer avec l'épaulement 36 et le deuxième manchon circulaire 40 comporte un rebord 46. Le manchon externe 38 est serti à son extrémité 38a sur l'extrémité chanfreinée 40a de la pièce 40. Ces deux pièces sont donc solidaires l'une de l'autre. Le ressort 34 est monté entre l'épaulement 36 du corps 22 et le rebord 46 de la bague 32. La face interne de la bague 32, c'est-à-dire la face interne 40a, du manchon circulaire 40 est munie d'une gorge annulaire 50. Lorsque le ressort 34 est au repos, c'est-à-dire lorsque le rebord 42 est en contact avec l'épaulement 36, les billes 30 sont en appui sur la face interne 40a de la bague de verrouillage 32, les billes 30 font donc saillie à l'intérieur de la cavité 26 définie par le manchon de verrouillage 24. Au contraire, si l'on exerce une poussée selon la direction de la flèche F sur l'extrémité 52 de la bague de verrouillage 32 désignée encore comme sa face frontale, c'est-à-dire perpendiculaire à l'axe xx', en comprimant ainsi le ressort 34, on amène la gorge annulaire 50 en regard des billes 30, ce qui permet à ces dernières de s'échapper et donc de ne plus faire saillie à l'intérieur de la cavité 26. Sur la figure 2, on a également représenté les contacts électriques montés à l'intérieur du corps 22. Plus précisément, on trouve le contact extérieur 60 et le contact central 62 monté dans le corps 22 par l'intermédiaire de la pièce isolante 64. On a également représenté la queue de montage 66 entourée par la ferrule 51. Le conducteur externe du câble est serti entre la queue de montage 66 et la ferrule 51. Le conducteur central est engagé dans l'orifice axial du contact central 62. Grâce au montage qui vient d'être décrit, on obtient un élément mâle de connecteur de diamètre réduit puisque le diamètre externe de la bague 32 est égal à 9 mm. En se référant maintenant à la figure 3, on va décrire l'élément femelle 70 du connecteur. Celui-ci est essentiellement constitué par une jupe cylindrique de connexion 72 qui définit intérieurement une cavité 74. La jupe 72 forme le contact externe de l'élément femelle du connecteur et est destinée à être pincée entre le manchon 24 et le contact externe 60 de l'élément mâle 20. Sur sa face externe 72a, la jupe 72 est munie d'une gorge annulaire 76. Sur la figure, on a représenté de façon schématique la partie 78 de l'élément femelle servant à la connexion avec le conducteur électrique. Sur la figure 3, on a également fait apparaître le contact creux central 82 apte à coopérer avec le contact central 62 de l'élément mâle du connecteur afin d'assurer la liaison électrique entre les deux conducteurs électriques coaxiaux. On a référencé 72b l'extrémité de la jupe 72 qui est libre, c'est-à-dire opposée au conducteur électrique. On va maintenant décrire la façon dont on assure le verrouillage et le déverrouillage de l'élément mâle 20 par rapport à l'élément femelle 70. Pour assurer le verrouillage, il faut exercer une force selon la flèche F sur la face frontale 52 de la bague de verrouillage 32. On comprime ainsi le ressort 34, ce qui amène la gorge annulaire 50 en regard des billes 30. I1 est alors possible d'introduire la jupe 72 de l'élément femelle 70 dans la cavité 26 du manchon de connexion 24 de l'élément mâle 20. Les billes 30 n'étant plus maintenues par la face interne 40a de la bague de verrouillage 32, celles-ci sont repoussées vers le haut dans la gorge annulaire 50 par la face externe 72a de la jupe 72. Lorsque l'extrémité libre 72b de l'élément femelle arrive en butée sur l'épaulement interne 22c qui limite le manchon de connexion 24 par rapport au corps 22 proprement dit, la gorge annulaire 76 de l'élément femelle se trouve en regard des billes 30. Celles-ci ne peuvent donc tomber dans la gorge 76. Si l'on interrompt la force F appliquée sur la bague de verrouillage 38, celle-ci revient à sa