EP1103089B1 - Dispositif hermaphrodite de connexion electrique - Google Patents

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EP1103089B1
EP1103089B1 EP99936686A EP99936686A EP1103089B1 EP 1103089 B1 EP1103089 B1 EP 1103089B1 EP 99936686 A EP99936686 A EP 99936686A EP 99936686 A EP99936686 A EP 99936686A EP 1103089 B1 EP1103089 B1 EP 1103089B1
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EP
European Patent Office
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connector
ring
pattern
operate
receive
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP99936686A
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German (de)
English (en)
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EP1103089A1 (fr
Inventor
Jacques Bodin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sercel SAS
Original Assignee
Sercel SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Sercel SAS filed Critical Sercel SAS
Publication of EP1103089A1 publication Critical patent/EP1103089A1/fr
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Publication of EP1103089B1 publication Critical patent/EP1103089B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/84—Hermaphroditic coupling devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/521—Sealing between contact members and housing, e.g. sealing insert
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/623—Casing or ring with helicoidal groove

Definitions

  • the present invention relates to connection devices intended to connect together wiring elements conducting energy and signals and / or devices for acquisition, transmission, processing or signal storage.
  • the invention relates to the connectors used in the field of geophysics for the constitution of sets on-site data acquisition and processing.
  • networks made up of sensors such as geophones or hydrophones, connected by cables to boxes intermediaries which each concentrate the sensor signals being their connected, said intermediate boxes themselves being connected by cables to a central processing unit (CPU) to which they transmit the signals that they have concentrated.
  • CPU central processing unit
  • Such networks commonly called “combs”, are used in terrestrial or maritime environment, and require the implementation of significant logistical resources (deployment of combs, towing in maritime environment, etc) and expensive.
  • current connectors generally include means mechanical attachment using threads. This makes manipulations hooking and unhooking relatively complex connectors, and exposes the connection to the risk of seizure in aggressive environments.
  • the object of the invention is to make it possible to produce a connection device using two symmetrical and hermaphroditic connectors, particularly simple handling.
  • a electrical connection device especially for building systems acquisition and processing of geophysical data, made up of the association two identical electrically hermaphrodite connectors and mechanically, each connector comprising on the one hand a body carrying a set of connection pins and secondly a ring surrounding the base of the body of the connector and able to be moved in rotation relative to said body, the connector ring with a raised pattern for attachment to the associated connector, characterized in that the body of each connector has two stages of relief pattern including a front stage of relief essentially complementary to the pattern of the ring to cooperate with the pattern the associated connector ring in a locked position of the device and a rear stage to cooperate with the pattern of the ring of the same connector in a retracted position of said ring.
  • the invention proposes taking electrical connection, especially for building systems acquisition and processing of geophysical data, said socket being intended to be carried by a case and to cooperate with one of the connectors of the devices according to the aspects mentioned above.
  • the invention provides a stopper for protection for attachment to a connector of a device or to a socket according to the aspects described above.
  • the body 10 comprises an essentially cylindrical part 100, having a longitudinal bore 101 the bottom of which is defined by a wall 105 of the body.
  • the cylindrical part 100 carries around one of its ends, which we will conventionally call “rear", a thread 102.
  • Two radially projecting lugs 103 and 104 formed integrally with the body 10 are diametrically opposite with respect to a section transverse of the body, on the outer surface thereof.
  • the front face 110 of the wall 105 comprises two cavities 111 and 112 which open towards the rear of the body on the bore 101, through the wall 105.
  • the face 110 also carries two projecting chimneys towards the front 113 and 114 coming from material, pierced respectively by bores 1130 and 1140 also passing through the wall 105, so that they also open backwards onto bore 101.
  • the cavities 111 and 112 are essentially cylindrical and extend along an axis generally parallel to the longitudinal axis of the body 10. These two cavities are arranged symmetrically on either side of a median longitudinal axis of the body.
  • chimneys 113 and 114 and their bores 1130 and 1140 also extend in substantially parallel directions to the longitudinal axis of the body 10, and the chimneys 113 and 114 are also arranged symmetrically with respect to the longitudinal axis body median.
  • the line joining the centers of the two chimneys is substantially perpendicular to the line joining the centers of the two cavities 111 and 112 and the distance between the center of the chimneys is equal to the distance between the center of the cavities 111 and 112, so that the two cavities 111 and 112 and the two protruding chimneys 113 and 114 define the four vertices of a square which would be carried by the front face 110 of the wall 105.
  • the set of cavities and bores described above allows to engage from the rear a set of connectors (not shown on the Figures 1 and 2) in the bore 101, to accommodate in the cavities 111 and 112 two identical male connection pins and in bores 1130 and 1140 two identical female connection pins, each male pin being able to cooperate with a female pin identical to the pins of bores 1130 and 1140 and each female pin being likewise capable of cooperate with a male pin identical to the pins of the cavities 111 and 112.
  • the body 10 bears on its front part two identical flat parts 120 and 130, protruding radially outward and extended axially respectively the front by two identical projecting elements 140 and 150 in general form cylinder sectors.
  • the two parts 120 and 130 (the function of which will be explained later) are diametrically opposite on the circumference of the body 10, likewise as the two elements 140 and 150.
  • Each of the elements 140 and 150 covers on the circumference of the body 10 an angular sector slightly less than 90 °.
  • This element 150 has on its internal face a groove 151 delimited forwards and backwards by two recesses 1511 and 1512 respectively.
  • Figure 2 which shows a section of the groove 151 clearly shows that the recess before 1511 is inclined backwards with respect to the transverse direction, in approximation of the opening contour which coincides with the internal face of element 150.
  • a second recess 1513 is located behind the groove 151, and thus defines a shoulder 1514.
  • the recess 1513 and the shoulder 1514 result from manufacture of the embodiment shown and have no value functional.
