Brevet FR2029570A1 — publié le 19701023

La présente invention concerne un joint d'étanchéité amovible pour connecteur • électrique et plus particulièrement un joint qui peut être mis en place facilement, qui assure une étanciiéité extrêmement efficace et fiable en dépit de conditions extrêmement 5 sévères d'environnement, qui peut être enlevé facilement pour . accéder aux fils électriques et aux contacts individuels et qui présente une construction compacte. La présente invention a été élaborée avec comme but général- ou rg..Qcôrds de réaliser des joints d'étanchéité destinés aux fils des connecteurs/ 10 électriques et pouvant être utilisas dans des avions, en particulier des avions supersoniques. Dans de telles applications, la fiabilité est extrêmement importante et les conditions de l'environnement sont sévères, en particulier en ce qui concerne les valeurs extrêmes de températures, de chocs et de vibrations, et du fait 15 que les éléments sont exposés aux carburants, aux huiles, aux combustibles solides*et autres utilisés dans l'avion. Il va de soi, bien entendu, que bien que les joints selon' la présente invention' soient conçus pour de telles applications, les principes et les caractéristiques de l'invention ne se limitent pas à celles-ci et 20 peuvent être utilisés dans diverses autres applications. D'une manière générale, les joints d'étanchéité pour les fils selon la présente invention sont conçus pour être installés dans des raccords d'un type comprenant des paires de contacts électriques associés supportées dans des canaux alignés formés dans des 25 éléments en matière diélectrique qui sont supportés à l'intérieur d'enveloppes creuses destinées à être fixées ensemble pour amener les extrémités associées des contacts les unes contre les autres, les extrémités opposées des contacts étant connectées électriquement aux extrémités de conducteurs en fils comportant des gaines 30 isolantes disposées autour des conducteurs. Une première difficulté des raccords de la technique antérieure concerne la réalisation de joints étanches empêchant les fluides-de pénétrer dans l'espace qui se trouve autour des contacts électriques pour éviter toute défaillance des raccords et autres résultats nuisibles. 35 En conséquence, la présente invention a pour objet de four nir : - un joint d'étanchéité pour des fils, qui permet de supprimer les inconvénients des agencements de la technique antérieure, qui est fiable et d'un fonctionnement efficace en dépit de condi 70 02880 2 2029570 tions de fonctionnement sévères ; - un joint d'étanchéité pour fils qui permet un entretien individuel des fils et des contacts ; - un joint d'étanchéité pouvant être enlevé et remplacé 5 sans perturber les fils et les contacts voisins ; - ion joint d'étanchéité qui peut être monté après que les fils ont été connectés aux contacts ; - un joint d'étanchéité utilisé dans un connecteur électrique de façon à permettre d'enlever les contacts par 1'avant et de les 10 introduire par l'arrière ; - un joint d'étanchéité utilisé dans des connecteurs ou raccords électriques pouvant être rapprochés des surfaces arrière des* Bîiveloppes du raccord afin de les combiner; - un joint d'étanchéité pour un fil qui peut être enlevé en 15 même teips qu'un contact est enlevé. Suivant la présente invention, un élément d'étanchéité -tabulaire comporte une surface extérieure et une surface intérieure qui sont en contact d'étanchéité sous pression avec une surface intérieure d'un canal formé dans un élément de support ainsi qu'a-20 vec la surface extérieure d'une gaine isolante disposée autour d'un conducteur connecté à un contact électrique disposé dans le canal. Le contact peut être destiné à être associé à un contact se trouvant dans un canal aligné d'un second élément de support où est disposé un élément d'étanchéité tubulaire semblable, un joint é-25 tsnt formé entre les surfaces d'extrémité des éléments de support, et l'espace dans lequel sont disposés les contacts associés étant complètement étanche. De préférence, une série d'éléments d'étanchéité supplémentaires