WO2023227479A1 - Connecteur électrique à lames - Google Patents

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WO2023227479A1
WO2023227479A1 PCT/EP2023/063480 EP2023063480W WO2023227479A1 WO 2023227479 A1 WO2023227479 A1 WO 2023227479A1 EP 2023063480 W EP2023063480 W EP 2023063480W WO 2023227479 A1 WO2023227479 A1 WO 2023227479A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cage
support frame
housing
axis
connector
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/063480
Other languages
English (en)
Inventor
Claude Arnold
Original Assignee
Esaris Industries
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Esaris Industries filed Critical Esaris Industries
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/15—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure
    • H01R13/187—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with spring member in the socket
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/10—Sockets for co-operation with pins or blades
    • H01R13/11—Resilient sockets
    • H01R13/111—Resilient sockets co-operating with pins having a circular transverse section

Definitions

  • the present invention relates to the field of electrical connectors and more particularly to the field of industrial electrical connectors capable of circulating high-intensity currents.
  • the female connector integrates a contact interface produced by a set of parallel strips arranged axially around the axis of insertion of the male pin and having a curvature with a convexity oriented towards this axis of insertion.
  • This solution is found for example in Stâubli type lamella contacts.
  • the curvature of the strips provides elasticity in the joining of the connectors while maintaining axial rigidity to the female connector.
  • this solution only achieves physical and electrical contact between the two parts at a single point of the curvatures of these different strips, so that this reduced contact surface forms a bottleneck which leads to densities particularly high currents at each of the points of contact.
  • Another construction consists of cooperating the male pin with an arrangement of linear or hyperboloid type contact wires integrated into the female connector.
  • the arrangement of linear contact wires carried by the female connector thus creates a mesh forming a substantially cylindrical flexible cage which has a convex curve towards the inside of the cylinder and into which the male pin is inserted.
  • this solution allows the female connector a certain axial flexibility, it nevertheless requires a very precise design so that the camber is able to impose an optimal contact length of the mesh wires against the surface of the male pin.
  • this solution which is based on flexibility in the mesh arrangement to restrict the necessary insertion force, requires the creation of a flexible cage with small section wires.
  • the contact surface between the two connectors if it is greater than in the context of the constructions previously detailed, nevertheless remains particularly reduced so that the intensity of the current in circulation is capped.
  • the present invention aims to overcome these drawbacks by proposing an electrical connection device between two connectors whose assembly, while remaining resistant to vibrations, allows an axial deviation of the male element relative to the axis insertion and whose design, simple to produce, makes it possible to obtain an electrical contact surface between the two connector elements of the device which is suitable for the circulation of high-intensity currents of up to several hundred amperes.
  • the subject of the invention is a female electrical connector capable of cooperating with a rectilinear male pin, characterized in that the connector comprises at least:
  • a support frame defining an axial interior housing of cylindrical shape centered on the axis of the housing and open at one of its ends for the insertion of a male pin
  • conductive blade positioned inside the support frame along the axis of the housing, this conductive blade comprising, in a plane perpendicular to the axis of the housing, a profile which:
  • - comprises, on the one hand, a first edge forming an outer edge in contact with the inner surface of the support frame and, on the other hand, a second edge forming an inner edge arranged close to the axis of the housing of the support frame .
  • FIG. 1 is a schematic illustration of a first example of a female electrical connector according to the invention associated with a male pin in which the support frame is presented in transparency.
  • FIG. 2 is a schematic illustration of the first example of a female electrical connector according to the invention associated with a male pin at a different angle of view than that of the previous illustration.
  • FIG. 3 is a schematic illustration of a first example of a cage associated with several conductive blades.
  • FIG. 4 is a schematic illustration of an example of a female electrical connector according to the invention associated with a male pin according to a sectional view in a plane perpendicular to the axis of the pin and/or of the support frame when the axis of the male pin is parallel and/or coaxial with the axis of the support frame.
  • FIG. 5 is a schematic illustration of an example of a female electrical connector according to the invention associated with a male pin according to a sectional view in a plane perpendicular to the axis of the support frame when the axis of the male pin has an offset lateral or an inclination relative to the axis of the support frame.
  • FIG. 6 are schematic illustrations of another example of a cage associated with several conductive blades comprising a split arrangement.
  • FIG. 7 is a schematic illustration of a second example of a female electrical connector according to the invention associated with a male pin in which the support frame is presented in transparency, the female electrical connector comprising two cages in alignment.
  • FIG. 8 is a schematic illustration of an example of contact points of the conductive blade against the surface of an inserted male pin.
  • the invention thus concerns a female electrical connector 1 capable of cooperating with a rectilinear male pin 2, characterized in that the connector 1 comprises at least:
  • a support frame 3 defining an axial interior housing 31 of cylindrical shape centered on the axis of the housing 31 and open at one of its ends 32 for the insertion of a male pin 2,
  • conductive blade 4 positioned inside the support frame 3 along the axis of the housing 31, this conductive blade 4 comprising, in a plane perpendicular to the axis of the housing 31, a profile which:
  • - comprises, on the one hand, a first edge forming an outer edge 44 in contact with the inner surface of the support frame 3 and, on the other hand, a second edge forming an inner edge 42 arranged near the axis of the housing 31 of the support frame 3.
  • the cylindrical arrangement of the support frame 3 and/or its housing 31 relates to a straight cylinder of circular shape in section in a plane perpendicular to the cylinder axis.
  • the male pin 2 intended to cooperate with the female electrical connector 1 of the invention has an axial arrangement of preferably circular section.
  • the curved segment 41 of the conductive blade 4 is likely to correspond to a curved arrangement devoid of angle along its length or, alternatively or complementary, to an arrangement having the shape of a succession of flats so that the curved segment 41 of the conductive blade 4 has the shape of a broken arc produced by a succession of several rectilinear and/curved segments.
  • the female connector 1 thus makes elastic electrical contact with a male pin 2 via a conductive blade 4.
  • This conductive blade 4 is positioned inside the housing 31 of the support frame 3 of the female connector 1 so as to present a curved profile in a plane perpendicular to the axis of the housing 31.
  • This curved profile allows structural elasticity of the conductive blade 4, so that when a male pin 2 is inserted inside of the female connector 1, the surface of the blade 4 near the inner edge 42 comes into contact with the surface of the male pin 2.
  • the conductive blade 4 thus makes an electrical junction between, on the one hand, a part of its surface bearing against the male pin 2 near its inner edge 42 and, on the other hand, its outer edge 44 in contact against the interior surface of the support frame 3.
  • the conductive blade 4 functions as a spring and supports a deformation to be pushed outwards, towards the periphery of the housing 31, that is to say in the direction of the interior surface of the housing 31 of the support frame 3. While being pushed outwards, the conductive blade 4 maintains support against the surface of the male pin 2 thanks to this spring effect. The conductive blade 4 is thus deformed by bending between the support frame 3 and the male pin 2 under the effect of compression exerted by the male pin 2 in insertion. When removing male pin 2, conductive blade 4 returns to position.
  • At least one conductive blade 4 is capable of having a partially split arrangement, this slot taking its origin at the level of the inner edge 42 of the blade 4.
  • This slot preferably has a rectilinear arrangement along the surface of the blade 4 so that this slot corresponds to different points of intersection of the surface of the blade 4 with a plane perpendicular to the axis of the inner edge 42 of the blade 4 and/or the axis of the housing 31 of the support frame 3 of the female connector 1.
  • the profile of the conductive blade 4 is curved with a concavity oriented towards the axis of the housing 31 of the support frame 3, that is to say towards the axis of insertion of the male pin 2 in the housing 31 of the support frame 3, the contact of the conductive blade 4 with the male pin 2 takes place at this curved surface.
  • the curved surface of the conductive blade 4 thus surrounds at least part of the male pin 2 against which it rests.
  • the radius of curvature of the curved surface of the conductive blade 4 is greater than the radius of the male pin 2, so that the contact surface between the conductive blade 4 and the male pin 2 is made by a line forming a length on the surface of the pin 2.
  • the orientation of the concavity of the curvature of the curved segment 41 of the conductive blade 4 towards the central axis of the cylinder of the connector 1 also makes it possible to orient the concavity of the conductive blade 4 towards the convex surface of the peripheral surface of male pin 2. Also, under the effect of a compressive force exerted by the male pin 2, the conductive blade 4 remains curved and only supports a modification of its radius of curvature over at least part of the length of the curved segment 41 of the profile of the blade 4 in section in a plane perpendicular to the axis of the cylinder of the support frame 3.
