Brevet FR2890795A1 — publié le 20070316

La présente invention concerne le domaine technique des ensembles de connexions permettant d'assurer le raccordement électrique entre, par exemple, un dispositif à commander et son unité de commande. Dans une application, préférée mais non exclusive, l'invention concerne le raccordement électrique entre un élément chauffant d'un radiateur électrique et son unité de pilotage et d'alimentation. Dans le cadre de cette application préférée, le raccordement, entre l'élément chauffant et son unité de pilotage, est réalisé en usine par soudures ou au moyen de connecteurs électriques individuels sertis sur les fils d'alimentation de l'élément chauffant et de son unité de pilotage pour, ensuite, être connectés les uns aux autres. Une telle façon de procéder donne généralement satisfaction lorsqu'il est possible de livrer le corps du radiateur, assemblé avec son unité de pilotage. Cependant, lorsque pour des raisons d'encombrement et/ou de transport, il est nécessaire de livrer le corps du radiateur et son unité de pilotage en kit, non assemblés l'un avec l'autre. En effet, dans ce dernier cas, l'utilisation de connecteurs électriques individuels est fastidieuse pour l'utilisateur final ou l'installateur et ne permet pas d'offrir des conditions de sécurité optimales et de garantir la conformité aux normes en vigueur des branchements réalisés lors du raccordement électrique de l'élément chauffant avec son unité de pilotage et d'alimentation. De plus, le système de connecteurs électriques individuels n'empêche pas le raccordement d'un élément chauffant et d'une unité de commandes électriquement incompatibles, ce qui peut entraîner des dommages lors de la mise en service. Il est donc apparu le besoin d'un nouveau type de dispositif de connexion qui permette de réaliser rapidement une connexion fiable et conforme aux normes de sécurité en vigueur entre deux dispositifs électriques et, notamment, entre un dispositif à commander et son unité de commande. Afin d'atteindre cet objectif, l'invention concerne, un ensemble de connexion électrique comprenant un connecteur mâle et un connecteur femelle, destinés à coopérer l'un avec l'autre. Selon l'invention, le connecteur mâle comprend: ^ un corps d'emboîtement, de forme générale cylindrique, de révolution dont l'axe A correspond à une direction d'emboîtement du connecteur mâle dans le connecteur femelle, ^ au niveau de la tête du corps, un contact électrique raccordé à un conducteur électrique s'étendant à l'intérieur du connecteur mâle, É une gorge annulaire de verrouillage aménagée sur le corps à distance de la tête, É et des moyens de contact, électriquement conducteurs, disposés dans la gorge de verrouillage et raccordés à un conducteur électrique s'étendant à l'intérieur du connecteur mâle. Selon l'invention, le connecteur femelle comprend alors: ^ un corps de réception comprenant une chambre d'emboîtement du corps d'emboîtement du connecteur mâle, ^ au fond de la chambre, un contact électrique destiné à coopérer avec le contact de tête du connecteur mâle et raccordé à un conducteur électrique, ^ et, à distance du fond de la chambre, des moyens de verrouillage électriquement conducteurs, raccordés à un conducteur électrique et destinés à venir s'engager dans la gorge annulaire du connecteur mâle lors de son emboîtement pour, d'une part, bloquer automatiquement le mouvement axial du connecteur mâle sans entraver la rotation axiale du connecteur mâle par rapport au connecteur femelle et, d'autre part, assurer, quelle que soit la position angulaire du connecteur mâle par rapport au connecteur femelle, un appui d'une partie au moins des moyens de verrouillage contre les moyens de contact de la gorge. 