  • the recesses 1511 and 1512 delimiting the groove 151 are not exactly perpendicular to the longitudinal axis of body 10, but define two helical ramps with respective pitch 4 mm and 3 mm, the two ramps being oriented in the direct direction. So throat 151 is delimited by two converging walls as well as the groove of the part 140. The function of this particular characteristic of the invention will be detailed later in the text.
  • body 10 was intended to receive a set of connectors whose four pins engage in cavities 111 and 112, and in bores 1130 and 1140.
  • a layer 160 of material elastomer is arranged so as to line the wall 105.
  • the body 10 described above is in the present embodiment molded in a plastic material to constitute a single piece monobloc, to which the elastomeric material of layer 160 is added.
  • This ring comprises a peripheral part 21, comprising a face essentially flat transverse 23 which will be called "before" by agreement.
  • Part 21, of variable thickness is crossed longitudinally right through through a cavity 22 made up of four bores 221, 222, 223 and 224, coaxial, juxtaposed axially and of diameters decreasing towards the front.
  • the diameter of the cavity 22 has a minimum value forward. This minimum value is chosen at least slightly greater than the diameter of the cylindrical part 100 of the body 10 so that the ring 20 can be slidably mounted around the part 100 of the body 10 described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • Two identical longitudinal grooves 24 and 25 are diametrically opposite on the interior walls of bores 223 and 224 at the front of the Ring.
  • the section of these grooves is chosen so as to receive sliding identical pins 103 and 104 to guide the ring 20 during of its mounting on the body 10.
  • the grooves extend over the entire the longitudinal extent of bores 223 and 224.
  • the diameter of bore 222 located immediately behind bore 223 is equal to the diameter of said bore 223, increased by twice the depth H of each groove.
  • the grooves 24 and 25 open out backwards on bore 223 by being flush with the internal wall thereof, and the ring 20 can slide longitudinally on the body 10 provided with these lugs 103 and 104.
  • Two identical elements 27 and 28 in general form of sector of cylinder extend forward from the face 23 of the ring.
  • the angular sectors covered by these two elements are substantially equal to those covered by elements 140 and 150 protrusions of the body 10, that is to say slightly less than 90 °.
  • element 28 identical to element 27.
  • This element 28 comprises a cylinder sector 280 extending longitudinally and carrying on its outer periphery a part 281 in a crown projecting radially outwards.
  • the projecting parts in crown 271 and 281 of elements 27 and 28 of a first connector are able to cooperate with the grooves of elements 140 and 150 carried by the body of a second connector aligned front face against front face with the first connector.
  • the faces 282 and 283, located respectively at the rear and at the front of the crown protruding element 281 define two ramps helical with respective pitches 4 mm and 3 mm to cooperate with the recesses corresponding to the references 1511 and 1512 of FIG. 2, respectively.
  • the projecting parts 29 extending longitudinally on the periphery of the ring and coming from materials are intended to facilitate the gripping and handling of the ring in rotation by an operator.
  • the projecting parts 29 can be replaced by recessed parts which perform the same function of facilitating gripping and handling of the ring.
  • Figure 5 shows a connector made by mounting a ring 20, identical to that of FIGS. 3 and 4, on a body 10, identical to that Figures 1 and 2.
  • a nut 30 is screwed onto the rear thread of the body 10 and constitutes a stop for the longitudinal translation of the ring towards the rear.
  • a flexible element of generally helical shape 40 is integral with the nut 30 ; it surrounds and protects a cable 5 which comprises four wires, two of which lead to female sockets housed in holes 1130 and 1140 (not shown in the figure) and the other two lead to the sockets corresponding males 1110 and 1120, housed in the cavities 111 and 112 respectively.
  • the ring 20 can be manipulated in rotation around the body 10, this rotation being limited by the coming in abutment of elements 27 and 28 on parts 120 and 130.
  • the angular sector covered by elements 27 and 28 is substantially equal to that covered by elements 140 and 150, i.e. slightly less than 90 °. This rotation therefore takes place over a little more than 90 °.
  • the rotation of the ring defines two end positions of the ring: a retracted position shown in FIG. 5, in which the elements 27 and 28 of the ring are aligned respectively with the elements 140 and 150 of the body, and a corresponding position as we go see it when the connector is locked, in which elements 27 and 28 are in abutment on parts 120 and 130 and are thus offset approximately 90 ° with respect to elements 140 and 150.
  • the translation of the ring along the longitudinal axis of the connector is as for it limited to a play defined towards the rear by the nut 30, and towards the front by parts 140 and 150.
  • This translational clearance is defined so as not to not hinder the rotation of the ring by excessive friction of the ring on the nut 30 or the parts 140 and 150.
  • the chimneys (corresponding to chimneys 113 and 114 of figure 1) of each connector enters the cavities (corresponding to the cavities 111 and 112 in Figure 1) of the other connector and the male pins and of the two connectors ensure the connection two by two of the four cable wires from each connector.
  • the device by rotating at least one of the rings by approximately 90 °, so as to engage the projecting part of the ring (corresponding to parts 271 and 281 of figure 3) in the grooves of the body of the other connector (corresponding to groove 151 in FIG. 1).
  • the grooves and the projecting parts have non-parallel edges, so that there is always a clearance between at least an edge of a groove and the adjacent edge of a projecting part engaged in the throat.
  • this game allows to evacuate during the engagement of the game protruding in the throat of ice deposits formed in the throat.
  • the device described above can be implemented in a emerged or submerged environment.
  • the sealing mat 160 which lines the bottom of central bore 101 of each connector body also provides the individual tightness of each connection pin, as the mat 160 insulates from the wire to which the pin is connected. It is thus possible to establish the connection and disconnection of the device according to the invention underwater.
