FR2460554A1 - Perfectionnements aux connecteurs electriques - Google Patents

Abstract

CONNECTEUR ELECTRIQUE A DEUX ELEMENTS AMOVIBLES MUNIS RESPECTIVEMENT DE CONTACTS. CHAQUE CONTACT41 DE L'ELEMENTC COMPREND, D'UNE PART, UN ORGANE CYLINDRIQUE PRESENTANT DEUX PARTIES POSTERIEURE44 ET ANTERIEURE46 ELECTRIQUEMENT CONDUCTRICES SEPAREES PAR UNE PARTIE INTERMEDIAIRE48 ELECTRIQUEMENT ISOLANTE ET, D'AUTRE PART, UNE BAGUE50 APTE A RELIER ELECTRIQUEMENT LES PARTIES44 ET 46 EN POSITION CONNECTEE. APPLICATION AUX CONNECTEURS A FACE MORTE.

Description

La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux connecteurs électriques comportant deux éléments de connecteurs amovibles et munis respectivement de contacts, l'un au moins de ces deux éléments de connecteurs étant à face morte en position déconnectée.

Par élément de connecteur à face morte, on désigne un élément de connecteur dans lequel, en position déconnectée, les parties antérieures des contacts - c'est-à-dire les parties des contacts destinées à coopérer mécaniquement avec les contacts de l'autre élément de connecteur, en position connectée sont électriquement désolidarisées des parties postérieures desdits contacts,lesquelles sont, par exemple, connectées à des fils de liaison. Les parties antérieures considérées peuvent être de tout type connu, par exemple des broches saillant hors de la face avant du corps isolant ou bien des douilles encastrées dans ledit corps isolant.

Grâce à cet agencement, lorsque l'élément de connecteur considéré n'est pas accouplé à l'autre élément, la mise en court-circuit accidentelle de parties antérieures de contacts n'influe pas sur les organes électriquement raccordés à l'élément de connecteur.

On connait déjà des connecteurs électriques dont un des éléments est à face morte. Ce dernier comporte deux jeux de contacts : un premier jeu est monté dans un corps isolant fixe situé vers l'arrière de l'élément de connecteur, tandis qu'un second jeu est monté dans un corps isolant déplaçable axialement et situé à l'avant de l'élément de connecteur les contacts du second jeu et le corps isolant mobile sont agencés pour que, en position déconnectée de l'élément à face morte, le corps isolant mobile soit repoussé (par exemple par des ressorts) vers l'avant de l'élément de connecteur considéré, les contacts du second jeu étant alors distants axialement des contacts fixes du premier jeu et aucune liaison électrique n'existant alors entre les contacts correspondants des deux jeux, tandis que, lorsque l'élément à face morte et l'autre élément de connecteur sont accouplés, le corps isolant mobile est repoussé vers l'arrière, par exemple en appui contre la face avant du corps isolant fixe : dans cette position les contacts du second jeu sont connectés, d'une part vers l'arrière, avec les contacts correspondants du second jeu et, d'autre part, vers l'avant, avec les contacts correspondants de l'autre élément de connecteur, des liaisons électriques étant établies ainsi entre les fils respectifs raccordés aux deux éléments de con vecteur.

L'inconvénient majeur des éléments de connecteur à face morte de ce type est leur longueur relativement importante. I1 faut en effet prévoir, d'une part, une certaine course pour que les contacts des premier et second jeux (du type broche-douille) puissent etre accouplés mécaniquement et assurer une liaison électrique avec toute la fiabilité de contact voulue et, d'autre part, un écartement axial minimal de sécurité entre les extrémités en regard des contacts des deux jeux, en position déconnectée de l'élément de connecteur. Bien entendu la course et l'écartement axial s'ajoutent l'un à l'autre, ce qui conduit à un élément de connecteur de trop grande longueur lorsque celui-ci doit être monté dans un endroit où 1 'espace disponible est réduit.

L'invention a essentiellement pour but de remédier à cet inconvénient et de proposer un connecteur électrique dont l'un des éléments, à face morte, est agencé de ma ni e re à présenter une longueur réduite par rapport à celle des éléments de connecteur à face morte connus à ce jour.

