FR2831335A1

FR2831335A1 - Rapid connection secure electrical apparatus connection having rapid couple/release mechanism axially connecting male/female sections with male part clip allowing two part free rotation.

Info

Publication number: FR2831335A1
Application number: FR0113643A
Authority: FR
Inventors: Perret Jean Claude Gay
Original assignee: ASS DEPARTEMENTALE POUR LE TRA
Current assignee: ASS DEPARTEMENTALE POUR LE TRA
Priority date: 2001-10-23
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2003-04-25

Abstract

The security connector (1) has a feed cable connection (2) with two parts (3,4) axially connected by a rapid couple and release mechanism with electrical contacts (5) connecting the connector pins (6). One of the parts has a male part (7) and engages a female part (8) by radial deformation. The male part has a clip which allows free rotation of the two parts.

Description

La présente invention concerne un connecteur de sécurité destiné à éviter les incidents avec les prises de courant amovibles (murales ou sur des appareils électrodomestiques) ; en effet en cas de mauvaise utilisation ou lors d'incidents de manipulation tels que résultant par exemple d'un passage maladroit en accrochant le câble d'alimentation, les fiches ou prises classiquement encastrées dans les parois refusent la déconnexion ou la rendent difficile lors des tractions latérales ou mixtes (composantes latérales et axiales). The present invention relates to a safety connector intended to avoid incidents with removable sockets (wall or on household appliances); indeed in case of misuse or during handling incidents such as resulting for example from an awkward passage by hanging the power cable, the plugs or sockets conventionally embedded in the walls refuse disconnection or make it difficult during lateral or mixed pull-ups (lateral and axial components).

Les conséquences, sur un appareillage léger, peuvent être, par exemple son déplacement violent, sa chute, sa dégradation, voire des préjudices corporels sur des personnes proches par la projection des liquides éventuellement utilisés dans ces appareils par exemple. De même un socle mural encastré peut s'arracher du mur ou se briser, créant ainsi un risque potentiel en cas de contact avec des conducteurs sous tension. The consequences, on a light apparatus, can be, for example its violent displacement, its fall, its degradation, even bodily harm on close people by the projection of liquids possibly used in these devices for example. Likewise, a recessed wall base can tear from the wall or break, thus creating a potential risk in the event of contact with live conductors.

Le problème se présente aussi pour les prises/connexions amovibles destinées au transport d'informations, de fluides, plus généralement de signal ou d'énergie, comme par exemple pour le câble téléphonique ou les liaisons informatiques. The problem also arises for removable sockets / connections intended for transporting information, fluids, more generally signal or energy, such as for example telephone cable or computer links.

Le but de l'invention consiste à réaliser un connecteur électrique permettant à la liaison de s'interrompre sans endommager l'appareil ou l'environnement lors de l'application d'un effort qu'il soit axial, radial ou mixte par rapport à l'axe du dispositif. Les deux sous-ensembles constituant le connecteur sont maintenus en contact par une force statique résultant de la déformation élastique d'une pièce par exemple métallique s'emboîtant dans une forme réceptrice adaptée. Pour diminuer le nombre de pièces de ce connecteur, une fonction de liaison électrique peut être assignée à ces deux pièces. Le calcul judicieux des pièces en contact permet de calibrer la résistance à la déconnexion en fonction de l'utilisation de ce connecteur de sécurité. Les paramètres, qui déterminent la valeur de cet effort, se basent sur la masse de l'appareil, la position du connecteur de sécurité-lié à la prise murale, à l'appareil, ou sur le câble de liaison-, de la protection ou de la facilité de déconnexion recherchée, des conditions d'emploi de l'appareil à protéger ou de tout autre paramètre souhaitable. Pour compléter la fonction de ce connecteur : des pièces métalliques judicieusement conçues, maintenues The object of the invention is to provide an electrical connector allowing the link to be interrupted without damaging the device or the environment during the application of a force, whether axial, radial or mixed with respect to the axis of the device. The two sub-assemblies constituting the connector are kept in contact by a static force resulting from the elastic deformation of a piece, for example metallic, fitting into a suitable receiving shape. To reduce the number of parts of this connector, an electrical connection function can be assigned to these two parts. The judicious calculation of the parts in contact makes it possible to calibrate the resistance to disconnection according to the use of this safety connector. The parameters, which determine the value of this effort, are based on the mass of the device, the position of the safety connector - linked to the wall outlet, to the device, or on the connection cable -, of the protection or the ease of disconnection sought, the conditions of use of the device to be protected or any other desirable parameter. To complete the function of this connector: carefully designed metal parts, maintained

