Brevet FR2268370A1 — publié le 19751114

la technologie des circuits électriques, électroniques, fluidiques (liquides ou gazeux) et optiques, fait appel à différents élé- ments permettant la liaison de matériels générateurs et récepteurs d'informations ou de puissance (électriques, liquides, gazeuses, lumineuses), au moyen d'organe6 de transfert tels que conducteurs élec- triques, tubes et tuyaux fibres optiques par exemple. le raccordement des organes de transfert sur les matériels gén- rateurs et récepteurs précités est effectué par un élément accessoire de connexion, dénommé "connecteur" en général ou "raccord". le connecteur permet également le raccordement de deux organes de transfert entre eux. le connecteur, en son principe, est un élément connu: l'état actuel des fabrications permet de distinguer des connecteurs unipolaires, multipolaires, ctest à dire regroupant dans un même boitier des organes multiples de connexion en nombre et en nature (transfert dtin- formations corpusculaires, électromagnétiques, et fluidiques) , de toutes dimensions "mâles" et "femelles" ou hybrides, c'est à dire coopérant deux à deux par pénétration réciproque dans le but itas6u- rer la continuité de la veine électromagnétique, fluidique ou corpus culaire. la présente invention concerne essentiellement l'anplication aux dispositifs de connexion (connecteursY d'un principe d'assemblage unique permettant le montage rapide des connecteurs et des accessoires par le monteur chargé de l'installation et ce, sans nécessité dru- tilisation d'un outillage spécialisé. les connecteurs utilisés dans les différentes branches de 1 'in- dustrie, comportent des éléments connus quant à leur fonction, et ne diffèrent que par des détails de réalisation proprets à chauue type de fabrication. BeseSéments connus sont -les organes de connexion mâles ou femelles, généralement normalisés; -un ou plusieurs éléments mécaniques assurant le maintien mécanique des connexians. Ces derniers organes sont complexes, car composés de nombreuses pièces usinées, souvent détrompées et dépendent de normes relatives à leurs dimensions et leur interchangeabilité. Selon leur destination, les boitiers mécaniques sont conçus roui, ou rectangulaires, mais ne peuvent être emboités réciprqouement côte à côte deux à deux, de façon à être verrouillés mécaniquement nar un seul dispositif de verrouillage, commun a plusieurs connecteurs. Les connecteurs existants sont montés manuellement en usine, nièce par pièce; il anoartient à l'utilisateur de sertir, visser ou souder les organes de connexion sur les organes de transfert, de mettre en place ces organes de connexion dans un boitier mécanique au moyen d'un outillage spécialisé. le connecteur constitué doit ensuite être rendu étanche par cou lée d'un produit de colmatage, muni ensuite d'un serre-cable mQcari- aue ou bride, dont le rôle est la solidarisation du boitier du connecteur et des organes de transfert de fluide. La résente invention à pour objet de permettre la simnlification de la réalisation des connecteurs- en faisant appel à un nombre réduit de pièces constitutives -les organes de connexion coopérant, -les éléments modulaires constitutifs de la mécanique du boitier. La sommation des modules construit le connecteur. la simplification de la technologie des connecteurs a pour corollaire -la possibilité d'obtenir des connecteurs multiconnexions (5, IO, 60, etc...) selon les besoins, sans taille de boitier pré térentielle, avec un nombre réduit de pièces constitutives différen- tes; -la possibilité d'utiliser indifféremment tous types d'organes de transfert dans un même connecteur et ce, sans limitation en nombre -le positionnement précis de l'organe de connexion dans le boitier sans nécessité d'un outillage spécialisé, ni risque de détérioration des modules de boitier;; -a solidarisation mécanique des différentes pièces mncani- ques constitutives et des organes de transfert tar collage (ou eou- dage) après contrôle de qualité électrique ou d'étanchéité, d'où possibilité d'intervention sur un organe de connexion quelconque présentant un dQfaut en cours le montage:: - le nossibilitQ de monter un nombre indéfini de connecteurs solidarises mécaniquement car leurs encoches coonérantes, en relief et en creux, sur une platine à connecteurs munie d'un seul disnositif de verrouilage et d'encombrement minimum; -I'obtention de liaisons de transfert oerormantes et viables mais de bas prix, utilimables en narticulier sur des équipements à courte duroe d vie Le principe retenu pour l'assemblage des éléments modulaires est celui de l'encastrement linéaire réciproque de rainures mâles et femelles. les éléments modulaires sont conçus de façon à être solidarise