Brevet FR2027326A1 — publié le 19700925

lia présente invention concerne des perfectionnements aux connecteurs électriques étanches et, plus particulièrement, un connecteur à contacts multiples dont le branchement peut s'effectuer sous l'eau<> Le développement rapide des recherches océanographiques a rendu nécessaire 5 la fabrication d1 équipements électriques étanches devant être à la fois d'un fonctionnement sûr et relativement peu coûteux. Bien que des connecteurs électriques étanches pouvant être branchés ou débranchés sous l'eau aient déjà été réalisés, les connecteurs connus qui rendent lés meilleurs services doivent être branchés avant d'être plongés dans l'eau. Cependant, l'utilisation d'équipements électroniques 10 à des profondeurs de plus en plus importantes entraine l'obligation d'effectuer les manoeuvres de branchement ou de débranchement au-dessous de la surface de l'eau, ce qui nécessite des connecteurs- étanches de haute sécurité. les connecteurs étanches utilisent habituellement un dispositif d'étanchéité à emmanchement dur (ajustage par compression) ou à segments pour éviter 15 la pénétration du liquide dans les parties électrifiées des éléments du connecteur, comptant ainsi, principalement sur la compression de pièces élastiques pour la protection des composants internes. Les connecteurs pouvant être branchés ou débranchés quand ils sont immergés n'ont pas de moyens de multiplication mécanique de l'effort de branchement, ou en ont d'insuffisants. De plus, le nombre de contacts 20 électriques que peuvent comporter ces connecteurs est limité par l'impossibilité de surmonter de grandes forces de frottement et de résistance hydrostatique sans des moyens mécaniques de multiplication adéquats. Enfin, des moyens de verrouillage des éléments du connecteur après leur branchement n'ont pas été prévus et, en général, les forces de frottement servent 3eules.à maintenir les éléments ensemble. 25 Afin d'éliminer ces inconvénients présentés par les connecteurs électriques connus pouvant être branchés ou débranchés sous l'eau, la présente invention prévoit des moyens mécaniques de multiplication de l'effort exercé pour le branchement ou le débranchement sous l'ean, qui permettent d'utiliser les connecteurs à de plus grandes profondeurs que celles précédemment atteintes et de les munir d'un plus 50 grand nombre de contacts électriques. En'outre, l'addition d'un plus grand nombre de contacts dans le corps d'un connecteur peut se faire sans trop-accroître le diamètre hors-tout du connecteur, ce qui réduit le rapport entre le diamètre du connecteur et la densité de'contact. Un verrouillage mécanique solide est enfin prévu pour empêcher tout débranchement prématuré accidentel pouvant entraîner des 55 coupures inopportunes ou des courts-circuits. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de connexion électrique destiné à être immergé et constitué par deux éléments associés, une ficha de connecteur et un socle de connecteur. Des moyens sont prévus pour effectuer l'accouplement mécanique et le verrouillage des éléments. Des surfaces formées sur $0 des assemblage» rapportés à l'intérieur des éléments de connecteur s'emboîtent de 69 44796 2027326 manière à produire un effet da raclage» L'eau qui se trouve à l'intérieur des éléments est évacuée par des fenêtres pendant que s'effectue l'accouplement et les surfaces des assemblages rapportés sont essuyées* Les surfaces des contacts électriques affleurent les surfaces des assemblages* 5 L'invention sera mieux comprise à la lecture de, la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent t - la figure 1, une vue en perspective éclatée, partiellement coupée, d'une fiche et d'un socle de connecteur électrique étanche réalisés conformàaent 10 à l'invention ; - la figure 2, une vue de cftté partiellement coupée du connecteur de la figure 1 au début du branchement de la fiche sur le socle ; - la figure 3, une vue analogue à la précédente lorsque les éléments sont partiellement branchés ; 15 - la figure 4, une vue