  • the mat 160 completely isolates the cavity from the bore 101 of the front of the connector. So, when connecting the device, the water contained in the cavities 111 and 112 of a connector is forced out of the connector by engaging the chimneys of the other connector.
  • An advantageous aspect of the device described above is that it suffices to position a single ring of a pair of connectors in position locked to secure the connectors, the second ring can be left in the retracted position (in the case of multiple connections temporary for example). It is also possible to bring both homologous connector rings in the locked position, so that further increase the security of the connection.
  • the device described above constitutes a hermaphrodite bond as long mechanically than electrically, which allows two connectors to be connected identical. A natural use of these connectors is to connect two cables.
  • Such a connector is shown in Figure 6. It includes electrical connection means identical to those of the body of FIG. 1, in cavities 111 and 112 and in bores 1130 and 1140 of chimneys 113 and 114. It also has two projecting elements 140 ' and 150 ′, similar to elements 140 and 150 in FIG. 1.
  • This housing connector does not have a ring, only one ring being as we have seen sufficient to lock a connection.
  • This housing connector can thus be used with a connector such as shown in Figure 5, and allow to connect a cable to the housing in which the connector is embedded, the surface S located at the rear of the connector and directed forward flush with one side of the housing.
  • the housing connector can be provided with a ring similar to that of FIGS. 3 and 4.
  • the parts 140 and 150 projecting towards the front of the connector are extended longitudinally by respective cheeks 140 "and 150" extending backwards to the level of the ring 20 when the latter is body mounted 10.
  • the cheeks 140 "and 150" include grooves 141 "to receive the projecting ribs 271 and 281 of the ring retracted position.
  • This arrangement is advantageously functionally because it protects the raised ribs of the retracted ring, and aesthetically because it offers an interesting aspect continuity from the point of style view.
  • a plug not shown on the figures and comprising a solid rear face, a body comprising two projecting parts similar to parts 140 and 150 of Figures 1 and 2, (and possibly a ring similar to that of Figures 3 and 4), to attachment to one of the connectors described above and its protection.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif de connexion électrique, notamment pour la constitution de systèmes d'acquisition et de traitement de données géophysiques, constitué de l'association de deux connecteurs (C) identiques hermaphrodites électriquement et mécaniquement, chaque connecteur comportant d'une part un corps (10) portant un ensemble de broches de connexion et d'autre part une bague (20) entourant la base du corps du connecteur et apte à être déplacée en rotation par rapport audit corps, la bague du connecteur comportant un motif en relief (27) pour l'accrochage au connecteur associé. Selon l'invention, le corps de chaque connecteur comporte deux étages de motif en relief dont un étage avant de relief essentiellement complémentaire du motif de la bague pour coopérer avec le motif de la bague du connecteur associé dans une position verrouillée du dispositif et un étage arrière pour coopérer avec le motif de la bague du même connecteur dans une position escamotée de ladite bague.

Description

La présente invention concerne les dispositifs de connexion destinés à relier entre eux des éléments de câblage conduisant de l'énergie et des signaux et/ou des appareils d'acquisition, d'émission, de traitement ou de stockage de signaux.
Plus particulièrement, l'invention concerne les connecteurs utilisés dans le domaine de la géophysique pour la constitution d'ensembles d'acquisition et de traitement de données sur site.
Lors de campagnes d'acquisition de données géophysiques, les opérateurs mettent en oeuvre des réseaux constitués de capteurs tels que des géophones ou des hydrophones, reliés par des câbles à des boítiers intermédiaires qui concentrent chacun les signaux des capteurs leur étant reliés, lesdits boítiers intermédiaires étant eux-mêmes reliés par des câbles à une unité centrale (UC) de traitement à laquelle ils transmettent les signaux qu'ils ont concentré.
De tels réseaux, couramment appelés « peignes », sont utilisés en environnement terrestre ou maritime, et nécessitent la mise en oeuvre de moyens logistiques importants (déploiement des peignes, remorquage en milieu maritime, .....) et coûteux.
Pour maximiser l'étendue de la zone couverte par le peigne et augmenter ainsi la rentabilité des opérations en minimisant le temps d'immobilisation de ces moyens logistiques, les opérateurs peuvent déployer des peignes de dimension très importante mettant en oeuvre de 500 à 2000 boítiers séparés deux à deux par des longueurs de câble de l'ordre de 50 mètres.
Mais l'augmentation de la taille des peignes, si elle favorise l'augmentation de la rentabilité des opérations, comporte plusieurs inconvénients :
  • d'une part, le fait que les peignes mettent en oeuvre des connecteurs différents en fonction de la liaison à assurer (câble, boítier, câble-capteur, câble-câble, câble-UC....) nécessite de disposer sur site d'un nombre important de connecteurs de rechange afin de remplacer en temps réel les éléments défectueux,
  • d'autre part, la complexité du peigne augmente le risque d'erreurs de connexion (en particulier inversion du sens de déploiement d'une ligne de capteurs, ce qui avec les connecteurs mâle ou femelle habituels nécessite le redéploiement physique de la ligne, cette opération étant pénalisante en termes de délais et donc de rentabilité).
Il apparaít donc qu'il existe un besoin de standardisation des dispositifs de connexion pour diminuer le nombre de modèles de connecteurs utilisés et simplifier ainsi le déploiement et la mise en oeuvre des peignes d'acquisition géophysique.
En outre, les connecteurs actuels comprennent en général des moyens d'accrochage mécaniques utilisant des filetages. Ceci rend les manipulations d'accrochage et de décrochage des connecteurs relativement complexes, et expose la connexion au risque de grippage dans des environnements agressifs.
On connaít par ailleurs de US-A-3 855 566 un connecteur hermaphrodite. Mais un tel connecteur n'apporte qu'une réponse imparfaite aux problèmes énoncés ci-dessus, en particulier car il ne permet de verrouiller deux éléments de connecteur que selon des plages angulaires 1 réduites sur la circonférence du connecteur. Il en résulte que la résistance mécanique de la liaison entre les connecteurs est limitée.