A cette fin, le connecteur conforme à l'invention se caractérise - en ce que chaque contact de l'élément de connecteur à face
morte comporte, d'une part, une partie antérieure et une par
tie postérieure électriquement conductrices et séparées l'une
de l'autre par une partie intermédiaire électriquement isolante
et, d'autre part, une bague électriquement conductrice dont
l'étendue axiale est telle qu'elle présente vers ses deux ex
trémités deux zones de contact susceptibles d'etre en appui
sur les susdites parties antérieure, postérieure et inteniaire, - et en ce que l'élément de connecteur est agencé pour que le
contact électrique et la bague puissent occuper, sous l'ac
tion de moyens de commande, deux positions axiales relatives,
savoir, d'une part une première position (position connectée)
pour laquelle les deux zones de contact de la bague sont en
appui respectivement sur les parties antérieure et postérieure
du contact électrique, la bague établissant alors une liaison
électrique entre lesdites parties antérieure et postérieure du
contact électrique, et, d'autre part, une seconde position
(position déconnectée) pour laquelle au moins l'une des
deux zones de contact de la bague n'est en appui ni sur la
partie antérieure ni sur la partie postérieure du contact
électrique, lesdites parties antérieure et postérieure étant
alors électriquement isolées l'une de l'autre.

Grâce à cet agencement, la course et l'écartement axial de sécurité nécessaires à un fonctionnement fiable des éléments de connecteur à face morte connus ont été éliminés et le déplacement axial relatif de la bague et des parties antérieure et postérieure de chaque contact peut etre obtenu à l'aide de moyens mobiles axialement dont la course n'entraine aucune augmentation de longueur par rapport à un élément de connecteur ordinaire.

I1 est alors possible que, dans la seconde position relative, une des zones de contact de la bague ne soit en appui sur aucune des trois parties antérieure, postérieure et intermédiaire.

I1 est également possible, éventuellement en combinaison avec cette dernière disposition, que le contact électrique possede une plage de sa surface extérieure qui est munie d'un revetement électriquement isolant et qui est telle que, dans la seconde position relative, une des zones de contact de la bague est en appui sur ladite plage isolante.

Dans un premier mode de réalisation, le contact électrique est fixe et la bague est déplaçable axialement sous l'action des moyens de commande.

Dans un second mode de réalisation, la bague est fixe dans l'élément de connecteur et le contact électrique est déplaçable axialement sous l'action des moyens de commande.

Dans l'un ou l'autre cas, la bague mobile ou le contact mobile sont portés par un élément de corps isolant déplaçable axialement sous l'action des moyens de commande.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de certains de ses modes de réalisation, donnés à titre purement illustratif sans aucun caractère limitatif. Dans cette description on se réfère aux dessins annexés sur lesquels
- les figures 1 et 2 sont des vues en coupe axiale, respectivement dans deux positions opératoires différentes, d'un premier mode de réalisation d'un connecteur conforme à l'invention,
- et les figures 3 et 4 sont des vues en coupe axiale, respectivement dans deux positions opératoires différentes, d'un second mode de réalisation d'un connecteur conforme à l'invention.

Le connecteur 1 représenté à la figure 1 est constitué de deux éléments de connecteur A et B.

A titre d'exemple, l'élément A est un élément femel]e (c'est-à-dire équipé de contacts femelles 2) tandis que l'élé- ment B est un élément male (c'est-à-dire équipé de contacts males ou broches 3). Les éléments A et B sont entourés respectivement d'enveloppes métalliques (non représentées), lesquelles sont agencées de façon classique pour assurer la connexion méca niaue des deux éléments et éventuellement leur verrouillage en position connectée.

Pour ce qui est plus particulierement de l'élément de connecteur femelle A, il s'agit d'un élément à face morte agencé conformément à l'invention. L'élément A comporte un corps isolant fixe 4, situé vers l'arriere et portant de façon en soi connue les contacts femelles 2. On notera crue, compte tenu de la relativement faible longueur du corps isolant 4 et de son position nement à l'arriere de l'élément A, les contacts femelles 2, qui s'étendent sensiblement jusqu'à l'avant de l'élément A, dépassent sur une longueur relativement importante hors du corps isolant 4.

