EP3208892B1 - Connecteur électrique comportant une pluralité de lamelles électriquement conductrices - Google Patents

Connecteur électrique comportant une pluralité de lamelles électriquement conductrices Download PDF

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EP3208892B1
EP3208892B1 EP17156072.5A EP17156072A EP3208892B1 EP 3208892 B1 EP3208892 B1 EP 3208892B1 EP 17156072 A EP17156072 A EP 17156072A EP 3208892 B1 EP3208892 B1 EP 3208892B1
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electrical connector
strips
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distal
contact
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    • H01R13/44—Means for preventing access to live contacts

Definitions

  • the present invention relates to an electrical connector comprising a movable male contact and a female contact between a non-inserted position, in which the male contact is away from the female contact, and an inserted position, in which an electrically conductive insert part of the contact.
  • male is inserted along an insertion axis in a housing defined by the female contact.
  • the electrical connector is for example a power connector, that is to say it is adapted to transmit a current of an intensity greater than or equal to 10A.
  • a first category includes connectors having an interface to ensure a good contact surface.
  • the interface is usually made using wires or a stamped plate to create the proper shape.
  • This category has the advantage of having low insertion forces and a good resistance to vibrations.
  • the number of parts used to make the interface is relatively high, and the space occupied by the interface creates a footprint.
  • this type of connector is relatively expensive.
  • the electrical contact is provided by the pressure of the two contacts, which must be high, to compensate for a small contact surface.
  • These connectors have a lower manufacturing cost, but also high insertion forces and less good resistance to vibration and fretting, that is to say the wear of contact which affects the contacting surfaces of the contact male and female contact.
  • An object of the invention is therefore to provide an electrical connector having a reasonable insertion force, good vibration resistance and a small footprint compared to its electrical performance, while remaining simple to manufacture and a price competitive.
  • the subject of the invention is an electrical connector according to claim 1.
  • the electrical connector comprises one or more of the features corresponding to claims 2 to 12, taken individually or in any technically possible combination.
  • the electrical connector 1 comprises a male contact 5 and a female contact 10 movable between a non-inserted position ( figure 1 ), in which the male contact is away from the female contact, and an inserted position ( figure 3 ), wherein an electrically conductive insertable portion 12 of the male contact is inserted along an insertion axis D in a housing 14 defined by the female contact.
  • the electrical connector 1 advantageously comprises a first electrical insulator 16 adapted to be inserted into the housing 14 to protect a user (not shown) of the electrical connector. Similarly, advantageously, the electrical connector 1 comprises a second electrical insulator 18 adapted to cover a distal end 20 of the insertable portion 12 of the male contact 5.
  • distal is meant, for each of the contacts, the side defined by the direction of insertion along the insertion axis D.
  • proximal means the opposite side to insertion along the axis. D insertion.
  • the electrical connector 1 also advantageously comprises insulating sheaths (not shown) respectively surrounding the male contact 5 and the female contact 10 around the insertion axis D to protect these contacts from any lateral electrical contact, in particular with an operator (not shown).
  • the insulating sheaths are obviously adapted to not oppose the insertion of the male contact 5 into the female contact 10 and to provide protection in both the uninserted position and the inserted position.
  • the male contact 5 and the female contact 10 are intended to be brought into electrical contact with at least two electrical cables (not shown).
  • the female contact comprises a body 22 electrically conductive and defining for example a housing 24 ( figure 3 ) for one of the electric cables.
  • the term "conductor” is understood to mean a material whose electrical resistivity at 300 K is, for example, less than or equal to 10 -5 ⁇ .m.
  • the term “insulator” means a material whose electrical resistivity at 300 K is for example greater than or equal to 10 5 ⁇ .m.
  • the female contact 10 further comprises a plurality of lamellae 26 protruding axially from the body 22 and angularly distributed around the insertable portion 12 in the inserted position, and an annular restraining member 28 disposed on radially outer faces of the lamellae 26. .
  • the body 22 defines a bottom 32 of the housing 14, for example of cylindrical shape and in which the first insulator 16 is inserted.
  • the lamellae 26 are at least two in number. In the example shown, the slats 26 are eight in number. The lamellae 26 delimit radially the housing 14.
  • the lamellae 26 are advantageously identical to each other and regularly distributed around the insertion axis D. Two lamellae 26 that are angularly consecutive are advantageously separated by a slot 34.
  • the lamellae 26 define circumferential grooves 36 aligned with each other and adapted to receive the compression member 28.
  • the lamellae 26 are radially flexible, that is to say that their distal ends 38 are likely to approach or move radially away from the insertion axis D.
  • the slats 26 define, at the bottom of the housing 14, an opening diameter Ad1.