Le but de l'invention est de permettre de réaliser un dispositif de connexion mettant en oeuvre deux connecteurs symétriques et hermaphrodites, de manipulation particulièrement simple.
Afin d'atteindre ce but, l'invention propose selon un premier aspect, un dispositif de connexion électrique, notamment pour la constitution de systèmes d'acquisition et de traitement de données géophysiques, constitué de l'association de deux connecteurs identiques hermaphrodites électriquement et mécaniquement, cnaque connecteur comportant d'une part un corps portant un ensemble de broches de connexion et d'autre part une bague entourant la base du corps du connecteur et apte à être déplacée en rotation par rapport audit corps, la bague du connecteur comportant un motif en relief pour l'accrochage au connecteur associé, caractérisé en ce que le corps de chaque connecteur comporte deux étages de motif en relief dont un étage avant de relief essentiellement complémentaire du motif de la bague pour coopérer avec le motif de la bague du connecteur associé dans une position verrouillée du dispositif et un étage arrière pour coopérer avec le motif de la bague du même connecteur dans une position escamotée de ladite bague.
Des aspects préférés, mais non limitatifs du dispositif selon l'invention sont les suivants :
  • le motif de l'étage arrière du corps de chaque connecteur est essentiellement complémentaire du motif de la bague,
  • les motifs de l'étage avant du corps de chaque connecteur sont répartis sur une pluralité d'éléments saillants hors du corps, séparés par des espaces répartis régulièrement sur la circonférence du corps,
  • les éléments saillants sont au nombre de deux et sont diamétralement opposés sur la circonférence du corps,
  • lesdits espaces sont aptes à recevoir les éléments saillants du connecteur associé,
  • le motif de la bague est venu de matière,
  • les motifs du corps du connecteur sont venus de matière,
  • le motif de la bague est constitué de deux parties saillantes de la périphérie de la bague ayant chacune la forme générale d'un secteur de nervure annulaire, et les deux étages de motif du corps ont chacun la forme générale d'un secteur de gorge,
  • chaque connecteur comprend des logements destinés à recevoir chacun une broche mâle de connexion, et des logements destinés à recevoir chacun une broche femelle de connexion,
  • les logements destinés à recevoir une broche mâle de connexion et les logements destinés à recevoir une broche femelle de connexion sont en nombre égal et sont répartis alternativement de manière à former les sommets d'un polygone régulier sur une face du connecteur,
  • chaque connecteur comprend deux logements destinés à recevoir chacun une broche mâle de connexion, et deux logements destinés à recevoir chacun une broche femelle de connexion,
  • il est prévu des moyens pour garantir l'étanchéité de la connexion lorsque le dispositif est en position verrouillée,
  • lesdits moyens d'étanchéité comprennent une couche de matériau élastomère,
  • le motif de l'étage avant du corps de chaque connecteur comporte des pentes qui sont inclinées vers l'arrière du corps en suivant une ligne de pente généralement radiale de l'extérieur vers l'intérieur du corps et le motif essentiellement complémentaire de la bague du connecteur asoocié comporte des pentes complémentaires, de manière à provoquer le rapprochement selon une direction radiale vers l'intérieur de la bague du connecteur et du corps du connecteur associé en réponse à une traction longitudinale exercée selon l'axe du dispositif et tendant à écarter les deux connecteurs l'un de l'autre,
  • les motifs essentiellement complémentaires de la bague de chaque connecteur et de l'étage avant du corps du connecteur associé comportent au moins un motif hélicoïdal de sorte que lors du mouvement de rotation de la bague du connecteur pour engager ladite bague en position verrouillée du dispositif avec le corps du connecteur associé, ladite bague et ledit corps du connecteur associé coopèrent en un mouvement essentiellement hélicoïdal aboutissant à un serrage axial de ladite bague et dudit corps du connecteur associé,
  • le motif hélicoïdal de la bague de chaque connecteur est limité respectivement vers l'avant et vers l'arrière par deux bords en relief dont les pas différents correspondent aux pas des bords arrière et avant respectivement du motif hélicoïdal du corps du connecteur associé
Selon un deuxième aspect, l'invention propose une prise de connexion électrique, notamment pour la constitution de systèmes d'acquisition et de traitement de données géophysiques, ladite prise étant destinée à être portée par un boítier et à coopérer avec l'un des connecteurs des dispositifs selon les aspects évoqués ci-dessus.
Des aspects préférés, mais non limitatifs de la prise selon l'invention sont les suivants :
  • elle comporte une pluralité d'éléments saillants portant un étage de motif en relief essentiellement complémentaire de l'étage avant de motif du connecteur avec lequel elle coopère,
  • elle comporte une bague portant un motif en relief apte à coopérer avec le motif de l'étage avant du corps du connecteur avec lequel la prise est destinée à coopérer.
Enfin, selon un troisième aspect, l'invention propose un bouchon de protection pour l'accrochage à un connecteur d'un dispositif ou à une prise selon les aspects décrits ci-dessus.
Des aspects préférés, mais non limitatifs du bouchon selon l'invention sont les suivants :
  • il comporte une pluralité d'éléments saillants portant un étage de motif en relief essentiellement complémentaire de l'étage avant de motif du connecteur avec lequel il coopère,
  • il comporte un étage de motif en relief pour coopérer avec le motif de la prise avec laquelle il coopère,
  • il comporte une bague portant un motif en relief apte à coopérer avec le motif de l'étage avant du corps du connecteur avec lequel le bouchon est destiné à coopérer, ou avec le motif de la prise avec laquelle le bouchon est destiné à coopérer,
D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaítront mieux à la lecture de la description suivante d'une forme de réalisation préférée de celle-ci, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
  • la figure 1 est une vue en perpective d'un corps de connecteur selon l'invention ;
  • la figure 2 est une vue en coupe du corps de la figure 1 ;
  • la figure 3 est une vue en perspective d'une bague de connecteur selon l'invention ;
  • la figure 4 est une vue en coupe de la bague de la figure 3 ;
  • la figure 5 est une vue en perspective d'un connecteur selon l'invention, comprenant le corps des figures 1 et 2 et la bague des figures 3 si 4;
  • la figure 6 est une vue en perspective d'une première variante de réalisation d'un connecteur selon l'invention, pour la connexion d'un boítier;
  • la figure 7 est une vue schématique en perspective d'une deuxième variante de réalisation d'un connecteur selon l'invention.