analogue aux deux précédentes lorsque les éléments sont branchés à fond* On va commencer la description en se reportant aux figures 1 et 2 qui représentent un connecteur électrique 12 se composant d'une fiche 14 destinée à être accouplée avec un socle 16* La fiche 14 emporte une,coquille 18 ayant une 20 partie antérieure cylindrique 20 qui est ouverte & l'extrémité avant «k elle présente un élargissement 22* Se plus, une cannelure 24 est formée sur la surface extérieure de la partie 20 de la coquille* Cette partie 20 comporte encore on collet 26 près de son extrémité arrière* Cette dernière est constituée par «ne paroi 28 à travers laquelle un orifice 30 est percé et une paroi latérale 32 située en 25 retrait des parois principales de la partie 20 par l'intermédiaire de la partie 34* La surface extérieure de la paroi 32 est filetée* La coquille 18 comprend aussi une partie postérieure cylindrique constituée par les parois 36 filetées intérieurement du côté de l'ouverture à l'extrémité arrière, cette partie postérieure étant de plus petit diamètre que la partie 20 et se terminant sur le côté opposé de la 30 paroi 28* La partie 36 comporte encore un collet interne 38* La partie 20 est entourée à une certaine distance par m écrou en collier de verrouillage 42,comportant des filets 44 et un collet 46 sur sa surface intérieure. Le collet. 46 est maintenu entre une rondelle 48 s'appuyant .aur unefité dn collet 26 et une rondelle 52,serrée contre la face arrière du collet 46 par un écrou 54 35 dont les filets s'engagent avec ceux de .la paroi 32* . Une garniture intérieure 60 en néoprène moulé est fixée è l'intérieur de la partie 20 de la coquille, la surface extérieure de la garniture épousant la surface interne de la partie 20, du fond 28 et des parois 32 et 34* La garniture 60 comporte une face avant 61 dans le plan de l'extrémité avant du contre-alésage 22 40 et une surface cylindrique intérieure 62* Elle comprend encore une, lumière 63 "r - flk BAD ORIGINAL 69 44796 3 2027326 aligné* avec l'orific* 30* A l'intérieur de la garniture 60 sont formées plusieurs lames de contact 66 dont la surface de contact 68 affleure la surface intérieure 62» Chaque lame de contact est connectée à un conducteur 72 qui traverse un orifice 74 dans la paroi 28* La figure 1 permet de constater que les surfaces de 5 contact 68 sont disposées selon deux groupes de rangées radialement espacées, les surfaces adjacentes étant séparées par un angle de 36° et décalées par rapport à la rangée adjacente d'un intervalle de 18® ; bien entendu» d'autres dispositions pourraient être adoptées* Le système décrit évite que des contacts non associés s* touchent pendant le brancheraient, ce qui pourrait entraîner des courts-circuits 10 oit mime endommager les équipements* Un cible électrique 82, comportant une gaine 84 en néoprèae et plusieurs conducteurs 86, est connecté'à la fiche de connecteur 14 par l'intermédiaire d'un «bout amovible 88. Cet «bout comprend une partie antérieure 90 filetée sur une surface extérieure avant 91 et une partie postérieure de diamètre réduit 92 reliée 15 à la partie antérieur* par la xone conique intermédiaire 93* L'embout 88 comporte aussi un trou d* remplissage 94 percé dans la partie antérieure 90* La gaine de câble 84 est entouré* par la partie postérieure 92 de l'embout 86 et se termine juste avant la zone conique 93* Les conducteurs 86 sont connectés aux conducteurs 72 de la fiche de connecteur 14 par des joints épissés ordinaires 95 à l'intérieur 20 de la partie avant 90 de l'ambmt* Après la jonctiom des conducteurs 72 et 86, l'embout 88 est vissé dans la pièce 36 jusqu'à ce que la partie avant 90 bute oomtre la paroi 28* Une rondelle 96 serrée entre le fond 28 et le collet 38 évite l*s possibilités d* fuite dans la zone de terminaison électrique d* la fiche de connecteur 14* Un composé diélectrique de remplissage 97 est alors injecté par le 25 trem 94* lnfin, mm composé élaatamère de moulage 98, tel que du néoprène, est ■salé autour de la gaine 84 et de l'embomt 88 jusqu'à