dans un matériau isolant et implantées dans chaque sous-ensemble du connecteur réalisent les liaisons électriques ; le nombre de conducteurs nécessaire à l'alimentation de l'appareil détermine le nombre de liaisons électriques à insérer dans le connecteur (2 ou 3 pôles, conducteur de protection...). Ce connecteur doit permettre la rotation d'un sous-ensemble par rapport à l'autre, tout en assurant la continuité des liaisons électriques. in an insulating material and installed in each sub-assembly of the connector make the electrical connections; the number of conductors required to supply the device determines the number of electrical connections to be inserted in the connector (2 or 3 poles, protective conductor, etc.). This connector must allow the rotation of a sub-assembly relative to the other, while ensuring the continuity of the electrical connections.

La conception de ce connecteur de sécurité doit également être conforme aux normes de sécurité en vigueur et applicable à cet ensemble : respect des distances de sécurité, protection de l'utilisateur contre les contacts accidentels avec des conducteurs sous tension, la liaison de protection (ou contact de terre) s'établit la première et se rompt la dernière. The design of this safety connector must also comply with the safety standards in force and applicable to this set: compliance with safety distances, protection of the user against accidental contact with live conductors, the protective connection (or earth contact) is established first and breaks last.

L'invention vise ainsi un connecteur de sécurité relié à un câble d'alimentation électrique d'un appareil comprenant deux parties reliées axialement l'une à l'autre par des moyens d'accouplement et de désaccouplement rapides, chacune des deux parties comportant des contacts électriques pour assurer la continuité de la liaison électrique entre le câble et les broches de connexion à une prise murale. The invention thus relates to a safety connector connected to an electrical power cable of an apparatus comprising two parts axially connected to each other by means of quick coupling and uncoupling, each of the two parts comprising electrical contacts to ensure the continuity of the electrical connection between the cable and the pins connecting to a wall outlet.

Suivant l'invention, le connecteur est caractérisé en ce que l'une desdites parties comporte une partie mâle de forme annulaire pouvant s'engager dans une partie femelle de l'autre partie par déformation radiale de l'une des parties par rapport à l'autre, ladite partie mâle comportant en outre des moyens pouvant s'encliqueter dans des moyens complémentaires de la partie femelle, lors de l'accouplement des deux parties, tout en permettant une rotation sensiblement libre de l'une des parties par rapport à l'autre. According to the invention, the connector is characterized in that one of said parts comprises a male part of annular shape which can engage in a female part of the other part by radial deformation of one of the parts relative to the other, said male part further comprising means which can snap into means complementary to the female part, during the coupling of the two parts, while allowing a substantially free rotation of one of the parts relative to the 'other.

Selon une version préférée de l'invention, la partie mâle de forme annulaire est composée de lamelles élastiques et la partie femelle est constituée par un évidement tronconique évasé vers l'extérieur. According to a preferred version of the invention, the male part of annular shape is composed of elastic lamellae and the female part is constituted by a frustoconical recess flared towards the outside.

De préférence, les lamelles élastiques portent à leur extrémité une protubérance faisant saillie latéralement et pouvant s'encliqueter dans une gorge annulaire située près du fond de l'évidement tronconique de la partie femelle. Preferably, the elastic strips have at their end a protrusion projecting laterally and which can be snapped into an annular groove located near the bottom of the frustoconical recess of the female part.

Cette disposition assure une retenue axiale calibrée entre les deux parties tout en permettant une rotation relative entre celles-ci. This arrangement ensures a calibrated axial retention between the two parts while allowing relative rotation between them.

Les protubérances et la gorge ont de préférence des sections circulaires. The protrusions and the groove preferably have circular sections.

