FR2551272A1

FR2551272A1 - Insulated and sealed electrical connector.

Info

Publication number: FR2551272A1
Application number: FR8313527A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-08-22
Filing date: 1983-08-22
Publication date: 1985-03-01
Also published as: FR2551272B1

Abstract

The present invention relates to an insulated and sealed electrical connector comprising an obturator 26 pierced through by passages 32 which are arranged in the same way as the socket contacts 20 of the female element of the connector and which arrive in the extension of these socket contacts, into a position for contacting the obturator 26 which can be placed in a rest position in which it blocks off the socket contacts 20. Means 36, 37 are furthermore provided for guiding the male element 35 of the connector, first of all axially 38 in order for its pins 32 to penetrate into the passages 32 of the obturator 26 in the rest position, then laterally 39 in order for its pins 32 to drive the obturator into its contact position and then, once again, axially 40 in order for the pins to traverse the passages 32 of the obturator 26 and to be housed in the socket contacts 20 of the female element, the reverse movements taking place for passing from contact to rest. The obturator 26 is furthermore provided with a sealing ring 28 which is clamped between the female element and the obturator when the latter passes from the contact position to the rest position. Thus, the disconnection of the connector ensures both its insulation and its sealing. Application to connectors used on off-shore drilling installations.

Description

L'invention a pour objet une prise électrique du type comportant un élément femelle disposé dans un bolier et un élément male pourvu de broches aptes à pénétrer simultanément dans les douilles de l'élément femelle. The invention relates to an electrical outlet of the type comprising a female element placed in a bolier and a male element provided with pins capable of simultaneously penetrating into the sockets of the female element.

I1 existe de nombreuses prises de ce type depuis les plus simples à deux ou trois broches, jusqu'à des prises très complexes pouvant comporter plusieurs dizaines de broches et qui sont souvent destinées à des usages spéciaux, blocs opératoires ou installations pétrolières par exemple. There are numerous sockets of this type, from the simplest with two or three pins, to very complex sockets which may comprise several tens of pins and which are often intended for special uses, operating theaters or petroleum installations for example.

La nécessité s'est fait sentir d'un bon isolement de ces prises en position de contact, et surtout en position de repos, cet isolement pouvant à la limite être sujet à des normes extremement sévères pour assurer une garantie contre toute déflagration. The need has arisen for good isolation of these sockets in the contact position, and especially in the rest position, this isolation possibly being subject to extremely strict standards to ensure a guarantee against any deflagration.

Diverses solutions existent grâce auxquelles les prises sont soit sérieusement isolées, soit véritablement anti-déflagrantes. Various solutions exist thanks to which the sockets are either seriously isolated, or truly explosion-proof.

Cependant, pour certaines utilisations, et en particulier pour les installations de recherche pétrolière en mer, ces qualités ne sont plus suffisantes, car les prises doivent également être étanches, particulièrement en position de repos. However, for certain uses, and in particular for offshore oil research installations, these qualities are no longer sufficient, since the sockets must also be watertight, particularly in the rest position.

Or si l'on sait réaliser des prises étanches comme l'on sait réaliser des prises isolantes ou anti-déflagrantes, par contre il n'a jamais été possible jusqu'à ce jour de mettre à la disposition des utilisateurs exigeants des prises possédant à la fois ces deux qualités, et qui soient malgré cela durables, aisées à manoeuvrer et d'un prix de revient abordable. However, if we know how to make waterproof sockets as we know how to make insulating or explosion-proof sockets, on the other hand it has never been possible to date to make available to demanding users sockets with both these qualities, and which are nonetheless durable, easy to maneuver and at an affordable cost price.