En référence tout d'abord aux figures 1 et 2, on va décrire la structure du corps d'un mode de réalisation d'un connecteur selon l'invention :
Le corps 10 comprend une partie 100 essentiellement cylindrique, comportant un alésage 101 longitudinal dont le fond est défini par une paroi transversale 105 du corps. La partie cylindrique 100 porte autour d'une de ses extrémités, que l'on nommera par convention « arrière », un filetage 102. Deux ergots saillants radialement 103 et 104 venus de matière avec le corps 10 sont diamétralement opposés par rapport à une section transversale du corps, sur la surface extérieure de celui-ci.
La face avant 110 de la paroi 105 comprend deux cavités 111 et 112 qui débouchent vers l'arrière du corps sur l'alésage 101, au travers de la paroi 105. La face 110 porte également deux cheminées saillantes vers l'avant 113 et 114 venues de matière, percées respectivement par des alésages 1130 et 1140 traversant également la paroi 105, de sorte qu'ils débouchent aussi vers l'arrière sur l'alésage 101.
Les cavités 111 et 112 sont essentiellement cylindriques et s'étendent selon un axe généralement parallèle à l'axe longitudinal du corps 10. Ces deux cavités sont disposées symétriquement de part et d'autre d'un axe longitudinal médian du corps.
De même, les cheminées 113 et 114 ainsi que leurs alésages 1130 et 1140 s'étendent également selon des directions sensiblement parallèles à l'axe longitudinal du corps 10, et les cheminées 113 et 114 sont également disposées symétriquement par rapport à l'axe longitudinal médian du corps.
En outre, la ligne joignant les centres des deux cheminées est sensiblement perpendiculaire à la ligne joignant les centres des deux cavités 111 et 112 et la distance entre le centre des cheminées est égale à la distance entre le centre des cavités 111 et 112, de sorte que les deux cavités 111 et 112 et les deux cheminées saillantes 113 et 114 définissent les quatre sommets d'un carré qui serait porté par la face avant 110 de la paroi 105.
L'ensemble de cavités et d'alésages décrit ci-dessus permet d'engager par l'arrière un ensemble de connectique (non représenté sur les figures 1 et 2) dans l'alésage 101, pour loger dans les cavités 111 et 112 deux broches de connexion mâles identiques et dans les alésages 1130 et 1140 deux broches de connexion femelles identiques, chaque broche mâle étant apte à coopérer avec une broche femelle identique aux broches des alésages 1130 et 1140 et chaque broche femelle étant de même apte à coopérer avec une broche mâle identique aux broches des cavités 111 et 112.
En référence toujours aux figures 1 et 2, le corps 10 porte sur sa partie avant deux parties planes 120 et 130 identiques, saillantes radialement vers l'extérieur et prolongées respectivement axialement vers l'avant par deux éléments saillants identiques 140 et 150 en forme générale de secteurs de cylindre.
Les deux parties 120 et 130 (dont la fonction sera exposée plus loin) sont diamétralement opposées sur la circonférence du corps 10, de même que les deux éléments 140 et 150. Chacun des éléments 140 et 150 couvre sur la circonférence du corps 10 un secteur angulaire légèrement inférieur à 90°.
On va maintenant décrire de manière spécifique l'élément 150, identique à l'élément 140. Cet élément 150 comporte sur sa face interne une gorge 151 délimitée vers l'avant et vers l'arrière par deux décrochements 1511 et 1512 respectivement. La figure 2, qui présente une section de la gorge 151 montre clairement que le décrochement avant 1511 est incliné vers l'arrière par rapport à la direction transversale, en rapprochement du contour d'ouverture qui coïncide avec la face interne de l'élément 150.
Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, un deuxième décrochement 1513 se trouve en arrière de la gorge 151, et définit ainsi un épaulement 1514. Le décrochement 1513 et l'épaulement 1514 résultent de la fabrication du mode de réalisation représenté et n'ont pas de valeur fonctionnelle.
Les décrochements 1511 et 1512 délimitant la gorge 151 ne sont pas exactement perpendiculaires à l'axe longitudinal du corps 10, mais définissent deux rampes hélicoïdales de pas respectifs 4 mm et 3 mm, les deux rampes étant orientées dans le sens direct. Ainsi la gorge 151 est-elle délimitée par deux parois convergentes de même que la gorge de la partie 140. La fonction de cette caractéristique particulière de l'invention va être détaillée plus loin dans le texte.
On a dit que le corps 10 était destiné à recevoir un ensemble de connectique dont les quatre broches s'engagent dans les cavités 111 et 112, et dans les alésages 1130 et 1140. Pour garantir l'étanchéité de la connexion qui sera décrite ultérieurement, une couche 160 de matériau élastomère est disposée de manière à tapisser la paroi 105.
Le corps 10 décrit ci-dessus est dans le présent mode de réalisation moulé dans une matière plastique pour constituer une pièce unique monobloc, à laquelle on ajoute le matériau élastomère de la couche 160.
