FR2776035A1

FR2776035A1 - Connecteur a insertion et ejection automatiques

Info

Publication number: FR2776035A1
Application number: FR9803109A
Authority: FR
Inventors: Mekki Boussairy; Laurent Bardet
Original assignee: Framatome Connectors France SA
Current assignee: FCI France SA
Priority date: 1998-03-13
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 1999-09-17
Anticipated expiration: 2018-03-13
Also published as: US6089897A; DE69900798D1; DE69900798T2; EP0942495A1; EP0942495B1; CA2265177A1; FR2776035B1

Abstract

On réalise un connecteur avec un corps mâle (2) et un corps femelle (1) emboîtables partiellement. Le corps femelle possède à l'intérieur une bague (11) repoussée vers l'extérieur par un ressort (24). La bague est maintenue à l'intérieur du corps femelle par un guichet dans lequel elle s'encastre. Lors de l'insertion d'un corps mâle, une butée (14) de ce corps mâle repousse la bague vers le fond (22) du corps femelle. La bague libère alors le guichet qui vient s'encastrer dans une gorge (15) du corps mâle. L'accouplement et la solidarisation des deux parties du connecteur sont alors automatiques. Pour désaccoupler, il suffit d'appuyer sur un levier (17) qui emmène le guichet. Le ressort qui repousse la bague contribue par ailleurs à l'éjection sans effort du corps mâle. On montre qu'il ne faut dans chaque cas exercer un effort que dans une seule direction longitudinale sur le connecteur mâle pour l'accoupler, transversal sur un levier du guichet pour désaccoupler les deux pièces.

Description

Connecteur à insertion et éjection automatiques La présente invention a

pour objet un connecteur à insertion et éjection automatiques. Elle est plus particulièrement destinée aux domaines électriques ou optiques, mais pourrait être utilisée dans d'autres domaines. Le but de l'invention est de faciliter des opérations de connexion et de déconnexion, et de rendre les connecteurs plus sûrs, tout en en permettant

la miniaturisation.

Un connecteur comporte deux corps, généralement un corps femelle et un corps mâle, emboîtables entre eux par des moyens mécaniques. A l'intérieur de ces corps femelles et mâles, sont disposés des inserts. La mise en relation des inserts, à l'abri, à l'intérieur de l'emboîtement des corps femelles et mâles, assure la continuité de la fonction envisagée: la

connexion électrique, la transmission optique ou autre.

Pour les corps femelles et mâles, une solidarisation connue est de type à baïonnette, voire à vis. Cependant, ce type de solidarisation est peu pratique lorsque l'exiguïté de l'accès n'autorise pas la manoeuvre des doigts d'un opérateur. Celui-ci ne peut pas toujours manoeuvrer en rotation avec ses mains l'un des deux corps par rapport à l'autre. C'est notamment le cas lorsque les connecteurs sont présentés en batteries, à proximité les uns à côté des autres, voire les uns à côté des autres et au-dessus les uns des autres. Avec de tels faisceaux de connecteurs, il est courant qu'il faille en

désaccoupler plusieurs pour pouvoir en atteindre un particulier.

Il est connu par ailleurs, des connecteurs à insertion automatique de type dit "push pull". Dans ces connecteurs, une bague externe peut coulisser le long d'un des corps, mâle ou femelle, et dégager en coulissant un verrou qui maintient les deux corps entre eux. La manoeuvre est simple au moment de l'accouplement. Par contre au moment du désaccouplement, la promiscuité de nombreux connecteurs entre eux n'autorise pas mieux que précédemment la manoeuvre par les mains de l'opérateur. En effet, dans ce dernier type de connecteur, autant l'accouplement est automatique (la bague coulissante s'échappe puis se remet en place élastiquement), autant le désaccouplement nécessite deux interventions simultanées, une intervention sur la bague et une intervention sur un des deux corps pour l'éloigner de

I'autre.

On connaît par ailleurs des emboîtements de type charnière. Dans ceux-ci, des corps, pas nécessairement mâles et femelles, sont associés ou dissociés par une rotation relative de leur alignement. L'alignement des deux corps entre eux est réalisé pour la connexion, et il est cassé pour le désaccouplement. Ce dernier type de connecteur demande lui aussi

beaucoup de place pour pouvoir être manoeuvré.