sont utilisés pour les contacts se trouvant dans des ca-30 naux supplémentaires et une caractéristique importante de la présente invention réside dans le fait que chaque élément d'étanchéité tubulaire peut être enlevé indépendamment des autres éléments d'étanchéité afin d'entretenir les fils ^t les contacts. Suivant une caractéristique particulière de l'invention, 35 chaque canal comporte une section effilée de forme générale tron-conique permettant une mise en prise d'étanchéité sous pression, dans la région de l'extrémité de petit diamètre de la section effilée lorsque l'élément d'étanchéité tubulaire est déplacé axia-lement pour l'y introduire. 70 02880 3 2029570 Des caractéristiques supplémentaires de la présente invention se rapportent aux dimensions relatives de l'élément d'étanciiéité, de la gaine isolante du fil et de la section effilée du canal permettant un mouvement relativement libre de l'élément d'é-5 tancheité tubulaire sur le fil avant d'obtenir facilement un cxon-tact approprié en déplaçant axialement l'élément d'étanchéité dans la section effilée. D'autres caractéristiques se rapportent à l'utilisation de . matières particulières pour obtenir une étanchéité effective et 10 extrêmement fiable dans des conditions extrêmement rigoureuses d'environnement. Une autre caractéristique se rapporte à la réalisation d'un dispositif de solidarisâtion maintenant chaque élément d'étanchéité dans son canal tout en permettant de l'enlever à volonté pour entretenir les fils et les contacts. 15 D'autres avantages et caractéristiques ressortiront de la description qui và suivre, faite en regard du dessin annexé et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur ce dessin, 20 La figure 1 est une vue latérale d'un raccord électrique comportant des joints d'étanchéité pour fils suivant la présente invention. La figure 2 est une vue en coupe, à grande échelle, suivant II-II de la figure 1. 25 La figure 3 est une vue en coupe, à une échelle encore plus grande, suivant III-III de la figure 2 ; et La figure 4 est une vue semblable à celle de la figure 3, représentant un élément d'étanchéité avant qu'il ne soit amené à sa position de fonctionnement. 30 La référence numérique 10 indique d'une manière générale un raccord électrique comportant des joints d'étanchéité selon la présente invention. Le raccord 10 représenté comprend une enveloppe 11 pour une fiche et une enveloppe 12 pour une prise qui portent intérieurement deux éléments de support en matière diélec-35 trique 13 et 14. Une bague de jonction 15 est reliée à l'enveloppe 11 et est vissée dans l'enveloppe 12 pour relier ensemble les enveloppes. 70 02880 4 2029570 le raccord représenté comprend quatre paires de contacts électriques associés, une paire de contacts 17 et 18 étant représentés sur la figure 2, les contacts étant disposés dans des canaux alignés 19 et 20 des éléments de support en matière diélee-5 trique 13 et 14. Bien que ne faisant pas partie de la présente -invention en soi, une caractéristique du raccord représenté est le fait qu'un joint est prévu entre les surfaces d'extrémité 21 et 22 des éléments de support diélectriques 13 et 14 lorsque les enveloppes 11 et 12 sont fixées ensemble, un élément de couronne 10 solidaire 23 en saillie étant prévu autour de l'extrémité du canal 2o destiné à coulisser à l'intérieur d'une extrémité du canal 19, avec mise en prise sous pression, de façon à former un joint d'étanchéité extrêmement efficace. De préférence, un agencement d'élément montant semblable est utilisé pour chacune des paires 15 de canaux alignés des éléments de support en matière diélectrique 13 et 14. Chaque contact est connecté à un fil, la connexion du contact 17 avec un fil 24 étant représentée sur les figures 3 et 4. Le fil 24 comprend un conducteur électrique 25 qui peut être soit 20 toronné comme représenté,• soit plein, et -qui est disposé à l'intérieur d'une gaine isolante 26 en une matière diélectrique appropriée. la gaine isolante- 26 est retirée à une première extrémité du conducteur 25 et la partie découverte de ce dernier est