EP0633629A1

EP0633629A1 - Connection system

Info

Publication number: EP0633629A1
Application number: EP94401439A
Authority: EP
Inventors: Philippe Bertrand
Original assignee: Amphenol Socapex SA
Current assignee: Amphenol Socapex SA
Priority date: 1993-07-09
Filing date: 1994-06-27
Publication date: 1995-01-11
Anticipated expiration: 2014-06-27
Also published as: FR2707432A1; FR2707432B1; EP0633629B1; DE69404915T2; DE69404915D1; ATE156943T1

Abstract

The invention relates to a system for electrical connection between a male element and a female element. The male element (10) comprises a body (12) which is terminated by a connection sleeve (14) and a locking ring (32) mounted so as to be able to move translationally. The sleeve comprises a plurality of through-holes (28), each provided with a ball (30). The internal face (34) of the locking ring includes a first (36) annular recess and a second (38) annular recess which are separated by an annular projection (40), and the said locking ring is connected to the connection sleeve by two opposing elastic systems (42, 44). <IMAGE>

Description

La présente invention a pour objet un système de connexion électrique.The present invention relates to an electrical connection system.

De façon plus précise, l'invention concerne un système de connexion constitué par un élément de connexion mâle comportant des contacts électriques correspondants et un élément de connexion femelle comportant les contacts électriques conjugués. L'invention concerne encore plus particulièrement les moyens de commande du verrouillage mécanique de l'élément mâle sur l'élément femelle.More specifically, the invention relates to a connection system constituted by a male connection element comprising corresponding electrical contacts and a female connection element comprising the conjugated electrical contacts. The invention relates more particularly to the means for controlling the mechanical locking of the male element on the female element.

Le plus souvent le système de commande de verrouillage de l'élément mâle sur l'élément femelle consiste en une bague mobile en translation montée sur l'élément mâle qui comporte une position de repos dans laquelle cette bague verrouille des billes de verrouillage de telle manière qu'elles fassent saillie à l'intérieur d'un espace dans lequel on engage l'élément femelle. Ces billes en pénétrant dans une gorge ménagée sur l'élément femelle assure le verrouillage mécanique des deux éléments. Pour permettre le verrouillage ou le déverrouillage des deux éléments de connexion, c'est-à-dire pour libérer les billes de verrouillage, on trouve le plus souvent des systèmes dans lesquels il faut tirer sur la bague de verrouillage. Dans d'autres systèmes, par exemple celui qui est décrit dans la demande de brevet français No. 91 07468 au nom du demandeur, il faut au contraire pousser cette bague.Most often the locking control system of the male element on the female element consists of a movable ring in translation mounted on the male element which has a rest position in which this ring locks locking balls in such a way that they protrude inside a space in which the female element is engaged. These balls entering a groove formed on the female element ensures the mechanical locking of the two elements. To allow the locking or unlocking of the two connection elements, that is to say to release the locking balls, there are most often systems in which it is necessary to pull on the locking ring. In other systems, for example that described in French patent application No. 91 07468 in the name of the applicant, it is instead necessary to push this ring.

Selon l'implantation de l'élément femelle du connecteur, il peut être plus intéressant pour des raisons d'accessibilité de devoir tirer sur la bague de verrouillage de l'élément mâle ou au contraire de pousser celle-ci, par exemple à l'aide d'un outil, lorsqu'un tableau de connexion électrique comporte un grand nombre de connecteurs montés à proximité les uns des autres.Depending on the location of the female element of the connector, it may be more advantageous for reasons of accessibility to have to pull on the locking ring of the male element or on the contrary to push it, for example using a tool, when an electrical connection panel has a large number of connectors mounted close to each other.

Un objet de la présente invention est de fournir un système de connexion électrique comprenant un élément mâle muni de sa bague de verrouillage et un élément femelle connectable sur l'élément mâle qui permette les deux types de commande du verrouillage.An object of the present invention is to provide an electrical connection system comprising a male element provided with its locking ring and a female element connectable to the male element which allows the two types of locking control.