Ainsi le connecteur de sécurité selon l'invention est caractérisé par une forme en saillie appelée partie mâle et qui est exposée à la tension du réseau électrique, en conséquence : aucun conducteur actif n'est accessible selon les recommandations des normes de sécurité. Cette partie mâle coopère avec une forme réceptrice appelée partie femelle. L'assemblage entre les parties mâle et femelle est réalisé selon une forme partiellement sphérique telle une rotule dont l'une des pièces au moins est déformable pour permettre le couplage et le désaccouplage, un appui plan limitant la course d'enfoncement lors du couplage. Thus the safety connector according to the invention is characterized by a protruding shape called the male part and which is exposed to the voltage of the electrical network, consequently: no active conductor is accessible according to the recommendations of safety standards. This male part cooperates with a receiving form called the female part. The assembly between the male and female parts is made in a partially spherical shape such as a ball joint of which at least one of the parts is deformable to allow coupling and uncoupling, a flat support limiting the driving stroke during coupling.

La pièce qui est déformable peut être réalisée dans un matériau possédant des propriétés élastiques (tel un alliage utilisé pour la fabrication de ressort ou de contact électrique par exemple). The part which is deformable can be made of a material having elastic properties (such as an alloy used for the manufacture of a spring or an electrical contact for example).

Cette conception permet de faciliter la séparation des deux éléments du connecteur de sécurité quelle que soit la direction de l'effort s'appliquant sur le câble électrique. This design facilitates the separation of the two elements of the safety connector regardless of the direction of the force applied to the electric cable.

Si un effort axial entraîne un désaccouplage aisé, un effort radial ou situé dans une direction intermédiaire (avec composantes axiale et radiale) va entraîner un basculement de la partie femelle par rapport à la partie mâle et la séparation du connecteur. If an axial force leads to an easy uncoupling, a radial force or located in an intermediate direction (with axial and radial components) will cause the female part to tilt relative to the male part and the connector to separate.

Ce mouvement résulte de la répartition des forces entre la forme sphérique, autorise la rotation entre la partie mâle et la partie femelle et évite la formation de boucle en favorisant ainsi l'orientation du câble, réduisant ainsi la possibilité d'accrocher le câble en croisant celui-ci. This movement results from the distribution of forces between the spherical shape, allows rotation between the male part and the female part and avoids the formation of a loop thereby favoring the orientation of the cable, thus reducing the possibility of hanging the cable when crossing this one.

Les liaisons électriques sont réalisées par des contacts adaptés (contacts à ressorts en appui sur des éléments conducteurs ayant une forme

géométrique autorisant la rotation de la partie mâle par rapport à la partie femelle sans interruption du passage du courant électrique). The electrical connections are made by suitable contacts (spring contacts supported on conductive elements having a shape

geometric allowing rotation of the male part relative to the female part without interrupting the passage of electric current).

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaissent encore dans la description ci-après. Other features and advantages of the invention appear in the description below.

Aux dessins annexés donnés à tire d'exemples non limitatifs : - La figure 1 est une vue en perspective d'un connecteur conforme à l'invention, In the appended drawings given from nonlimiting examples: FIG. 1 is a perspective view of a connector according to the invention,

- La figure 2 est une vue en coupe longitudinale du connecteur selon la figure 1, - La figure 3 est une vue éclatée du connecteur dont les deux parties sont partiellement désaccouplées, - La figure 5 est une vue schématique en coupe longitudinale, montrant les deux parties essentielles du connecteur. - Figure 2 is a longitudinal sectional view of the connector according to Figure 1, - Figure 3 is an exploded view of the connector, the two parts of which are partially uncoupled, - Figure 5 is a schematic view in longitudinal section, showing the two essential parts of the connector.

En référence aux figures annexées, le connecteur de sécurité 1 relié à un câble 2 d'alimentation électrique d'un appareil tel qu'un appareil électrique ; comprend deux parties 3,4 reliées axialement l'une à l'autre par des moyens d'accouplement et de désaccouplement rapides. With reference to the appended figures, the safety connector 1 connected to a cable 2 for the electrical supply of an appliance such as an electrical appliance; comprises two parts 3,4 connected axially to each other by means of quick coupling and uncoupling.

Chacune des deux parties 3,4 comporte des contacts électriques 5 pour assurer la continuité de la liaison électrique entre le câble 2 et les broches de connexion 6. Each of the two parts 3, 4 has electrical contacts 5 to ensure the continuity of the electrical connection between the cable 2 and the connection pins 6.