L'invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en proposant une forme des corps mâles et femelles complètement différente. Selon l'invention, on prévoit qu'un verrou de solidadsation du corps mâle sur le corps femelle est réalisé sous la forme d'un guichet au travers duquel passe le corps mâle. Le guichet est maintenu dans le corps femelle. Au moment de son insertion, le corps mâle relâche par ailleurs un mouvement transverse du guichet et celui-ci vient s'encastrer dans un relief du corps mâle de manière à le bloquer à l'intérieur du corps femelle. De ce fait, I'accouplement est très simple, il est automatique. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le mécanisme du mouvement du guichet est tel que le guichet ne peut pas être déplacé si le corps mâle n'est pas introduit dans le corps femelle. Ceci permet d'éviter que, par une manoeuvre parasite, le guichet ne soit placé sur le trajet du corps mâle et, à l'insertion de ce dernier, ne soit

brisé et ne rende le connecteur inutilisable pour sa fonction de solidarisation.

Donc le connecteur réalisé est mécaniquement sûr et il peut en conséquence

être facilement miniaturisé, sans crainte de le voir insuffisamment solide.

L'invention a donc pour objet un connecteur comportant un corps femelle et un corps mâle emboîtables longitudinalement et, à l'intérieur de ces corps, des inserts connectables entre eux pour assurer, au moment de l'emboîtement, une liaison entre des circuits reliés à ces inserts, caractérisé en ce que - le corps femelle possède un guichet circulaire, mobile transversalement au sens d'emboîtement du corps mâle, une bague déplaçable dans le corps femelle axialement dans sens d'emboîtement et susceptible de s'insérer dans ce guichet, - le corps mâle comportant un alésage pour s'enfiler dans la bague, une butée pour repousser la bague et un relief pour recevoir un chant du guichet.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit

et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont données qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent: - Figure 1: une représentation en coupe du connecteur de l'invention alors que le corps mâle est inséré, et verrouillé, à l'intérieur du corps femelle, - Figure 2: une vue en coupe du corps femelle de la figure 1 en position de recevoir le corps mâle, - Figure 3: une vue en perspective des différentes parties du corps

femelle de l'invention montrant par ailleurs son procédé de montage.

La figure 1 montre un connecteur conforme à l'invention. Ce connecteur comporte un corps femelle 1 situé à la droite de la figure et dont le profil de coupe est rappelé par des hachures larges. Le corps femelle 1 a une forme de réceptacle. Un corps mâle 2, lui aussi rappelé par des hachures larges, a également une forme globalement creuse. Le corps mâle 12 est inséré dans le corps femelle, depuis la gauche sur la figure 1. A I'intérieur des corps femelles et mâles, on a placé des inserts, respectivement 3 et 4, qui sont connectables entre eux. Par exemple, I'insert 3 possède un contact mâle 5 relié à un conducteur 6. Au moment de l'emboîtement des deux corps l'un dans l'autre, le contact 5 vient se connecter, électriquement ici, par insertion dans un contact femelle (non représenté et en liaison lui aussi avec un fil conducteur) de l'insert 4. Les corps 1 et 2 et les inserts 3 et 4 ont de préférence des formes globales

circulaires pour en faciliter la fabrication et l'assemblage.

Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le corps femelle 1 possède un guichet 7 muni d'une ouverture 8. L'ouverture 8 est de préférence circulaire. Le guichet 7 est mobile dans le corps femelle 1 transversalement, c'est-à-dire selon une direction 9 perpendiculaire à un sens 10 d'emboîtement longitudinal, de gauche à droite, du corps mâle 2

dans le corps femelle 1.

Le corps femelle 1 possède encore une bague 11 déplacçable longitudinalement dans le corps femelle 1. La bague 11 doit pouvoir s'imbriquer dans l'ouverture 8 du guichet 7. Le corps mâle 2 possède quant à

lui, un alésage 12 pour s'enfiler dans la bague 1 1.

Pour cette raison, la bague 11 possède un diamètre intérieur 13 sensiblement égal, et très peu supérieur au diamètre de l'alésage 12. Le corps mâle 2 possède également une butée 14 qui déborde du diamètre de l'alésage et qui est destinée a repousser la bague 11 vers le fond du corps femelle 1 au moment de l'accouplement. En arrière de la butée, par rapport au sens d'introduction du corps mâle dans le corps femelle, I'alésage 12 comporte un relief, de préférence une gorge 15 pour recevoir un chant 16 du guichet. De préférence, la butée 14 et la gorge 15 sont circulaires pour faciliter à la fois la fabrication du corps mâle 2 et son insertion et son

verrouillage dans le corps femelle 1.