Un autre objet de l'invention est de fournir un système de connexion du type mentionné ci-dessus qui permette d'obtenir les deux possibilités de verrouillage tout en assurant un fonctionnement fiable du système de connecteur électrique et en limitant le nombre de pièces nécessaires à la réalisation du système de commande.Another object of the invention is to provide a connection system of the type mentioned above which makes it possible to obtain the two locking possibilities while ensuring reliable operation of the electrical connector system and limiting the number of parts required to make the control system.

Pour atteindre ce but, selon l'invention, le système de connexion électrique comprenant un premier élément de connexion comportant un corps qui se termine par un manchon de connexion et une bague de verrouillage montée mobile en translation sur la face externe du corps et du manchon, ledit manchon comportant une pluralité d'orifices traversants munis chacun d'une bille, et un élément femelle munie d'une jupe de verrouillage apte à pénétrer dans ledit manchon, ladite jupe étant munie sur sa face externe d'une gorge annulaire qui est en regard desdites billes lorsque les éléments mâle et femelle sont connectés, se caractérise en ce que la face interne de la bague de verrouillage comprend un premier et un deuxième évidement annulaire séparés par une saillie annulaire, et en ce que ladite bague de verrouillage est reliée au manchon de connexion par deux systèmes élastiques antagonistes, lesdits systèmes élastiques étant disposés entre la face interne de ladite bague de verrouillage et la face externe du corps du premier élément de connexion, chaque système élastique s'étendant entre une nervure annulaire solidaire d'une des pièces constituées par le corps du premier élément de connexion et la bague de verrouillage et un épaulement solidaire de l'autre pièce, de telle manière qu'au repos ladite saillie annulaire de la bague de verrouillage soit en regard desdites billes, par quoi lesdites billes font saillie à l'intérieur dudit manchon et que, lorsqu'on comprime l'un ou l'autre desdits systèmes élastiques par déplacement de la bague, l'un ou l'autre desdits évidements annulaires est amené en regard desdites billes, par quoi lesdites billes sont libres.To achieve this object, according to the invention, the electrical connection system comprising a first connection element comprising a body which ends in a connection sleeve and a locking ring mounted movable in translation on the external face of the body and the sleeve , said sleeve comprising a plurality of through orifices each provided with a ball, and a female element provided with a locking skirt capable of penetrating into said sleeve, said skirt being provided on its external face with an annular groove which is opposite said balls when the male and female elements are connected, is characterized in that the internal face of the locking ring comprises a first and a second annular recess separated by an annular projection, and in that said locking ring is connected to the connection sleeve by two opposing elastic systems, said elastic systems being arranged between the internal face of said b locking element and the external face of the body of the first connection element, each elastic system extending between an annular rib secured to one of the parts constituted by the body of the first connection element and the locking ring and a shoulder secured to the other part, so that when at rest said annular projection of the locking ring is opposite said balls, whereby said balls protrude inside said sleeve and that, when one or other of said elastic systems by displacement of the ring, one or the other of said annular recesses is brought opposite said balls, whereby said balls are free.

On comprend que, grâce à la présence des deux évidements ménagés dans la face interne de la bague qui coopére avec les deux systèmes antagonistes élastiques, il est possible par traction ou par poussée sur la bague de verrouillage d'amener l'un ou l'autre des deux évidements en regard des billes de verrouillage pour permettre la connexion ou la déconnexion des éléments mâle et femelle du système de connexion. En outre, on comprend que les deux systèmes élastiques antagonistes jouent alternativement le rôle d'éléments de rappel tendant à maintenir les billes de verrouillage dans leur position où elles font saillie à l'intérieur du manchon de verrouillage de l'élément mâle du connecteur.It is understood that, thanks to the presence of the two recesses formed in the internal face of the ring which cooperates with the two elastic opposing systems, it is possible by traction or by pushing on the locking ring to bring one or the another of the two recesses facing the locking balls to allow the connection or disconnection of the male and female elements of the connection system. In addition, it is understood that the two opposing elastic systems alternately play the role of return elements tending to maintain the locking balls in their position where they make protrusion inside the locking sleeve of the male element of the connector.