Conformément à l'invention, l'une desdites parties 3,4 comporte (voir figures 3,4, 5) une partie mâle 7 de forme annulaire pouvant s'engager dans une partie femelle 8 de l'autre partie par déformation radiale de l'une des parties par rapport à l'autre. According to the invention, one of said parts 3, 4 comprises (see FIGS. 3, 4, 5) a male part 7 of annular shape which can engage in a female part 8 of the other part by radial deformation of the 'one of the parties compared to the other.

La partie mâle 7 comporte en outre des moyens pouvant s'encliqueter dans des moyens complémentaires de la partie femelle 8 lors de l'accouplement des deux parties 3,4 tout en permettant une rotation

sensiblement libre de l'une des parties par rapport à l'autre. The male part 7 further comprises means which can snap into means complementary to the female part 8 during the coupling of the two parts 3, 4 while allowing rotation

substantially free from one of the parts with respect to the other.

Dans l'exemple représenté sur les figures 3, 4, 5 la partie mâle 7 de forme annulaire est composée de lamelles élastiques 9 et la partie femelle 8 est constituée par un évidement tronconique évasé vers l'extérieur, comme montré par la figure 5. In the example shown in FIGS. 3, 4, 5 the male part 7 of annular shape is composed of elastic strips 9 and the female part 8 is constituted by a frustoconical recess flared outwards, as shown in FIG. 5.

Comme on le voit sur les figures 4 et 5, les lamelles élastiques 9 portent à leur extrémité une protubérance 10 faisant saillie latéralement et pouvant s'encliqueter dans une gorge annulaire 11 située près du fond 12 de l'évidement tronconique 8 de la partie femelle. As seen in Figures 4 and 5, the elastic strips 9 carry at their end a protrusion 10 projecting laterally and can be snapped into an annular groove 11 located near the bottom 12 of the frustoconical recess 8 of the female part .

Comme montré par la figure 5, les protubérances 10 et ladite gorge 11 ont des sections circulaires. As shown in Figure 5, the protrusions 10 and said groove 11 have circular sections.

Par ailleurs, les lamelles 9 et les protubérances 10 peuvent être conformées pour émettre un bruit lors de l'encliquetage dans la gorge annulaire 11. Furthermore, the lamellae 9 and the protuberances 10 can be shaped to emit a noise when snapping into the annular groove 11.

De préférence les lamelles 9 et l'évidement 8 peuvent assurer la connexion à la terre, ce qui simplifie la construction du connecteur. Preferably the strips 9 and the recess 8 can provide the connection to earth, which simplifies the construction of the connector.

De préférence, les protubérances 10 des lamelles élastiques 9 ont la forme d'une partie sphérique réalisée par emboutissage. Preferably, the protrusions 10 of the elastic strips 9 have the shape of a spherical part produced by stamping.

Comme montré par la figure 5, le rayon des parties sphériques des protubérances 10 est inférieur à celui de la section circulaire de la gorge annulaire 11. As shown in FIG. 5, the radius of the spherical parts of the protrusions 10 is less than that of the circular section of the annular groove 11.

Ainsi, les protubérances 10 forment chacune un appui ponctuel avec la gorge 11, ce qui réduit le frottement lors de la rotation de la partie 3 par rapport à la partie 4. Thus, the protrusions 10 each form a point support with the groove 11, which reduces the friction during the rotation of the part 3 relative to the part 4.

Par ailleurs, comme montré également par la figure 5, les partie 3 et 4 comportent à leurs extrémités adjacentes, des surfaces planes 13,14 sensiblement jointives pouvant venir en appui l'une contre l'autre sous l'effet d'un effort latéral F exercé sur le câble 2. Furthermore, as also shown in FIG. 5, the parts 3 and 4 have, at their adjacent ends, planar surfaces 13, 14 substantially contiguous which can come to bear against one another under the effect of a lateral force. F exerted on the cable 2.

Dans l'exemple représenté (voir figures 1 à 4) la partie mâle 7 est reliée à l'embase 15 portant les broches de connexion 6 à la prise murale (non représentée) (voir figure 3) et la partie femelle 8 est reliée au câble 2 d'alimentation de l'appareil. In the example shown (see Figures 1 to 4) the male part 7 is connected to the base 15 carrying the connection pins 6 to the wall outlet (not shown) (see Figure 3) and the female part 8 is connected to the device power cable 2.