L'invention vise une prise répondant à ces divers desiderata, et qui pour ce faire se caractérise essentiellement en ce qu'elle comprend un obturateur percé de passages disposés comme les douilles de l'élément femelle, des moyens étant prévus d'une part pour guider l'obturateur entre une première position de contact pour laquelle ses passages sont dans le prolongement des douilles et une position de repos décalée de la précédente pour laquelle il obture les douilles, et d'autre part pour guider l'élément mâle, lors de la mise en contact, d'abord axialement de telle sorte que ses broches pénètrent dans les passages de l'obturateur en position de repos, puis latéralement de telle sorte que ses broches entraînent l'obturateur de la position de repos à la position de contact, puis à nouveau axialement de telle sorte que les broches traversent les passages de l'obturateur et se logent dans les douilles de l'élément femelle, les mouvements inverses ayant lieu pour passer du contact au repos, le mouvement latéral de l'obturateur étant de préférence une rotation assurée par un pivot central en prise avec un logement de l'élément femelle, tandis que l'obturateur est pourvu d'un joint d'étanchéité sur sa face en contact avec l'élément femelle, des moyens étant prévus pour serrer le joint entre l'élément femelle et l'obturateur lorsque ce dernier passe de la position de contact à la position de repos. The invention relates to a socket corresponding to these various wishes, and which for this purpose is essentially characterized in that it comprises a shutter pierced with passages arranged like the sockets of the female element, means being provided on the one hand for guide the shutter between a first contact position for which its passages are in the extension of the sockets and a rest position offset from the previous one for which it closes the sockets, and on the other hand to guide the male element, during bringing it into contact, first axially so that its pins penetrate the passages of the shutter in the rest position, then laterally so that its pins drive the shutter from the rest position to the contact position , then again axially so that the pins pass through the passages of the shutter and are housed in the sockets of the female element, the reverse movements taking place from contact at rest, the lateral movement of the shutter preferably being a rotation ensured by a central pivot engaged with a housing of the female element, while the shutter is provided with a seal on its face in contact with the female element, means being provided for tightening the joint between the female element and the shutter when the latter passes from the contact position to the rest position.

On conçoit qu'une telle prise offre en position de repos les garanties d'isolement et d'étanchéité souhaitées. En effet, dans cette position, l'obtu- rateur isole de l'extérieur les douilles sous tension, puisque ses passages sont décalés chacun par rapport à la douille correspondante, et le joint, serré entre l'élément femelle et l'obturateur, procure l'étanchéité. It is understood that such a socket offers in the rest position the desired guarantees of isolation and tightness. In fact, in this position, the shutter isolates the bushings under tension from the outside, since its passages are each offset with respect to the corresponding bushing, and the seal, clamped between the female element and the shutter, provides sealing.

En outre, lorsque l'opérateur veut brancher la prise, l'élément mâle est obligatoirement guidé pour que d'abord ses broches pénètrent dans l'obtura- teur, puis ensuite entraînent ce dernier vers la position de contact, puis enfin viennent en contact avec les douilles de l'élément femelle. In addition, when the operator wants to connect the plug, the male element must be guided so that its pins first enter the shutter, then then drive the latter towards the contact position, then finally come into contact with the sockets of the female element.

Enfin, et inversement, l'opérateur ne peut débrancher la prise que par des mouvements inverses qui entraînent obligatoirement le passage de l'obtu- rateur en position de repos, c'est-à-dire dans la position qui assure l'isolement et l'étanchéité de l'élément femelle. Finally, and conversely, the operator can only disconnect the plug by reverse movements which obligatorily involve the passage of the shutter in the rest position, that is to say in the position which ensures isolation and the sealing of the female element.

Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, les moyens de serrage sont constitués par des rampes latérales coopérant avec des saillies, rampes qui peuvent se terminer par des faces formant butées pour les deux positions de l'obturateur. De préférence, les rampes sont prévues sur l'obturateur et les saillies sont solidaires d'une chemise bloquée en rotation entourant l'élément femelle. In a particularly advantageous embodiment of the invention, the clamping means are constituted by lateral ramps cooperating with projections, ramps which can end in faces forming stops for the two positions of the shutter. Preferably, the ramps are provided on the shutter and the projections are integral with a sleeve blocked in rotation surrounding the female element.