De préférence encore, le premier système élastique s'étend entre une nervure annulaire faisant saillie dans la face interne de la bague de verrouillage et un premier épaulement du corps dudit premier élément de connexion et le deuxième système élastique s'étend entre ladite nervure annulaire et un deuxième épaulement dudit corps du premier élément de connexion.More preferably, the first elastic system extends between an annular rib projecting in the internal face of the locking ring and a first shoulder of the body of said first connection element and the second elastic system extends between said annular rib and a second shoulder of said body of the first connection element.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles :

la figure 1 est une vue en coupe longitudinale de l'élément mâle dans la position de verrouillage ;
la figure 2 est une vue de l'élément mâle de la figure 1 dans une première position de déverrouillage ;
la figure 3 est une vue de l'élément mâle de la figure 1 dans sa deuxième position de déverrouillage ;
la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un élément femelle apte à coopérer avec l'élément mâle des figures 1 à 3.

Other characteristics and advantages of the present invention will appear better on reading the following description of an embodiment of the invention given by way of non-limiting example. The description refers to the appended figures in which:

Figure 1 is a longitudinal sectional view of the male element in the locked position;
Figure 2 is a view of the male member of Figure 1 in a first unlocked position;
Figure 3 is a view of the male member of Figure 1 in its second unlocked position;
FIG. 4 is a view in longitudinal section of a female element capable of cooperating with the male element of FIGS. 1 to 3.

En se référant tout d'abord à la figure 1, on va décrire un mode préféré de réalisation de l'élément mâle du système de connexion électrique. L'élément mâle 10 comporte un corps cylindrique 12 qui est prolongé par un manchon de connexion 14 définissant une cavité interne cylindrique 16. A l'intérieur du corps 12 sont montés successivement un contact électrique extérieur 18 et un contact électrique central 20, ces deux contacts électriques étant séparés par une bague isolante 22. Le corps de l'élément mâle est prolongé par une extension 24 de connexion à un conducteur électrique non représenté sur la figure. On a également représenté sur celle-ci une férule 26 servant à la solidarisation du conducteur électrique sur l'élément de connexion mâle.Referring first to Figure 1, we will describe a preferred embodiment of the male element of the electrical connection system. The male element 10 comprises a cylindrical body 12 which is extended by a connection sleeve 14 defining an internal cylindrical cavity 16. Inside the body 12 are successively mounted an external electrical contact 18 and a central electrical contact 20, these two electrical contacts being separated by an insulating ring 22. The body of the male element is extended by an extension 24 for connection to an electrical conductor not shown in the figure. Also shown thereon is a ferrule 26 used to secure the electrical conductor to the male connection element.

Si l'on revient au manchon de connexion 14, on voit que celui-ci comporte des trous traversants radiaux 28, un seul étant représenté sur la figure, qui débouchent dans la face externe 14a du manchon et dans sa face interne 16. Plus précisément, ces trous 28 reçoivent des billes de verrouillage telles que 30. La figure montre que les trous 28 se terminent par une portion conique 28a qui permet aux billes 30 de faire partiellement saillie dans la cavité 16 tout en empêchant celles-ci de sortir des trous 28.Returning to the connection sleeve 14, it can be seen that the latter has radial through holes 28, only one being shown in the figure, which open into the external face 14a of the sleeve and into its internal face 16. More precisely , these holes 28 receive locking balls such as 30. The figure shows that the holes 28 end in a conical portion 28a which allows the balls 30 to partially protrude into the cavity 16 while preventing them from coming out of the holes 28.

L'élément mâle est complété par une bague de verrouillage 32 qui est montée coulissante axialement sur la face externe 12a du corps 12 de l'élément mâle de connexion. Vers l'une de ses extrémités 32a la face interne 34 de la bague de verrouillage 32 est munie d'une première gorge annulaire ou évidement de forme évasée 36 et d'une deuxième gorge annulaire 38, les gorges 36 et 38 étant séparées par une saillie ou nervure 40 de la face interne de la bague 32.The male element is completed by a locking ring 32 which is slidably mounted axially on the external face 12a of the body 12 of the male connection element. Towards one of its ends 32a, the internal face 34 of the locking ring 32 is provided with a first annular groove or recess of flared shape 36 and with a second annular groove 38, the grooves 36 and 38 being separated by a projection or rib 40 on the internal face of the ring 32.