La figure 2 reprend les mêmes éléments mais montre le guichet 7 dans une autre position: alors que le corps mâle 2 est retiré. Le guichet 7 est emmené par un levier 17 qui, dans un exemple, est en porte-à-faux. Le levier 17 comprime un ressort 18 contre le corps femelle 1. De préférence, le corps femelle 1 possède une réservation 19 pour recevoir le levier 17 quand ce levier 17 est enfoncé. Quand il est enfoncé, le levier 17 est de préférence affleurant à la surface 20 du corps femelle 1 à l'endroit du levier 17. Par contre, lorsqu'il est relâché, il déborde sensiblement de façon à ce que sa position relâchée puisse être perçue par un effet de contraste optique lié à ce décalage de hauteur. De ce fait, notamment lorsque des connecteurs comme ceux de l'invention sont montés en batteries, il devient possible de savoir si un corps mâle quelconque est correctement solidarisé dans le corps femelle

qui le reçoit.

La figure 2 montre une cavité circulaire 21 destinée à recevoir la bague 11. La cavité circulaire 21 possède ainsi un diamètre sensiblement égal, et légèrement supérieur, au diamètre extérieur de la bague 11. Entre un fond 22 de la cavité 21 et un chant arrière 23 de la bague 11, on a placé une rondelle élastique de poussée axiale 24 qui de préférence est un ressort

ondulé ou un ressort de pression à fil plat, par exemple du type "Smalley".

Les ondulations du ressort 24 s'opposent à l'enfoncement de la bague 11 contre le fond 22 de la cavité 21. La bague 11 possède d'autre part une feuillure 25 qui lui permet de prendre appui dans le guichet 7 quand le corps mâle n'est pas introduit. Dans ce but, la bague 11 possède donc un escalier déterminant un petit diamètre extérieur 26 de la bague 11, et un grand

diamètre extérieur 27 de la bague 11.

Le petit diamètre extérieur 26 est prévu pour être sensiblement égal, et très légèrement plus petit que le diamètre intérieur de l'ouverture 8 du guichet 7. Par contre, le grand diamètre extérieur 27 est prévu pour être plus grand que le diamètre de l'ouverture 8. De ce fait, une fois que la bague 11 est placée à l'intérieur de la cavité 21, elle ne peut plus s'échapper: elle ne peut plus traverser l'ouverture 8 du guichet 7. On aurait pu toutefois remplacer cette forme avec une feuillure de la bague 11 par un autre système. Par exemple la bague 11 aurait été fixée à un ressort annulaire, lui-

même fixé au fond 22 de la cavité 21.

Si dans la position de la figure 2, on approche le corps mâle 2, celui- ci

va pénétrer par son alésage 12 à l'intérieur de la bague 11 et du ressort 24.

Lorsque la butée 14 de l'alésage 12 s'approche de la bague 11, cette butée emmène cette bague 11 vers le fond de la cavité 21. On remarquera qu'au moment de l'insertion, I'alignement du corps 2 sur le corps 1, est

favorablement guidé par la largeur 28 de la bague 11.

Puis l'enfoncement du corps mâle se poursuit jusqu'à ce que la feuillure 25 et la butée 14 franchissent l'aplomb de l'ouverture 8. Dans ce but, le diamètre extérieur de la butée 14, ou sa dimension hors tout si elle n'est pas circulaire, est sensiblement égal au petit diamètre extérieur de la bague 11: il est surtout inférieur au diamètre de l'ouverture 8. Lorsque la butée 14 passe cet aplomb, le ressort 18 pousse, d'un coup, le levier 17 pour l'écarter du corps femelle 1. Dans ces conditions le guichet 7 remonte et une partie 29 du guichet 7, opposée au levier 17, vient s'engager dans la gorge 15. Au moment de cet engagement, celui-ci est tellement franc que le connecteur émet un claquement. Ce claquement est particulièrement utile pour un

opérateur qui dispose ainsi, en plus de l'indication visuelle indiquée ci-

dessus, d'une indication auditive du bon accouplement des deux corps.