position de repos sous l'effet du ressort 34. Dans cette position c'est la face interne 40a de la bague de verrouillage qui est au contact des billes 30 maintenant ainsi celle-ci dans la gorge 76 de l'élément femelle assurant en conséquence le verrouillage de l'élément mâle et de l'élément femelle.Le verrouillage de l'élément mâle sur l'élément femelle s'obtient donc simplement en exerçant une poussée sur la face frontale 52 de la bague de verrouillage 32 comme indiqué par la flèche F. Pour déconnecter l'élément mâle 20 de l'élément femelle 70, il faut d'abord exercer la force F sur la face frontale 52 de la bague 32 pour amener la gorge annulaire 50 de celle-ci en regard des billes 30. Dans cette position, les billes 30 sont libérées. Tout en maintenant la force F, il faut déplacer globalement l'élément mâle du connecteur selon la direction F' pour extraire celui-ci de l'élément femelle 70. Comme on le comprend aisément, le sens dans lequel il faut déplacer l'élément mâle (flèche F') est opposé au sens dans lequel il faut exercer la pression sur la bague de verrouillage 32. On réalise ainsi effectivement un verrouillage positif de l'élément mâle sur l'élément femelle, ce qui évite toute déconnexion intempestive. Comme on l'a déjà indiqué succinctement, le système de connecteur électrique selon l'invention comprend également un outil 90 permettant de réaliser dans les conditions optimales le verrouillage et le déverrouillage de l'élément mâle sur l'élément femelle. Comme le montre les figures 4a et 4b, l'outil 90 a la forme d'un tube 92 qui est fendu selon le sens de sa longueur, la fente étant référencée 94. Le diamètre interne du tube 92, référencé D', est légèrement supérieur au diamètre D qui est le diamètre interne de la face axiale 52 de la bague de verrouillage 32. La fente 94 comporte une première partie 94a de largeur a et une partie 94b de largeur b inférieure à la largeur a. On appelle 98 l'extrémité du tube 92 correspondant à la fente de largeur a et 100 la deuxième extrémité du tube 92 correspondant à la fente de largeur b.Les largeurs b et a sont respectivement suffisantes pour permettre d'engager l'outil 90 respectivement autour du conducteur électrique 29 fixé à l'élément mâle 20 et autour de la ferrule 51 entourant l'extrémité du conducteur. Pour effectuer le verrouillage ou le déverrouillage de l'élément mâle, l'outil 90 est engagé autour de la ferrule 51 et du conducteur électrique 23 de telle manière que son extrémité 98 soit en contact de la face axiale 52 de la bague de verrouillage 32. L'opérateur tient le tube à proximité de son extrémité 100. Par ailleurs, il tient également le conducteur électrique dans sa partie qui sort du tube 92. Pour assurer le déverrouillage, il suffit de pousser l'outil 92, ce qui provoque le déplacement de la bague de verrouillage puis, en maintenant cette pression, il suffit de tirer sur le conducteur électrique pour obtenir l'enlèvement complet de l'élément mâle du connecteur. On comprend que, grâce à l'outil 90 en forme de tube, on peut agir avec précision sur la face axiale 52 de la bague bien que d'une part cette face axiale soit de dimensions réduites et que de plus son accès soit difficile compte tenu de la proximité des connecteurs voisins et des conducteurs éléctriques qui sortent de ces connecteurs. Pour monter l'élément mâle 20 sur l'élément femelle 70, on procède de la même manière à l'aide de l'outil 90. L'outil 90 est positionné autour de la ferrule 51 et du conducteur 23. Puis l'ensemble est engagé vers l'élément femelle du connecteur. Le chanfrein 24c facilile le centrage de l'élément mâle. Lorsque l'extrémité 72b de la jupe 72 de l'élément femelle arrive en butée sur les parties des billes 30 faissant saillie dans la cavité 26, l'avance de l'élément mâle est interrompue. L'outil 90 provoque alors la compression du