On comprend dès à présent que, si l'une des gorges 38 ou 36 est amenée en regard du trou 28 par déplacement de la bague 32, la bille 30 peut pénétrer dans la gorge correspondante ; au contraire si la saillie 40 est en regard de l'orifice 28, la bille 30 est bloquée en faisant saillie à l'intérieur de la cavité 16 du manchon 14. La bague de verrouillage 32 est reliée au corps 12 de l'élément mâle de connexion par l'intermédiaire de deux ressorts antagonistes, respectivement référencés 42 et 44. Ces deux ressorts, qui sont de préférence des ressorts spiraux, sont logés dans un lamage 46 du corps de l'élément mâle qui définit ainsi un premier épaulement 48. Une bague 50 rendue solidaire du corps 12 par tout moyen convenable constitue un deuxième épaulement axial disposé à la deuxième extrémité du lamage 46. La face interne 34 de la bague comporte une nervure annulaire 52 qui fait saillie à l'intérieur du lamage 46. Le premier ressort 42 est monté entre la bague 50 et la nervure 52 alors que le deuxième ressort 44 est monté entre la nervure 52 et l'épaulement 48. Ces deux ressorts ont sensiblement les mêmes dimensions et les mêmes raideurs de telle manière que leurs effets se compensent en l'absence d'action sur la bague.It is now understood that, if one of the grooves 38 or 36 is brought opposite the hole 28 by displacement of the ring 32, the ball 30 can penetrate the corresponding groove; on the contrary if the projection 40 is opposite the orifice 28, the ball 30 is blocked by projecting inside the cavity 16 of the sleeve 14. The locking ring 32 is connected to the body 12 of the male element of connection by means of two opposing springs, respectively referenced 42 and 44. These two springs, which are preferably spiral springs, are housed in a countersink 46 of the body of the male element which thus defines a first shoulder 48. A ring 50 made integral with the body 12 by any suitable means constitutes a second axial shoulder disposed at the second end of the counterbore 46. The internal face 34 of the ring has an annular rib 52 which projects inside the counterbore 46. The first spring 42 is mounted between the ring 50 and the rib 52 while the second spring 44 is mounted between the rib 52 and the shoulder 48. These two springs have substantially the same dimensions and the same r helpers in such a way that their effects are compensated for in the absence of action on the ring.

Comme le montre la figure 1, au repos, c'est-à-dire lorsqu'aucune sollicitation n'est appliquée à la bague de verrouillage 32, les ressorts antagonistes 42 et 44 maintiennent la bague 32 dans une position telle que la saillie 40 soit en regard des trous 28 et maintienne donc les billes 30 dans leur position où elles font saillie à l'intérieur de la cavité 16 du manchon 14. On comprend que dans cette position on obtient le verrouillage du système de connexion électrique. Au contraire si l'on déplace la bague de verrouillage 32 dans la direction F1 ou dans la direction F2 en comprimant le ressort correspondant, on peut amener la gorge 36 ou la gorge 38 en regard des billes autorisant ainsi le déverrouillage.As shown in Figure 1, at rest, that is to say when no stress is applied to the locking ring 32, the opposing springs 42 and 44 maintain the ring 32 in a position such that the projection 40 either opposite the holes 28 and therefore maintains the balls 30 in their position where they protrude inside the cavity 16 of the sleeve 14. It is understood that in this position the electrical connection system is locked. On the contrary if the locking ring 32 is moved in the direction F1 or in the direction F2 by compressing the corresponding spring, it is possible to bring the groove 36 or the groove 38 opposite the balls, thus allowing unlocking.