Comme le montre la figure 2, la particularité de l'invention est qu'il est impossible de relâcher le levier 17, ou même d'appuyer sur lui, lorsque le corps mâle 2 n'est pas introduit dans le corps femelle 1. En effet, le ressort 24, en prenant appui sur le fond 22 de la cavité 21 repousse la bague 11 dont la feuillure s'encastre dans l'ouverture 8 du guichet 7. Le fait que la feuillure 25 et l'ouverture 8 soient toutes deux circulaires conduit à ce que tout déplacement du guichet soit interdit. De ce fait, d'une part, I'insertion du corps mâle 2 sera toujours effectuée avec un effort longitudinal très faible (en pratique, cet effort sera limité à l'effort de connexion des inserts 3 et 4 augmenté de la résistance du ressort 24). D'autre part, il n'y a ainsi aucun risque que des flancs du guichet 7 viennent obstruer l'entrée du corps femelle 1 et risquer ainsi d'être brisés lors d'une insertion en force du corps mâle 2. Notamment, il n'y a aucun risque, lors d'un transport, ou de chocs subis par le corps femelle 1, alors qu'il est désaccouplé du corps mâle 2, que

le guichet 7 ne vienne se placer dans cette position malheureuse.

La figure 3 reprend les mêmes éléments que ci-dessus mais montre, d'une part, une particularité du corps mâle 2 et d'autre part, un mode de

montage des différentes pièces du corps femelle 1.

L'alésage 12 du corps mâle 2 possède, de préférence en avant dans le sens de l'introduction du corps mâle 2 dans le corps femelle 1, des excroissances ou clavettes 30 longitudinales réparties selon une distribution non régulière sur le pourtour de l'alésage 12. La surface extérieure des clavettes 30 s'inscrit dans un cylindre circulaire dont le diamètre est égal, et très légèrement inférieur, au diamètre intérieur de la bague 11. Le diamètre de l'alésage 12 a l'endroit des clavettes 30 doit bien entendu permettre le passage à travers la bague 11 et le ressort 24. Les clavettes 30 sont destinées à coopérer avec des glissières ou rainures 31 montrées schématiquement sur les figures 1 et 2. Les glissières 31 forment ainsi avec les clavettes 30 un système de détrompage permettant une position unique en rotation du corps mâle 2 dans le corps femelle 1. Ceci est particulièrement utile lorsque le connecteur réalisé est un connecteur électrique multibroche o la correspondance des contacts mâles 5 et des contacts femelles doit

respecter un protocole déterminé.

D'autre part, l'assemblage du guichet 7 dans le corps femelle 1 est obtenu comme le montre la figure 3. Le guichet 1 possède des bords 32 et 33 parallèles l'un à l'autre et destinés à coulisser dans des glissières 34 et 35 réalisées dans le corps 1. Les glissières débouchent dans la réservation 19 sous la forme d'une fente 36 sectorielle qui accueille le guichet 7. Les glissières 34 et 35 sont taillées dans la masse du corps femelle. Le montage des différentes pièces s'effectue de la façon suivante. On place d'abord au fond de la cavité 21, le ressort 24. On place ensuite sur le ressort 24, la bague 11. Puis, on force sur la bague 11, notamment dans une partie inférieure 37 de la bague 11, pour que celle-ci s'efface de l'alignement de la fente 36. Ce faisant, il est possible alors de glisser le guichet 7 dans la fente 36, au moins pour qu'un bord d'attaque 38 du guichet 7 passe au-delà d'une partie 39 au sommet de la bague 11. Une fois ce passage effectué, il suffit de placer le ressort 18 dans la réservation 19 (de préférence dans un trou borgne de maintien 40), avant de pousser le levier 17 jusqu'au fond de la réservation 19. En ménageant un léger jeu 41 (voir figure 2) entre le diamètre d'ouverture 8 et le petit diamètre extérieur 26 de la bague 11, il arrive un moment o la bague 11 peut être repoussée par le ressort 24 dans cette ouverture 8 puisque ce diamètre 8 est supérieur au petit diamètre extérieur 26. A ce moment, les différentes pièces sont bloquées les unes sur les

autres, et il n'y a plus de risque d'en perdre une partie.

La gorge 15 a de préférence une largeur égale à l'épaisseur du guichet 7 de manière à maintenir le corps mâle 2 dans le corps femelle 1 sans trop de mouvement. Néanmoins, un jeu de coulissement est prévu à la

fois dans les glissières 34 et 35 et dans la gorge 15.

Les figures 1 et 2 montrent la présence d'un joint 42 placé au fond du corps femelle 1 dans une gorge 43 de ce dernier. Lorsque le corps mâle 2 arrive en butée au fond du corps femelle 1, il faut forcer un peu sur le corps mâle 2 et donc sur le joint 42 pour permettre le verrouillage du guichet 7. Le joint 42 sert alors à réaliser une étanchéité de l'intérieur du connecteur vis à vis de l'extérieur. Dans le domaine électrique, on évite ainsi par exemple que

l'humidité ne vienne corroder les contacts électriques des inserts.