  • the lamellae 26 are, for example, slightly curved toward the insertion axis D as one approaches their distal ends 38.
  • the lamellae 26 form at their base an angle ⁇ with the insertion axis D, as represented on FIG. figure 4 .
  • the angle ⁇ is for example between 0 ° and 4 °.
  • the lamellae 26 and the retaining member 28 being flexible, the distal ends 38 define a distal opening 40 of the housing 14 having a first diameter Ad2 in the uninserted position, and a second diameter Ad2 'in the inserted position.
  • the slots 34 In the non-inserted position, the slots 34 have, for example, a length, along the insertion axis D, of between 5 mm and 80 mm, and a width, in the circumferential direction, of between 0.2 mm and 2 mm. 5 mm.
  • the lamellae 26 In the inserted position, the lamellae 26 have radially inner faces 42 pressed against the insertable part 12.
  • the second diameter Ad2 ' is greater than the first diameter Ad2.
  • the opening diameter Ad1 of the bottom of the housing 14 is advantageously greater than or equal to the first diameter Ad2 of the distal opening 40.
  • the compression member 28 is adapted to exert a centripetal radial pressure on the lamellae 26 in the inserted position.
  • the compression member 28 comprises for example a blade 44 ( figure 2 ) curved around the insertion axis D and having a shape "C".
  • the compression member 28 advantageously forms a ring having an interruption 46.
  • the interruption 46 measures for example between 0.1 mm and 3 mm in the circumferential direction.
  • the switch 46 is able to give the compression member 28 an elasticity adapted to hold the strips 26 plated on the contact portion 52.
  • the slats 26 are aluminum, copper, brass.
  • the compression member 28 is for example steel.
  • the thickness of the blades for example is 2 mm.
  • the male contact 5 comprises a body 48 electrically conductive and advantageously defining a housing 50 provided for receiving one of the electric cables.
  • the insertable portion 12 protrudes axially from the body 48.
  • the insertable portion 12 comprises a contact portion 52 adapted to be in contact with the slats 26 in the inserted position, and a distal portion 54 having the distal end 20 already mentioned above.
  • the insertable portion 12 also comprises an axial housing 56 opening on the distal end 20 and adapted to receive the second insulator 18 (FIG. figures 2 and 3 ).
  • the contact portion 52 has a radially outer surface 58 cylindrical.
  • the radially outer surface 58 is frustoconical.
  • the contact portion 52 has a proximal end 60 having a proximal diameter Bd1, and a distal end 62 having a distal diameter Bd2.
  • Bd1 and Bd2 are equal in the example shown.
  • the radially outer surface 58 forms, at its distal end 62, an angle ⁇ with the insertion axis D.
  • the angle ⁇ is less than or equal to the angle ⁇ of the lamellae 26.
  • the angle ⁇ and the angle ⁇ are substantially equal.
  • the first opening diameter Ad2 is strictly smaller than the proximal diameter Bd1.
  • the second aperture diameter Ad2 ' is substantially equal to the proximal diameter Bd1.
  • the opening diameter Ad1 of the bottom of the housing 14 is less than or equal to the distal diameter Bd2, preferably strictly less than 0.01 mm to the distal diameter Bd2.
  • the first opening diameter Ad2 is less than or equal to, preferably less than, the distal diameter Bd2.
  • the distal portion 54 is radially thinner than the distal diameter Bd2, so as to be easily introduced into the distal opening 40 of the housing 14.
  • the first insulator 16 comprises a ring 64 adapted to cap the distal ends 38 of the lamellae 26, and fasteners 66 extending axially from the ring and intended to fit into the slots 34 between the lamellae 26 to fix the first insulator on the female contact 10.
  • the first insulator 16 further comprises a base 68 located axially opposite the ring 64, and a finger 70 extending axially from the base to the ring.
  • the fasteners 66 advantageously form bars fixed on the base 68 and oriented substantially axially.
  • the first insulator 16 thus has the appearance of a cylindrical cage.
  • the finger 70 is located substantially in the center of the housing 14 in view along the insertion axis D when the first insulator 16 is inserted into the housing.
  • the finger 70 has a distal end 72 substantially located in the center of the ring 64.
  • the finger 70 is for example substantially cylindrical.
  • the finger 70 and the ring 64 define a radial gap E advantageously less than or equal to 3 mm so as to prevent an operator (not shown) to introduce his finger into the housing 14 between the finger 70 and the strips 26.
  • the second insulator 18 ( figures 2 and 3 ) comprises a head 74 and a rod 76 adapted to be introduced into the housing 56 of the male contact 5.
  • the second insulator 18 defines a housing 78 extending axially and opening onto the head 74.