disposée dans une ouverture 27 d'une extrémité 28 du contact 17, après 25 quoi la partie 28 est sertie au moyen d'un outil approprié et est solidarisée avec le conducteur 25, comme représenté. Un élément de retenue 30 est disposé à l'intérieur du canal 19, en prise avec une partie annulaire s'étendant vers l'intérieur 31 de l'élément de support 13 et le contact 17 est ensuite 30 introduit par la gauche à travers l'élément de retenue 30. Lorsque les- contacts 17 ont atteint leurs positions appropriées, deux dents 33 et 34 de.l'élément de retenue 30 viennent en prise avec l'élément de contact 17 afin de le maintenir en position. L'élément de contact 17 représenté comporte une partie de 35 diamètre réduit 35 formant broche qui pénètre à l'intérieur d'une douille 36 de l'élément de contact 18, ce dernier étant connecté à un fil 37 et étant maintenu en place par un élément de retenue 38, d'une manière semblable. 70 02880 5 2029570 Avant de connecter le conducteur 25 à l'élément de contact 17, un élément d'étanchéité tubulaire 40 est glissé sur le fil 24 comme on le voit sur la figure 4. Après avoir connecté le conducteur 25 au contact 17 et après avoir mis en place celui-ci dans 5 le canal 19, l'élément d'étanchéité 40 est déplacé vers la droite comme indiqué par lë. flèche 41 et est introduit dans le canal 19 pour atteindre finalement la position qu'09. vpit sur la figure 3. a etancheite Une tête agrandie 42 de 1'élément/tubulaire 40 vient alors en prise avec une surface d'extrémité 43 de l'élément de support 13 au-10 tour de l'extrémité du canal 19 et un épaulement annulaire 44 tour né vers l'extérieur de l'élément 40 vient en prise avec un épaulement annulaire tourné vers l'intérieur 45 de l'élément 13, à l'intérieur du canal 19. Au même moment, une extrémité intérieure 46 de l'élément 40 ast disposée à l'intérieur d'une section effilée 15 47 de forme tronconique, du canal 19. Les dimensions des éléments sont telles qu'il se produit un contact d'étanchéité sous pression entre la surface extérieure de la partie 46 et la surface intérieure de la section 47 dans la région de la partie de" petit diamètre de celle-ci, tandis qu'il y a 20 également un contact d'étanchéité sous pression entre une surface intérieure 48 de la partie 46 et une surface extérieure 49 de la gaine 26 du fil. De préférence, le diamètre'intérieur de l'élément d'étanchéi té tubulaire 40, avant d'être introduit dans la section effilée 47 25 est au moins approximativement égal au diamètre extérieur de la gaine 26 du fil afin de permettre un mouvement relativement libre de l'élément d'étanchéité 40 sur le fil 24. Mesuré avant l'assemblage, le diamètre de la section effilée 47, à sa petite extrémité, est très inférieur au diamètre extérieur de la gaine 26 du fil 30 augmenté de deux fois l'épaisseur de la paroi de la partie 46 de l'élément d'étanchéité 40. Le- diamètre extérieur de 1'épaulement 46 est supérieur au diamètre intérieur de -l'épaulement 45 pour as- 70 02880 6 2029570 deux à trois fois plus grande, comme représenté. Bien que les dimensions relatives représentées et décrites plus haut soient préférées, il va de soi qu'on peut les faire varier dans une certaine mesure suivant les matières utilisées. De 5 préférence, chacun des éléments de support en matière diélectrique 13 et 14 est en une matière semi-dure à peu près homogène, c'est-à-dire une matière dont l'élasticité est inférieure à celle des matières élastomères tout en étant supérieure à celle des matières céramiques, ou à des matières semblables. A titre d'exemple, 10 la matière présente un module d'élasticité de l'ordre de 21 000 bars, c'est-à-dire compris entre 2100 et 210 000 bars. Une matière qui convient particulièrement est un polymère fabriqué par la 3M Company et qui est désigné par "Polymer 360" ou "P-360". Cette matière, et ses caractéristiques mécaniques, électriques, thermi-15 ques et autres sont décrites dans une communication présentée par Morneau et Pringer de la 3M Company à une conférence de la Society of Plastics Engineers sur "Stability of Polymers", à Washington, D.C. 