mécaniquement par contact de surfaces à grands dnveloppements encastrées réciproquement deux à deux, joints non sollicités ni au cisail- lement ni à l'arrachement par l'exercice de contraintes m-=caniques situées dans le plan fictif de séparation de deux éléments contigus, ceci grâce aux rainures mâles et femelles des surfaces coopérantes. le procédé d'assemblage des éléments modulaires diffère essentiellement des procédés d'assemblage local, genre tenon-mortaise ou techniques similaires en raison du grand développement des surfaces de contact, d'où une distribution plus régulière des efforts macaniques élémentaires entre deux éléments modulaires assemblés. La valeur de l'assemblage, fonction des qualités intrinsèques du matériau employé est obtenue par -l'attraction superficielle des molécules constituantes des matériaux aux noints de contact, -la densité et le nombre de points de contact, -le développement des surfaces au contact nar amincissement des rainures et multiplication de leur nombre, -les tolérances serrées sur les dimensions des sections des rainures, -les micro-déformations locales -fluage- allonge-ent, dues au serrage latéral résultant entre rainures mâle et femelle lors du montage, a où friction importante entre surfaces en contact. Le développement maximum des surfaces en contact correspona, dans le cas de rainures de hauteur constante, à des rainures inçini- ment minces et infiniment nombreuses. Quelles que soient les dimensions et le nombre des rainures ma- les et femelles, les largeurs des éléments d'encastrement sont égales aux tolérances positives ou négatives près, ajustement calculés selon le serrage latéral choisi en fonction des tolérances sytématioue Au procédé de façonnage. Dans le cas de matériaux souples ou semi-rigi- des ou présentant un fluage rémanent sous contrainte, une légère contre-dépouille (type queue d'arorde 7ermet un assemblage irréver- sible sous contrainte continue, modérée. Une caractéristique importante de ce type d'assemblage des éléments modulaires est d'être étanche aux fluides dans un plan ernen- diculaire à 1'axe longitudinal des rainures en raison du serrage r- siduel des rainures mules encastrées dans les rainures femelles. Les figures I et 2 illustrent le principe d'assemblage des éléments modulaires figure I: le serrage latéral des rainures est obtenu par compression réciproque et fluage élastique de la matière, figure 2: le serrage latéral des rainures est obtenu par déformation géométrique. Le type nouveau de connecteur, objet de l'inve^tion, est caractérisé par l'empilage, selon les trois directions ox, oy, oz de l'espace, d'éléments modulaires isolants rainés, dont les rainures mules et femelles présentent I'emnreinte en creux, des organes de connexion coupés selon leur axe longitudinal. les axes longitudinaux de ces organes sont situés dans les plans de séparation pernendieulaires aux plans latzraux parallèles des rainures. La figure 3 illustre un exemple de réalisation d'éléments oodu- laires présentant des empreintes de broches en I. La figure 4 représente, sectionnés selon un rian nerpendiculaire à l'axe longitudinal des rainures, assemblés et encastrés, quatre ólé- ments modulaires identiques, munis de leurs organes de connexion coupés, ainsi que quatre éléments modulaires périphériques faisant of fice de boitier et coopérant au maintien des organes de connexion. les organes repérés 2 et 7 sont prévus de façon à -solidariser deux connecteurs adjacents, -solidariser deux éléments modulaires adjacents ainsi qu'il est rrécisé figure 4 par le moyen de broches ou de clavettes cy'in- driques. La figure 5 représente deux éléments modulaires externes de "boitier". la figure 6 représente une réalisation possible de connecteurs coopérants câbles sur conducteurs électriques et fibres optiques en nappes. lesdits connecteurs, assemblés mécaniquement s'interpénètrent r- cicroquement grâce au profil femelle 4 coopérant avec le profil mâle 5, Un plot de détrompage 6, moyen connu, n'autorise, par rapport au centre géométrique de la face active du connecteur qu'une seule nosi- tion d'assemblaHe. Les profils en creux (7 et 9) et en relief (o et IO) périphériques assurent la solidarisation mécanique deux a deux des connecteurs câblés selon une direction perpendiculaire aux nanpes de conducteurs (II et 12), les organes 2 et 3 assurant la solidarisation mécanique deux à deux des connecteurs câblés dans un plan parallèle aux nappes de conducteurs. 