Brevet FR2717954A1 — publié le 19950929

La présente invention concerne un élément formant douille de contact femelle pour connecteur électrique, ainsi que le connecteur électrique équipé d'au moins un tel élément. L'invention s'applique en particulier à des connecteurs électriques de puissance. On connaît des connecteurs électriques comprenant une embase et une fiche dont les corps reçoivent respectivement deux inserts en matériau isolant pourvus l'un d'un certain nombre de broches de contact, l'autre d'un nombre correspondant de douilles de connexion des broches, et un verrou, généralement en forme de bague, de fixation ou de verrouillage de la fiche à l'embase. Ces connecteurs électriques connus doivent normalement assurer une bonne qualité de contact électrique entre broches et douilles. Malheureusement, la plupart des connecteurs électriques actuels ne remplissent pas cette fonction lorsqu'ils sont soumis à des conditions sévères d'utilisation, notamment lorsqu'ils sont soumis à des phénomènes vibratoires électriques et mécaniques occasionnant des coupures de courants traversant les connecteurs. De plus, les connecteurs électriques connus ont souvent tendance à s'échauffer lorsqu'ils véhiculent des courants d'intensités élevées, par exemple d'environ 125 ampères. Enfin, certains des connecteurs connus ont une structure telle qu'ils procurent une résistance non négligeable aux courants les traversant. La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients ci-dessus en proposant un élément formant douille de contact femelle pour connecteur électrique, comprenant à une extrémité un orifice destiné à l'insertion d'un élément de contact mâle à broche et à l'extrémité opposée un perçage de réception d'un conducteur électrique et qui est caractérisé en ce qu'il comprend un moyen formant piston logé coaxialement dans l'élément entre l'orifice d'insertion et le perçage de réception et pouvant être axialement déplacé, à l'encontre de la force de rappel d'un 2 2717954 ressort, par l'élément de contact mâle inséré dans l'orifice correspondant jusqu'à ce que le moyen formant piston soit en contact électrique avec le conducteur électrique fixé dans le perçage de réception de façon à assurer une continuité électrique directe et permanente entre le conducteur électrique et l'élément de contact mâle. Avantageusement, le moyen formant piston comprend une partie formant tête logée dans une chambre de l'élément et maintenue en appui, en position inactive, sur une paroi transversale délimitant la chambre par le ressort du type hélicoïdal de compression monté précontraint entre la partie formant tête et une paroi transversale opposée délimitant également la chambre, et une partie de prolongement en forme de tige traversant un perçage de l'élément débouchant dans le perçage de réception du conducteur électrique. De préférence, la partie de prolongement en forme de tige a une extrémité conique de façon à pénétrer à force sur une distance prédéterminée dans des brins du conducteur électrique lors du déplacement du moyen formant piston par l'élément de contact mâle en appui sur la partie formant tête, la portion de brins dans laquelle pénètre l'extrémité conique étant appliquée à force sur la portion de paroi interne correspondante du perçage de réception du conducteur électrique. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'orifice d'insertion de l'élément de contact mâle communiquant avec la chambre de logement de la partie formant tête du moyen formant piston est formé par des lames élastiques de contact situées sur une même circonférence et destinées à être maintenues en contact sur l'élément de contact mâle par un ressort annulaire. L'invention propose également un connecteur électrique du type comprenant une embase et une fiche dont les corps reçoivent respectivement deux inserts en matériau isolant pourvus l'un d'au moins un élément de contact mâle à broche, l'autre d'au moins un élément de contact femelle à douille de réception de l'élément de contact mâle, et un verrou de 3 2717954 fixation de la fiche à l'embase, et qui est caractérisé en ce que l'élément de contact femelle comprend un moyen formant piston logé dans celui-ci et pouvant être axialement déplacé, à l'encontre de la force de rappel d'un ressort, par l'élément de contact mâle lors de l'assemblage de la fiche à l'embase jusqu'à ce que le moyen formant piston soit en contact électrique avec un conducteur électrique fixé dans l'élément de contact femelle de façon à assurer une continuité électrique directe et permanente entre le conducteur électrique et l'élément de contact mâle. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexes donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un connecteur électrique conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue agrandie d'un élément formant douille de contact femelle du connecteur électrique de la figure 1 et auquel est connecté un élément de contact mâle à broche; et la figure 3 représente l'élément formant douille de la figure 2 en position inactive. En se reportant aux figures, le connecteur électrique 1 comprend une embase 2 et une fiche 3 fixée à l'embase 2 par un verrou 4 en forme de bague de verrouillage. Le corps de l'embase 2 comprend deux parties respectivement 5 et 6 solidarisées ensemble, la partie de corps 5 recevant un insert en matériau isolant 7 pourvu d'un certain nombre de passages ou perçages 8 de réception d'éléments formant douilles de contact femelle 9, dont un seul est représenté en figure 1, et d'un passage ou perçage de réception d'un élément formant douille de contact femelle 11 connu en soi et destiné à former une connexion de mise à la terre. L'élément formant douille 11 est fixé dans le perçage correspondant 10 par au moins une vis de fixation 4 2717954 12 traversant transversalement la partie de corps 5 dans laquelle est noyée la tête de la vis 12, la paroi latérale de l'insert 7 et une paroi latérale lla d'un embout d'extrémité de réception d'un conducteur électrique de terre (non représenté), qui est fixé par sertissage dans l'embout lla de l'élément 11. Chaque élément formant douille 9 est fixé dans son perçage correspondant 8 par un manchon 13 en matériau isolant fileté extérieurement pour s'engager dans un trou taraudé correspondant 14 du perçage 8 et bloquer l'élément 9 dans le perçage 8 par son extrémité venant en appui sur une collerette 15 en butée contre un épaulement circulaire 16 de l'insert 7. Chaque élément formant douille 9 comprend de plus à une extrémité un embout cylindrique 17 faisant saillie dans le manchon 13 coaxialement à celui-ci et comportant un perçage 18 de réception de l'extrémité dénudée d'un fil électrique 19 fixée dans l'embout 17 par sertissage. Dans le cas présent, le fil dénudé est constitué d'un grand nombre de brins conducteurs 19a. Les fils conducteurs 19, avant d'atteindre les éléments formant douilles correspondants 9, proviennent d'un câble 20 fixé à la partie de corps 6 de l'embase 2 par un ensemble plaques 21-vis 22 l'enserrant et à partir duquel ensemble les différents fils 19 sont répartis vers les éléments 9 à travers la partie de corps 6. L'insert 7 est fixé dans la partie de corps 5 par au moins une goupille transversale 23. La fiche 3 a un corps 24 dans lequel est fixé, également par une goupille transversale 25, un insert 26 en matériau isolant comprenant un certain nombre de passages ou perçages 27 recevant des éléments de contact mâle à broches 28 s'engageant, en position assemblée de la fiche 3 à l'embase 2, respectivement dans des orifices 29 des éléments 9 opposés aux embouts 17 pour assurer une connexion électrique entre les éléments 9 et 28. Chaque orifice 29 d'insertion d'une broche 28a d'un élément 28 est formé par des lames élastiques de contact 30 situées à intervalles réguliers sur une même circonférence et maintenues en contact 2717954 électrique sur la broche 28a de l'élément 28 par un ressort annulaire 31. Chaque élément 28 est fixé dans le perçage correspondant 27 de la même manière que chaque élément 9, c'est-à-dire par un manchon en matériau isolant 32 fixé par vissage dans le perçage 27 de façon que son extrémité vienne en appui sur une collerette 33 de l'élément 28 pour la bloquer contre un épaulement circulaire 34 de l'insert 26. Chaque élément 28 comprend un embout cylindrique 35 à perçage 36 de réception de la partie dénudée à multiples brins 37a d'un fil électrique 37 et fixes dans l'embout 35 par sertissage. L'insert 26 comprend également un passage percé 38 recevant un élément de contact mâle 39 à broche 39a s'engageant dans un orifice de réception correspondant de l'élément 11 pour assurer la connexion de mise à la terre, cet orifice étant défini par des lames élastiques de contact llb situées régulièrement sur une même circonférence et maintenues en contact électrique sur la broche 39a par un ressort annulaire 40. L'élément 39 est fixé dans l'insert 26 par une vis de fixation 41 de la même que l'élément 11. La fiche 3 comporte une portion cylindrique 42 prolongeant le corps 24 et s'engageant sur une portée cylindrique correspondante 43 de la partie de corps 5 de l'embase 2. La portion cylindrique 42 est fixée sur la portée 43 par la bague de verrouillage 4 ayant une partie interne filetée s'engageant sur une partie filetée de la portion cylindrique 42 pour amener cette dernière