  • the curved profile of a part of the conductive blade 4 allows differentiated deformation of the blade 4 in its length along the axis of the housing 31 of the support frame 3. Also, the contact of the blade 4 against a male pin 2 is able to be effective or maintained over the length of the male pin 2 despite a possible inclination likely to exist between the axis of the male pin 2 inserted in the housing 31 of the support frame 3 and the axis of the housing 31 of the support frame 3.
  • the connection and assembly of the female connector 1 of the invention with a male pin 2 is able to be operated efficiently and repeatedly, in despite a lack of perfect alignment of the male pin 2 with the theoretical insertion axis of a male pin 2 in housing 31 of support frame 3.
  • the inner edge 42 of the profile of at least one of the conductive strips 4 of the female connector 1 is arranged in a rectilinear arrangement, along an axis substantially parallel to the axis of the housing 31 or even to the the insertion axis of the male pin 2 in the support frame 3 of the connector 1.
  • the profile of the conductive blade 4 and in particular the curvature of the curved segment 41 of the blade 4, according to a section in a plane perpendicular to the axis of the cylinder of the support frame 3, is thus homogeneous and/or identical over the entire the length of the blade 4 along the axis of the cylinder of the support frame 3.
  • the radius of curvature of the curved segment 41 of the blade 4 is identical for all of the successive profiles along the blade 4 along the axis of the cylinder of the support frame 3.
  • the inner edge 42 of the profile of at least one of the conductive blades 4 of the female connector 1 is arranged in an arrangement with a helical stroke relative to the axis of the housing 31 or even to the axis d insertion of male pin 2 into support frame 3 of connector 1.
  • the profile of the conductive blade 4 and in particular the curvature of the curved segment 41 of the blade 4, according to a section in a plane perpendicular to the axis of the cylinder of the support frame 3, presents a variation, constant or heterogeneous, along the the entire length of the blade 4 along the axis of the cylinder of the support frame 3.
  • the radius of curvature of the curved segment 41 of the blade 4 increases, or alternatively decreases, progressively for each of the successive profiles along the blade 4 along the axis of the cylinder of the support frame 3.
  • the contact points 8 of the conductive blade 4 against the surface of the pin 2 male inserted are not arranged along a line parallel to the axis of insertion of pin 2 male so that the effect of wear is distributed over a larger surface, in particular of pin 2 male, the number of potential maneuvers is then increased.
  • the female connector 1 integrates several conductive strips 4 inside its housing 31, so that each of these different conductive blades 4 make respective electrical contact with the surface of the male pin 2.
  • the connector 1 comprises several similar or identical conductive strips 4 positioned inside the support frame 3 in a distribution having symmetry along the axis of the housing 31.
  • This particular arrangement makes it possible to achieve a uniform distribution of the conductive blades 4 around the axis of the housing 31.
  • these conductive blades 4 support substantially similar respective compression forces, so that the forces present maintain the male pin 2 in the center of the housing 31 of the support frame 3, that is to say in a position substantially aligned or coaxial with the axis of the housing 31.
  • each of the conductive blades 4 plays the role of a spring which pushes the male pin 2 towards the axis of the cylinder of the housing 31 of the support frame 3.
  • the inner edge 42 of the profile of each of the conductive blades 4 of the female connector 1 is arranged between, on the one hand, the central axis of the cylinder of the housing 31 of the support frame 3 and, on the other hand, the concave surface of a conductive blade 4 juxtaposed inside the support frame 3.
  • the conductive blades 4 are arranged inside the female connector 1 so as to have an overlap between them in a circular distribution.
  • a conductive blade 4 is positioned between, on the one hand, on the side of a first face of the conductive blade 4, the interior portion of a first juxtaposed blade and, on the other hand, on the side of a second face of the conductive blade 4, the exterior portion of a second juxtaposed blade.
  • This particular arrangement of the blades conductive strips 4 around the central axis of the housing 31 of the support frame 3 allows an arrangement so that, according to a section in a plane perpendicular to the axis of the cylinder of the support frame 3, the profile of each of the conductive blades 4 is substantially oriented in an inclined arrangement relative to the radii of the cylinder in the respective space of the housing 31 where each of the conductive blades 4 is positioned.
  • This inclined arrangement of the conductive blades 4 relative to the radii of the cylinder allows the positioning of these different conductive blades 4 according to a configuration which, on the one hand, makes it possible to take advantage of their elastic properties and, on the other hand, facilitates their deformation in bending while optimizing the size of these conductive blades 4 in the context of the reversible deformation of their structure .
  • the distance between the inner edge 42 of at least one conductive blade 4 and the central axis of the housing 31 of the support frame 3 is less than the radius of the male pin 2 capable of cooperating with the female connector 1.
  • the inner edge 42 of the conductive blade 4 that is to say the end of the profile of the conductive blade 4 closest to the axis of the housing 31 of the support frame 3, namely the axis of insertion of the male pin 2, according to a section in a plane perpendicular to the axis of the cylinder of the support frame 3, occupies a space in the housing 31 intended to receive the male pin 2 in the absence thereof.
  • the end of the male pin 2 pushes the conductive blade 4 towards the periphery, that is to say towards the interior surface of the support frame 3, so that the male pin 2 occupies the central volume of the housing 31 of the support frame 3.
  • This spacing of the part of the conductive blade 4 which is located near the central axis of the cylinder of the housing 31 of the frame support 3, is likely to be facilitated by a pointed arrangement of the end of the male pin 2.
  • the connector 1 also comprises at least one axial cage 6 positioned inside the support frame 3 , this axial cage 6 defining an interior volume 61 of cylindrical shape centered on an axis parallel to the axis of the housing 31 of the support frame 3, the cage 6 comprising:
  • At least one orifice 63 passing through the thickness of the peripheral structure of the cage 6 between the interior volume 61 of the cage 6 and the housing 31 of the support frame 3, at least one conductive blade 4 being positioned through this orifice 63 , so that at least one curved segment 41 of the conductive blade 4 is positioned in the interior volume 61 of the cage 6.
  • the female connector 1 also integrates a cage 6 positioned inside the housing 31 of the support frame 3.
  • This cage 6 creates an additional part corresponding substantially to a straight cylinder of circular shape in section in a perpendicular plane to the axis of the cylinder, this cage being housed inside the support frame 3 and preferably arranged in a substantially coaxial manner with the support frame 3.
  • This cage 6 allows, in particular via the various through orifices 63 arranged through of the thickness of the peripheral structure of the cage 6, to position the conductive blades 4 inside the housing 31 of the support frame 3 and in particular to maintain the position of these conductive blades between them inside this housing 31.
  • the cage 6 keeps the different conductive blades 4 fixed between them without impacting their respective deformations.
  • the different conductive blades 4 mounted on the cage 6 also participate in the positioning of the cage 6 in an arrangement substantially coaxial with the support frame 3, each of the conductive blades 4 participating, thanks to their respective spring effect, in the spaced positioning of the cage 6 relative to the interior surface of the housing 31 of the support frame 3 so that the cage 6 is positioned floating inside the housing 31 of the support frame 3.
  • This holding of the conductive blades 4 is thus carried out at their through orifice 63 respectively.
  • each of these different through orifices 63 is aligned along the axis of the radius of the interior volume 61 of the cage 6 at the position of the the through orifice 63 considered.
  • the conductive blade 4 is pinched between two opposite edges of the through orifice 63 of the cage 6.
  • the conductive blade 4 comprises a fold on each side of the peripheral structure of the cage 6.
  • Each of the folds of the conductive blade 4 is thus positioned close to, or even against an edge of the through orifice 63, at the level of the exterior surface and at the level of the interior surface of the cage 6.
  • the bends formed by each of the folds of the conductive blade 4 thus creates interfaces for blocking the sliding of the conductive blade 4 through the dedicated through orifice 63 of the cage 6, these folds thus positioning themselves in abutment against the edges of the through orifice 63 so that the conductive blade 4 remains held in position with the cage 6.
  • This example of construction also has the advantage of being easy to implement without consideration of a particularly precise complementarity in the dimensioning of the conductive blade 4 and the orifice crossing 63 dedicated to cage 6.
  • the through orifice 63 of the peripheral structure of the cage 6 between the interior volume 61 of the cage 6 and the housing 31 of the support frame 3 has a rectilinear arrangement oriented along an axis parallel to the axis of the cage 6, this through orifice 63 comprising at least one width greater than the thickness of the conductive blade 4.
  • each of the through holes 63 have the shape of a groove in the thickness of the peripheral structure of the cage 6 which is then arranged along the length of the cage 6.