  • the housing 78 is adapted to receive the finger 70 of the first insulator 16 in the inserted position of the electrical connector 1.
  • the first insulator 16 and the second insulator 18 have previously been inserted respectively into the female contact 10 and the male contact 5 along the insertion axis D.
  • the fasteners 66 are inserted into the slots 34 until the ring 64 masks the distal ends 38 of the lamellae 26.
  • the base 68 is then fixed in the body 22 by wedging, or alternatively by snapping.
  • the rod 76 is inserted into the housing 56 of the insertable portion 12 along the insertion axis D, until the head 74 covers the distal end 20.
  • the electrical connector 1 is then ready for use.
  • outer sheaths (not shown) protect the operator against inadvertent contact in the radial direction with the male contact 5 or the female contact 10.
  • the first electrical insulator 16 protects the distal ends 38 of the female contact 10.
  • the ring 64 and the finger 70 cooperate to prevent the operator from inserting his finger into the housing 14.
  • the first electrical insulator 16 does not prevent electrical contact between the lamellae 26 and the radially outer surface 58 of the contact portion 52 of the insertable portion 12.
  • the second electrical insulator 18 prevents the operator from touching the distal end 20 of the insertable portion 12.
  • the electrical contact 1 is then in the non-inserted position represented on the figure 1 .
  • the male contact 5 is then inserted into the housing 14 along the insertion axis D.
  • the distal portion 54 of the insertable portion 12 crosses the distal opening 40 of the housing 14.
  • the distal ends 38 of the lamellae 26 then come into contact with the distal portion 54, since the first diameter Ad2 is less than or equal to the distal diameter Bd2.
  • the insertion itself begins.
  • the contact portion 52 penetrates into the housing 14, which causes a radial spacing distal ends 38 of the lamellae 26. This radial spacing is limited by the action of the compression member 28.
  • the organ contention 28 expands while applying pressure This pressure contributes to pressing the radially inner faces 42 of the slats 26 on the contact portion 52 of the insertable portion 12.
  • the distal opening 40 of the housing is located axially at the proximal end 60 of the contact portion.
  • the distal opening 40 then has an opening having the second diameter Ad2 '( figure 3 ). It is understood that the second diameter Ad2 'is substantially equal to the proximal diameter Bd1.
  • the electrical contact is also very good on the bottom side of the housing 14, because the opening diameter Ad1 is less than or equal to the distal diameter Bd2.
  • the lamellae 26 are perfectly plated on the contact portion 52, whose radially outer surface 58 they marry, advantageously from the distal end 62 to the proximal end 60 of the contact portion.
  • the electrical contact is excellent.
  • the finger 70 of the first electrical insulator 16 enters the housing 78 of the second electrical insulator 18, so that the electrical insulators 16, 18 do not prevent insertion.
  • the electrical connector 1 In the inserted position ( figure 3 ), the electrical connector 1 has a high mechanical stability thanks to the structure of the slats 26 and the action of the restraining member 28. In addition, the insertion of the male contact 5 in the female contact 10 remains very easy. makes the flexibility of the slats 26 and the elasticity of the restraining member 28.
  • the electrical connector 1 is therefore extremely efficient, both with regard to ease of insertion and mechanical stability both instantaneous and over time.
  • the electrical connector 1 Due to its relatively simple structure without interface, the electrical connector 1 has a modest manufacturing cost.
  • the compression member 28 consists of a material having a coefficient of thermal expansion less than that of the lamellae 26 of the female contact 10, and less than that of the insertable portion 12 of the male contact 5.
  • the compression member 28 is made of stainless steel, with a coefficient of thermal expansion of 14.10 -6 K -1 .
  • the lamellae 26 and the insertable portion 12 are for example made of aluminum, with a coefficient of thermal expansion of 23.10 -6 K -1 .
  • the compression member 28 expands less and exerts a stronger centripetal radial pressure on the slats 26 only in the unheated state. This results in an increase in the pressure exerted by lamellae 26 on the insertable portion 12, and an increase in the contact area between the lamellae and the insertable portion. This reduces the contact resistance and causes a decrease in the temperature rise of the electrical connector 1 during use, compared to a situation in which the coefficient of thermal expansion.
  • the electrical connector 1 has optimum electrical performance: a large contact surface with a low electrical resistance, in order to reduce heating during use with high current, with a reasonable insertion force, good vibration resistance and a small footprint compared to its electrical performance, while remaining a simple manufacture and a competitive price.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

  • La présente invention concerne un connecteur électrique comportant un contact mâle et un contact femelle mobiles entre une position non insérée, dans laquelle le contact mâle est à l'écart du contact femelle, et une position insérée, dans laquelle une partie insérable électriquement conductrice du contact mâle est insérée selon un axe d'insertion dans un logement défini par le contact femelle.