2890795 3 Il apparaît que le simple emboîtement du connecteur mâle dans le connecteur femelle permet de réaliser, de manière simultanée, un raccordement électrique entre deux paires de conducteurs, chaque conducteur d'une paire étant raccordé avec un conducteur de l'autre paire. De plus, le caractère automatique du verrouillage permet de réaliser ce raccordement sans outillage particulier. Par ailleurs, la forme de réalisation du verrouillage, par engagement de moyens de verrouillage dans une gorge, permet de définir une seule position de verrouillage dans laquelle les contacts électriques sont francs tandis que, en dehors de cette position, l'ensemble des connexions électriques n'est pas réalisé, de sorte que le dispositif, associé au connecteur mâle, n'est pas électriquement raccordé au dispositif associé au connecteur femelle. Cette caractéristique contribue à la sécurité de l'utilisateur. De plus, la forme de réalisation du verrouillage permet d'utiliser le dispositif de connexion selon l'invention pour indexer la position relative des dispositifs électriques, associés aux connecteurs mâle et femelle, tout en permettant une rotation relative de ces derniers autour de l'axe A. Selon une caractéristique préférée de réalisation de l'invention, les moyens de verrouillage du connecteur femelle assurent un verrouillage réversible du connecteur mâle dans le connecteur femelle, de manière à permettre un démontage facile de la connexion réalisée. Bien entendu, il pourrait également être envisagé d'assurer un verrouillage irréversible interdisant tout démontage une fois le connecteur mâle engagé dans le connecteur femelle. Selon une caractéristique de l'invention, les connecteurs mâle et femelle comprennent des moyens de détrompage interdisant l'introduction d'un connecteur mâle dans un connecteur femelle non compatible. Selon l'invention les moyens de détrompage peuvent être réalisé de toute manière appropriée dans la mesure où le moyen de détrompage du connecteur mâle et complémentaire de celui du connecteur femelle. Ainsi, les moyens de détrompage peuvent par exemple comprendre une ou plusieurs conformations convexes saillantes aménagées sur le connecteur mâle et/ou femelle et destiné à venir s'engager dans des conformations en creux ou concaves aménagées sur l'autre connecteur. Dans une forme de réalisation préférée les moyens de détrompage seront réalisés pour interdire l'interconnexion d'un connecteur mâle avec un connecteur femelle non compatible tout en ne faisant pas obstacle à la rotation relative d'un connecteur mâle et d'un connecteur femelle compatibles interconnectés. Selon une autre caractéristique de l'invention, la gorge de verrouillage est réalisée dans un élément électriquement conducteur formant les moyens de contact. Dans le cadre de cette forme de réalisation, les moyens de verrouillage seront réalisés pour comprendre, de préférence, au moins un élément conducteur qui est mobile en translation radiale, entre une position d'extension et une position de rétraction, et qui est asservi, en position d'extension, par un organe élastique pour, en position d'extension, lors de l'engagement du connecteur mâle dans le connecteur femelle, venir s'engager dans la gorge de verrouillage et en appui sur le contact annulaire. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le contact de fond du connecteur femelle comprend un ressort. Selon l'invention, les éléments constitutifs des connecteurs mâle et femelle peuvent être réalisés en tout matériau approprié et, dans une forme préférée de réalisation, le corps d'emboîtement et le corps de réception sont réalisés en matériau électriquement isolant. Bien entendu, les différentes caractéristiques de l'invention évoquées cidessus peuvent être mises en oeuvre les unes avec les autres selon différentes combinaisons, lorsqu'elles ne sont pas exclusives les unes des autres. Par ailleurs, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui 2890795 5 montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une coupe partielle d'un connecteur mâle constitutif d'un ensemble de connexion électrique selon l'invention. La fig. 2 est une coupe d'un connecteur femelle constitutif d'un ensemble de connexion électrique selon l'invention. La fig. 3 est une coupe partielle, analogue aux fig. 1 et 2, montrant les connecteurs mâle et femelle emboîtés l'un dans l'autre pour former l'ensemble de connexion électrique selon l'invention. Les fig. 4 à 6 sont des vues