  • the contact between, on the one hand, the part of the conductive blade 4 positioned in the interior volume 61 of the cage 6 and, on the other hand, the interior surface of the cage 6 is restricted to contact of the blade 6 with the interior edge of the through orifice 63.
  • the remainder of the portion of the conductive blade 4 positioned in the interior volume 61 between the interior edge of the through orifice 63 and the interior edge 42 of the conductive blade 4 is spaced from the interior surface of the cage 6.
  • This length thus corresponds to the entire portion of the conductive blade 4 positioned inside the cage 6 between the point of contact against the male pin 2 and the edge of the inner edge of the through hole 63. Also, during the deformation of the conductive blade 4 under the compressive force exerted by the male pin 2 inserted in the support frame 3 and the cage 6, the portion of the conductive blade 4 positioned in the interior volume 61 of the cage 6 is kept away from the interior face of the cage 6 so that the conductive blade 4 does not bear against the interior face of the cage 6 along a length of its profile according to a section in a plane perpendicular to the axis of the cylinder of the cage 6.
  • the curved arrangement of the conductive blade 4 in the interior volume 61 of the cage 6, with a concavity is oriented towards the central axis of the cylinder of the connector 1 also participates in keeping the portion of the conductive blade 4 relative to the interior face of the cage 6. It should be noted that, preferably, in a plane in section perpendicular to the axis of the cylinder of the cage 6, during the deformation of the conductive blade 4 pushed outwards by the male pin 2, the inner edge 42 of the blade 41 maintains a spacing relative to the inner surface of the cage 6, that is to say that the inner edge 42 of the blade 4 does not come into contact with the interior surface of the cage 6.
  • this interior edge 41 of the conductive blade 4 maintains a spacing relative to the surface of a conductive blade juxtaposed, a portion of which could be positioned between the interior edge 42 and the interior surface of the cage 6, along a radius of the interior volume 61 of the cage 6.
  • the contact between, on the one hand, the part of the conductive blade 4 positioned outside the cage 6 and, on the other hand, the exterior surface of the cage 6 is restricted to contact of the blade 4 with the edge of the outer edge of the through orifice 63.
  • the remainder of the portion 43 of the conductive blade 4 positioned outside the cage 6 between the outer edge of the through orifice 63 and the outer edge 44 of the conductive blade 4 is spaced from the interior surface of the support frame 3. This spacing here also makes it possible to benefit from the elastic properties of the conductive blade 4 over an optimized length of the profile of the blade 4 to interact in compression with the interior surface of the housing 31 of the support frame 3.
  • the pin 2 male is capable of modifying the coaxial position of the cage 6 inside the housing 31 of the support frame 3 so that the entire portion 43 of one of the conductive blades 4 of the connector 1 which is external to the cage 6 is positioned against the interior surface of the support frame 3 along a length of the profile of the blade 4 in section in a plane perpendicular to the axis of the cylinder of the support frame 3.
  • At least one conductive blade 4 comprises at least one segment 43 positioned in tension between the exterior surface of the cage 6 and the interior surface of the support frame 3.
  • the portion 43 of the conductive blade 4 positioned outside the cage 6 operates a spring effect which separates the exterior surface of the cage 6 from the interior surface of the housing 31 of the support frame 3.
  • each of the conductive blades 4 integrated into the female connector 1 makes it possible to center and maintain the cage 6 in an arrangement substantially coaxial with the housing 31 of the support frame 3
  • This tension of the portion of the conductive blade 4 exterior to the cage 6 contributes to maintaining the cage 6 in a position substantially coaxial with the support frame 3.
  • the cage 6 is thus positioned floating inside the housing 31 of the frame support 3.
  • the segment 43 of the conductive blade 4 positioned outside the cage 6 presents, in a plane perpendicular to the axis of the housing 31 of the support frame 3, a profile with at least one curved segment whose concavity is oriented towards the exterior surface of the cage 6.
  • Such a curved arrangement of the conductive blade 4 outside the cage 6 also participates in maintaining the cage 6 apart from the interior surface of the housing of the support frame 3, as well as the conductive blade 4 relative to this same interior face of the cage 6.
  • the orientation of the concavity of the curvature of this portion 43 of the conductive blade 4 exterior to the cage 6 towards the central axis of the cylinder of the connector 1 also makes it possible to orient the concavity of the conductive blade 4 towards the convex surface of the peripheral surface of the cage 6.
  • the conductive blade 4 remains curved and only supports a modification of its radius of curvature over at least part of the length of the curved segment of the profile 43 of the blade 4 in section in a perpendicular plane to the cylinder axis of the support frame 3.
  • the curved segment of the profile of the portion 43 of the conductive blade 4 exterior to the cage 6 is likely to correspond to a curved arrangement devoid of angle along its length or, alternatively or complementary, to an arrangement having the shape of a succession of flats so that the outer curved segment 43 of the conductive blade 4 has the shape of a broken arc produced by a succession of several rectilinear and/curved segments.
  • each of the portions 41, 43 of the same conductive blade 4 positioned on either side of a through orifice 63 of the peripheral structure of the cage 6, functions as a spring independent of the portion of homologous conductive blade 4 positioned on the other face of the through orifice 63 of the cage 6.
  • the forces supported by each of the portions, interior 41 and exterior 43 relative to the cage 6, of the same conductive blade 4 are distinct, the interior portion 41 interacting directly with the male pin 2 while the exterior portion 43 interacts with the interior surface of the support frame 3.
  • This particular arrangement of the conductive blade 4 makes it possible to obtain a blocking of the conductive blade 4 with the cage 6 when the assembly produced by the cage 6 and at least one conductive blade 4 is inserted into the housing 31 of the support frame 3.
  • the portion 43 of the conductive blade 4 exterior to the cage 6 then supports a compressive force exerted between the exterior surface of the cage 6 and the interior surface of the housing 31 of the support frame 3.
  • This compression force compression which brings the outer portion 43 of the conductive blade 4 towards the outer surface of the cage 6 jointly exerts a tilting movement of the conductive blade 4 around a pivot axis substantially parallel to the axis of the cage 6 positioned at level of the through orifice 63 crossed by the conductive blade 4.
  • This tilting of the conductive blade 4 causes a folding of the portion 41 of the conductive blade 4 positioned inside the cage 6 towards the interior surface of the cage 6.
  • This natural wedging of the two portions, interior 41 and exterior 43, relative to the structure of the cage 6 contributes to the independence of the operations of each of the portions 41, 43 of the conductive blade 4 positioned on either side other of the cage 6, in particular in the context of their spring operations.
  • this variant of construction makes it possible to benefit from the reaction force of the outer part 43 of the conductive blade 4 against the outer edge of the through orifice 63 in the spring effect exerted by the conductive blade 4 against the surface of male pin 2.
  • the blade 4 optimizes its action against the surface of male pin 2.
  • the female connector 1 comprises at least two cylindrical cages 6 positioned axially in the housing 31 of the support frame 3 along the axis of the housing 31, so that the cylindrical interior volumes 61 of each of the cages 6 are centered on respective axes parallel to the axis of the housing 31 of the support frame 3, each of the cages 6 positioning respectively at least one conductive blade 4.
  • the conductive blades 4 specific to each of the cages 6 are capable of making an independent electrical connection with a male pin 2 inserted in the aligned interior volumes 61 of the two cages 6 of the connector female 1.

Abstract

L'invention concerne un connecteur électrique femelle (1) apte à coopérer avec une broche (2) mâle rectiligne, le connecteur (1) comprend au moins: - un cadre support (3) définissant un logement intérieur axial de forme cylindrique centré sur l'axe du logement, - au moins une lame (4) conductrice positionnée à l'intérieur du cadre support (3) selon l'axe du logement, cette lame (4) comprenant, dans un plan perpendiculaire à l'axe du logement, un profil qui: - intègre au moins un segment courbé dont la concavité est orientée vers l'axe du logement du cadre support (3), et - comprend, d'une part, un premier bord réalisant un bord extérieur en contact avec la surface intérieure du cadre support (3) et, d'autre part, un second bord réalisant un bord intérieur disposé à proximité de l'axe du logement du cadre support (3).

Description

Description
Titre de l'invention : Connecteur électrique à lames
[0001 ] La présente invention se rapporte au domaine des connecteurs électriques et plus particulièrement au domaine des connecteurs électriques industriels aptes à une circulation de courants de haute-intensité.
[0002] De façon connue, la réalisation d’une jonction électrique réversible entre deux circuits s’opère par l’intermédiaire de connecteurs faisant coopérer une pièce mâle avec une pièce homologue femelle de forme complémentaire. La jonction entre ces deux pièces et la connexion électrique s’effectue ainsi par insertion de la pièce mâle dans la pièce femelle.