En référence maintenant aux figures 3 et 4, on va décrire la bague 20 destinée à coopérer avec le corps 10 du connecteur selon l'invention. Cette bague comprend une partie périphérique 21, comprenant une face transversale essentiellement plane 23 que l'on nommera « avant » par convention. La partie 21, d'épaisseur variable, est traversée longitudinalement de part en part par une cavité 22 composée de quatre alésages 221, 222, 223 et 224, coaxiaux, juxtaposés axialement et de diamètres décroissant vers l'avant.
Comme indiqué en particulier sur la figure 4, le diamètre de la cavité 22 présente une valeur minimale vers l'avant. Cette valeur minimale est choisie au moins légèrement supérieure au diamètre de la partie cylindrique 100 du corps 10 de manière à pouvoir monter la bague 20 à coulissement autour de la partie 100 du corps 10 décrit en référence aux figures 1 et 2.
Deux rainures longitudinales identiques 24 et 25 sont diamétralement opposées sur les parois intérieures des alésages 223 et 224 de l'avant de la bague. La section de ces rainures est choisie de manière à recevoir à coulissement les ergots identiques 103 et 104 pour guider la bague 20 lors de son montage sur le corps 10.
Comme indiqué sur la figure 4, les rainures s'étendent sur toute l'étendue longitudinale des alésages 223 et 224. De plus le diamètre de l'alésage 222 se trouvant immédiatement en arrière de l'alésage 223 est égal au diamètre dudit alésage 223, augmenté du double de la profondeur H de chaque rainure. De cette manière, les rainures 24 et 25 débouchent vers l'arrière sur l'alésage 223 en affleurant la paroi interne de celui-ci, et la bague 20 peut coulisser longitudinalement sur le corps 10 muni de ces ergots 103 et 104.
Deux éléments identiques 27 et 28 en forme générale de secteur de cylindre s'étendent vers l'avant à partir de la face 23 de la bague. Dans le mode de réalisation décrit, les secteurs angulaires couverts par ces deux éléments sont sensiblement égaux à ceux couverts par les éléments 140 et 150 saillants du corps 10, c'est-à-dire légèrement inférieurs à 90°.
En référence toujours aux figures 3 et 4, on va décrire l'élément 28 identique à l'élément 27. Cet élément 28 comprend un secteur de cylindre 280 s'étendant longitudinalement et portant sur sa périphérie extérieure une partie 281 en couronne saillante radialement vers l'extérieur.
Comme indiqué sur la figure 4 qui montre une coupe de l'élément 28, le contour de la section longitudinale des éléments 27 et 28 est complémentaire du contour de la gorge prévue sur la face interne des éléments 140 et 150.
Ainsi, comme on va le voir plus loin, les parties saillantes en couronne 271 et 281 des éléments 27 et 28 d'un premier connecteur sont aptes à coopérer avec les gorges des éléments 140 et 150 portés par le corps d'un deuxième connecteur aligné face avant contre face avant avec le premier connecteur.
En particulier les faces 282 et 283, situées respectivement à l'arrière et à l'avant de l'élément saillant en couronne 281 définissent deux rampes hélicoïdales de pas respectifs 4 mm et 3 mm pour coopérer avec les décrochements correspondant aux références 1511 et 1512 de la figure 2, respectivement.
Pour finir la description de la bague 20, des parties saillantes 29 s'étendant longitudinalement sur la périphérie de la bague et venus de matière sont destinées à faciliter la préhension et la manipulation de la bague en rotation par un opérateur. Dans une variante de réalisation de l'invention non représentée sur les figures, les parties saillantes 29 peuvent être remplacées par des parties en creux qui assurent la même fonction de facilitation de la préhension et de la manipulation de la bague.
La figure 5 montre un connecteur réalisé par le montage d'une bague 20, identique à celle des figures 3 et 4, sur un corps 10, identique à celui des figures 1 et 2.
Un écrou 30 est vissé sur le filetage arrière du corps 10 et constitue une butée pour la translation longitudinale de la bague vers l'arrière. Un élément flexible de forme générale hélicoïdale 40 est solidaire de l'écrou 30 ; il entoure et protège un câble 5 qui comprend quatre fils, dont deux aboutissent à des prises femelles logées dans les alésages 1130 et 1140 (non représentées sur la figure) et les deux autres aboutissent aux prises mâles correspondantes 1110 et 1120, logées dans les cavités 111 et 112 respectivement.
En référence toujours à la figure 5, la bague 20 peut être manipulée en rotation autour du corps 10, cette rotation étant limitée par la venue en butée des éléments 27 et 28 sur les parties 120 et 130. Comme on l'a dit, le secteur angulaire couvert par les éléments 27 et 28 est sensiblement égal à celui couvert par les éléments 140 et 150, c'est à dire légèrement inférieur à 90°. Cette rotation s'effectue donc sur un peu plus de 90°.
La rotation de la bague définit deux positions de bout de course de la bague : une position escamotée représentée à la figure 5, dans laquelle les éléments 27 et 28 de la bague sont alignés respectivement avec les éléments 140 et 150 du corps, et une position correspondant comme on va le voir au verrouillage du connecteur, dans laquelle les éléments 27 et 28 sont en butée sur les parties 120 et 130 et se trouvent ainsi décalés d'environ 90° par rapport aux éléments 140 et 150.
La translation de la bague selon l'axe longitudinal du connecteur est quant à elle limitée à un jeu défini vers l'arrière par l'écrou 30, et vers l'avant par les parties 140 et 150. Ce jeu en translation est défini de manière à ne pas entraver la rotation de la bague par friction excessive de la bague sur l'écrou 30 ou les parties 140 et 150.
On va maintenant décrire la manière de connecter deux connecteurs selon l'invention.
Partant d'une situation dans laquelle deux connecteurs identiques à celui de la figure 5 ont chacun leur bague en position escamotée, on rapproche par translation les faces avant des deux connecteurs alignés. Les élément saillants d'un des deux connecteurs (correspondant aux éléments 140 et 150 de la figure 1) sont engagés dans les espaces séparant les éléments homologues de l'autre connecteur, de façon à ce que lesdits éléments s'interpénètrent de façon complémentaire.