Les deux parties 3 et 4 peuvent se désaccoupler l'une par rapport à l'autre, sous l'effet d'une force appliquée suivant l'axe des deux parties 3,4 ou transversalement par rapport à cet axe. The two parts 3 and 4 can disengage from one another, under the effect of a force applied along the axis of the two parts 3, 4 or transversely with respect to this axis.

Dans la pratique, lorsqu'un effort est appliqué sur le câble relié à l'appareil, cet effort présente des composantes axiales et transversales. In practice, when a force is applied to the cable connected to the device, this force has axial and transverse components.

L'élasticité des lamelles 9 c'est à dire la force d'appui des protubérances 10 dans la gorge 11 détermine, l'effort nécessaire pour désaccoupler les deux parties 3 et 4. The elasticity of the lamellae 9, that is to say the bearing force of the protuberances 10 in the groove 11, determines the effort required to uncouple the two parts 3 and 4.

Pour empêcher la chute d'un appareil, tel qu'un fer à repasser ou une friteuse électrique, posé sur une table, il faut bien entendu que, l'effort nécessaire de désaccouplement, soit inférieur à celui nécessaire pour entraîner la chute de l'appareil. To prevent the fall of an appliance, such as an iron or an electric fryer, placed on a table, it must be understood that the effort required for uncoupling is less than that required to cause the fall of the 'apparatus.

Dans une autre version de l'invention, la partie femelle 3 est encastrée dans l'appareil et la partie mâle 4 est reliée au câble d'alimentation 2. In another version of the invention, the female part 3 is embedded in the device and the male part 4 is connected to the power cable 2.

Une autre réalisation de l'invention consiste à remplacer la fiche murale standard par la partie mâle 7 (figure 4), cette version a l'avantage de diminuer Another embodiment of the invention consists in replacing the standard wall plug by the male part 7 (FIG. 4), this version has the advantage of reducing

le nombre d'éléments nécessaire à la connexion des appareils tout en apportant la sécurité de déconnexion à l'ensemble des liaisons électriques. the number of elements required to connect the devices while providing disconnection security to all of the electrical connections.

Dans les deux versions de l'invention, les contacts électriques 5 doivent assurer la connexion entre les conducteurs actifs c'est à dire de la phase et du neutre du câble d'alimentation 2 et les deux broches 6, tout en permettant la rotation de la partie 3 par rapport à la partie 4. In both versions of the invention, the electrical contacts 5 must provide the connection between the active conductors, that is to say the phase and the neutral of the power cable 2 and the two pins 6, while allowing the rotation of part 3 compared to part 4.

Les contacts électriques des conducteurs actifs sont constitués par une pastille en alliage spécial destiné à cet usage (propriété de conductivité électrique adaptée à une forte intensité de courant et résistance à l'étincelle permettant de très nombreux cycles de désaccouplage en fonctionnement). The electrical contacts of the active conductors consist of a special alloy pad intended for this use (property of electrical conductivity adapted to a high current intensity and resistance to sparking allowing very many uncoupling cycles in operation).

Ces pastilles sont supportées chacune par une lame de forme logée dans le support 16. Cette lame en alliage possédant des propriétés élastiques est réalisée de telle manière que le débattement de la pastille lors de l'accostage du contact de la prise femelle (course de l'ordre de quelques millimètres) entraîne une pression de contact nécessaire et indispensable au passage du courant sans échauffement entre la pastille et le contact. L'autre extrémité de cette lame se raccorde à l'un des conducteurs actifs. L'un des contacts 5 vient en appui sur l'extrémité du plot central 17 et l'autre en contact sur la face perpendiculaire à l'axe du cylindre 18 (voir figure 3). Les pièces extérieures du connecteur sont réalisées en résine synthétique isolante, elles assurent le positionnement des différents contacts de ce connecteur et elles concourent à l'isolement des conducteurs sous tension. These pads are each supported by a shaped blade housed in the support 16. This alloy blade having elastic properties is produced in such a way that the movement of the pad during the approaching of the contact of the socket (stroke of the (order of a few millimeters) causes a contact pressure necessary and essential for the passage of the current without heating between the chip and the contact. The other end of this strip connects to one of the active conductors. One of the contacts 5 comes to bear on the end of the central stud 17 and the other in contact on the face perpendicular to the axis of the cylinder 18 (see FIG. 3). The external parts of the connector are made of insulating synthetic resin, they ensure the positioning of the various contacts of this connector and they contribute to the insulation of live conductors.