  • Le connecteur électrique est par exemple un connecteur de puissance, c'est-à-dire qu'il est adapté pour transmettre un courant d'une intensité supérieure ou égale à 10A.
  • On connaît actuellement deux catégories de ces connecteurs électriques. Une première catégorie englobe les connecteurs ayant une interface destinée à garantir une bonne surface de contact. L'interface est habituellement réalisée à l'aide de fils ou d'une plaque emboutie afin de créer la forme adéquate. Cette catégorie a l'avantage de présenter de faibles efforts d'insertion et une bonne tenue aux vibrations. Toutefois, le nombre de pièces utilisées pour réaliser l'interface est relativement élevé, et l'espace occupé par l'interface crée un encombrement. En outre, ce type de connecteur est d'un prix relativement élevé.
  • Dans la seconde catégorie, le contact électrique est assuré par la pression des deux contacts, qui doit être élevée, afin de compenser une faible surface de contact. Ces connecteurs présentent un coût de fabrication plus faible, mais également des efforts d'insertion élevés et une tenue moins bonne aux vibrations et au fretting, c'est-à-dire à l'usure de contact qui affecte les surfaces en contact du contact mâle et du contact femelle.
  • Les documents EP-A-2 424 047 , JP-A-2009 054374 , US-A-2008/242151 décrivent tous des connecteurs comportant un contact femelle muni de lamelles et d'un organe de contention annulaire.
  • Un but de l'invention est donc de fournir un connecteur électrique présentant un effort d'insertion raisonnable, une bonne tenue aux vibrations et un faible encombrement par rapport à ses performances électriques, tout en restant d'une fabrication simple et d'un prix compétitif.
  • A cet effet, l'invention a pour objet un connecteur électrique selon la revendication 1.
  • Selon des modes particuliers de réalisation, le connecteur électrique comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques correspondant aux revendications 2 à 12, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue en perspective d'un connecteur électrique selon l'invention dans la position non insérée,
    • la figure 2 est une vue du connecteur représenté sur la figure 1, éclatée selon l'axe d'insertion,
    • la figure 3 est une vue du connecteur électrique représenté sur les figures 1 et 2, en coupe selon un plan passant par l'axe d'insertion, le connecteur électrique étant dans la position insérée, et
    • la figure 4 est une vue simplifiée du connecteur représenté sur les figures 1 à 3, en section selon le même plan, le connecteur électrique étant au tout début d'une phase d'insertion.
  • En référence aux figures 1 à 3, on décrit un connecteur électrique 1 selon l'invention.
  • Le connecteur électrique 1 comprend un contact mâle 5 et un contact femelle 10 mobiles entre une position non insérée (figure 1), dans laquelle le contact mâle est à l'écart du contact femelle, et une position insérée (figure 3), dans laquelle une partie insérable 12 électriquement conductrice du contact mâle est insérée selon un axe d'insertion D dans un logement 14 défini par le contact femelle.
  • Le connecteur électrique 1 comprend avantageusement un premier isolant électrique 16 adapté pour être inséré dans le logement 14 pour protéger un utilisateur (non représenté) du connecteur électrique. De même, avantageusement, le connecteur électrique 1 comprend un deuxième isolant électrique 18 adapté pour recouvrir une extrémité distale 20 de la partie insérable 12 du contact mâle 5.
  • Par « distal », on entend, pour chacun des contacts, le côté défini par le sens d'insertion suivant l'axe d'insertion D. Corrélativement, on entend par « proximal » le côté opposé à l'insertion suivant l'axe d'insertion D.
  • Le connecteur électrique 1 comprend en outre avantageusement des gaines isolantes (non représentées) entourant respectivement le contact mâle 5 et le contact femelle 10 autour de l'axe d'insertion D pour protéger ces contacts de tout contact électrique latéral, notamment avec un opérateur (non représenté). Les gaines isolantes sont évidemment adaptées pour ne pas s'opposer à l'insertion du contact mâle 5 dans le contact femelle 10 et pour assurer une protection à la fois dans la position non insérée et la position insérée.
  • Le contact mâle 5 et le contact femelle 10 sont destinés à être mis en contact électrique avec au moins deux câbles électriques (non représentés).
  • Le contact femelle comprend un corps 22 électriquement conducteur et définissant par exemple un logement 24 (figure 3) pour l'un des câbles électriques.
  • Au sens de la présente demande, on entend par « conducteur » un matériau dont la résistivité électrique à 300 K est par exemple inférieure ou égale à 10-5 Ω.m. A contrario, on entend par « isolant » un matériau dont la résistivité électrique à 300 K est par exemple supérieure ou égale à 105 Ω.m.