analogues respectivement aux fig. 1 à 3 montrant une variante de réalisation de l'invention mettant en oeuvre des moyens de détrompage. La fig. 7 est une coupe selon la ligne VII-VII de la fig. 4. La fig. 8 est une vue de gauche du connecteur femelle illustré à la fig. 5. Un ensemble de connexions électriques selon l'invention comprend un connecteur mâle 1 et un connecteur femelle 2, illustrés, respectivement, aux fig. 1 et 2. Comme cela ressort plus particulièrement de la fig. 1, le connecteur mâle 1 comprend un corps d'emboîtement 10 qui possède une forme générale cylindrique de révolution d'axe A. Le corps d'emboîtement 10 est, de préférence, réalisé dans un matériau isolant, non conducteur de l'électricité. Le corps d'emboîtement 10 est, selon l'exemple illustré, solidaire d'une embase 11 munie d'un filetage 12 permettant la fixation du connecteur mâle sur un support. Bien entendu, l'embase 11 pourrait présenter une toute autre forme, en fonction de la nature du dispositif électrique devant être raccordé au moyen du connecteur mâle 1. Selon l'invention, le corps d'emboîtement 10 présente, au niveau de sa tête 13 et à l'opposé de l'embase 11, un contact électrique 14 raccordé à un conducteur électrique 15, illustré en traits mixtes, s'étendant à l'intérieur du connecteur mâle 1. Selon une autre caractéristique essentielle de l'invention, le connecteur mâle 1 comprend, au niveau du corps d'emboîtement 10, une gorge annulaire de verrouillage 16 aménagée à distance de la tête 13 et de l'embase 11. Le connecteur mâle de 1 comprend alors, également, des moyens de contact électriquement conducteurs 17, disposés dans ou en relation avec la gorge de verrouillage 16. Les moyens de contact 17 sont raccordés à un conducteur électrique 18, illustré en traits mixtes, s'étendant à l'intérieur du connecteur mâle 1. Selon l'exemple représenté à la fig. 1, les moyens de connexion 17 sont réalisés sous la forme d'une bague électriquement conductrice dans laquelle la gorge annulaire 16 est usinée. Bien entendu, selon l'invention, les moyens de contact 17 pourraient être réalisés d'une toute autre manière et, par exemple, comprendre une série de contacts discrets, disposés dans le fond de la gorge 16 réalisée en matériau électriquement isolant. Afin de coopérer avec le connecteur mâle 1, le dispositif ou ensemble de connexion selon l'invention comprend, en outre, le connecteur femelle 2, plus particulièrement illustré à la fig. 2. Le connecteur femelle 2 comprend un corps de réception 20, à l'intérieur duquel est aménagée une chambre d'emboîtement 21, destinée à accueillir le corps d'emboîtement 10. Ainsi, la chambre d'emboîtement 21 présente une forme générale cylindrique de révolution d'axe 0' dont le diamètre interne D est supérieur ou égal au diamètre externe d du corps d'emboîtement 10 et de préférence égal, au jeu d'emboîtement près, au diamètre d. De manière préférée, le corps de réception 20 est réalisé en matériau électriquement isolant, tel que, par exemple, une matière plastique. Au fond de la chambre d'emboîtement 21, le connecteur femelle 2 comprend un contact électrique 22, destiné à coopérer avec le contact de tête 14. Selon l'exemple illustré, le contact de fond 22 est réalisé sous la forme d'un ressort, électriquement conducteur, raccordé à un conducteur électrique 23. Afin de permettre un verrouillage de la position du corps d'emboîtement 10 dans le connecteur femelle 2, tout en autorisant une connexion électrique avec les moyens de contact 16, le connecteur femelle 2 comprend, en outre, à distance de son fond 24 et de son ouverture 25, des moyens 26 de verrouillage, électriquement conducteurs, raccordés à un conducteur électrique 27. Selon l'invention, les moyens de verrouillage 26 peuvent être réalisés de toute façon appropriée, dans la mesure où ils sont aptes à coopérer, d'une part, avec la gorge de verrouillage 16 pour immobiliser axialement le corps 10 dans la chambre 21 et, d'autre part, avec les moyens de contact 17 pour assurer le raccordement électrique du conducteur 18 avec le conducteur 27. Selon l'exemple illustré, les moyens