[0003] Lorsque cet assemblage de connecteurs, mâle et femelle, est effectué dans un environnement industriel, c’est-à-dire soumis à des répétitions importantes d’opérations de connexion et déconnexion, il est indispensable que la qualité de la jonction entre les pièces mâle et femelle ne se dégrade pas au cours du temps. Cette jonction, tant physique qu’électrique, se doit de conserver un niveau optimal de fiabilité en dépit des contraintes imposées par l’environnement de cet assemblage de connecteurs. Ainsi, le couple de connecteurs assemblés se doit de présenter une résistance aux phénomènes vibratoires susceptibles d’être rencontrés en écartant tout risque de désolidarisation accidentelle. Pour se faire, différents mécanismes de connexions élastiques complexes ont ainsi été développées pour optimiser le maintien assemblé des connecteurs entre eux.
[0004] Selon une solution connue, le connecteur femelle intègre une interface de contact réalisée par un ensemble de lamelles parallèles disposées axialement autour de l’axe d’insertion de la broche mâle et présentant une courbure avec une convexité orienté vers cet axe d’insertion. Cette solution se retrouve par exemple dans les contacts à lamelles du type Stâubli. Dans un tel mécanisme de connexion, la courbure des lamelles apporte une élasticité dans la réunion des connecteurs tout en conservant une rigidité axiale au connecteur femelle. Toutefois, cette solution ne réalise un contact physique et électrique entre les deux pièces qu’au niveau d’un point unique des courbures de ces différentes lamelles, de sorte que cette surface de contact réduite forme un goulot d’étranglement qui conduit à des densités de courant particulièrement élevées au niveau de chacun des points de contact. Dans ces conditions, pour des raisons de sécurité, l’intensité du courant en circulation entre les deux connecteurs est contrainte à être limitée. Par ailleurs, dans ces contacts à lamelles, l’amplitude de déformation qu’autorisent ces lamelles est particulièrement restreint. L’insertion de la broche mâle dans le connecteur femelle impose alors l’exercice d’un effort susceptible d’être important.
[0005] De façon alternative, des connecteurs intégrant, sur la pièce femelle, un ressort à spires inclinées ont également fait l’objet de développement. La broche mâle se trouve alors insérée en contact contre le bord intérieur d’une structure annulaire formée par le ressort circularisé. Cependant, cette solution, outre le fait d’être de conception coûteuse, présente aussi cet inconvénient structurel de fournir une surface de contact réduite entre la broche mâle et le ressort en arrangement annulaire. L’intensité du courant en circulation entre les deux connecteurs se voit tout autant contrainte à une limitation.
[0006] Une autre construction consiste à opérer une coopération de la broche mâle avec un arrangement de fils de contact linéaire ou de type hyperboloïde intégré au connecteur femelle. L’arrangement de fils de contact linéaires porté par le connecteur femelle réalise ainsi un maillage formant une cage flexible sensiblement cylindrique qui présente une cambrure convexe vers l’intérieur du cylindre et dans lequel la broche mâle vient s’insérer. Si cette solution autorise au connecteur femelle une certaine souplesse axiale, elle nécessite toutefois une conception de grande précision pour que la cambrure soit en mesure d’imposer une longueur de contact optimale des fils du maillage contre la surface de la broche mâle. Par ailleurs, cette solution qui repose sur une souplesse de l’arrangement en maillage pour restreindre la force d’insertion nécessaire, impose la réalisation d’une cage flexible avec des fils de faible section. La surface de contact entre les deux connecteurs, si elle est plus importante que dans le cadre des constructions précédemment détaillées, n’en reste pas moins particulièrement réduite de sorte que l’intensité du courant en circulation s’en trouve plafonnée.
[0007] La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients en proposant un dispositif de connexion électrique entre deux connecteurs dont l’assemblage, tout en demeurant résistant aux vibrations, autorise une déviation axiale de l’élément mâle par rapport à l’axe d’insertion et dont la conception, simple à réaliser, permet d’obtenir une surface de contact électrique entre les deux éléments connecteur du dispositif qui soit adaptée à la circulation de courants de haute-intensité jusqu’à plusieurs centaines d’ampères.
[0008] A cet effet, l’invention a pour objet un connecteur électrique femelle apte à coopérer avec une broche mâle rectiligne, caractérisé en ce que le connecteur comprend au moins :
- un cadre support définissant un logement intérieur axial de forme cylindrique centré sur l’axe du logement et ouvert à l’une de ses extrémités pour l’insertion d’une broche mâle,
- au moins une lame conductrice positionnée à l’intérieur du cadre support selon l’axe du logement, cette lame conductrice comprenant, dans un plan perpendiculaire à l’axe du logement, un profil qui :
- intègre au moins un segment courbé dont la concavité est orientée vers l’axe du logement du cadre support, et
- comprend, d’une part, un premier bord réalisant un bord extérieur en contact avec la surface intérieure du cadre support et, d’autre part, un second bord réalisant un bord intérieur disposé à proximité de l’axe du logement du cadre support.
[0009] L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte aux modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
[0010] [Fig. 1 ] est une illustration schématique d’un premier exemple de connecteur électrique femelle selon l’invention associé à une broche mâle dans laquelle le cadre support est présenté en transparence.
[0011 ] [Fig. 2] est une illustration schématique du premier exemple de connecteur électrique femelle selon l’invention associé à une broche mâle selon un autre angle de vue que celui de l’illustration précédente.
[0012] [Fig. 3] est une illustration schématique d’un premier exemple de cage associée à plusieurs lames conductrices.
[0013] [Fig. 4] est une illustration schématique d’un exemple de connecteur électrique femelle selon l’invention associé à une broche mâle selon une vue en section dans un plan perpendiculaire à l’axe de la broche et/ou du cadre support lorsque l’axe de la broche mâle est parallèle et/ou coaxial avec l’axe du cadre support. [0014] [Fig. 5] est une illustration schématique d’un exemple de connecteur électrique femelle selon l’invention associé à une broche mâle selon une vue en section dans un plan perpendiculaire à l’axe du cadre support lorsque l’axe de la broche mâle présente un décalage latéral ou une inclinaison par rapport l’axe du cadre support.
[0015] [Fig. 6] sont des illustrations schématiques d’un autre exemple de cage associée à plusieurs lames conductrices comprenant un arrangement fendu.
[0016] [Fig. 7] est une illustration schématique d’un second exemple de connecteur électrique femelle selon l’invention associé à une broche mâle dans laquelle le cadre support est présenté en transparence, le connecteur électrique femelle comprenant deux cages en alignement.
[0017] [Fig. 8] est une illustration schématique d’un exemple de points de contact de la lame conductrice contre la surface d’une broche mâle insérée.
[0018] L’invention concerne ainsi un connecteur électrique femelle 1 apte à coopérer avec une broche 2 mâle rectiligne, caractérisé en ce que le connecteur 1 comprend au moins :
- un cadre support 3 définissant un logement 31 intérieur axial de forme cylindrique centré sur l’axe du logement 31 et ouvert à l’une de ses extrémités 32 pour l’insertion d’une broche 2 mâle,
- au moins une lame 4 conductrice positionnée à l’intérieur du cadre support 3 selon l’axe du logement 31 , cette lame conductrice 4 comprenant, dans un plan perpendiculaire à l’axe du logement 31 , un profil qui :
- intègre au moins un segment courbé 41 dont la concavité est orientée vers l’axe du logement 31 du cadre support 3, et
- comprend, d’une part, un premier bord réalisant un bord extérieur 44 en contact avec la surface intérieure du cadre support 3 et, d’autre part, un second bord réalisant un bord intérieur 42 disposé à proximité de l’axe du logement 31 du cadre support 3.
[0019] Il convient de noter que, dans le cadre de la présente invention, l’arrangement cylindrique du cadre support 3 et/ou de son logement 31 se rapporte à un cylindre droit de forme circulaire en section dans un plan perpendiculaire à l’axe du cylindre. [0020] De même, il convient de noter que la broche 2 mâle destinée à coopérer avec le connecteur électrique femelle 1 de l’invention, présente un arrangement axial de section préférentiellement circulaire.
[0021 ] De plus, il convient également de noter que le segment courbé 41 de la lame conductrice 4 est susceptible de correspondre à un arrangement incurvé dépourvu d’angle sur sa longueur ou, de façon alternative ou complémentaire, à un arrangement présentant la forme d’une succession de plat de sorte que le segment courbé 41 de la lame conductrice 4 présente la forme d’un arc brisé réalisé par une succession de plusieurs segments rectilignes et/ courbés.