  • Le contact femelle 10 comprend en outre une pluralité de lamelles 26 faisant saillie axialement à partir du corps 22 et réparties angulairement autour de la partie insérable 12 dans la position insérée, et un organe de contention 28 annulaire disposé sur des faces radialement extérieures des lamelles 26.
  • Le corps 22 définit un fond 32 du logement 14, par exemple de forme cylindrique et dans lequel le premier isolant 16 est inséré.
  • Les lamelles 26 sont au moins au nombre de deux. Dans l'exemple représenté, les lamelles 26 sont au nombre de huit. Les lamelles 26 délimitent radialement le logement 14.
  • Les lamelles 26 sont avantageusement identiques les unes aux autres et réparties régulièrement autour de l'axe d'insertion D. Deux lamelles 26 angulairement consécutives sont avantageusement séparées par une fente 34.
  • Les lamelles 26 définissent des rainures circonférentielles 36 alignées les unes avec les autres et adaptées pour recevoir l'organe de contention 28.
  • Les lamelles 26 sont flexibles radialement, c'est-à-dire que leurs extrémités distales 38 sont susceptibles de s'approcher ou de s'éloigner radialement de l'axe d'insertion D.
  • Les lamelles 26 définissent, au fond du logement 14, un diamètre d'ouverture Ad1.
  • Dans la position non insérée, les lamelles 26 sont par exemple légèrement recourbées vers l'axe d'insertion D à mesure que l'on s'approche de leurs extrémités distales 38.
  • Selon un mode de réalisation particulier, les lamelles 26 forment à leur base un angle α avec l'axe d'insertion D, comme représenté sur la figure 4. L'angle α est par exemple compris entre 0° et 4°.
  • Les lamelles 26 et l'organe de contention 28 étant flexibles, les extrémités distales 38 définissent une ouverture distale 40 du logement 14 ayant un premier diamètre Ad2 dans la position non insérée, et un deuxième diamètre Ad2' dans la position insérée.
  • Dans la position non insérée, les fentes 34 présentent par exemple une longueur, suivant l'axe d'insertion D, comprise entre 5 mm et 80 mm, et une largeur, dans le sens circonférentiel, comprise entre 0,2 mm et 2,5 mm.
  • Dans la position insérée, les lamelles 26 ont des faces radialement intérieures 42 plaquées contre la partie insérable 12.
  • Le deuxième diamètre Ad2' est supérieur au premier diamètre Ad2.
  • Le diamètre d'ouverture Ad1 du fond du logement 14 est avantageusement supérieur ou égal au premier diamètre Ad2 de l'ouverture distale 40.
  • L'organe de contention 28 est adapté pour exercer une pression radiale centripète sur les lamelles 26 dans la position insérée.
  • L'organe de contention 28 comprend par exemple une lame 44 (figure 2) recourbée autour de l'axe d'insertion D et présentant une forme en « C ». L'organe de contention 28 forme avantageusement un anneau présentant une interruption 46.
  • L'interruption 46 mesure par exemple entre 0,1 mm et 3 mm dans le sens circonférentiel. L'interrupteur 46 est propre à conférer à l'organe de contention 28 une élasticité adaptée pour maintenir les lamelles 26 plaquées sur la portion de contact 52.
  • Par exemple, les lamelles 26 sont en aluminium, cuivre, laiton. L'organe de contention 28 est par exemple en acier.
  • L'épaisseur des lames par exemple est de 2 mm.
  • Le contact mâle 5 comporte un corps 48 électriquement conducteur et définissant avantageusement un logement 50 prévu pour recevoir l'un des câbles électriques.
  • La partie insérable 12 fait saillie axialement à partir du corps 48.
  • La partie insérable 12 comprend une portion de contact 52 adaptée pour être en contact avec les lamelles 26 dans la position insérée, et une portion distale 54 comportant l'extrémité distale 20 déjà évoquée plus haut.
  • Avantageusement, la partie insérable 12 comprend aussi un logement axial 56 débouchant sur l'extrémité distale 20 et adapté pour recevoir le deuxième isolant 18 (figures 2 et 3).
  • La portion de contact 52 comporte une surface radialement extérieure 58 cylindrique.
  • En variante (non représentée), la surface radialement extérieure 58 est tronconique.
  • La portion de contact 52 comporte une extrémité proximale 60 ayant un diamètre proximal Bd1, et une extrémité distale 62 ayant un diamètre distal Bd2. Bd1 et Bd2 sont égaux dans l'exemple représenté.