de verrouillage 26 comprennent trois éléments conducteurs 28, disposés à 120 les uns des autres et dont seuls deux sont visibles à la fig. 2. Chaque élément conducteur 28 est, ici, formé par une bille placée dans un alésage radial 29 débouchant dans la chambre 21. Les éléments conducteurs 28 sont tous liés à un même organe élastique 30, en l'espèce une bague reliée électriquement au conducteur 27. Ainsi, chaque élément conducteur 28 est mobile en translation radiale, perpendiculairement à l'axe A', entre une position de rétraction à l'intérieur de l'alésage 29 et une position d'extension, dans laquelle l'élément conducteur 28 s'étend, en partie au moins, en saillie à l'intérieur de la chambre 21. Le connecteur mâle 1 et le connecteur femelle 2 selon l'invention sont 25 mis en oeuvre de la manière suivante. Les conducteurs 15 et 18 sont raccordés à un premier dispositif électrique, tel que, par exemple, un élément chauffant, tandis que les conducteurs électriques 23 et 27 sont raccordés à un second dispositif électrique, tel que, par exemple, une unité de commande et d'alimentation. Afin de raccorder électriquement le premier dispositif au second dispositif, le corps 10 du connecteur mâle 1 est dans la chambre 21 du connecteur femelle 2. Lors de cet engagement, les éléments 20 et 28 sont repoussés en position de rétraction par le corps 10. Afin de faciliter ce mouvement et donc l'engagement du corps 10, ce dernier présente, à proximité de sa tête 13, un chanfrein 31. L'engagement du corps 10 se poursuit jusqu'à ce que les l'éléments 28 viennent se placer dans la gorge 16, assurant ainsi un blocage du mouvement axial du corps 10 dans la chambre 21, tout en autorisant une rotation relative du connecteur mâle 1 et du connecteur femelle 2 autour de l'axe A. Dans cet état, tel qu'illustré à la fig. 3, les éléments 28 sont en appui sur le contact 17 et le contact de tête 14 est en appui sur le contact de fond 22, de sorte que le conducteur 18 est raccordé électriquement au conducteur 27, tandis que le conducteur 15 est raccordé électriquement au conducteur 23. Ainsi, l'ensemble de connexion selon l'invention permet d'assurer un raccordement fiable entre quatre conducteurs en une seule opération. De plus, le verrouillage obtenu permet à l'ensemble de connexion selon l'invention de supporter, sans se désolidariser, un effort à la traction facilitant ainsi la mise en place et le réglage de la position relative des dispositifs électriques associés aux connecteurs mâle 1 et femelle 2. Il doit être remarqué que, selon cet exemple, il est possible de désolidariser, sans destruction, le connecteur mâle 1 du connecteur femelle 2 en exerçant un effort plus important, de sorte que le verrouillage réalisé est réversible. Selon l'exemple décrit précédemment et illustrés aux fig. 1 à 3, les moyens de verrouillage 26 comprennent trois éléments 28. Toutefois, les moyens de verrouillage 26 pourraient comprendre plus ou moins de trois éléments 28. De même, il pourrait être envisagé de réaliser les moyens de verrouillage 26 sous la forme d'une bague conductrice élastique, disposée pour, au repos, faire saillie partiellement à l'intérieur de la chambre 20. Dans ce dernier cas, les moyens de contact 17 pourraient être constitués par un ou plusieurs éléments conducteurs ponctuels disposés dans la gorge 16. Selon une variante de réalisation plus particulièrement illustrée aux fig. 4 à 8, les connecteurs mâle 1 et femelle 2 comprennent des moyens de détrompage 40 et 41 interdisant I'enfichage dans le connecteur femelle 2 d'un connecteur mâle 1 qui ne serait pas compatible. Cette caractéristique avantageuse de l'invention permet d'éviter le raccordement au moyen des connecteurs mâle 1 et femelle 2 de deux dispositifs électriques qui ne seraient pas destinés à être raccordés ensemble. Selon l'exemple illustré, les moyens de détrompage 40 du connecteur mâle 1 comprennent un épaulement annulaire 42 placé à l'opposé de la tête 13 par rapport à la gorge 16 et situé à distance de la gorge 16 et de l'embase 11. Comme le montre plus particulièrement la fig. 7 l'épaulement