[0022] Le connecteur femelle 1 selon l’invention réalise ainsi un contact électrique élastique avec une broche 2 mâle par l’intermédiaire d’une lame conductrice 4. Cette lame conductrice 4 est positionnée à l’intérieur du logement 31 du cadre support 3 du connecteur femelle 1 de façon présenter un profilé incurvé dans un plan perpendiculaire à l’axe du logement 31. Ce profilé incurvé autorise une élasticité structurelle de la lame conductrice 4, de sorte que lorsqu’une broche 2 mâle est insérée à l’intérieur du connecteur femelle 1 , la surface de la lame 4 à proximité du bord intérieur 42 entre en contact avec la surface de la broche 2 mâle. La lame conductrice 4 réalise ainsi une jonction électrique entre, d’une part, une partie de sa surface en appui contre la broche 2 mâle à proximité de son bord intérieur 42 et, d’autre part, son bord extérieur 44 en contact contre la surface intérieure du cadre support 3. Aussi, lorsqu’une broche 2 mâle est insérée à l’intérieur du connecteur femelle 1 , la lame conductrice 4 fonctionne en ressort et supporte une déformation pour être repoussée vers l’extérieur, vers la périphérie du logement 31 , c’est-à-dire en direction de la surface intérieure du logement 31 du cadre support 3. Tout en étant repoussée vers l’extérieur, la lame conductrice 4 maintient un appui contre la surface de la broche 2 mâle grâce à cet effet ressort. La lame conductrice 4 se trouve ainsi déformée par flexion entre le cadre support 3 et la broche 2 mâle sous l’effet d’une compression exercée par la broche 2 mâle en insertion. Lors du retrait de la broche 2 mâle, la lame conductrice 4 revient en position.
[0023] Il convient de relever, dans le cadre de l’invention, notamment selon un exemple illustré en figure 6, au moins une lame conductrice 4 est susceptible de présenter un arrangement partiellement fendu, cette fente prenant son origine au niveau du bord intérieur 42 de la lame 4. Cette fente présente préférentiellement un arrangement rectiligne le long de la surface de la lame 4 de sorte que cette fente corresponde à différents points d’intersection de la surface de la lame 4 avec un plan perpendiculaire à l’axe du bord intérieur 42 de la lame 4 et/ou à l’axe du logement 31 du cadre support 3 du connecteur femelle 1 .
[0024] Il convient également de relever que le profil de la lame conductrice 4 étant incurvé avec une concavité orientée vers l’axe du logement 31 du cadre support 3, c’est-à-dire vers l’axe d’insertion de la broche 2 mâle dans le logement 31 du cadre support 3, le contact de la lame conductrice 4 avec la broche 2 mâle s’effectue au niveau de cette surface incurvée. La surface incurvée de la lame conductrice 4 entoure ainsi au moins une partie de la broche 2 mâle contre laquelle elle est en appui. De façon préférée, le rayon de courbure de la surface incurvée de la lame conductrice 4 est supérieure au rayon de la broche 2 mâle, de sorte que la surface de contact entre la lame conductrice 4 et la broche 2 mâle se trouve réalisée par une ligne formant une longueur sur la surface de la broche 2. L’orientation de la concavité de la courbure du segment courbé 41 de la lame conductrice 4 vers l’axe central du cylindre du connecteur 1 permet également d’orienter la concavité de la lame conductrice 4 vers la surface convexe de la surface périphérique de la broche 2 mâle. Aussi, sous l’effet d’un effort de compression exercée par la broche 2 mâle, la lame conductrice 4 demeure incurvée et supporte uniquement une modification de son rayon de courbure sur au moins une partie de la longueur du segment courbé 41 du profil de la lame 4 en section dans un plan perpendiculaire à l’axe du cylindre du cadre support 3.
[0025] Il convient également de relever que le profilé incurvé d’une partie de la lame conductrice 4 autorise une déformation différenciée de la lame 4 dans sa longueur selon l’axe du logement 31 du cadre support 3. Aussi, le contact de la lame 4 contre une broche 2 mâle est en mesure d’être effectif ou maintenu sur la longueur de la broche 2 mâle en dépit d’une éventuelle inclinaison susceptible d’exister entre l’axe de la broche 2 mâle insérée dans le logement 31 du cadre support 3 et l’axe du logement 31 du cadre support 3. Ainsi, la connexion et l’assemblage du connecteur femelle 1 de l’invention avec une broche 2 mâle est en mesure d’être opérée efficacement et de façon répétée, en dépit d’un défaut de parfait alignement de la broche 2 mâle avec l’axe d’insertion théorique d’une broche 2 mâle dans le logement 31 du cadre support 3.
[0026] il convient de relever que le bord intérieur 42 du profil d’au moins une des lames conductrices 4 du connecteur femelle 1 est disposé selon un arrangement rectiligne, selon un axe sensiblement parallèle à l’axe du logement 31 ou encore à l’axe d’insertion de la broche 2 mâle dans le cadre support 3 du connecteur 1 . Le profil de la lame conductrice 4 et notamment la courbure du segment courbé 41 de la lame 4, selon une section dans un plan perpendiculaire à l’axe du cylindre du cadre support 3, est ainsi homogène et/ou identique sur l’ensemble de la longueur de la lame 4 selon l’axe du cylindre du cadre support 3. Aussi, à titre d’exemple, le rayon de courbure du segment courbé 41 de la lame 4 est identique pour l’ensemble des profils successifs le long de la lame 4 selon l’axe du cylindre du cadre support 3.
[0027] De façon alternative, le bord intérieur 42 du profil d’au moins une des lames conductrices 4 du connecteur femelle 1 est disposé selon un arrangement une course hélicoïdale par rapport à l’axe du logement 31 ou encore à l’axe d’insertion de la broche 2 mâle dans le cadre support 3 du connecteur 1 . Le profil de la lame conductrice 4 et notamment la courbure du segment courbé 41 de la lame 4, selon une section dans un plan perpendiculaire à l’axe du cylindre du cadre support 3, présente une variation, constante ou hétérogène, le long de l’ensemble de la longueur de la lame 4 selon l’axe du cylindre du cadre support 3. Aussi, à titre d’exemple, le rayon de courbure du segment courbé 41 de la lame 4 augmente, ou alternativement diminue, de façon progressive pour chacun des profils successifs le long de la lame 4 selon l’axe du cylindre du cadre support 3. Selon cette alternative de construction illustrée en partie par la figure 8, les points de contact 8 de la lame conductrice 4 contre la surface de la broche 2 mâle insérée ne sont pas disposés selon une ligne parallèle à l’axe d’insertion de la broche 2 mâle de sorte que l’effet de l’usure se trouve répartie sur une surface plus importante, notamment de la broche 2 mâle, le nombre de manœuvres potentiel s’en trouvant alors augmenté.
[0028] De façon préférée, le connecteur femelle 1 intègre plusieurs lames conductrices 4 à l’intérieur de son logement 31 , de sorte que chacune de ces différentes lames conductrices 4 réalise un contact électrique respectif avec la surface de la broche 2 mâle.
[0029] Selon un exemple se rapportant une variante de construction particulière de l’invention, le connecteur 1 comprend plusieurs lames conductrices 4 similaires ou identiques positionnées à l’intérieur du cadre support 3 selon une distribution présentant une symétrie selon l’axe du logement 31 . Cet arrangement particulier permet d’opérer une répartition homogène des lames conductrices 4 autour de l’axe du logement 31. Ainsi, lorsqu’une broche 2 mâle est insérée à l’intérieur du cadre support 3 du connecteur femelle 1 , ces lames conductrices 4 supportent des efforts de compression respectifs sensiblement similaires, de sorte que les efforts en présence maintiennent la broche 2 mâle au centre du logement 31 du cadre support 3, c’est-à-dire dans une position sensiblement alignée ou coaxiale avec l’axe du logement 31 . Cette distribution symétrique des lames conductrices 4 à l’intérieur du cadre support 3 permet ainsi une distribution équilibrée des efforts par rapport au centre du logement 31 réalisé par l’axe du cylindre du cadre support 3, quel que soit le nombre de lames conductrices 4 intégrant le connecteur femelle 1 , dès lors que le nombre de lames conductrices 4 en présence est supérieur à une lame conductrice unique. Aussi, outre sa fonction de jonction électrique, chacune des lames conductrices 4 joue le rôle d’un ressort qui repousse la broche 2 mâle vers l’axe du cylindre du logement 31 du cadre support 3.