Chaque contact femelle 2 comprend, d'une part, un organe cylindrique 5 comportant
- une partie postérieure 6, électriquement conductrice,
partiellement engagée dans le corps isolant 4 et munie
vers l'arrière d'une queue 7 pour le raccordement dlun
fil conducteur,
- une partie intermédiaire 8 électriquement isolante,
- une partie antérieure 9 électriquement conductrice
et conformée, à son extrémité avant, en douille 10
destinée à coopérer avec la broche 3 de l'autre élé
ment de connecteur B, lorsque les éléments A et B sont
accouplés (cette partie antérieure 8 n'étant donc pas
directement reliée électriquement à la partie posté
rieure 7).

les trois parties 6, 8 et 9 étant alianées axialement et d'autre part, une bague 11, électriquement conductrice, entourant une certaine étendue axiale de l'organe cylindrique 5.

La bague 11 peut, par exemple, être constituée par un élément cylindrique de révolution 12 a' l'intérieur duquel est disposée une ou plusieurs lamelles 13 s'étendant axialement et conformées pour être en appui sur l'organe cylindrique 5 en deux zones 14 et 15 axialement distantes l'une de l'autre.

La bague 11 est mobile axialement par rapport à l'organe cylindrique 5 et, à cet effet, elle est solidaire(par tout moyen approprié connu de l'homme de l'art) d'un corps isolant 16 déplaçable axialement dans l'élément de connecteur A.

On notera également qu'à son extrémité avant, la partie antérieure 9 est munie d'un revêtement isolant extérieur 17 qui peut par exemple (comme représenté sur les figures 1 et 2) s'étendre sur toute la longueur de la douille 10.

Pour compléter les dispositions principales qui viennent d'etre énoncées, on prévoit en outre que l'élément A comprend les dispositions suivantes, qui ne sont données qu'à titre d'exemple, d'autres dispositions pouvant être adoptees sans modification du fonctionnement général de l'élément A.

Selon ces dispositions complémentaires, le corps isolant mobile 16 est associé à une bague d'étanchéité 18 entourant l'organe cylindrique 5, le corps isolant 16 et la baque d'étanchéité 18 étant maintenus assemblés par une partie 19 d'un premier manchon métallique 20, lequel se prolonge, vers l'avant au-delà du corps isolant 16 par une partie 21 possèdant un diamètre supérieur à celui de la partie 19.

Les parties 19 et 21 du manchon 20 sont raccordées l'une à l'autre par une paroi transversale 22 servant d'appui axial à un deuxième manchon métallique 23 entourant le manchon 20.

Le deuxièrne manchon 23 porte une jupe annulaire 24 s'étendant en direction de l'arrière de l'élément de connecteur
A et agencée pour s'engager dans un espace annulaire délimité par les surfaces en regard d'un troisième manchon 25, fixe et entourant le corps isolant 4 outil maintient en position, et d'un quatrième manchon 26, également fixe et solidaire du troisième manchon 25, et entourant celui-ci à distance.

On notera que le troisième manchon et la partie 19 du manchon 20 ont sensiblement le même diamètre extérieur et sont aboutés dans la position représentée à la figure 1.

Les faces en regard de la partie 19 du manchon 20, de la jupe 24 du manchon 23 et des manchons 25 et 26 délimitent une chambre annulaire de longueur variable dans laquelle est logé un ressort en hélice 27 qui est en appui à ses extrémités contre des parois radiales des manchons 20 et 26 respectivement.

Par ailleurs, l'élément A est équipé à l'avant d'une plaque protectrice isolante 28 fixe dans l'élément A et solidaire par exemple de l'enveloppe (non représentée) de l'élément A.

La plaque 28 est munie de passages 29 dans lesquels sont engagées les extrémités avant des parties antérieures 9 des contacts femelles 2. Les passages 29 ont un diamètre supérieur au diamètre extérieur des bagues 11.

En outre pour autoriser l'actionnement des organes mobiles de l'élément A, la plaque avant 28 est munie d'un certain nombre de passages ou échancrures 30 répartis circonférentiellement au voisinage de son bord extérieur.