11 entrée des nappes de conducteurs II et 12 est protégée contre le cheminement des fluides, au moyen de produits connus, en 13 La figure 7 est représentative de l'assemblage sectionné et dis socié de deux éléments modulaires, variantes des éléments illustrés figure 4, symétriques par rapport à leur centre de gravité, comportant chacun vingt huit logements d'organes de connexion, et des élé- ments modulaires externes, également symétriques. La figure 8 présente, en perspective cavalière, un élément modulaire identique à ceux illustrés figure 7. le caractère essentiel de cet élément modulaire est d'être empilable selon trois axes ox, oy, oz, donc de permettre la réalisation de connecteurs comportant "n" organes de connexion et ce, par l'em- ploi de deux types d'éléments modulaires différents seulement: un 6 ment modulaire central et un élément modulaire périphérique. les organes I4 et I5 coopèrent à la solidarisation mécanique deux à deux des éléments modulaires adjacents. La figure 9 représente une broche sertie sur un conducteur électrique avant mise en place dans son logement dans un élément modulaire isolant. les formes coopérantes de la broche et de son logement ne sont pas limitatives. la figure IO représente en plan, un type de connecteur complet monté et coupé selon un ulan parallèle à l'amie des organes de conne xion et muni de ses accessoires de verrouillage (ressort 16 de solidarisation de la fiche I7 et de l'embase I8). le clip I9 assure le maintien du ressort 16 et participe à la solidarisation des modules coopérants entre eux. Soumis à un effort d'arrachement longitudinal selon l'axe des organes de connexion sans déverrouillage préalable (flèche 20), le becquet 21 s'arc-boute sur l'épaulement 22 du boitier : l'arrachement ne peut avoir lieu qu'après rupture du ressort I6 ou du becquet 21 la figure II représente en coupe longitudinale un exemple d'organes de connexion fluidiques assemblés (24), basse pression pour transfert d'informations Pneumatiques: un joint Plat (23) assure lté- tanehéitn de la connexion, l'érasement du joint entre les organes de connexion étant maintenu par les ressorts I6 de solidarisation de embase et de la fiche du connecteur assembl. Sans sortir du cadre de l'invention, les éléments modulaire sont révus intégrer tous accessoires tels que coudes, brides, serre c bles, manchons, etc... selon leur destination: de la même tacon, tout modèle d'organe de connexion peut être utilise. les connecteurs de constitution modulaire, objet de l'invention, peuvent être utilisés dans - toutes les aoplications industrielles nécessitant la miniaturisation ou l'allègement des équipements électriques, électroniques, fluidiques, optiques et ce, lorsqu il n'est pas indispensable de réunir simultanément toutes les qualités mécaniques auxquelles satisfont les connecteurs normalisés onéreux. - le cas où le prix du connecteur normalisé est prohibitif par rapport au coQt de l'équipement sur lequel il doit être monté. - le cas où l'on désire constituer des liaisons peu onéreuses, non pannables, la maintenance étant réduite à un échange standard de l'or- gane de transfert équipé défectueux. - REVENDICATIONS I- Connecteurs électriques, fluidiques et optiques de constitution modulaire, fonctionnellement identiques aux connecteurs connus, mais construits par l'assemblage forcé d'éléments modulaires rainés encastrés réciproquement, caractérisés par le fait qu'il est nossi- ble d'assembler les éléments modulaires constitutifs selon les trois axes de l'espaee, chaque élément modulaire comportant -de moulageles profils correspondant aux éléments connus de "boitier". 2- Connecteurs selon la revendication I, caractérisés par le fait que l'utilisateur construit ces connecteurs sans outillage spé cialisé, et ce, au moyen d'un nombre aussi réduit que deux, d'éléments modulaires différents. 3- Connecteurs selon la revendication I, caractérisés par le fait que les organes de connexion électrique, fluidique, ou optique sont immobilisés sans dispositif de retenue longitudinale entre deux éléments modulaires encastrés réciproquement. 4- Connecteurs selon la revendication 3, caractérisés par la possibilité d'emploi d'organes de connexion à sertir, souder ou à visser. 5- Connecteurs selon la revendieation I, caractérisés par le fait que leur constitution accepte les ensembles (cabres olectriques tubes, tuyaux, fibres optiques) ronds, plats, ou en nappes. 6- Connecteurs selon la revendication I, caractérisés par le fait que les connecteurs constitues sont solidarisables mécaniquement grâce à la présence de profils en creux et en relief sur les faces périphériques opposées. 7- Connecteurs selon la revendication 6, caractérisAs par le fait que leur solidarisation mécanique périphérique permet l'utilisation d'un seul verrouillage entre connecteurs males et femelles et ce, pour "n" connecteurs selon leur utilisation ainsi qu'il en est pour les barrettes de connexion électrique.