en butée contre un épaulement circulaire 44 de la partie de corps 5. La bague 4 est immobilisée en translation, lorsque la portion cylindrique 42 est en butée contre l'épaulement 44, par un épaulement circulaire 46 de la bague 4 venant en butée contre un autre épaulement circulaire 47 de la partie de corps 5. Selon l'invention, chaque élément formant douille 9 comprend un moyen formant piston 48 logé dans l'élément 9 coaxialement à celui-ci entre l'orifice 29 d'insertion de la broche 28a de l'élément de contact 28 et le perçage 18 de réception des brins 19a du fil conducteur 19. Le moyen 6 2717954 formant piston 48 comprend une partie formant tête 49 logée dans une chambre 50 délimitée par deux parois transversales opposées 51, 52 de l'élément 9 et prolongeant coaxialement l'orifice d'insertion 29. En fait, l'orifice 29 et la chambre 50 sont formés par les lames élastiques 30. Le moyen formant piston 48 comprend de plus une partie en forme de tige 53 prolongeant la partie formant tête 49 et traversant un passage 54 percé dans l'élément 9 pour déboucher dans le perçage 18 de réception des brins 19c. La partie en forme de tige 53 a son extrémité libre de forme conique et est réalisée en une seule pièce avec la partie formant tête 49. La partie formant tête 49 du moyen formant piston 48 est maintenue, en position inactive représentée en figure 3, en appui sur la paroi transversale 52 par un ressort hélicoïdal de compression 55 monté précontraint entre la paroi transversale 51 et un épaulement 49a de la partie formant tête 49. En assemblant la fiche 3 sur l'embase 2, chaque broche 28a d'un élément de contact 28 pénètre dans l'orifice d'insertion 29 et vient en appui sur la partie formant tête 49 du moyen formant piston 48 qui est axialement déplacé, à l'encontre de la force de rappel du ressort 55, de façon que l'extrémité conique 53a de la partie formant tige 53 pénètre à force dans la portion d'extrémité des brins 19a sur une distance déterminée par l'épaulement circulaire 44 délimitant la distance d'insertion ou enfoncement des broches 28a dans les orifices respectifs 29 des éléments formant douilles 9. Le moyen formant piston 48 assure ainsi efficacement une continuité électrique directe constante entre les brins 19a et la broche 28a contre laquelle est appliquée à force le moyen formant piston 48 par le ressort comprimé 55. De plus, la portion des brins 19a entourant l'extrémité de la partie formant tige 53 du moyen formant piston 48 est appliquée à force sur la portion de paroi interne correspondante du perçage de réception 18, ce qui améliore la qualité de contact des brins 19a dans le perçage 18. Cette continuité électrique est constamment assurée par le moyen formant 7 2717954 piston 48 indépendamment des vibrations susceptibles d'être appliquées au connecteur électrique et de leurs fréquences, lorsque le connecteur est utilisé dans des conditions sévères. Des essais ont montré qu'un connecteur électrique équipé d'éléments formant douilles conformes à l'invention sont nettement moins sujets à un échauffement lorsqu'utilisé comme connecteur de puissance, par rapport aux connecteurs de puissance classiques. On notera également que le courant électrique circulant dans l'élément formant douille passe non seulement directement de la broche 28a aux brins 19c à travers le moyen formant piston 48, mais également par l'intermédiaire du ressort 55 et bien entendu par le corps de l'élément formant douille 9 en matériau à base de cuivre. Ceci contribue à faciliter le passage du courant électrique et donc à réaliser un élément formant douille de contact de résistance électrique quasiment nulle. Le connecteur électrique peut être utilisé non seulement comme connecteur de puissance électrique comme déjà expliqué précédemment, mais également comme connecteur pour le passage de signaux électriques d'information ou de contrôle d'intensités relativement faibles. 8 2717954 REVENDICATIONS 1. Elément formant douille de contact femelle (9) pour connecteur électrique (1), comprenant à une extrémité un orifice (29) destiné à l'insertion d'un élément de contact mâle à broche (28) et à l'extrémité opposée un perçage (18) de réception d'un conducteur électrique (19), caractérisé en ce qu'il comprend un moyen formant piston (48) logé coaxialement dans l'élément (9) entre l'orifice d'insertion (29) et le perçage de réception (18) et pouvant être axialement déplacé, à l'encontre de la force de rappel d'un ressort (55), par l'élément de contact mâle (28) inséré dans l'orifice correspondant (29) jusqu'à ce que le moyen formant piston (48) soit en contact électrique avec le conducteur électrique (19) fixé dans le perçage de réception (18) de façon à assurer une continuité électrique directe et permanente entre le conducteur électrique (19) et l'élément de contact mâle (28). 