En conjonction avec cet engagement des éléments saillants, les cheminées (correspondant aux cheminées 113 et 114 de la figure 1) de chaque connecteur pénètrent dans les cavités (correspondant aux cavités 111 et 112 de la figure 1) de l'autre connecteur et les broches mâles et femelles des deux connecteurs assurent la liaison deux à deux des quatre fils du câble de chaque connecteur.
Une fois cet engagement par translation effectué, on verrouille le dispositif en faisant tourner au moins une des bagues d'environ 90°, de manière à engager la partie saillante de la bague (correspondant aux parties 271 et 281 de la figure 3) dans les gorges du corps de l'autre connecteur (correspondant à la gorge 151 de la figure 1).
La coopération des pentes hélicoïdales des parties saillantes de la bague avec celles des gorges du corps de l'autre connecteur transforme cette rotation de 90° en mouvement hélicoïdal de la bague d'un connecteur par rapport au corps de l'autre connecteur, ce qui a pour effet de renforcer la cohésion de l'ensemble qui se trouve alors « vissé ».
De plus, comme on l'a dit, les gorges et les parties saillantes ont des bords non parallèles, de sorte qu'il subsiste toujours un jeu entre au moins un bord d'une gorge et le bord adjacent d'une partie saillante engagée dans la gorge.
Dans le cas (qui se présente couramment lors de la mise en oeuvre de peignes géophysiques) où le connecteur a été exposé au froid et à l'humidité, ce jeu permet d'évacuer lors de l'engagement de la partie saillante dans la gorge des dépôts de glace formés dans la gorge.
La géométrie particulière de la face avant inclinée 1511 de la gorge 151 de la figure 1, et celle des parties saillantes 271 et 281 de la figure 3, assurent qu'une fois le dispositif en position verrouillée, les parties saillantes de la bague coopèrent avec les gorges dans lesquelles elles sont engagées pour améliorer encore la qualité de la liaison entre les deux connecteurs.
En effet, lorsque l'on exerce une traction longitudinale tendant à écarter les deux connecteurs lorsque ceux-ci se trouvent en position verrouillée, l'inclinaison des décrochements avant des gorges des éléments 140 et 150 et des parties saillantes homologues transforme une partie de la force exercée longitudinalement en une composante radiale, appliquée vers l'intérieur aux parties 140 et 150. Cette caractéristique particulière a pour effet de renforcer encore la liaison entre deux connecteurs en position verrouillée.
Le dispositif décrit ci-dessus peut être mis en oeuvre dans un environnement émergé ou immergé. Le tapis d'étanchéité 160 qui tapisse le fond de l'alésage central 101 de chaque corps de connecteur assure aussi l'étanchéité individuelle de chaque broche de connexion, que le tapis 160 isole du fil auquel la broche est reliée. Il est ainsi possible d'établir la connexion et la déconnexion du dispositif selon l'invention sous l'eau.
En outre, le tapis 160 isole totalement la cavité de l'alésage 101 de l'avant du connecteur. Ainsi, lors de la connexion du dispositif, l'eau contenue dans les cavités 111 et 112 d'un connecteur est refoulée hors du connecteur par l'engagement des cheminées de l'autre connecteur.
Un aspect avantageux du dispositif décrit ci-dessus est qu'il suffit de positionner une seule bague d'une paire de connecteurs en position verrouillée pour solidariser les connecteurs, la deuxième bague pouvant être laissée en position escamotée (dans le cas de multiples connexions temporaires par exemple). Il est également possible d'amener les deux bagues de connecteurs homologues en position verrouillée, de manière à augmenter encore la sécurité de la connexion.
Le dispositif décrit plus haut constitue une liaison hermaphrodite tant mécaniquement qu'électriquement, qui permet de relier deux connecteurs identiques. Une utilisation naturelle de ces connecteurs est de relier deux câbles.
Il est également possible selon l'invention de munir un boítier d'un connecteur comportant les mêmes moyens d'accrochage mécanique et de connexion électrique que le connecteur de la figure 5, encastré dans une face du boítier.
Un tel connecteur est représenté sur la figure 6. Il comporte des moyens de connexion électrique identiques à ceux du corps de la figure 1, dans les cavités 111 et 112 et dans les alésages 1130 et 1140 des cheminées 113 et 114. Il comporte également deux éléments saillants 140' et 150', similaires aux éléments 140 et 150 de la figure 1.
Ce connecteur de boítier ne comporte pas de bague, une seule bague étant comme on l'a vu suffisante pour verrouiller une connexion. Ce connecteur de boítier peut ainsi être utilisé avec un connecteur tel que représenté sur la figure 5, et permettre de connecter un câble au boítier dans lequel le connecteur est encastré, la surface S située à l'arrière du connecteur et dirigée vers l'avant affleurant sur une face du boítier. Dans une variante non représentée sur les figures, le connecteur de boítier peut être pourvu d'une bague analogue à celle des figures 3 et 4.
Dans une variante de réalisation représentée schématiquement sur la figure 7, les parties 140 et 150 saillantes vers l'avant du connecteur sont prolongées longitudinalement par des joues respectives 140" et 150" s'étendant vers l'arrière jusqu'au niveau de la bague 20 lorsque celle-ci est montée sur le corps 10.
Dans cette variante, les joues 140" et 150" comprennent des gorges 141" pour recevoir les nervures saillantes 271 et 281 de la bague en position escamotée. Cette disposition est avantageuse fonctionnellement car elle permet de protéger les nervures en relief de la bague escamotée, et esthétiquement car elle offre une continuité d'aspect intéressante du point de vue du style.