  • Selon un mode de réalisation particulier (figure 4), la surface radialement extérieure 58 forme, au niveau de son extrémité distale 62, un angle β avec l'axe d'insertion D. L'angle β est inférieur ou égal à l'angle α des lamelles 26.
  • Dans la position insérée, l'angle α et l'angle β sont sensiblement égaux.
  • Le premier diamètre d'ouverture Ad2 est strictement inférieur au diamètre proximal Bd1.
  • Le deuxième diamètre d'ouverture Ad2' est sensiblement égal au diamètre proximal Bd1.
  • Le diamètre d'ouverture Ad1 du fond du logement 14 est inférieur ou égal au diamètre distal Bd2, de préférence strictement inférieur d'au moins 0,01 mm au diamètre distal Bd2.
  • De préférence, le premier diamètre d'ouverture Ad2 est inférieur ou égal, de préférence strictement inférieur, au diamètre distal Bd2.
  • La portion distale 54 est radialement plus mince que le diamètre distal Bd2, de manière à être introduite facilement dans l'ouverture distale 40 du logement 14.
  • Comme visible sur la figure 2, le premier isolant 16 comprend un anneau 64 adapté pour coiffer les extrémités distales 38 des lamelles 26, et des attaches 66 s'étendant axialement à partir de l'anneau et prévu pour s'insérer dans les fentes 34 entre les lamelles 26 pour fixer le premier isolant sur le contact femelle 10. Le premier isolant 16 comprend en outre un socle 68 situé axialement à l'opposé de l'anneau 64, et un doigt 70 s'étendant axialement à partir du socle vers l'anneau.
  • Les attaches 66 forment avantageusement des barreaux fixés sur le socle 68 et orientés sensiblement axialement. Le premier isolant 16 présente ainsi l'aspect d'une cage cylindrique.
  • Le doigt 70 est situé sensiblement au centre du logement 14 en vue selon l'axe' d'insertion D lorsque le premier isolant 16 est inséré dans le logement. Le doigt 70 comporte une extrémité distale 72 sensiblement située au centre de l'anneau 64. Le doigt 70 est par exemple sensiblement cylindrique.
  • Le doigt 70 et l'anneau 64 définissent un écart radial E avantageusement inférieur ou égal à 3 mm de manière à empêcher un opérateur (non représenté) d'introduire son doigt dans le logement 14 entre le doigt 70 et les lamelles 26.
  • Le deuxième isolant 18 (figures 2 et 3) comporte une tête 74 et une tige 76 adaptée pour être introduite dans le logement 56 du contact mâle 5. Le deuxième isolant 18 définit un logement 78 s'étendant axialement et débouchant sur la tête 74.
  • Le logement 78 est adapté pour recevoir le doigt 70 du premier isolant 16 dans la position insérée du connecteur électrique 1.
  • Le fonctionnement du connecteur 1 se déduit de sa structure et va être décrit ci-après.
  • Lorsque le connecteur électrique 1 est en fonctionnement, les câbles électriques (non représentés) précédemment mentionnés sont reçus dans les logements 24 et 50.
  • Le premier isolant 16 et le deuxième isolant 18 ont été préalablement insérés respectivement dans le contact femelle 10 et le contact mâle 5 selon l'axe d'insertion D.
  • Pour ce faire, les attaches 66 sont insérées dans les fentes 34 jusqu'à ce que l'anneau 64 masque les extrémités distales 38 des lamelles 26. Le socle 68 est alors fixé dans le corps 22 par coincement, ou en variante par encliquetage.
  • Pour installer le deuxième isolant électrique 18, la tige 76 est introduite dans le logement 56 de la partie insérable 12 selon l'axe d'insertion D, jusqu'à ce que la tête 74 recouvre l'extrémité distale 20.
  • Le connecteur électrique 1 est alors prêt à l'usage.
  • On rappelle que les gaines extérieures (non représentées) protègent l'opérateur contre tout contact intempestif dans le sens radial avec le contact mâle 5 ou le contact femelle 10.
  • Le premier isolant électrique 16 protège des extrémités distales 38 du contact femelle 10. L'anneau 64 et le doigt 70 coopèrent pour empêcher l'opérateur d'introduire son doigt dans le logement 14. Toutefois, grâce à sa structure en forme de cage, le premier isolant électrique 16 n'empêche pas le contact électrique entre les lamelles 26 et la surface radialement extérieure 58 de la portion de contact 52 de la partie insérable 12.
  • De même, le deuxième isolant électrique 18 empêche l'opérateur de toucher l'extrémité distale 20 de la partie insérable 12.
  • Le contact électrique 1 est alors dans la position non insérée représentée sur la figure 1.
  • Le contact mâle 5 est alors inséré dans le logement 14 selon l'axe d'insertion D.