2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen formant piston (48) comprend une partie formant tête (49) logée dans une chambre (50) de l'élément (9) et maintenue en appui, en position inactive, sur une paroi transversale (52) délimitant la chambre (50) par le ressort (55) du type hélicoïdal de compression monté précontraint entre la partie formant tête (49) et une paroi transversale opposée (51) délimitant également la chambre (50), et une partie de prolongement en forme de tige (53) traversant un perçage (54) de l'élément (9) débouchant dans le perçage de réception (18) du conducteur électrique (19). 3. Elément selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie de prolongement (53) du moyen formant piston (48) a une extrémité conique (53a) de façon à pénétrer à force sur une distance prédéterminée dans des brins (19a) du conducteur électrique (19) lors du déplacement du moyen formant piston (48) par l'élément de contact mâle (28) en appui sur la partie formant tête (49), la portion des brins 9 2717954 (19a) dans laquelle pénètre l'extrémité conique (53a) étant appliquée à force sur la portion de paroi interne correspondante du perçage (18) de réception du conducteur électrique (19). 4. Elément selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'orifice d'insertion (29) de l'élément de contact mâle (28) communiquant avec la chambre de logement (50) de la partie formant tête (49) du moyen formant piston (48) est formé par des lames élastiques de contact (30) situées sur une même circonférence et destinées & être maintenues en contact sur l'élément de contact mâle (28) par un ressort annulaire (31). 5. Connecteur électrique du type comprenant une embase (2) et une fiche (3) dont les corps (5; 24) reçoivent respectivement deux inserts (7; 26) en matériau isolant pourvus l'un d'au moins un élément de contact mâle à broche (28), l'autre d'au moins un élément de contact femelle (9) à douille de réception de l'élément de contact mâle (28), et un verrou (4) de fixation de la fiche (3) à l'embase (2), caractérisé en ce que l'élément de contact femelle (9) comprend un moyen formant piston (48) logé dans celui-ci et pouvant être axialement déplacé, à l'encontre de la force de rappel d'un ressort (55), par l'élément de contact mâle (28) lors de l'assemblage de la fiche (3) à l'embase (2) jusqu'à ce que le moyen formant piston (48) soit en contact électrique avec un conducteur électrique (19) fixé dans l'élément de contact femelle (9) de façon à assurer une continuité électrique directe et permanente entre le conducteur électrique (19) et l'élément de contact mâle (28). 6. Connecteur électrique selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen formant piston (48) comprend une partie formant tête (49) logée dans une chambre (50) de l'élément de contact femelle (9) et maintenue en appui, en position inactive, sur une paroi transversale (52) délimitant la chambre (50) par le ressort (55) du type hélicoïdal de compression monté précontraint entre la partie formant tête (49) et une paroi opposée (51) délimitant également la 2717954 chambre (50), et une partie de prolongement en forme de tige (53) traversant un perçage (54) de l'élément de contact femelle (9) débouchant dans un perçage (18) de réception du conducteur électrique (19). 7. Connecteur électrique selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la partie de prolongement (53) du moyen formant piston (48) a une extrémité conique (53a) de façon à pénétrer à force, sur une distance déterminée par un épaulement (44) du corps de fiche (3) ou d'embase (2) délimitant l'enfoncement de l'élément de contact mâle (28), dans des brins (19a) du conducteur électrique (19) lors du déplacement du moyen formant piston (48) par l'élément de contact mâle (28) en appui sur la partie formant tête (49), la portion de brins (19a) dans laquelle pénètre l'extrémité conique (53a) étant appliquée à force sur la portion de paroi interne correspondante du perçage (18) de réception du conducteur électrique (19). 8. Connecteur électrique selon l'une des revendications à 7, caractérisé en ce que l'orifice (29) de l'élément de contact femelle (9) dans lequel s'engage l'élément de contact mâle (28) est formé par des lames élastiques de contact (30) situées sur une même circonférence et maintenues en contact électrique sur l'élément de contact mâle (28) par un ressort annulaire (31). 9. Connecteur électrique selon l'une des revendications à 8, caractérisé en ce qu'il est utilisé comme connecteur de puissance électrique.