En regard des passages ou échancrures 30 de la plaque 28, la partie 21 de plus grand diamètre du manchon 20 présente des doigts axiaux 31, aptes à s'engager respectivement dans lesdits passages 30 et dont la face frontale de chacun est conformée de manière à présenter une rampe de guidage 32 et une surface du butée 33 disposée dans un plan radical.

Pour ce qui est maintenant de l'élément male B, il suffit de savoir qu'il comporte un corps isolant 34 portant, de toute manière en soi connue, les broches 3. Le corns isolant 34 est entouré par un organe tubulaire métallique 35 dont le bord avant est agencé sous forme de doigts axiaux 36 qui sont en nombre et en répartition circonférentielle identique à ceux des passages 30 de la plaque avant 28 et des doigts 31 du manchon 20. Les extrémités avant des doigts 36 sont agencées pour présenter une zone inclinée en forme de rampe de guidage et une zone de butée radiale, l'ensemble ayant une forme complémentaire de celle des extrémités des doigts 31.

Enfin une enveloppe extérieure (non représentée) peut entourer l'élément de connecteur B.

On va maintenant indiquer le fonctionnement du connecteur 1 qui vient d'etre décrit.

En position non accouplée des deux éléments de connecteur A et B, l'élément A est dans la configuration de la figure 2.

Sous l'action du ressort 27 prenant appui sur la paroi radiale du quatrième manchon 26, l'ensemble mobile constitué par les deux manchons 20 et 23 et le corps isolant 16 et la bague d'étanchéité 18 est repoussé vers l'avant de l'élé- ment A, la face frontale du corps isolant 16 étant en appui contre la face postérieure de la plaque protectrice 28. Les doigts 31 du manchon 20 sont alors engagés dans les passages 30 et sont accessibles de l'extérieur.

Les bagues 12 des contacts 2, étant solidaires en translation du corps isolant 16, sont elles aussi en position antérieure. Dans cette position, la zone d'appui postérieure 14 des lamelles 13 des bagues 12 est en contact avec la surface extérieure électriquement conductrice de la partie antérieure 9 de l'organe cylindrique 5, tandis que la zone d'appui antérieure 15 desdites lamelles 13 est en contact avec le revetement extérieur isolant 17.

De ce fait, aucune liaison électrique n'est établie entre les parties antérieures 9 et postérieures 6 respectivement. Toute perturbation (court-circuits, courants induits) survenant au niveau des parties antérieures 9 reste alors sans influence sur les parties postérieures 6 et les appareillages raccordés à celles-ci.

Pour accoupler les deux éléments de connecteur A et
B, ceux-ci sont présentés l'un à l'autre de telle manière que les doigts 31 et 36 soient situés les uns en regard des autres.

En rapprochant axialement l'un de l'autre les deux éléments A et B, les doigts 31 et 36 viennent en aboutement respectif par leurs surfaces de butée radiales. Au cours de ce mouvement relatif, l'ensemble mobile de l'élément A est repoussé vers l'arrière dudit élément, à l'encontre des efforts exercés par le ressort 27, jusqu'à ce que la face arrière de la bague d'étanchéité 18 soit en appui contre la face frontale du corps isolant fixe 4.Simultanément, la bague 12 de chaque contact 2, solidaire du corps isolant mobile 16, est déplacée axialement et amenée dans la position représentée à la figure 1; dans cette position, la zone d'appui postérieure 14 de la lamelle 13 est en contact avec la surface extérieure de la partie postérieure 6 de l'organe cylindrique 5 tandis que la zone d'appui antérieure 15 de la lamelle 13 est en contact avec la partie de la surface extérieure de la partie antérieure 9 de l'organe cylindrique 5 qui n'est pas recouverus par le revêtement isolant 17.

De ce fait, les deux parties antérieure 9 et postérieure 6 du corps- cylindrique 5 de chaque contact 2 sont réunies électriquement l'une à l'autre.

Par ailleurs, au cours de ce déplacement, les broches 3 de l'élément de connecteur B ont pénétré dans les douilles 10 des contacts 2 de l'élément A : des liaisons électriques ont ainsi été établies respectivement entre des fils conducteurs raccordés aux broches 3 et des fils conducteurs raccordés aux contacts 2.