On assure ainsi de façon simple et efficace le serrage et le desserrage du joint ainsi que l'arrêt en butée de l'obturateur dans chacune de ses deux positions extremes. This provides simple and effective tightening and loosening of the seal as well as the stop stop of the shutter in each of its two extreme positions.

Les moyens de guidage de l'élément mâle peuvent à leur tour être réalisés simplement sous forme de rampes prévues sur sa périphérie latérale, coopérant avec des doigts portés par le boîtier de l'élément femelle. The means for guiding the male element can in turn be produced simply in the form of ramps provided on its lateral periphery, cooperating with fingers carried by the housing of the female element.

Un mode de réalisation de l'invention sera maintenant décrit en référence aux dessins annexés dans lesquels
- La figure 1 est une vue latérale d'une prise conforme à l'invention, avant raccordement
- La figure 2 est une vue frontale de l'élément femelle prise selon la ligne II II de la figure 1
- La figure 3 est une vue en coupe de la prise pendant le branchement, lorsque l'obturateur a atteint sa position de contact
- La figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV IV de la figure 3 ; et
- La figure 5 est une vue latérale de I'obturateur de la prise.An embodiment of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings in which
- Figure 1 is a side view of a socket according to the invention, before connection
- Figure 2 is a front view of the female element taken along line II II of Figure 1
- Figure 3 is a sectional view of the socket during connection, when the shutter has reached its contact position
- Figure 4 is a sectional view along line IV IV of Figure 3; and
- Figure 5 is a side view of the plug shutter.

t'élément femelle de la prise représentée est disposé dans un boîtier 1 cylindrique solidaire d'une plaquette 2 de fixation pourvue à cet effet de quatre passages épaulés 3. the female element of the socket shown is arranged in a cylindrical housing 1 secured to a fixing plate 2 provided for this purpose with four shouldered passages 3.

Deux oreilles inférieures 4 reçoivent l'axe 5 du couvercle 6 rappelé en position de fermeture par un ressort 7 et pourvu d'un joint dsétanchéité 8. Two lower lugs 4 receive the axis 5 of the cover 6 returned to the closed position by a spring 7 and provided with a seal 8.

Deux oreilles supérieures 9 reçoivent l'axe 10 du cliquet 11 de blocage du couvercle 6, lui-même rappelé en position de fermeture par un ressort 12 et pourvu d'une vis de condamnation 13.Two upper lugs 9 receive the axis 10 of the ratchet 11 for blocking the cover 6, itself returned to the closed position by a spring 12 and provided with a locking screw 13.

Une chemise 14 est logée à l'intérieur du boîtier 1 pour recevoir le corps isolant 15 positionné par quatre vis 16. La chemise est retenue et bloquée en rotation par une collerette 17 collaborant avec une gorge du boîtier. Elle se prolonge, ainsi que le corps isolant 15, au-delà d'un épaulement 18 de façon à délimiter l'espace cylindrique 19 destiné à l'élément mâle. A jacket 14 is housed inside the housing 1 to receive the insulating body 15 positioned by four screws 16. The jacket is retained and locked in rotation by a flange 17 collaborating with a groove in the housing. It extends, as well as the insulating body 15, beyond a shoulder 18 so as to delimit the cylindrical space 19 intended for the male element.

De façon classique, le corps isolant contient les douilles femelles 20 métalliques, y compris dans le cas présent une douille axiale 21. Conventionally, the insulating body contains the female metal sockets 20, including in this case an axial socket 21.

Les douilles débouchent à l'arrière par des manchons de raccordement 22 en légère saillie et à l'avant par des embouts femelles 23 en léger retrait. The sockets open out at the rear by slightly protruding connection sleeves 22 and at the front by slightly recessed female ends 23.

L'embout femelle 24 de la douille axiale 21, plus large, fait légèrement saillie et s'étend dans l'axe d'un logement cylindrique 25.The wider female end piece 24 of the axial socket 21 projects slightly and extends in the axis of a cylindrical housing 25.