7-8 septembre 1967. D'une manière générale, cette matière peut être utilisée sur une gamme de températures allant de -240°C 20 à +260°C, elle présente une bonné résistance à long terme à la désagrégation par oxydation et conserve une résistance utile jusqu'à 260°C, ses caractéristiques diélectriques et autres caractéristiques électriques étant très bonnes. La structure polymère de base est constituée par des motifs phényle et biphényle qui sont 25 liés par des atomes d'oxygène et par des groupes sulfone , la nature non aliphatique de cette structure étant responsable de sa résistance à l'attaque par oxydation aux températures élevées tandis que sa nature aromatique assure sa résistance aux températures élevées. Le module de flexion élastique de la matière varie d'en-30 viron 28 000 bars à 21°C environ jusqu'à environ 17 500 bars à 260°C, et le module de' tension et le module de compression sont comparables. Le polymère 360 convient particulièrement lor^que^ les conditions de fonctionnement de l'environnement varient/manière étendue et en particulier lorsque le raccord ~doit pouvoir fonctionner 35 à des températures relativement élevées. Si les exigences ne sont pas aussi sévères, on peut utiliser d'autres matières. Par exemple, on peut utiliser tin caoutchouc semi-dur dont le module d'élasticité est de l'ordre de 21 00Ô bars lorsqu'il n'est pas o-bligé de fonctionner à des températures élevées. 70 02880 7 2029570 la matière de l'élément d'étanchéité tubulaire 40 peut être la même que celle des éléments de support 13 et 14 ou bien elle peut être du "Téflon" c'est-à-dire une matière présentant des caractéristiques mécaniques, électriques, thermiques et autres sem-5 blables à celles de( la matière polymère décrite plus haut. La matière de la gaine 26 peut de préférence également être du "Téflon" et elle peut "être renforcée de manière à être un peu plus dure. On se rend compte qu'avec chacune des matières des éléments de support 13 et 14, l'élément d'étanchéité 40 et la gaine 26 dont les 10 caractéristiques mécaniques sont semblables, sont déformés chacun dans la même mesure lorsque les éléments sont assemblés. Il convient de noter que la surface extérieure de la gaine 26 est de préférence lisse pour permettre de faire glisser l'élément d'étanchéité 40 et assurer la formation d'un joint d'étan-15 cheité extrêmement, efficace. De préférence, la gaine 26 peut être du "Téflon" ou en une autre matière, extrudé et à peu près massif. Il va de soi qu'avec une série de paires d'éléments de contacts associés connectés à une série de paires de fils, comme on le voit dans le raccord 10 représenté, les ensembles sont les mê-20 mes que ceux représentés sur la figure 2, un élément d'étanchéité à peu près identique à l'élément 40 étant utilisé pour chaque fil. Avec les joints d'étanchéité selon l'invention, les fils et les contacts peuvent être entretenus individuellement, chaque élément d'étanchéité pouvant être enlevé et remis en place sans déranger 25 les fils et les contacts voisins, les éléments d'étanchéité pouvant être assemblés après que les fils ont été connectés aux contacts, l'agencement étant tel que les contacts peuvent être enlevés par l'avant et introduits par l'arrière et également que les éléments de contact et les éléments d'étanchéité peuvent être en-30 levés simultanément. Il convient d'indiquer, de plus, que la tête 42 n'occupe qu'une courte distance dépassant la surface arrière 43 et qu'un blindage peut être amené très*près des surfaces arrière des enveloppes, pour l'y raccorder. Il va de soi que la présente invention a été décrite à ti- . 35 tre d'exemple préférentiel explicatif, mais nullement limitatif, et que l'on pourra introduire toute équivalence dans ses éléments constitutifs sans sortir de son cadre défini par les revendications annexées. 