Parmi les avantages de ce montage, la facilité de couplage et de désaccouplage permet d'obtenir une protection mécanique efficace de l'appareil à protéger. La solution ne requiert aucune énergie emmagasinée (mécanique, magnétique, par exemple). Le degré de liberté offert par rotation possible du câble, permet un meilleur positionnement de celui-ci et réduit encore les risques d'accrochage. Le désaccouplement étant assuré dans les directions axiales et radiales augmente le degré de protection. Among the advantages of this arrangement, the ease of coupling and uncoupling makes it possible to obtain effective mechanical protection of the device to be protected. The solution does not require any stored energy (mechanical, magnetic, for example). The degree of freedom offered by possible rotation of the cable, allows a better positioning of the latter and further reduces the risks of snagging. The uncoupling being ensured in the axial and radial directions increases the degree of protection.

La réalisation d'une version prise gigogne , se présentent comme un interface mâle femelle au standard adapté au pays utilisateur et incorporant le connecteur de sécurité placé en intermédiaire permet d'étendre l'utilisation de cette invention à tous les appareils qui en sont dépourvus. The realization of a pull-out version, are presented as a male female interface to the standard adapted to the user country and incorporating the safety connector placed in between allows the use of this invention to be extended to all devices which do not have it.

L'utilisation d'un matériau non métallique pour le contact de la partie mâle dans une variante de ce connecteur pour une utilisation sans conducteur de protection est envisageable, de même pour la forme réceptrice de la partie femelle, la fonction de liaison électrique n'étant pas nécessaire. The use of a non-metallic material for the contact of the male part in a variant of this connector for use without a protective conductor is conceivable, likewise for the receiving form of the female part, the electrical connection function does not being not necessary.

Claims

CLAIMS 1) Safety connector (1) connected to a cable (2) for powering an appliance comprising two parts (3,4) connected axially to each other by means of coupling and uncoupling quick, each of the two parts (3,4) comprising electrical contacts (5) to ensure the continuity of the electrical connection between the cable (2) and the connection pins (6), characterized in that one of said parts (3,4) comprises a male part (7) of annular shape which can engage in a female part (8) of the other part by radial deformation of one of the parts with respect to the other, said male part (7) further comprising means which can snap into means complementary to the female part (8), during the coupling of the two parts (3,4), while allowing substantially free rotation of one of the parts relative to each other.

2) Connector according to claim 1, characterized in that the male part (7) of annular shape is composed of elastic strips (9) and the female part (8) consists of a frustoconical recess flared outwards.

3) Connector according to claim 2, characterized in that the elastic strips (9) carry at their end a protrusion (10) projecting laterally and can be snapped into an annular groove (11) located near the bottom (12) of the frustoconical recess (8) of the female part.

4) Connector according to claim 3, characterized in that said protrusions (10) and said groove (11) have circular sections.

5) A connector according to claim 3, characterized in that said strips (9) are shaped to emit a noise when the protrusions (10) snap into said groove (11).

6) Connector according to one of claims 3 to 5, characterized in that the strips (9) and the recess (8) are metallic.

7) A connector according to claim 6, characterized in that the strips (9) and the recess (8) provide the connection to earth.

8) A connector according to one of claims 1 to 7, characterized in that said parts (3,4) have at their adjacent ends, planar surfaces (13,14) substantially contiguous which can bear one against the 'other under the effect of a lateral force on the cable (2).

9) Connector according to one of claims 1 to 8, characterized in that the male part (7) is connected to the base (15) carrying the connection pins (6) to a wall outlet and the female part ( 8) is connected to the device's power cable (2).

10) Connector according to one of claims 1 to 8, characterized in that the female part is embedded in the device and the male part is connected to the power cable.

11) Connector according to one of claims 1 to 8, characterized in that the male part is inserted directly into the wall socket for electric power supply, the female part connects directly without interface element.

12) Connector according to one of claims 1 to 8, characterized in that the safety connector is in the form of a pull-out interface allowing the connection of any device without modification of the power cable.