Sur la figure 2, on a représenté un élément femelle du système de connexion électrique portant la référence général 60. L'élément femelle comprend un corps 62 qui se prolonge par un élément conducteur périphérique 64 et un élément conducteur axial 66. On comprend que, lors de la connexion de l'élément mâle 10 et de l'élément femelle 60, les contacts internes 20 et 66 assurent une première liaison électrique tandis que les contacts externes 18 et 64 assurent la deuxième liaison électrique. Le contact externe 64 de l'élément femelle 60 comporte une gorge annulaire 68 qui est disposée de telle manière que, lorsque l'élément femelle est engagé dans l'élément mâle, la gorge 68 soit en regard des trous 28 et donc des billes 30.FIG. 2 shows a female element of the electrical connection system bearing the general reference 60. The female element comprises a body 62 which is extended by a peripheral conductive element 64 and an axial conductive element 66. It is understood that, during the connection of the male element 10 and the female element 60, the internal contacts 20 and 66 provide a first electrical connection while the external contacts 18 and 64 provide the second electrical connection. The external contact 64 of the female element 60 has an annular groove 68 which is arranged in such a way that, when the female element is engaged in the male element, the groove 68 faces the holes 28 and therefore the balls 30 .

Sur la figure 3, on a représenté la bague de verrouillage 32 qui a été tirée dans le sens de la flèche F1. Ce déplacement entraîne bien sûr la compression du ressort 42 et la gorge annulaire d'extrémité 36 arrive en regard des trous 28 libérant ainsi les billes 30. On comprend que dans cette position on peut procéder soit à la connexion de l'élément femelle sur l'élément mâle, soit à la déconnexion de ces deux éléments.In Figure 3, there is shown the locking ring 32 which has been pulled in the direction of arrow F1. This movement of course causes the compression of the spring 42 and the annular end groove 36 arrives opposite the holes 28 thus releasing the balls 30. It is understood that in this position it is possible either to connect the female element to the 'male element, ie when these two elements are disconnected.

Sur la figure 4, on a représenté la bague de verrouillage 32 déplacée dans le sens de la flèche F2, c'est-à-dire ayant subi une poussée. Ce déplacement entraîne bien sûr la compression du ressort 44 et permet d'amener la gorge 38 en regard des trous 28, ce qui libère également les billes 30. Dans cette position, on peut également procéder soit à la connexion des éléments mâle et femelle, soit alors à leur déconnexion.In Figure 4, there is shown the locking ring 32 moved in the direction of arrow F2, that is to say having been pushed. This movement naturally causes the compression of the spring 44 and makes it possible to bring the groove 38 opposite the holes 28, which also frees the balls 30. In this position, it is also possible to proceed either with the connection of the male and female elements or when they are disconnected.

Il va de soi que les deux systèmes élastiques antagonistes 42 et 44 pourraient être réalisés autrement qu'à l'aide de ressorts spiraux. Ils pourraient consister en des ressorts à lame. En outre, les deux systèmes élastiques pourraient être logés dans un lamage de la face interne de la bague de verrouillage, les deux systèmes élastiques agissant alors sur une nervure solidaire du corps de l'élément mâle. De même, les deux systèmes élastiques antagonistes pouraient être réalisés à l'aide d'un seul ressort travaillant soit à la compression, soit à la traction selon qu'on déplace la bague de verrouillage pour amener la gorge 36 ou la gorge 38 en regard des billes 30.It goes without saying that the two opposing elastic systems 42 and 44 could be produced otherwise than by means of spiral springs. They could consist of leaf springs. In addition, the two elastic systems could be housed in a countersink on the internal face of the locking ring, the two elastic systems then acting on a rib secured to the body of the male element. Of similarly, the two opposing elastic systems could be produced using a single spring working either under compression or under tension depending on whether the locking ring is moved to bring the groove 36 or the groove 38 opposite the balls 30.

Les deux systèmes élastiques antagonistes pourraient être réalisés par deux joints annulaires déformables, par exemple en néoprène, chaque joint déformable occupant la place d'un des ressorts spiraux représentés sur la figure 1.The two opposing elastic systems could be produced by two deformable annular seals, for example made of neoprene, each deformable seal occupying the place of one of the spiral springs shown in FIG. 1.