En se référant aux figures 3 et 4, on va maintenant décrire un autre mode de réalisation d'un connecteur 40 conforme à l'invention.

Le connecteur 40 est constitué de deux éléments C et D accouplables l'un à l'autre, l'élément C étant par exemple un élément mâle, c'est-à-dire muni de contacts électriques en forme de broches 41 et l'élément D étant un élément femelle muni de contacts électriques en forme de douilles 42 aptes à coopérer avec les broches 41 en position connectée des deux éléments C et D.

De même que dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, chaque contact 41 est constitué, d'une part, d'un organe cylindrique 43 qui comprend
- une partie postérieure 44, électriquement conduc
trice et munie à sa partie arrière d'une queue de
raccordement 45,
- une partie antérieure 46, électriquement conduc
trice et portant à son extrémité avant la partie
de contact en forme de broche proprement dite 47,
- et une partie intermédiaire 48, électriqueeent iso
lante et disposée entre les deux susdites parties
postérieure 44 et antérieure 46, lesquelles sont
partiellement engagées dans la partie intermédiaire
et solidarisées à celle-ci par des prolongements 49
noyés dans le matériau isolant, les trois parties 44, 46 et 48 étant alignées axialement, et, d'autre part, une bague 50, électriquement conductrice, entourant une certaine étendue axiale de l'organe cylindrique 43.

De meme que dans l'exemple précédent, la bague 50 est cylindrique de révolution et est munie, intérieurement, de lamelles élastiques et conductrices 51 s'étendant axialement et réparties circonférentiellement. Chaque lamelle 51 est conformée pour être en contact avec l'organe cylindrique 43 en deux zones d'appui 52 et 53 distantes axialement l'une de l'autre.

On notera que, contrairement à l'exemple précédent, aucune zone des surf-aces extérieures des parties postérieure 44 et antérieure 46 de l'organe cylindrique 43 n'est munie d'un revetement isolant.

Les contacts 41 sont portés par des corps isolants de la manière suivante.

- un premier corps isolant 54 porte les bagues 50
à cet effet, il est muni d'une pluralité de loge
ments longitudinaux 55 dans lesquels sont engagées
et bloquées les bagues 50 ; le corps isolant 54
est fixe et disposé à l'avant de l'élément de
connecteur C ; en arrière du corps isolant 54
est disposée une bague d'étanchéité 56, fixe elle
aussi, et munie d'une pluralité de passages 57
présentant sur leur face des lèvres 58 en appui
sur les organes cylindriques 43 correspondants
- un second corps isolant 59, situé en arrière de
la bague d'étanchéité 56, porte les organes cy
lindriques 43 des contacts 41, lesquels sont
fixés par tous moyens connus de l'homme de l'art
le second corps isolant est mobile et peut etre
déplacé axialement entre une première position
dans laquelle il est au contact de la bague
d'étanchéité 56, les broches 47 faisant alors
saillie de la face frontale du premier corps iso
lant (figure 3) et une seconde position dans la
quelle il est écarté axialement de la bague d'é
étanchéité 56, les broches 47 étant alors escamo
tées à l'intérieur des bagues 50 (figure 4).

Pour ce qui concerne l'agencement de l'élément de connecteur D, il suffit de savoir qu'il comporte un corps isolant 60, fixe, portant les contacts femelles 42.

Bien entendu, les éléments C et D sont munis des accessoires conventionnels pour renfermer les différents organes décrits ci-dessus et autoriser leur accouplement mécanique et éventuellement leur verrouillage en position connectée.

On va maintenant décrire le fonctionnement du connecteur 40.

En position déconnectée de l'élément C (cf. figure 4), le second corps isolant 59 est repoussé vers l'arrière et maintenu écarté de la bague d'étanchéité 56, par exemple au moyen de ressorts (non représentés).

Les organes cylindriques 43 des contacts 41, étant portés par le corps isolant 59, sont escamotés dans les bagues respectives 50. Dans cette position, les zones d'appui antérieures 53 des lamelles 51 ne sont plus en appui sur les organes cylindriques 43 et seules les zones d'appui postérieures 52 sont en appui sur les surfaces extérieures des parties antérieures 46 des organes cylindriques 43 respectifs. On peut noter que, dans cette position, les bagues 50 n'entourent que les parties antérieures correspondantes.