Au-delà du corps isolant 15 et jusqu'à l'extrémité de la chemise 14, est disposé l'obturateur 26 réalisé en un matériau isolant en forme de disque prolongé par un pivot central 27 situé dans le logement 25 du corps isolant 15 et donc pourvu à son tour d'un passage axial pour ltembout 24 de la douille axiale 21. Beyond the insulating body 15 and up to the end of the jacket 14, is disposed the shutter 26 made of a disc-shaped insulating material extended by a central pivot 27 located in the housing 25 of the insulating body 15 and therefore in turn provided with an axial passage for the end piece 24 of the axial sleeve 21.

Entre l'obturateur 26 et le corps isolant 15,est disposé un joint d'étanchéité 28 rendu solidaire en rotation de l'obturateur grâce à deux saillies 29 de ce dernier coopérant avec des évidements du joint. Between the shutter 26 and the insulating body 15, is disposed a seal 28 made integral in rotation with the shutter by two projections 29 of the latter cooperating with recesses in the seal.

Sur la face avant de l'obturateur, sont prévues deux rampes latérales 30 axialement symétriques coopérant avec deux emboutis 31 pratiqués sur la tranche avant de la chemise 14. On the front face of the shutter, two axially symmetrical lateral ramps 30 are provided, cooperating with two stampings 31 formed on the front edge of the jacket 14.

Si l'on compare à ce stade les figures 2 et 4, on constate que les rampes 30 autorisent une rotation de l'obturateur de l'ordre de 900 entre la position de la figure 2, dite de repos, et celle de la figure 4, dite de contact. If we compare at this stage Figures 2 and 4, we see that the ramps 30 allow a rotation of the shutter of the order of 900 between the position of Figure 2, called rest, and that of Figure 4, called contact.

La rotation de 909 dans le sens des aiguilles d'une montre permettant de passer de la première à la seconde positions grâce à l'obliquité des rampes bien visible à la figure 5, a pour effet de relâcher la pression que l'obturateur 26, retenu par les emboutis 31, exerce sur le joint 28 contre le corps isolant 15. Inversement,lorsque l'obturateur passe de la position de contact à la position de repos, la pression sur le joint 28 s'exerce de façon progressive, assurant ainsi une étanchéité parfaite pour toute la partie située derrière le joint, qui est sous tension.The rotation of 909 in a clockwise direction making it possible to pass from the first to the second position thanks to the obliquity of the ramps clearly visible in FIG. 5, has the effect of releasing the pressure that the shutter 26, retained by the stampings 31, exerts on the seal 28 against the insulating body 15. Conversely, when the shutter changes from the contact position to the rest position, the pressure on the seal 28 is exerted gradually, thus ensuring a perfect seal for all the part behind the joint, which is under tension.

Par ailleurs, l'obturateur 26 et le joint 28 sont pourvus de passages 32 disposés comme les douilles 20, 21 de l'élément femelle et se trouvant face à ces douilles pour la position de contact de la figure 4. Furthermore, the shutter 26 and the seal 28 are provided with passages 32 arranged like the sockets 20, 21 of the female element and being located opposite these sockets for the contact position of FIG. 4.

Le passage de la position de contact de la figure 4 à la position de repos par une rotation de 900 dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre fait que ces passages ne sont plus face aux douilles, comme cela se voit clairement sur la figure 2, ce qui assure l'isolement. The passage from the contact position of FIG. 4 to the rest position by a rotation of 900 in an anticlockwise direction means that these passages are no longer facing the sockets, as is clearly seen on Figure 2, which provides isolation.

En résumé, en position de repos, l'élément femelle est étanche et isolé. En position de contact, il est prêt à recevoir les broches de l'élément mâle. In summary, in the rest position, the female element is sealed and isolated. In the contact position, it is ready to receive the pins of the male element.