Claims

Système de connexion électrique comprenant un premier élément de connexion (10) comportant un corps (12) qui se termine par un manchon (14) de connexion et une bague de verrouillage (32) montée mobile en translation sur la face externe du corps et du manchon, ledit manchon comportant une pluralité d'orifices (28) traversants munis chacun d'une bille (30) et un deuxième élément de connexion (60) muni d'une jupe (64) de verrouillage apte à pénétrer dans ledit manchon, ladite jupe étant munie sur sa face externe d'une gorge annulaire (68) qui est en regard desdites billes lorsque les éléments mâle et femelle sont connectés, caractérisé en ce que la face interne (34) de la bague de verrouillage comprend un premier (36) et un deuxième (38) évidement annulaire séparés par une saillie annulaire (40), et en ce que ladite bague de verrouillage est reliée au manchon de connexion par deux systèmes élastiques antagonistes (42, 44), lesdits systèmes élastiques (42, 44) étant disposés entre la face interne (34) de ladite bague de verrouillage et la face externe (12a) du corps du premier élément de connexion, chaque système élastique s'étendant entre une nervure annulaire (52) solidaire d'une des pièces constituées par le corps du premier élément de connexion et la bague de verrouillage et un épaulement solidaire de l'autre pièce, de telle manière qu'au repos ladite saillie annulaire de la bague de verrouillage soit en regard desdites billes, par quoi lesdites billes font saillie à l'intérieur dudit manchon et que, lorsqu'on comprime l'un ou l'autre desdits systèmes élastiques, l'un ou l'autre desdits évidements annulaires est en regard desdites billes, par quoi lesdites billes sont libres.Electrical connection system comprising a first connection element (10) comprising a body (12) which ends in a connection sleeve (14) and a locking ring (32) mounted movable in translation on the external face of the body and the sleeve, said sleeve having a plurality of through holes (28) each provided with a ball (30) and a second connection element (60) provided with a locking skirt (64) capable of penetrating said sleeve, said skirt being provided on its external face with an annular groove (68) which faces said balls when the male and female elements are connected, characterized in that the internal face (34) of the locking ring comprises a first (36 ) and a second (38) annular recess separated by an annular projection (40), and in that said locking ring is connected to the connection sleeve by two opposing elastic systems (42, 44), said elastic systems (42, 44 ) both disposed between the internal face (34) of said locking ring and the external face (12a) of the body of the first connection element, each elastic system extending between an annular rib (52) integral with one of the parts constituted by the body of the first connection element and the locking ring and a shoulder integral with the other part, such that at rest said annular projection of the locking ring is opposite said balls, whereby said balls protrude at inside said sleeve and that, when one or the other of said elastic systems is compressed, one or the other of said annular recesses is opposite said balls, whereby said balls are free.

Système de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier système élastique (42) s'étend entre une nervure annulaire (52) faisant saillie dans la face interne de ladite bague et un premier épaulement (50) du corps dudit premier élément de connexion, et en ce que le deuxième système élastique (44) s'étend entre ladite nervure annulaire et un deuxième épaulement (48) dudit corps dudit premier élément de connexion.Connection system according to claim 1, characterized in that the first elastic system (42) extends between an annular rib (52) projecting in the internal face of said ring and a first shoulder (50) of the body of said first element connection, and in that the second elastic system (44) extends between said annular rib and a second shoulder (48) of said body of said first connection element.

Système de connexion selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits systèmes élastiques sont disposés dans une partie (46) du corps du premier élément de connexion présentant un diamètre réduit définissant ledit premier épaulement (48) et en ce que ledit deuxième épaulement est constitué par une bague (50) solidaire dudit corps.Connection system according to claim 2, characterized in that said elastic systems are arranged in a part (46) of the body of the first connection element having a reduced diameter defining said first shoulder (48) and in that said second shoulder consists of a ring (50) integral with said body.

Système de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits systèmes élastiques sont constitués chacun par un ressort spiral entourant le corps dudit premier élément de connexion.Connection system according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that the said elastic systems each consist of a spiral spring surrounding the body of the said first connection element.

Système de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un des évidements annulaires (36) est constitué par une portion évasée de la face interne de ladite bague de verrouillage débouchant dans l'extrémité libre (32a) de ladite bague.Connection system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that one of the annular recesses (36) consists of a flared portion of the internal face of said locking ring opening into the free end (32a) of said ring.