[0030] Selon un exemple se rapportant à une variante de construction spécifique de la variante de l’invention précédemment détaillée, le bord intérieur 42 du profil de chacune des lames conductrices 4 du connecteur femelle 1 est disposé entre, d’une part, l’axe central du cylindre du logement 31 du cadre support 3 et, d’autre part, la surface concave d’une lame conductrice 4 juxtaposée à l’intérieur du cadre support 3. Selon cet exemple relatif à un arrangement particulier, les lames conductrices 4 sont disposées à l’intérieur du connecteur femelle 1 de façon à présenter un chevauchement entre elles selon une distribution circulaire. Ainsi, le long d’un segment correspondant à un rayon du logement 31 du cadre support 3, une lame conductrice 4 est positionnée entre, d’une part, du côté d’une première face de la lame conductrice 4, la portion intérieure d’une première lame juxtaposée et, d’autre part, du côté d’une seconde face de la lame conductrice 4, la portion extérieure d’une seconde lame juxtaposée. Cet arrangement particulier des lames conductrices 4 autour de l’axe central du logement 31 du cadre support 3 permet une disposition de sorte que, selon une section dans un plan perpendiculaire à l’axe du cylindre du cadre support 3, le profil de chacune des lames conductrices 4 est sensiblement orienté selon une disposition inclinée par rapport aux rayons du cylindre dans l’espace respectif du logement 31 où se positionne chacune des lames conductrices 4. Cette disposition inclinée des lames conductrices 4 par rapport aux rayons du cylindre permet le positionnement de ces différentes lames conductrices 4 selon une configuration qui, d’une part, permet de profiter de leurs propriétés élastiques et, d’autre part, facilite leur déformation en flexion tout en optimisant l’encombrement de ces lames conductrices 4 dans le cadre de la déformation réversible de leur structure.
[0031 ] Selon un exemple se rapportant une autre variante de construction particulière de l’invention susceptible d’être combinée avec les différentes variantes précédemment détaillées, la distance entre le bord intérieur 42 d’au moins une lame conductrice 4 et l’axe central du logement 31 du cadre support 3 est inférieure au rayon de la broche 2 mâle apte à coopérer avec le connecteur femelle 1 . Selon cet arrangement, le bord intérieur 42 de la lame conductrice 4, c’est-à-dire l’extrémité du profilé de la lame conductrice 4 la plus proche de l’axe du logement 31 du cadre support 3, à savoir l’axe d’insertion de la broche 2 mâle, selon une section dans un plan perpendiculaire à l’axe du cylindre du cadre support 3, occupe un espace du logement 31 destiné à recevoir la broche 2 mâle en absence de celle-ci. Aussi, lors de l’insertion de la broche 2 mâle dans le logement 31 du cadre support 3, l’extrémité de la broche 2 mâle repousse la lame conductrice 4 vers la périphérie, c’est-à-dire vers la surface intérieure du cadre support 3, de sorte que la broche 2 mâle occupe le volume central du logement 31 du cadre support 3. Cet écartement de la partie de la lame conductrice 4 qui se trouve à proximité de l’axe central du cylindre du logement 31 du cadre support 3, est susceptible d’être facilité par un arrangement en pointe de l’extrémité de la broche 2 mâle.
[0032] Selon un exemple se rapportant une autre variante de construction particulière de l’invention susceptible d’être combinée avec les différentes variantes précédemment détaillées, le connecteur 1 comprend également au moins une cage 6 axiale positionnée à l’intérieur du cadre support 3, cette cage 6 axiale définissant un volume intérieur 61 de forme cylindrique centré sur un axe parallèle à l’axe du logement 31 du cadre support 3, la cage 6 comprenant :
- au moins une ouverture 62 positionnée en extrémité du cylindre de la cage 6 et apte à l’insertion d’une broche mâle 2,
- au moins un orifice traversant 63 l’épaisseur de la structure périphérique de la cage 6 entre le volume intérieur 61 de la cage 6 et le logement 31 du cadre support 3, au moins une lame conductrice 4 étant positionnée au travers de cette orifice 63, de sorte que au moins un segment courbé 41 de la lame conductrice 4 soit positionné dans le volume intérieur 61 de la cage 6.
Selon cette variante de construction, le connecteur femelle 1 intègre également une cage 6 positionnée à l’intérieur du logement 31 du cadre support 3. Cette cage 6 réalise une pièce supplémentaire correspondant sensiblement à un cylindre droit de forme circulaire en section dans un plan perpendiculaire à l’axe du cylindre, cette cage étant logée à l’intérieur du cadre support 3 et disposée préférentiellement de façon sensiblement coaxiale avec le cadre support 3. Cette cage 6 permet, notamment par l’intermédiaire des différents orifices traversants 63 disposés au travers de l’épaisseur de la structure périphérique de la cage 6, de positionner les lames conductrices 4 à l’intérieur du logement 31 du cadre support 3 et en particulier de maintenir la position de ces lames conductrices entre elles à l’intérieur de ce logement 31. La cage 6 maintient fixe les différentes lames conductrices 4 entre elles sans pour autant impacter leurs déformations respectives. Les différentes lames conductrices 4 montées sur la cage 6 participent également au positionnement de la cage 6 selon un arrangement sensiblement coaxial avec le cadre support 3, chacune des lames conductrices 4 participant, grâce à leur effet ressort respectif, au positionnement écarté de la cage 6 par rapport à la surface intérieure du logement 31 du cadre support 3 de sorte que la cage 6 se trouve positionnée flottante à l’intérieure du logement 31 du cadre support 3. Ce maintien des lames conductrices 4 est ainsi effectué au niveau de leur orifice traversant 63 respectif. A titre préférentiel, selon une section dans un plan perpendiculaire à l’axe du cylindre de la cage 6, chacun de ces différents orifices traversants 63 est aligné selon l’axe du rayon du volume intérieur 61 de la cage 6 à la position de l’orifice traversant 63 considéré. Selon un premier exemple de construction, la lame conductrice 4 est pincée entre deux bords opposés de l’orifice traversant 63 de la cage 6. Selon un autre exemple préféré, la lame conductrice 4 comprend une pliure de chaque côté de la structure périphérique de la cage 6. Chacune des pliures de la lame conductrice 4 se trouve ainsi positionnée à proximité, voire contre un bord de l’orifice traversant 63, au niveau la surface extérieure et au niveau de la surface intérieure de la cage 6. Les coudes formés par chacune des pliures de la lame conductrice 4 réalise ainsi des interfaces de blocage du glissement de la lame conductrice 4 au travers de l’orifice traversant 63 dédié de la cage 6, ces pliures se positionnant ainsi en butée contre les bords de l’orifice traversant 63 de sorte que la lame conductrice 4 demeure maintenue en position avec la cage 6. Cet exemple de construction présente également comme avantage d’être facile à mettre en œuvre sans considération d’une complémentarité particulièrement précise dans le dimensionnement de la lame conductrice 4 et de l’orifice traversant 63 dédié de la cage 6.
[0033] Selon un exemple se rapportant à une variante de construction spécifique de la variante de l’invention précédemment détaillée, l’orifice traversant 63 de la structure périphérique de la cage 6 entre le volume intérieur 61 de la cage 6 et le logement 31 du cadre support 3 présente un arrangement rectiligne orienté selon un axe parallèle à l’axe de la cage 6, cet orifice traversant 63 comprenant au moins une largeur supérieure à l’épaisseur de la lame conductrice 4. Selon cet exemple de construction, chacun des orifices traversants 63 présente la forme d’une rainure dans l’épaisseur de la structure périphérique de la cage 6 qui est alors disposée dans la longueur de la cage 6.
[0034] Selon un autre exemple se rapportant également à une variante de construction spécifique de la variante de l’invention intégrant une cage 6, au moins la face convexe du segment courbé 41 de la lame conductrice 4 positionné à l’intérieur de la cage 6 est en appui contre la surface intérieure de la cage 6 au niveau de l’arrête du bord intérieur de l’orifice traversant 63 et/ou au moins la face de la portion de la lame conductrice 4 positionnée à l’extérieur de la cage 6 et orientée face à la surface extérieure de la cage 6 est en appui contre la surface extérieure de la cage 6 au niveau de l’arrête du bord extérieur de l’orifice traversant 63. Cette variante de construction est notamment susceptible d’être mise en œuvre dans le cadre d’un blocage de la lame conductrice 4 sur la cage 6 par une ou plusieurs pliures réalisant un arrangement coudé du profil de la lame conductrice 4 comme expliqué précédemment.