Il est à noter que les mouvements de l'obturateur dans l'un et l'autre sens sont limités par les faces 33 et 34 situées à l'extrémité des rampes, les deux premières définissant la position de contact de la figure 4 et les deux secondes la position de repos de la figure 2. It should be noted that the movements of the shutter in either direction are limited by the faces 33 and 34 situated at the end of the ramps, the first two defining the contact position in FIG. 4 and the two seconds the rest position of figure 2.

L'élément mâle qui va maintenant être décrit est conçu de telle sorte qu'il assure obligatoirement le passage de l'obturateur de la position de repos à la position de contact lors du branchement, et le mouvement inverse lorsqu'il est retiré. The male element which will now be described is designed so that it obligatorily ensures the passage of the shutter from the rest position to the contact position during connection, and the reverse movement when it is removed.

Pour ce faire, cet élément mâle 35 comporte deux rampes 36 décalées mais non symétriques pour éviter les branchements intempestifs, collaborant avec deux doigts 37 portés par le boîtier 1 de l'élément femelle. Chaque rampe commence par une portion 38 parallèle à l'axe de symétrie de l'ensemble, se pour suit par une portion 39 disposée selon un plan transversal et se termine par une portion 40 parallèle à la portion 38 mais décalée de 900. To do this, this male element 35 has two ramps 36 which are offset but not symmetrical to avoid untimely connections, collaborating with two fingers 37 carried by the housing 1 of the female element. Each ramp begins with a portion 38 parallel to the axis of symmetry of the assembly, is followed by a portion 39 arranged in a transverse plane and ends with a portion 40 parallel to the portion 38 but offset by 900.

On conçoit qu'ainsi l'élément mâle 35 ne peut pénétrer par son extrémité cylindrique 41 dans le logement 19 du boîtier 1 de l'élément femelle que si l'opérateur lui impose d'abord un mouvement de translation correspondant aux portions 38, puis un mouvement de rotation correspondant aux portions 39 et enfin un second mouvement de translation correspondant aux portions 40, les mouvements inverses étant obligatoires pour retirer l'élément mâle 35. It is understood that thus the male element 35 can not penetrate through its cylindrical end 41 into the housing 19 of the housing 1 of the female element unless the operator first imposes on it a translational movement corresponding to the portions 38, then a rotational movement corresponding to the portions 39 and finally a second translational movement corresponding to the portions 40, the reverse movements being compulsory for removing the male element 35.

Les broches 42 de cet élément mâle 35, y compris la broche centrale 43, sont logées dans un corps isolant 44 par leurs extrémités 45 formant manchons de raccordement, le corps isolant 44 étant lui-même monté à l'intérieur de l'élément mâle 35 grâce à une série de vis 46 diposées au droit d'un épaulement 47 de l'élément 35 qui se poursuit de façon classique par une partie cylindrique de moindre diamètre 48 convenablement filetée. The pins 42 of this male element 35, including the central pin 43, are housed in an insulating body 44 by their ends 45 forming connection sleeves, the insulating body 44 itself being mounted inside the male element 35 by virtue of a series of screws 46 placed at right angles to a shoulder 47 of the element 35 which is conventionally continued by a cylindrical part of smaller diameter 48 suitably threaded.

La longueur des broches 42 est telle qu'avant pénétration des doigts 37 dans les portions de rampes 38, les broches sont encore à l'extérieur de l'obturateur 26, dans lequel elles pénètrent au fur et à mesure que les doigts 37 parcourent ces portions de rampes 38. Au niveau des portions de rampes 39, les broches 42 sont dans la position de la figure 3, c'est-à-dire à l'intérieur de l'obturateur 26, mais à l'extérieur du corps isolant 15. The length of the pins 42 is such that before penetration of the fingers 37 into the ramp portions 38, the pins are still outside of the shutter 26, into which they penetrate as the fingers 37 pass through these ramp portions 38. At the ramp portions 39, the pins 42 are in the position of FIG. 3, that is to say inside the shutter 26, but outside the insulating body 15.