la face arrière d* la pièce 36, constituant ainsi un joint parfaitement étanche* L* socle de connecteur 16 comporte une enveloppe extérieure 102 formant me dsaill* cylindrique dont le fond est constitué par la paroi 104* Un filetage 30 106 est pratiqué dans la partie avant d* la surface extérieur* d* la douille et correspond au filetage intérieur 44 du collier 42 de la fiche de connecteur 14* La surface intérieure de l'enveloppe 102 comporte une rainure 107 destiné* à recevoir la cannelure 24 d* la fiche de connecteur 14. Un orifice 108 est pratiqué l'enveloppe 102 pour permettre l'évacuation de l'eau* L'enveloppe 102 est formée 35 d* façon à présenter un diamètre intérieur réduit dans la partie arrière 110, ce qui constitue un épaulement 112, tourné vers l'avant, avec la partie principale de l'enveloppe 102* A l'extrémité de la rainure 107 adjacente à l'épaulement 112, un* défailli* 113 facilite l'usinage de la rainure dans la douille* L'enveloppe 102 comporte aussi une parti* cylindrique antérieur* 114 40 ouvert* à l'arrière, foi se termine sur le fend 104 et comprend une partie fileté* 44796 4 2027326 116 à l'extrémité arrière de la surface extérieure* De plue, une gorge annal nire 118 est pratiquée sur la surface extérieure du cylindre 114, et une gorge annulaire 122 est formée sur la face arrière du fond 104 de la douille* Le socle de connecteur 16 peut être monté sur une cloison ou sur une 5 coque 124 présentant une ouverture 126 dans laquelle la partie de diamètre réduit 114 du socle peut s'introduire* Une rondelle 128 logée dans la gorge annulaire 118 fournit un ajustement étanche entre le cylindre 114 et l'ouverture de la cloison de montage 124* Sa outre, la face arrière dé la paroi 104 bute contre la face avant de la cloison 124 et un ajustement hermétique est obtenu entre ces faces 10 par la rondelle 132 comprimée dans la gorge 122* Une fois que la partie arrière 114 du socle est introduite dans la cloison 124, le socle de connecteur peut être verrouillé sur la cloison au moyen d'un écrou 136 s'engageant sur le filetage 116 de la surface extérieure de la partie 114 et effectuant le serrage par l'intermédiaire d'une pièce d'épaisseur 138 intercalée entre la faee arrière de la cloison 15 124 et la face d'attaque de 1*écrou 136* Un manchon 142 constituant 1'assemblage rapporté du socle de connecteur est formé par un bloc cylindrique de matériau diélectrique dont le diamètre est tel qu'un aj«atage par compression est obtenu arec l'ouverture 62 de la garniture 60 de la fiche de connecteur* L'assemblage 142 comprend une partie arrière 144 de 20 plus grand diamètre qui occupe la totalité de l'espace intérieur de la partie arrière de la douille 102* Cette partie 144 comporte à l'avant des cavités 146 permettant de noyer des vis 148 servant à fixer le manchon 142 an fond 104 de la douille* En plus, une gorge annulaire 152 pratiquée dans la faee avant de la paroi 104, permet de loger une rondelle 154 assurant l'étanchéité du joint entre la 25 partie 144 du manchon et la paroi 104* Plusieurs lames de contact 156, dont les surfaces de contact 158 affleurent la surface extérieure de l'assemblage 142, sont fixées à l'intérieur de cet assemblage* Ses conducteurs 162 connectent les lames de contact 156 à un équipement périphérique (non représenté) en passant par des ouvertures 164 de la 30 paroi 104. Les surfaces de glissement de la garniture 60 et da 142, qui doivent frotter l'une contre l'autre au cours du branchement, sont normalement lubrifiées avec un produit non conducteur* Comme on peut le constater facilement sur la figure 2, au début da branchement des deux éléments de connecteur, le collier 35 42 rentre en prise avec le filetage 106 du socle dès que la cannelure 24 est alignée avec la rainure 107 et s'y introduit* Le collier 42 est alors tourné le sens des aiguilles d'une montre, ce qui force le manchon 142 à l'intérieur de la garniture 60, cette phase étant claixaaeat représentée par la figure 3* Puisque les cotes da manchon et de la garniture correspondent à «a emmanchement dur, l'eau contenue 40 les pièces du connecteur est évacuée m far et à mesure du branchement^ par les 69 44796 5 2027326 oxiflœs 63-30 et 108, en même temps que les surfaces frottantes sont essuyées* En se reportant maintenant à la figure 4, on peut constater que la rotation du collier 42 est poursuivie jusqu'à ce qu'il vienne buter contre l'enveloppe extérieure 102 du socle de connecteur* Les surfaces de contact 5 correspondantes 68 et 158 des éléments de connecteur sont maintenant adjacentes, ce qui assure la continuité des circuits électriques* Four débrancher le connecteur, le collier de verrouillage de la fiche doit être tourné dans la direction inverse des aiguilles d'une montre* Des trous permettant de commander la rotation du collier par l'intermédiaire d'un braa de levier peuvent être prévus pour fournir une multi-10 plication mécanique supplémentaire de l'effort de branchement* Afin de protéger les ■Surfaces de contact contre la corrosion par l'eau lorsque des éléments de connecteur sont débranchés, des moyens Ue les recouvrir peuvent être montés dans le connecteur* Ainsi, l'invention fournit un accouplement mécanique solide par l'utilisation du collier de verrouillage qui interdit un débranchement accidentel 15 des éléments de connecteur et permet d'établir ou de couper des circuits électriques pendant que le connecteur est complètement immergé dans un liquide* Cet assemblage de connecteur peut être utilisé sur des sous-marins, des cloches de plongée et des cibles soua-carins, ou d'autres applications dans lesquelles des équipements immergés nécessitent des connecteurs électriques multipolaires à verrouillage* Un 20 dernier avantage est obtenu par le fait que l'assemblage à emanchement dur se traduit par l'essuyage des contacts respectifs* Il est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limitatif et que d* nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention* 69 44796 6 2027326 Banaroiamoiis 1* Connecteur électrique étanche caractérisé par le fait qu'il comporte uns fiche de connecteur dans laquelle est monté un assemblage rapporté, un socle de connecteur à l'intérieur duquel est également monté un assemblage rapporté, des moyens d'accoupler mécaniquement et de verrouiller ensemble ladite fiche et ledit 5 sodé, des surfaces formées sur lesdits assemblages rapportés et pourant glisser l'une sur l'autre arec un effet de raclage de manière à chasser l'eau se trourant dans le connecteur par des orifices pratiqués dans ladite fiche et ledit socle, et au moins une surface de contact affleurant la surface de l'assemblage rapporté aussi bien dans la fiche que dans le socle de manière à établir une connexion 10 électrique quand ladite fiche et' ledit socle de connecteur sont complètement raccordés» 2. Connecteur électrique étanche conforme à la revendication 1, dans lequel ledit assemblage rapporté dans la fiche de connecteur est constitué par uns garniture cylindrique comportant un alésage cylindrique central, ladite surface de 15 contact de la fiche affleurant la surface dudit alésage, et ledit assemblage rapporté dans le socle de connecteur est constitué par une pièoe cylindrique à la surface extérieure de laquelle affleure ladite surface de contact du socle* 3* Connecteur électrique étanche conforme à la revendication 2, dans lequel lesdits assemblages rapportés de ladite fiche et dudit socle de connecteur compor-20 tent chacun plusieurs surfaces de contact décalées radial entent les unes par rapport aux autres, lesdites surfaces de contact d'un desdits assemblages étant adaptées chacune pour établir un contact électrique arec une surface de contact associée sur l'autre assemblage* 4. Connecteur électrique étanche conforme à la revendication 3, dans leçpuft 25 lesdites surfaces de contact de chaque assemblage soit disposées en plusieurs jeux de rangées radialement espacées et sont décalées dans les rangées adjacentes afin d'éviter que des contacts non associés soient établis temporairement pendant le branchement du connecteur»