[0035] Selon cette variante de construction, le contact entre, d’une part, la partie de la lame conductrice 4 positionnée dans le volume intérieur 61 de la cage 6 et, d’autre part, la surface intérieure de la cage 6 est restreint au contact de la lame 6 avec le bord intérieur de l’orifice traversant 63. Le reste de la portion de la lame conductrice 4 positionnée dans le volume intérieur 61 entre le bord intérieur de l’orifice traversant 63 et le bord intérieur 42 de la lame conductrice 4 est écarté de la surface intérieure de la cage 6. De cette façon, les propriétés élastiques de la lame conductrice 4 sont utilisées sur une longueur optimisée du profil de la lame 4 pour interagir en compression avec la broche 2 mâle. Cette longueur correspond ainsi à l’ensemble de la portion de la lame conductrice 4 positionnée à l’intérieur de la cage 6 entre le point de contact contre la broche 2 mâle et l’arrête du bord intérieur de l’orifice traversant 63. Aussi, lors de la déformation de la lame conductrice 4 sous l’effort de compression exercée par la broche 2 mâle insérée dans le cadre support 3 et la cage 6, la portion de la lame conductrice 4 positionnée dans le volume intérieur 61 de la cage 6 est maintenue écartée de la face intérieure de la cage 6 de sorte que la lame conductrice 4 ne prend pas appui contre la face intérieure de la cage 6 le long d’une longueur de son profil selon une section dans un plan perpendiculaire à l’axe du cylindre de la cage 6. L’arrangement incurvée de la lame conductrice 4 dans le volume intérieur 61 de la cage 6, avec une concavité est orientée vers l’axe central du cylindre du connecteur 1 participe également au maintien écarté de la portion de la lame conductrice 4 par rapport à la face intérieure de la cage 6. Il convient de relever que, de façon préférée, dans un plan en section perpendiculaire à l’axe du cylindre de la cage 6, lors de la déformation de la lame conductrice 4 repoussée vers l’extérieur par la broche 2 mâle, le bord intérieur 42 de la lame 41 conserve un écartement par rapport à la surface intérieure de la cage 6, c’est-à-dire que le bord intérieur 42 de la lame 4 n’entre pas en contact avec la surface intérieure de la cage 6. De façon similaire, selon ce fonctionnement préféré du bord intérieur 41 de la lame conductrice 4, ce bord intérieur 41 conserve un écartement par rapport à la surface d’une lame conductrice juxtaposée dont une portion serait susceptible d’être positionnée entre le bord intérieur 42 et la surface intérieure de la cage 6, le long d’un rayon du volume intérieur 61 de la cage 6.
[0036] De même, selon cette variante de construction, le contact entre, d’une part, la partie de la lame conductrice 4 positionnée à l’extérieur de la cage 6 et, d’autre part, la surface extérieure de la cage 6 est restreint au contact de la lame 4 avec l’arrête du bord extérieur de l’orifice traversant 63. Le reste de la portion 43 de la lame conductrice 4 positionnée à l’extérieur de la cage 6 entre le bord extérieur de l’orifice traversant 63 et le bord extérieur 44 de la lame conductrice 4 est écarté de la surface intérieure du cadre support 3. Cet écartement permet ici également de profiter des propriétés élastiques de la lame conductrice 4 sur une longueur optimisée du profil de la lame 4 pour interagir en compression avec la surface intérieure du logement 31 du cadre support 3. Toutefois, lorsque la broche 2 mâle insérée dans la cage 6 présente une inclinaison de son axe par rapport à l’axe du logement 31 du cadre support 3, la broche 2 mâle est susceptible de modifier la position coaxiale de la cage 6 à l’intérieure du logement 31 du cadre support 3 de sorte que l’ensemble de la portion 43 de l’une des lames conductrices 4 du connecteur 1 qui est extérieure à la cage 6 soit positionnée contre la surface intérieure du cadre support 3 selon une longueur du profil de la lame 4 en section dans un plan perpendiculaire à l’axe du cylindre du cadre support 3.
[0037] Selon un autre exemple se rapportant également à une variante de construction spécifique susceptible d’être combinée avec les variantes de l’invention intégrant une cage 6, au moins une lame conductrice 4 comprend au moins un segment 43 positionné en tension entre la surface extérieure de la cage 6 et la surface intérieure du cadre support 3. La portion 43 de la lame conductrice 4 positionnée à l’extérieur de la cage 6 opère un effet ressort qui écarte la surface extérieure de la cage 6 de la surface intérieure du logement 31 du cadre support 3. La combinaison des effets ressort respectifs de chacune des lames conductrices 4 intégrées au connecteur femelle 1 permet d’opérer un centrage et un maintien de la cage 6 selon un arrangement sensiblement coaxial avec le logement 31 du cadre support 3. Cette tension de la portion de la lame conductrice 4 extérieure à la cage 6 participe à ce maintien de la cage 6 en position sensiblement coaxiale avec le cadre support 3. La cage 6 est ainsi positionnée flottante à l’intérieur du logement 31 du cadre support 3. [0038] Selon un autre exemple se rapportant à une variante de construction spécifique des variantes de l’invention intégrant une cage 6, le segment 43 de la lame conductrice 4 positionné à l’extérieur de la cage 6 présente, dans un plan perpendiculaire à l’axe du logement 31 du cadre support 3, un profil avec au moins un segment courbé dont la concavité est orientée vers la surface extérieure de la cage 6. Un tel arrangement incurvé de la lame conductrice 4 à l’extérieur de la cage 6 participe également au maintien écarté de la cage 6 par rapport à la surface intérieure du logement du cadre support 3, ainsi que de la lame conductrice 4 par rapport à cette même face intérieure de la cage 6. L’orientation de la concavité de la courbure de cette portion 43 de la lame conductrice 4 extérieure à la cage 6 vers l’axe central du cylindre du connecteur 1 permet également d’orienter la concavité de la lame conductrice 4 vers la surface convexe de la surface périphérique de la cage 6. Aussi, sous l’effet d’une compression, la lame conductrice 4 demeure incurvée et supporte uniquement une modification de son rayon de courbure sur au moins une partie de la longueur du segment courbé du profil 43 de la lame 4 en section dans un plan perpendiculaire à l’axe du cylindre du cadre support 3.
[0039] Il convient de relever que le segment courbé du profil de la portion 43 de lame conductrice 4 extérieure à la cage 6 est susceptible de correspondre à un arrangement incurvé dépourvu d’angle sur sa longueur ou, de façon alternative ou complémentaire, à un arrangement présentant la forme d’une succession de plat de sorte que le segment courbé extérieure 43 de la lame conductrice 4 présente la forme d’un arc brisé réalisé par une succession de plusieurs segments rectilignes et/ courbés.
[0040] Il convient de relever que chacune des portions 41 , 43 d’une même lame conductrice 4 positionnées de part et d’autre d’un orifice traversant 63 de la structure périphérique de la cage 6, fonctionne comme un ressort indépendant de la portion de lame conductrice 4 homologue positionnée sur l’autre face de l’orifice traversant 63 de la cage 6. Les efforts supportés par chacune des portions, intérieure 41 et extérieure 43 par rapport à la cage 6, d’une même lame conductrice 4 sont distincts, la portion intérieure 41 interagissant directement avec la broche 2 mâle tandis que la portion extérieure 43 interagit avec la surface intérieure du cadre support 3. [0041 ] Selon un autre exemple se rapportant également à une variante de construction spécifique susceptible d’être combinée avec les variantes de l’invention intégrant une cage 6, au moins une lame conductrice 4, montée au travers d’un orifice traversant 63 de la cage 6, prend appui par ses faces opposées contre des arrêtes respectives opposées des bords, intérieur et extérieur, de l’orifice traversant 63. Selon cet exemple de construction, les deux portions de la lame conductrice 4, respectivement intérieure 41 et extérieure 43 à la cage 6, sont positionnées de part et d’autre de l’axe du rayon du volume intérieur 61 de la cage 6 à la position de l’orifice traversant 63 traversé par la lame conductrice 4 dans un plan perpendiculaire à l’axe du cylindre de la cage 6. Cet arrangement particulier de la lame conductrice 4 permet d’obtenir un blocage de la lame conductrice 4 avec la cage 6 lorsque l’ensemble réalisé par la cage 6 et au moins une lame conductrice 4 est inséré dans le logement 31 du cadre support 3. La portion 43 de la lame conductrice 4 extérieure à la cage 6 supporte alors un effort de compression exercée entre la surface extérieure de la cage 6 et la surface intérieure du logement 31 du cadre support 3. Cet effort de compression qui rapproche la portion extérieure 43 de la lame conductrice 4 vers la surface extérieure de la cage 6 exerce conjointement un mouvement de bascule de la lame conductrice 4 autour d’un axe de pivotement sensiblement parallèle à l’axe de la cage 6 positionné au niveau de l’orifice traversant 63 traversé par la lame conductrice 4. Ce basculement de la lame conductrice 4 opère un rabattement de la portion 41 de la lame conductrice 4 positionnée à l’intérieur de la cage 6 en direction de la surface intérieure de la cage 6. Ce calage naturel des deux portions, intérieure 41 et extérieure 43, par rapport à la structure de la cage 6 participe à l’indépendance des fonctionnements de chacune des portions 41 , 43 de la lame conductrice 4 positionnées de part et d’autre de la cage 6, notamment dans le cadre de leurs fonctionnements en ressort.