C'est ainsi que la rotation obligatoire de l'élément mâle se transmet à l'obturateur par les broches 42 et les passages 32 de l'obturateur assurant au contact la position de la figure 4 qui permettra aux broches 42, 43 de pénétrer dans les embouts femelles 23, 24 des douilles 20 lorsque, manoeuvré par l'opérateur, l'élément mâle 35 sera rapproché de l'élément femelle grâce aux portions 40 des rampes 38. Thus the compulsory rotation of the male element is transmitted to the shutter by the pins 42 and the passages 32 of the shutter ensuring in contact with the position of Figure 4 which will allow the pins 42, 43 to enter the female ends 23, 24 of the sockets 20 when, operated by the operator, the male element 35 is brought closer to the female element thanks to the portions 40 of the ramps 38.

Inversement, si l'opérateur veut débrancher l'élément mâle 35, il doit d'abord le tirer à lui (portions 40 des rampes) puis le tourner de 900 (portions 39 des rampes). Mais alors, les broches 42 entraînent en rotation l'obturateur 26, ce qui aboutit comme on l'a vu plus haut à l'isolation (passages de l'obturateur décalés par rapport aux douilles femelles) et à l'étanchéité (joint 28 comprimé entre le corps isolant 15 et l'obturateur 26). Conversely, if the operator wants to disconnect the male element 35, he must first pull it to him (portions 40 of the ramps) then turn it by 900 (portions 39 of the ramps). But then, the pins 42 rotate the shutter 26, which leads, as we saw above, to the insulation (passages of the shutter offset from the female sockets) and to the seal (joint 28 compressed between the insulating body 15 and the shutter 26).

Seulement alors l'opérateur peut retirer l'élément mâle 35 complètement (portions 38 des rampes). Only then can the operator remove the male element 35 completely (portions 38 of the ramps).

On notera que la sécurité est parachevée de façon classique grâce au cliquet 11 qui vient en prise en position de contact avec un doigt 49 de l'élé- ment mâle 35 et en position de repos avec un doigt 50 du couvercle 6. It will be noted that the safety is completed in a conventional manner by virtue of the pawl 11 which engages in the position of contact with a finger 49 of the male element 35 and in the rest position with a finger 50 of the cover 6.

Claims

1. Insulated and sealed electrical outlet comprising a female element disposed in a housing (1) and a male element (35) provided with pins (42) capable of simultaneously penetrating into the sockets (20) of the female element, characterized by the presence of a shutter (26) pierced with passages (32) arranged like the sockets of the female element, means (25, 27) being provided on the one hand for guiding the shutter between a first contact position for which its passages (32) are in the extension of the sockets (20) and a rest position offset from the previous one for which it closes the sockets, and on the other hand (36, 37) to guide the male element (35), when brought into contact, first axially (38) so that its pins (42) enter the passages (32) of the shutter (26) in the rest position, then laterally (39) so that its pins drive the shutter from the rest position to the contact position, then again axially (40) such that the pins pass through the passages (32) of the shutter (26) and are housed in the sockets (20) of the female element, the reverse movements taking place to pass from contact to rest.

2. Electrical outlet according to claim 1, characterized in that the lateral movement of the shutter is a rotation ensured by a central pivot (27) engaged with a housing (25) of the female element.

3. Electrical outlet according to claim 1 or 2, characterized in that the shutter (26) is provided with a seal (28) on its face in contact with the female element, means (30, 31 ) being provided for tightening the seal (28) between the female element and the shutter when the latter passes from the contact position to the rest position.

4. An electrical outlet according to claim 3, characterized in that the clamping means consist of lateral ramps (30) cooperating with projections (31).

5. An electrical outlet according to claim 4, characterized in that the lateral ramps (30) terminate by faces (33, 34) forming stops for the two positions of the shutter (26).

6. Electrical outlet according to claim 5, characterized in that the ramps (30) are provided on the shutter (26) and the projections (31) are integral with a jacket (14) locked in rotation surrounding the female element .

7. An electrical outlet according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the means for guiding the male element are ramps (36) provided on its lateral periphery, cooperating with fingers (37) carried by the housing. tier.