annulaire 42 comprend en outre une rainure axiale dont la fonction apparaîtra par la suite. Les moyens de détrompage 41 du connecteur femelle 2, comprennent une chambre 44 aménagée au niveau de l'ouverture 25. La chambre 44 présente un diamètre supérieur à celui de la chambre 21 et sensiblement égale, au jeu d'emboîtement près, à celui de l'épaulement 42. La chambre 44 présente en outre une nervure ou conformation saillante 45 de direction axiale s'étendant sur une partie seulement de la hauteur de la chambre 44 à partir de l'ouverture 25. La nervure 45 est réalisée de manière à présenter des dimensions lui permettant de passer dans la rainure 43. Ainsi, la nervure 45 permet de faire obstacle à l'engagement dans le connecteur femelle 2 d'un connecteur mâle 1 possédant un épaulement annulaire 42 dépourvu de nervure. En revanche, lorsque l'épaulement 42 présente la rainure 43, il est possible d'engager le connecteur mâle 1 dans le connecteur femelle 2, comme cela est montré à la fig. 6. La hauteur et le positionnement de la nervure 45 et de l'épaulement 42 sont alors choisies pour que lorsque l'ensemble de connexion est en position de verrouillage la nervure 45 soit dégagée de la rainure 43 de sorte que le connecteur mâle 1 peut connaître un mouvement de rotation axiale par rapport au connecteur femelle 2. Ainsi, il est possible de concevoir une famille de dispositifs de connexion selon l'invention dont les connecteurs mâles et les connecteurs femelles ne présentent pas le même nombre de nervures 45 et de rainures 43 de manière que seuls certains des connecteurs mâles et des connecteurs femelles puissent être interconnecter tandis que l'interconnexion avec certains des autres connecteurs mâles et/ou femelle est impossible. Cette disposition de l'invention peut alors être mis à profit pour utiliser les ensembles de connexions en associant les connecteurs mâles à des éléments chauffants de puissances différentes et les connecteurs femelles à des dispositifs de pilotage et d'alimentation de puissances également différentes. La mise en oeuvre des connecteurs mâles et des connecteurs femelle sera alors réalisée de manière que s'il ne soit pas possible de brancher un éléments chauffant sur une alimentation ne présentant pas une puissance suffisante pour l'alimenter tandis qu'il sera possible de brancher un élément chauffant sur une alimentation présentant une puissance égale ou supérieure à celle nécessaire pour son alimentation. Bien entendu selon l'invention de telles familles d'ensemble de connexions pourrait être utilisé pour d'autres applications. De même, diverses autres modifications peuvent être apportées à l'invention sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Ensemble de connexion électrique comprenant un connecteur mâle (1) et un connecteur femelle (2), destinés à coopérer l'un avec l'autre, caractérisé en ce que: É le connecteur mâle (1) comprend: un corps d'emboîtement (10) de forme générale cylindrique de révolution, dont l'axe (A) correspond à une direction d'emboîtement du connecteur mâle (1) dans le connecteur femelle (2), ^ au niveau de la tête (13) du corps, un contact électrique (14), raccordé à un conducteur électrique (15) s'étendant à l'intérieur du connecteur mâle (1), É une gorge annulaire de verrouillage (16), aménagée sur le corps à distance de la tête (13), ^ et des moyens (17) de contact, électriquement conducteurs, disposés dans ou en relation avec la gorge de verrouillage (16) et raccordés à un conducteur électrique (18) s'étendant à l'intérieur du connecteur mâle, ^ le connecteur femelle (2) comprend: É un corps de réception (20) comprenant une chambre (21) d'emboîtement du corps d'emboîtement du connecteur mâle, ^ au fond (24) de la chambre (21), un contact électrique (22) destiné à coopérer avec le contact de tête (14) du connecteur mâle, É et, à distance du fond (24) de la chambre (21), des moyens (26) de verrouillage, électriquement conducteurs, destinés à venir s'engager dans la gorge annulaire (16) du connecteur mâle lors de son emboîtement pour, d'une part, bloquer automatiquement le mouvement axial du connecteur mâle sans entraver la rotation axiale du connecteur mâle par rapport au connecteur femelle et, d'autre part, assurer, quelle que soit la position angulaire du connecteur mâle par rapport au connecteur femelle, un appui d'une partie au moins des moyens de verrouillage (26) contre les moyens de contact (17) de la gorge (16). 