[0042] Selon un autre exemple se rapportant également à une variante de construction spécifique susceptible d’être combinée avec les variantes de l’invention intégrant une cage 6, au moins une lame conductrice 4 est montée avec la cage 6 de sorte que, d’une part, une partie de la lame 4 est en appui contre la surface extérieure de la cage 6 et, d’autre part, au moins un segment courbé 41 de la lame 4 est positionné dans le volume intérieur 61 de la cage 6, ces deux parties, extérieure et intérieure, de la lame conductrice 4 étant montées sur la cage 6 de façon à être disposées de part et d’autre de l’axe central de la cage 6. Dans le cadre de cette variante de construction, dans un plan en section perpendiculaire à l’axe du cylindre de la cage 6, l’insertion de la broche 2 mâle à l’intérieur de la cage 6 conduit la surface périphérique de la broche 2 mâle à exercer un effort contre la surface incurvée 41 de la lame conductrice 4. Cet effort est alors coaxial avec l’effort en réaction exercé par la portion 43 de la lame conductrice 4 extérieure à la cage 6 contre la surface extérieure de la cage 6, au niveau du contact de la lame conductrice 4 contre le bord extérieur de l’orifice traversant 63, ces deux efforts étant orientés selon des directions opposées. Aussi, cette variante de construction, permet de profiter de l’effort de réaction de la partie extérieure 43 de la lame conductrice 4 contre le bord extérieur de l’orifice traversant 63 dans l’effet ressort exercé par la lame conductrice 4 contre la surface de la broche 2 mâle. Par l’intermédiaire de deux surfaces en vis-à-vis l’une de l’autre et respectivement portées par des portions différentes, notamment intérieure 41 et extérieure 43, de la lame conductrice 4, la lame 4 optimise son action contre la surface de la broche 2 mâle.
[0043] Selon un autre exemple se rapportant également à une variante de construction spécifique susceptible d’être combinée avec les variantes de l’invention intégrant une cage 6, le connecteur femelle 1 comprend au moins deux cages 6 cylindrique positionnées axialement dans le logement 31 du cadre support 3 selon l’axe du logement 31 , de sorte que les volumes intérieurs 61 cylindriques de chacune des cages 6 soient centrés sur des axes respectifs parallèles à l’axe du logement 31 du cadre support 3, chacune des cages 6 positionnant respectivement au moins une lame conductrice 4. Selon cet exemple de construction, les lames conductrices 4 propres à chacune des cages 6 sont susceptibles d’opérer une connexion électrique indépendante avec une broche 2 mâle insérée dans les volumes intérieurs 61 alignés des deux cages 6 du connecteur femelle 1 .
[0044] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims

Revendications
[Revendication 1 ] Connecteur électrique femelle (1 ) apte à coopérer avec une broche (2) mâle rectiligne, caractérisé en ce que le connecteur (1 ) comprend au moins :
- un cadre support (3) définissant un logement (31 ) intérieur axial de forme cylindrique centré sur l’axe du logement (31 ) et ouvert à l’une de ses extrémités (32) pour l’insertion d’une broche (2) mâle,
- au moins une lame (4) conductrice positionnée à l’intérieur du cadre support (3) selon l’axe du logement (31 ), cette lame conductrice (4) comprenant, dans un plan perpendiculaire à l’axe du logement (31 ), un profil qui :
- intègre au moins un segment courbé (41 ) dont la concavité est orientée vers l’axe du logement (31 ) du cadre support (3), et
- comprend, d’une part, un premier bord réalisant un bord extérieur (44) en contact avec la surface intérieure du cadre support (3) et, d’autre part, un second bord réalisant un bord intérieur (42) disposé à proximité de l’axe du logement (31 ) du cadre support (3).
[Revendication 2] Connecteur (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le connecteur (1 ) comprend plusieurs lames conductrices (4) similaires ou identiques positionnées à l’intérieur du cadre support (3) selon une distribution présentant une symétrie selon l’axe du logement (31 ).
[Revendication 3] Connecteur (1 ) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bord intérieur (42) du profil de chacune des lames conductrices (4) du connecteur femelle (1 ) est disposé entre, d’une part, l’axe central du cylindre du logement (31 ) du cadre support (3) et, d’autre part, la surface concave d’une lame conductrice 4 juxtaposée à l’intérieur du cadre support (3).
[Revendication 4] Connecteur (1 ) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la distance entre le bord intérieur (42) d’au moins une lame conductrice (4) et l’axe central du logement (31 ) du cadre support (3) est inférieure au rayon de la broche mâle (2) apte à coopérer avec le connecteur femelle (1 ).
[Revendication 5] Connecteur (1 ) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le connecteur (1 ) comprend également au moins une cage (6) axiale positionnée à l’intérieur du cadre support (3), cette cage (6) axiale définissant un volume intérieur (61 ) de forme cylindrique centré sur un axe parallèle à l’axe du logement (31 ) du cadre support (3), la cage (6) comprenant :
- au moins une ouverture (62) positionnée en extrémité du cylindre de la cage (6) et apte à l’insertion d’une broche mâle (2),
- au moins un orifice traversant (63) l’épaisseur de la structure périphérique de la cage (6) entre le volume intérieur (61 ) de la cage (6) et le logement (31 ) du cadre support (3), au moins une lame conductrice (4) étant positionnée au travers de cette orifice (63), de sorte que au moins un segment courbé (41 ) de la lame conductrice (4) soit positionné dans le volume intérieur (61 ) de la cage (6).
[Revendication 6] Connecteur (1 ) selon la revendication 5, caractérisé en ce que au moins la face convexe du segment courbé (41 ) de la lame conductrice (4) positionné à l’intérieur de la cage (6) est en appui contre la surface intérieure de la cage (6) au niveau de l’arrête du bord intérieur de l’orifice traversant (63) et/ou au moins la face de la portion de la lame conductrice (4) positionnée à l’extérieur de la cage (6) et orientée face à la surface extérieure de la cage (6) est en appui contre la surface extérieure de la cage (6) au niveau de l’arrête du bord extérieur de l’orifice traversant (63).
[Revendication 7] Connecteur (1 ) selon une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que au moins une lame conductrice (4) comprend au moins un segment (43) positionné en tension entre la surface extérieure de la cage (6) et la surface intérieure du cadre support (3).
[Revendication s] Connecteur (1 ) selon une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le segment (43) de la lame conductrice (4) positionné à l’extérieur de la cage (6) présente, dans un plan perpendiculaire à l’axe du logement (31 ) du cadre support (3), un profil avec au moins un segment courbé dont la concavité est orientée vers la surface extérieure de la cage (6).
[Revendication 9] Connecteur (1 ) selon une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce l’orifice traversant (63) de la structure périphérique de la cage (6) entre le volume intérieur (61 ) de la cage (6) et le logement (31 ) du cadre support 3 présente un arrangement rectiligne orienté selon un axe parallèle à l’axe de la cage (6), cet orifice traversant (63) comprenant au moins une largeur supérieure à l’épaisseur de la lame conductrice (4).
[Revendication 10] Connecteur (1 ) selon une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que au moins une lame conductrice (4), montée au travers d’un orifice traversant (63) de la cage (6), prend appui par ses faces opposées contre des arrêtes respectives opposées des bords, intérieur et extérieur, de l’orifice traversant (63).
[Revendication 11 ] Connecteur (1 ) selon une des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que le connecteur femelle (1 ) comprend au moins deux cages (6) cylindrique positionnées axialement dans le logement (31 ) du cadre support (3) selon l’axe du logement (31 ), de sorte que les volumes intérieurs (61 ) cylindriques de chacune des cages (6) soient centrés sur des axes respectifs parallèles à l’axe du logement (31 ) du cadre support (3), chacune des cages 6 positionnant respectivement au moins une lame conductrice (4).
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Citations (6)

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