70 02880 8 2029570 8EVEHDICATIOHS 1 • C'on&ecteur électrique-- caractérisé an ce qu'il comprend s un élément de - support comportant intérieurement un canal, un contact électrique disposé dans ce canal, un fil disposé dans le canal et 5 comprenant -un conducteur électrique connecté audit contact e t'une gaine isolante disposée autour du conducteur, un élément d'étanchéité tubulaire entourant le fil à l'intérieur du canal, cet élément d'étanchéité tubulaire comportant une surface extérieure en contact d'étanchéité sous pression avec une surface intérieure du 10 canal et comportant une surface intérieur© en contact d'étanchéité sous pression avec une partie de la surface extérieure de la gaine isolante du fil. 27 Connecteur . électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de support comporte intérieurement une 15 série de canaux supplémentaires, un contact électrique étant disposé dans chacun des canaux supplémentaires, un fil dans chacun n -, ' , - , ,un , lasc8tîlHÏ l^ssfgsî^^.ïgïllîip^s^lsiî^ï 5i!c$ïiaïeiggï88iSé disposée autour du conducteur, un élément drétancheitré tubulaire entourant le fil se trouvant à l'intérieur de chacun des 20 canaux supplémentaires, chaque élément d'étanchéité tubulaire comportant des surfaces intérieure et extérieure en contact d'étanchéité sous pression avec une partie intérieure du canal supplémentaire et avec la surface extérieure de la gaine isolante du fil qui s'y trouve, chaque élément d'étanchéité tubulaire pouvant être 25 enlevé indépendamment des autres éléments d'étanchéité afin -d'accéder aux fils et.aux contacts. ' 3. Connecteur électrique suivant la revendication 1,caractérisé en ce que le canal comporte une section effilée dè forme générale tronconique permettant d'établir lesdits contacts d'étan- 30 chéité sous pression dans la région de l'extrémité de petit diamètre de la section effilée en déplaçant axialement l'élément d'étanchéité tubulaire pour l'introduire dans celle-ci. 4.Connecteur électriaue suivant la revendication 3,caractérisé en ce que le diamètre intérieur de l'élément d'étanchéité 35 tubulaire, avant d'être amené dans ladite section effilée, est égal au moins approximativement au diamètre extérieur de la -gaine isolante afin de permettre un mouvement relativement libre de l'élément d'étanchéité tubulaire sur le fil. 70 02880 9 2029570 5.Connecteur électrique suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le diamètre de la section conique, à sa petite extrémité, est très inférieur au diamètre extérieur de la gaine isolante augmenté du double de l'épaisseur de la paroi de l'élément 5 d'étanchéité tubulaire en prise avec l'extrémité de petit diamètre de la section effilée, mesuré avant que l'élément d'étanchéité tubulaire ne soit introduit dans celle-ci, au moins l'une des matières de l'élément de support, de l'élément d'étanchéité et de la gaine isolante étant une matière élastique. ^0 6.Connecteur électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'une des matières de l'élément de support, de l'élément d'étanchéité et de la gaine isolante est une matière semi-dure, les autres matières étant au moins aussi dures. 7. Connecteur, électrique suivant la revendicatioiyî, caraeté-15 risé en ce que l'élément de support est en un polymère comportant une structure de polymère de base constituée par des motifs phé-nyle et biphényle liés par des atomes d'oxygène et des groupes sulfoné, l'élément d'étanchéité tubulaire et la gaine isolante é-tant en "Téflon". 20 8. Connecteur- électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'étanchéité tubulaire comporte une tête agrandie en prise avec une surface d'extrémité de l'élément de support, disposée autour d'une première extrémité du canal. 9. Connecteur électrique suivant la revendication 1, caracté-25 risé en ce que l'élément de support comporte un épaulement annu- e"t , laire tourné vers 1'intérieur /formé dans le canal, l'élément d'étanchéité tubulaire comportant un épaulement annulaire tourné vers l'extérieur, venant en prise avec 1'épaulement annulaire tourné vers l'intérieur du canal. 30 10. Connecteur électrique suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément d'étanchéité tubulaire comporte une partie agrandie venant en prise avec une surface d'extrémité de l'élément de support disposée autour d'une extrémité dudit canal. 35