2 - Ensemble de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage (26) du connecteur femelle assurent un verrouillage réversible du connecteur mâle dans le connecteur femelle. 3 - Ensemble de connexion selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la gorge de verrouillage (16) est réalisée dans un élément électriquement conducteur (17) formant les moyens de contact et en ce que les moyens de verrouillage (26) comprennent au moins un élément conducteur (28) qui est mobile en translation radiale, entre une position d'extension et une position de rétraction, et qui est asservi, en position d'extension, par un organe élastique pour, en position d'extension lors de l'engagement du connecteur mâle dans le connecteur femelle, venir s'engager dans la gorge de verrouillage et en appui sur le contact annulaire. 4 - Ensemble de connexion selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le contact de fond (22) comprend un ressort. 5 - Ensemble de connexion selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le corps d'emboîtement (10) et le corps de réception (20) sont réalisés en matériau électriquement isolant. 6 - Ensemble de connexion selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les connecteurs mâle (1) et femelle (2) comprennent 25 des moyens de détrompage (40, 41) 7 - Connecteur mâle destiné à coopérer avec un connecteur femelle, caractérisé en ce qu'il comprend: É un corps d'emboîtement de forme générale cylindrique de révolution, dont l'axe 0 correspond à une direction d'emboîtement du connecteur mâle dans le connecteur femelle, ^ au niveau de la tête du corps, un contact électrique raccordé à un conducteur électrique s'étendant à l'intérieur du connecteur mâle, É une gorge annulaire de verrouillage aménagée sur le corps à distance de la tête, et des moyens de contact, électriquement conducteurs, disposés dans la gorge de verrouillage et raccordés à un conducteur électrique s'étendant à l'intérieur du connecteur mâle. 8 - Connecteur mâle selon la revendication 7, caractérisé en ce que la gorge de verrouillage est réalisée dans un élément électriquement 10 conducteur formant les moyens de contact. 9 - Connecteur mâle selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détrompage (40). - Connecteur femelle destiné à coopérer avec un connecteur mâle, caractérisé en ce qu'il comprend: ^ un corps de réception comprenant une chambre d'emboîtement d'un corps d'emboîtement du connecteur mâle, ^ au fond de la chambre, un contact électrique destiné à coopérer avec un contact de tête du connecteur mâle, É et, à distance du fond de la chambre, des moyens de verrouillage électriquement conducteurs, destinés à venir s'engager dans une gorge annulaire du connecteur mâle lors de son emboîtement pour, d'une part, bloquer le mouvement de translation axiale du connecteur mâle sans entraver la rotation axiale du connecteur mâle par rapport au connecteur femelle et, d'autre part, assurer, quelle que soit la position angulaire du connecteur mâle par rapport au connecteur femelle, un appui d'une partie au moins des moyens de verrouillage contre des moyens de contact offerts par la gorge du connecteur mâle. 11 - Connecteur femelle selon la revendication 10, caractérisé en ce que 30 en ce que les moyens de verrouillage comprennent au moins un élément conducteur qui est mobile en translation radiale, entre une position d'extension à l'intérieur de la chambre et une position de rétraction, et qui est asservi, en position d'extension, par un organe élastique. 12 - Connecteur femelle selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en 5 ce que le contact de fond comprend un ressort (24). 13 - Connecteur femelle selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détrompage (41).