Enfin, il est prévu selon l'invention un bouchon non représenté sur les figures et comportant une face arrière pleine, un corps comportant deux parties saillantes analogues aux parties 140 et 150 des figures 1 et 2, (et éventuellement une bague similaire à celle des figures 3 et 4), pour l'accrochage à un des connecteurs décrits plus haut et sa protection.

Claims (20)

  1. Dispositif de connexion électrique, notamment pour la constitution de systèmes d'acquisition et de traitement de données géophysiques, constitué de l'association de deux connecteurs (C) identiques hermaphrodites électriquement et mécaniquement, chaque connecteur comportant d'une part un corps (10) portant un ensemble de broches de connexion (1110, 1120) et d'autre part une bague (20) entourant la base du corps du connecteur et apte à être déplacée en rotation par rapport audit corps, la bague du connecteur comportant un motif en relief (271, 281) pour l'accrochage au connecteur associé, caractérisé en ce que le corps de chaque connecteur comporte deux étages de motif en relief dont un étage avant (151) de relief essentiellement complémentaire du motif de la bague pour coopérer avec le motif de la bague du connecteur associé dans une position verrouillée du dispositif et un étage arrière (120, 130) pour coopérer avec le motif de la bague du même connecteur dans une position escamotée de ladite bague.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le motif (141 ") de l'étage arriére du corps de chaque connecteur est essentiellement complémentaire du motif (271, 281) de la bague (20).
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les motifs (151) de l'étage avant du corps de chaque connecteur sont répartis sur une pluralité d'éléments (140, 150) saillants hors du corps, séparés par des espaces répartis régulièrement sur la circonférence du corps.
  4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les éléments saillants (140, 150) sont au nombre de deux et sont diamétralement opposés sur la circonférence du corps.
  5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que lesdits espaces sont aptes à recevoir les éléments saillants (140, 150) du connecteur associé.
  6. Dispositif selon l'un des revendications précédentes, caractérisé en ce que le motif (271,281) de la bague est venu de matière.
  7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les motifs du corps du connecteur sont venus de matière.
  8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le motif de la bague est constitué de deux parties saillantes (271, 281) de la périphérie de la bague ayant chacune la forme générale d'un secteur de nervure annulaire, et en ce que les deux étages de motif du corps ont chacun la forme générale d'un secteur de gorge.
  9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque connecteur comprend des logements (111, 112) destinés à recevoir chacun une broche mâle (1110, 1120) de connexion, et des logements (1130, 1140) destinés à recevoir chacun une broche femelle de connexion.
  10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les logements destinés à recevoir une broche mâle de connexion et les logements destinés à recevoir une broche femelle de connexion sont en nombre égal et sont répartis alternativement de manière à former les sommets d'un polygone régulier sur une face du connecteur.
  11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que chaque connecteur comprend deux logements destinés à recevoir chacun une broche mâle de connexion, et deux logements destinés à recevoir chacun une broche femelle de connexion.
  12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens (160) pour garantir l'étanchéité de la connexion lorsque le dispositif est en position verrouillée.
  13. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité comprennent une couche de matériau élastomère.
  14. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le motif de l'étage avant (151) du corps de chaque connecteur comporte des pentes (1511) qui sont inclinées vers l'arrière du corps en suivant une ligne de pente généralement radiale de l'extérieur vers l'intérieur du corps et en ce que le motif (271, 281) essentiellement complémentaire de la bague du connecteur associé comporte des pentes (283) complémentaires, de manière à provoquer le rapprochement selon une direction radiale vers l'intérieur de la bague du connecteur et du corps du connecteur associé en réponse à une traction longitudinale exercée selon l'axe du dispositif et tendant à écarter les deux connecteurs l'un de l'autre.
  15. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les motifs essentiellement complémentaires de la bague de chaque connecteur et de l'étage avant du corps du connecteur associé comportent au moins un motif hélicoïdal de sorte que lors du mouvement de rotation de la bague du connecteur pour engager ladite bague en position verrouillée du dispositif avec le corps du connecteur associé, ladite bague et ledit corps du connecteur associé coopèrent en un mouvement essentiellement hélicoïdal aboutissant à un serrage axial de ladite bague et dudit corps du connecteur associé.
  16. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le motif hélicoïdal de la bague de chaque connecteur est limité respectivement vers l'avant et vers l'arrière par deux bords en relief (282, 283) dont les pas différents correspondent aux pas des bords arrière et avant (1512, 1511) respectivement du motif hélicoïdal du corps du connecteur associé.
  17. Prise de connexion électrique, notamment pour la constitution de systèmes d'acquisition et de traitement de données géophysiques, ladite prise étant destinée à être portée par un boítier et à coopérer avec l'un des connecteurs des dispositifs selon les revendications 1 à 16, caractérisée en ce qu'elle comporte une pluralité d'éléments saillants (140', 150') portant un étage de motif en relief essentiellement complémentaire de l'étage avant (151) de motif du connecteur avec lequel elle coopère et elle comporte une bague portant un motif en relief apte à être déplacée en rotation par rapport au corps du connecteur avec lequel la prise est destinée à coopérer avec le motif de l'étage avant du corps dudit connecteur.
  18. Bouchon de protection pour l'accrochage à un connecteur d'un dispositif selon les revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité d'éléments saillants portant un étage de motif en relief essentiellement complémentaire de l'étage avant (151) de motif du connecteur avec lequel il coopère.
  19. Bouchon de protection pour l'accrochage à une prise selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comporte un étage de motif en relief pour coopérer avec le motif de la prise.
  20. Bouchon selon la revendication 18 ou 19, caractérisé en ce qu'il comporte une bague portant un motif en relief apte à coopérer avec le motif de l'étage avant du corps du connecteur avec lequel le bouchon est destiné à coopérer, ou avec le motif de la prise avec laquelle le bouchon est destiné à coopérer.
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