De ce fait aucune liaison électrique n'existe entre les parties postérieures 44 et 46 des organes cylindriques 43.

Au cours de l'accouplement des deux éléments C et
D, le second corps isolant 59 est ramené vers l'avant, en butée contre la bague d'étanchéité 56. A cette fin, on peut par exemple prévoir que le second corps isolant 59 est solidaire, axialement, d'une bague de verrouillage extérieure (non représentée) portée par l'élément C et servant à:verrouiller les deux éléments C et D en position connectee.

Dans cette position (cf. figure 3), les organes cylindriques 43 des contacts 41, entrainés vers l'avant par le corps isolant 59, ont leurs broches 47 qui font saillie hors des bagues 50 et hors du premier corps isolant 54 et qui sont engagées dans les douilles des contacts femelles 42 de l'été ment D.

Compte tenu de ce déplacement axial vers l'avant, les zones d'appui 52 et 53 des lamelles 51 sont maintenant en appui respectivement sur les parties postérieure 44 et anté rieure 46 des organes cylindriques 43 correspondants. Il en résulte une continuité électrique, pour chaque couple de contacts des éléments C et D, entre les fils raccordés respectivementaux contacts 41 et 42.

Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement G ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.

En particulier divers agencements des éléments de connecteur peuvent etre envisagés pour autoriser le fonction nement de contacts électriques du genre de ceux qui viennent d'être décrits.

De même diverses combinaisons de structures peuvent être adoptées pour lesdits contacts, notamment pour les zones de surface électriquement isolées.

Bien entendu, il est également possible de combiner les modes de réalisation des éléments de connecteur A et C, et de réaliser un connecteur dont les deux éléments soient à face morte.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1. Connecteur électrique comportant deux éléments de connecteur amovible et munis respectivement de contacts, l'un au moins de ces deux éléments de connecteur étant à face morte en position déconnectée, caractérisé - en ce que chaque contact de l'élément de connecteur à face

morte comporte, d'une part, une partie antérieure et une par

tie postérieure électriquement conductrices et séparées l'une

de l'autre par une partie intermédiaire électriquement isolante

et, d'autre part, une bague électriquement conductrice dont

l'étendue axiale est telle qu'elle présente vers ses deux extré

mités deux zones de contact susceptibles d'entre en appui sur

les susdites parties antérieure, postérieure et intermédiaire, - et en ce que l'élément de connecteur est agencé pour que le

contact électrique et la bague puissent occuper, sous l'ac

tion de moyens de commande, deux positions axiales relatives,

savoir, d'une part, une première position (position connectée)

pour laquelle les deux zones de contact de la bague sont en

appui respectivement sur les parties antérieure et postérieure

du contact électrique, la bague établissant alors une liaison

électrique entre lesdites parties antérieure et postérieure du

contact électrique et, d'autre part, une seconde position

(position déconnectée) pour laquelle au moins l'une des deux

zones de contact de la bague n'est en appui ni sur a partie

antérieure ni sur la partie postérieure du contact-électrique,

lesdites parois antérieure et postérieure étant alors électri

quement isolées l'une de l'autre.

2. Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans la seconde pasition relative, une des zones de contact de la bague n'est en appui sur aucune des trois parties antérieure, postérieure et intermédiaire.

3. Connecteur électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le contact électrique possède une plage de sa surface extérieure qui est munie d'un revetement électriquement isolant et qui est telle que, dans la seconde position relative, une des zones de contact de la bague est en appui sur ladite plage isolante.

4. Connecteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le contact électrique est fixe et en ce que la bague est déplaçable axia lent sous l'action des moyens de carmande.

5. Connecteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la bague est fixe dans l'élément de connecteur et en ce que le contact électrique est déplaçable axialement sous l'action des moyens de commande.

6. Connecteur électrique selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la bague mobile ou le contact mobile sont portés par un élément de corps isolant déplaçable axialement sous l'action des moyens de commande.