Une des particularités de l'invention est que toutes les pièces sont cylindriques circulaires, notamment l'ouverture 8 du guichet 7. Ceci permet alors de réaliser ces pièces par des outils de fraisage ou tournage

traditionnels selon des techniques parfaitement maîtrisées.

Les différentes pièces présentées ici, peuvent être en matière plastique, en métal ou en des matériaux composites supportant ce type de

réalisation. Eventuellement, les différentes pièces peuvent être moulées.

Pour désaccoupler le corps mâle 2 du corps femelle 1, il suffit d'appuyer sur le levier 17. Celui-ci emmène le guichet 7. Le ressort 24 repousse alors la bague 11 qui elle-même contribue par ailleurs a l'éjection sans effort du corps mâle 2. L'éjection est automatique, il suffit d'appuyer sur le levier 17 avec un doigt, une tige, un tournevis ou un crayon, pour libérer le corps mâle du corps femelle. Il ne faut donc, dans chaque cas, exercer un effort que dans une seule direction: longitudinale sur le connecteur mâle pour l'accoupler, transversal sur un levier du guichet pour désaccoupler les

deux corps.

On notera également que le ressort 24 joue un rôle de rétention du guichet 7 dans la gorge 15 du fait de la pression exercée par ce ressort sur la bague 11 qui elle-même plaque le guichet contre un des flancs de la gorge 15. Ceci peut être utile si le connecteur est monté sur un câble libre, susceptible de recevoir des chocs. En conséquence le levier 17 sera encore mieux maintenu en position relevée par la présence du ressort 24.

Claims

REVENDICATIONS

1 - Connecteur comportant un corps femelle (1) et un corps mâle (2) emboîtables longitudinalement (10) et, a l'intérieur de ces corps, des inserts (3, 4) connectables entre eux pour assurer, au moment de l'emboîtement, une liaison entre des circuits (6) reliés à ces inserts, caractérisé en ce que - le corps femelle possède un guichet (7) circulaire (8), mobile (9) transversalement au sens d'emboîtement du corps mâle, une bague (11) déplaç,able dans le corps femelle axialement dans ce sens d'emboîtement et susceptible de s'insérer dans ce guichet, - le corps mâle comportant un alésage (12) pour s'enfiler dans la bague, une butée (14) pour repousser la bague et un relief (15) pour recevoir

un chant (16) du guichet.

2 - Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un levier (17) pour déplacer le guichet et un ressort (18) comprimé

qui tend à écarter le levier du corps femelle.

3 - Connecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps femelle comporte une réservation (19) extérieure pour recevoir en affleurement le levier en position appuyée, de façon à provoquer une différence visuelle notable entre cette position appuyée du levier et une

position relâchée de ce levier.

4 - Connecteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce

que le corps femelle comporte une fente (36) sectorielle et des glissières (34,

35) transversales pour y faire coulisser le guichet.

- Connecteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce

que le corps femelle comporte une cavité (21) circulaire pour recevoir la bague, une rondelle élastique de poussée axiale du type ressort ondulé (24) placée entre la bague et un fond (22) de cette cavité circulaire, ce ressort

repoussant la bague vers une extrémité du corps femelle.

6 - Connecteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce

que la bague possède une feuillure (25) pour prendre appui dans le guichet

quand le corps mâle n'est pas introduit.

7 - Connecteur selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce

que - le diamètre (8) intérieur du guichet circulaire est sensiblement égal à un petit diamètre extérieur (26) de la bague, - le diamètre d'une cavité circulaire (21) du corps femelle est sensiblement égal à un grand diamètre extérieur (27) de la bague, - le diamètre extérieur de l'alésage (12) du corps mâle est sensiblement égal au diamètre intérieur de la bague (13), - le diamètre de la butée est sensiblement égal à un petit diamètre

extérieur de la bague.

8 - Connecteur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce

que le corps femelle et l'alésage du corps mâle possèdent des détrompeurs

d'insertion pour orienter le corps mâle dans le corps femelle.

9 - Connecteur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce

que le corps femelle comporte une gorge (43) munie d'un joint (42).

- Connecteur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en

ce qu'il est électrique, les inserts possédant des contacts électriques, les

circuits comportant des conducteurs électriques.