  • La portion distale 54 de la partie insérable 12 (figure 4) franchit l'ouverture distale 40 du logement 14. Les extrémités distales 38 des lamelles 26 viennent alors en contact de la portion distale 54, car le premier diamètre Ad2 est inférieur ou égal au diamètre distal Bd2.
  • Puis, l'insertion proprement dite commence. La portion de contact 52 pénètre dans le logement 14, ce qui provoque un écartement radial des extrémités distales 38 des lamelles 26. Cet écartement radial est limité par l'action de l'organe de contention 28. Pendant l'insertion, l'organe de contention 28 se dilate, tout en appliquant une pression centripète sur les lamelles 26. Cette pression contribue à plaquer les faces radialement intérieures 42 des lamelles 26 sur la portion de contact 52 de la partie insérable 12.
  • Lorsque la portion de contact 52 est totalement insérée dans le logement 14, l'ouverture distale 40 du logement se situe axialement au niveau de l'extrémité proximale 60 de la portion de contact. L'ouverture distale 40 présente alors une ouverture ayant le deuxième diamètre Ad2' (figure 3). On comprend que le deuxième diamètre Ad2' soit sensiblement égal au diamètre proximal Bd1.
  • Le contact électrique est également très bon du côté du fond du logement 14, car le diamètre d'ouverture Ad1 est inférieur ou égal au diamètre distal Bd2.
  • Dans la position insérée représentée sur la figure 3, les lamelles 26 sont parfaitement plaquées sur la portion de contact 52, dont elles épousent la surface radialement extérieure 58, avantageusement depuis l'extrémité distale 62 jusqu'à l'extrémité proximale 60 de la portion de contact. Le contact électrique est excellent.
  • Lors de l'insertion, le doigt 70 du premier isolant électrique 16 pénètre dans le logement 78 du deuxième isolant électrique 18, de sorte que les isolants électriques 16, 18 ne font pas obstacle à l'insertion.
  • Dans la position insérée (figure 3), le connecteur électrique 1 présente une grande stabilité mécanique grâce à la structure des lamelles 26 et à l'action de l'organe de contention 28. En outre, l'insertion du contact mâle 5 dans le contact femelle 10 reste très facile du fait de la flexibilité des lamelles 26 et de l'élasticité de l'organe de contention 28.
  • Le connecteur électrique 1 est de ce fait extrêmement performant, tant en ce qui concerne la facilité d'insertion que la stabilité mécanique à la fois instantanée et dans la durée.
  • Du fait de sa structure relativement simple, sans interface, le connecteur électrique 1 présente un coût de fabrication modeste.
  • Enfin, grâce aux isolants électriques 16, 18, l'opérateur est protégé pendant la manipulation du connecteur électrique 1.
  • L'organe de contention 28 selon l'invention est constitué d'une matière ayant un coefficient de dilatation thermique inférieur à celui des lamelles 26 du contact femelle 10, et inférieur à celui de la partie insérable 12 du contact mâle 5.
  • Par exemple, l'organe de contention 28 est en acier inoxydable, avec un coefficient de dilatation thermique de 14.10-6 K-1.
  • Les lamelles 26 et la partie insérable 12 sont par exemple en aluminium, avec un coefficient de dilatation thermique de 23.10-6 K-1.
  • Ainsi, lors de l'échauffement par effet Joule du connecteur électrique 1, l'organe de contention 28 se dilate moins et exerce une pression radiale centripète plus forte sur les lamelles 26 qu'à l'état non chauffé. Ceci a pour conséquence une augmentation de la pression exercée par lamelles 26 sur la partie insérable 12, et une augmentation de la surface de contact entre les lamelles et la partie insérable. Ceci réduit la résistance de contact et entraîne une diminution de l'échauffement du connecteur électrique 1 pendant l'utilisation, par rapport à une situation dans laquelle le coefficient de dilatation thermique.
  • Cet effet est amplifié par l'angle α formé par les lamelles 26 à leur base avec l'axe d'insertion.
  • Le connecteur électrique 1 présente des performances électriques optimales : une grande surface de contact avec une résistance électrique faible, afin de diminuer l'échauffement lors d'une utilisation à fort courant, avec un effort d'insertion raisonnable, une bonne tenue aux vibrations et un faible encombrement par rapport à ses performances électriques, tout en restant d'une fabrication simple et d'un prix compétitif.