ressort 34 jusqu'à ce que la gorge 50 de la bague de verrouillage 32 arrive en regard des billes 30. L'extrémité de la jupe 72 repousse temporairement les billes dans la gorge 50 jusqu'a ce que la jupe 72 arrive en butée sur l'épaulement 22c. Dans cette position, la gorge 76 de l'élément femelle est en regard des billes. Il suffit alors de retirer l'outil 90. La bague 32 revient alors à sa position de repos, verrouillant les billes 30 dans la gorge 76. En se référant maintenant à la figure 5, on va décrire une variante de réalisation du système de connecteur qui permet d'obtenir une sortie coudée du conducteur électrique solidaire de l'élément mâle. Selon cette variante de réalisation, la ferrule 110 est coudée à angle droit. Le conducteur électrique 112 à sa sortie de la ferrule 110 est disposé selon une direction perpendiculaire à l'axe xx' du corps de l'élément mâle du connecteur. Le connecteur est identique à celui qui a été décrit en liaison avec les figures 1 à 3. En particulier, la face frontale 51 de la bague de verrouillage 32 est accessible pour l'outil. Dans ce cas, l'outil a la forme d'un demi-cylindre pour pouvoir être engagé sur la ferrule coudée 110. Cette variante de réalisation permet d'obtenir une sortie du conducteur électrique à angle droit dans des conditions économiques beaucoup plus avantageuses que celles d'un corps de connecteur coudé tout en conservant sensiblement les propriétés électriques. De plus, à partir d'un même connecteur, on peut utiliser la ferrule convenable pour avoir une sortie du conducteur électrique normale ou à angle droit. REVENDICATIONS 1. Système de connecteur électrique comprenant un élément mâle comportant un corps dont l'extrémité non reliée au conducteur électrique se termine par un manchon de connexion et une bague de verrouillage montée mobile en translation sur la face externe du manchon, ledit manchon comportant une pluralité d'orifices traversants munis chacun d'une bille, ladite bague comportant dans sa face interne une gorge annulaire de telle manière que les billes soient libres lorsque ladite gorge est én regard de celles-ci et que lesdites billes fassent saillie dans la face interne du manchon pour les autres positions de ladite bague, et un élément femelle muni d'une jupe de verrouillage apte à pénétrer dans ledit manchon, ladite jupe étant munie sur sa face externe d'une gorge annulaire, ladite gorge annulaire de l'élément femelle étant en regard desdites billes lorsque les éléments mâle et femelle sont connectés, ledit système étant caractérisé en ce que des moyens élastiques (34) sont interposés entre la bague (32) et le corps (22) de l'élément mâle de telle manière qu'au repos les moyens élastiques (34) tendent à écarter la gorge annulaire (50) de la bague (32) desdites billes (30) et qu'en agissant sur la face frontale (51) de la bague (32) tournée vers ledit conducteur (23) on comprime lesdits moyens élastiques (34), par quoi ladite gorge (50) de la bague est amenée en regard desdites billes, et en ce qu'il comprend en outre un outil (90) présentant une première extrémité active (98) apte à coopérer avec ladite face frontale (51) de la bague (32) et une deuxième extrémité de manoeuvre (100) écartée de ladite première extrémité. 2. Système de connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit outil (90) a la forme d'un tube (92) fendu (94) sur toute sa longueur pour pouvoir être engagé autour du conducteur électrique (23) relié à l'élément mâle (20), une des extrémités (98) dudit tube (92) formant l'extrémité active. 3. Système de connecteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit conducteur électrique (23) est relié audit élément mâle (20) par sertissage dans une ferrule (51, 110). 4. Système de connecteur électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite ferrule (110) est coudée.