Claims (12)

  1. Connecteur électrique (1) comportant un contact mâle (5) et un contact femelle (10) mobiles entre une position non insérée, dans laquelle le contact mâle (5) est à l'écart du contact femelle (10), et une position insérée, dans laquelle une partie insérable (12) électriquement conductrice du contact mâle (5) est insérée selon un axe d'insertion (D) dans un logement (14) défini par le contact femelle (10), le contact femelle (10) comportant :
    - un corps (22) électriquement conducteur,
    - une pluralité de lamelles (26) faisant saillie axialement à partir du corps (22) et réparties angulairement autour de la partie insérable (12) dans la position insérée, les lamelles (26) étant électriquement conductrices et flexibles radialement, le corps (22) et les lamelles (26) définissant ledit logement (14), et
    - au moins un organe de contention (28) annulaire disposé sur des faces radialement extérieures (30) des lamelles (26) et adapté pour exercer une pression radiale centripète sur les lamelles (26) dans la position insérée, les lamelles (26) ayant des faces radialement intérieures (42) plaquées contre la partie insérable (12) dans la position insérée,
    caractérisé en ce que l'organe de contention (28) est constitué d'une matière ayant un coefficient de dilatation thermique inférieur à celui des lamelles (26), et inférieur à celui de la partie insérable (12).
  2. Connecteur électrique (1) selon la revendication 1, dans lequel les lamelles (26) ont des extrémités distales (38) et sont recourbées vers l'axe d'insertion (D) à mesure que l'on s'approche des extrémités distales (38).
  3. Connecteur électrique (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les lamelles (26) forment à leur base un angle (α) avec l'axe d'insertion (D), l'angle (α) étant de préférence évasé.
  4. Connecteur électrique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la partie insérable (12) comprend au moins une portion de contact (52) sur laquelle les lamelles (26) sont plaquées dans la position insérée, la portion de contact (52) comportant une extrémité proximale (60) ayant un diamètre proximal (Bd1), les lamelles (26) définissant une ouverture distale (40) du logement (14), l'ouverture distale (40) ayant un premier diamètre (Ad2) dans la position non insérée, et un deuxième diamètre (Ad2') supérieur dans la position insérée, le premier diamètre d'ouverture (Ad2) étant strictement inférieur au diamètre proximal (Bd1), et le deuxième diamètre d'ouverture (Ad2') étant sensiblement égal au diamètre proximal (Bd1).
  5. Connecteur électrique (1) selon la revendication 4, dans lequel la portion de contact (52) comporte une extrémité distale (62) ayant un diamètre distal (Bd2), les lamelles (26) définissant un fond (32) du logement, le fond (32) ayant un diamètre d'ouverture (Ad1) inférieur ou égal au diamètre distal (Bd2), de préférence inférieur au diamètre distal (Bd2).
  6. Connecteur électrique (1) selon la revendication 4 ou 5, dans lequel le premier diamètre d'ouverture (Ad2) est inférieur ou égal, de préférence inférieur, au diamètre distal (Bd2), la partie insérable (12) comprenant en outre une portion distale (54) radialement plus mince que le diamètre distal (Bd2) pour être introduite dans l'ouverture du logement (14).
  7. Connecteur électrique (1) selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel la portion de contact (52) comporte une surface radialement extérieure (58) cylindrique ou tronconique.
  8. Connecteur électrique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l'organe de contention (28) comprend une lame (44) recourbée en forme de « C », la lame (44) passant de préférence dans des rainures circonférentielles (36) formées par les faces radialement extérieures (30) des lamelles (26).
  9. Connecteur électrique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant en outre un premier isolant électrique (16) adapté pour être inséré dans le logement (14) du contact femelle (10) pour protéger un utilisateur du connecteur électrique (1), le premier isolant (16) comprenant :
    - un anneau (64) adapté pour coiffer des extrémités distales (38) des lamelles (26), et
    - des attaches (66) s'étendant axialement à partir de l'anneau (64) et prévues pour s'insérer entre les lamelles (26) pour fixer le premier isolant (16) sur le contact femelle (10).
  10. Connecteur électrique (1) selon la revendication 9, dans lequel le premier isolant (16) comprend en outre :
    - un socle (68) situé axialement à l'opposé de l'anneau (64), et
    - un doigt (70) s'étendant axialement à partir du socle (68) vers l'anneau (64), le doigt (70) étant situé sensiblement au centre du logement (14) en vue selon l'axe d'insertion (D)
  11. Connecteur électrique (1) selon la revendication 10, dans lequel chaque attache (66) forme un barreau fixé sur le socle (68) et orienté sensiblement axialement.
  12. Connecteur électrique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, comprenant en outre un deuxième isolant électrique (18) adapté pour recouvrir une extrémité distale (20) de la partie insérable (12), le deuxième isolant électrique (18) étant adapté pour être fixé sur cette extrémité distale (20), de préférence par insertion d'une tige (76) du deuxième isolant (18) selon l'axe d'insertion (20) dans la partie insérable (12).
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