Brevet FR2485277A1 — publié le 19811224

La présente invention est relative à un connecteur électrique et à un joint d'étanchéité pour ce connecteurS et elle concerne plus particulièrement un connecteur électrique du type comprenant deux éléments électriquement isolants pouvant être adaptés en prise mutuelle et un ou plusieurs orga- nes de connexion électrique prévus dans chaque éléments le ou les organes de connexion électriques de chaque élement étant adaptés pour etre engages en prise avec un ou des organes connecteurs électriques de 11 autre élément respectivement. Les connecteurs électriques de ce type sont largement utilisés dans un grand nombre d'applications et en particulier dans le cas-où ils sont exposés en service à l'atmos- phère environnante (par exemple lorsqu'ils sont utilisés à l'extérieur sur des véhicules routiers), il est nécessaire d'assurer une bonne étanchéité entre les éléments afin d1e; pêcher-l'intrusion d'humidité et de saletés. L'un des buts de l'invention est de fournir un connecteur électrique ayant une étanchéité efficace afin d'empêcher l'intrusion d'humidité et de saletés dans le connecteur par l'intermédiaire du joint entre les deux éléments électriquement isolants. L'invention a également pour but de réaliser un manchon d'étanchéité pour un tel connecteur. L'invention a pour objet â cet effet un connecteur électrique caractérisé en ce qu'il comprend (1)- un premier élément électriquement isolant ayant une première partie formant manchon présentant une première nervure annulaire externe, (2) un second élément électriquement isolant ayant une seconde partievformant manchon pourvue d'une seconde nervure annulaire externe et d'une butée interne, ladite seconde partie formant manchon étant adaptera pour recevoir-ladite première partie formant manchon et la butée interne servant à limiter l'introduction de ladite première partie dans la seconde de telle sorte que dans sa position dtintroduction complète, la première nervure annulaire soit espacée axialement de la seconde nervure annulaire, (3) au moins un premier or gane connecteur électrique monté dans le premier élément isolant (4) au moins un second organe connecteur électrique monté dans le second élément isolant et adapté pour venir en prise avec le premier orcane connecteur ou un premier organe connecteur respectif lorsque les deux éléments isolants sont réunis, et (5) des moyens dZétanchéité pour assurer %'étant chéité du joint entre lesdites première et seconde parties formant manchons, lesdits moyens d'étanchéité comprenant un manchon d'étanchéité annulaire en matière élastomère ayant une première, une seconde et une troisième nervures internes annulaires qui sont disposées de manière qu'en service la première nervure-interne assure ltétanchéité contre la première partie formant manchon, la seconde nervure interne assure 11 étanchéité contre la seconde partie formant manchon, et que la troisième nervure interne s'étende dans 11 espace délimité entre la première et la seconde nervures annulaires externes et assure l'étanchéité contre celles-ci, et/ou contre la première partie formant manchon, la première nervure ex- terne étant disposée entre lesdites première et troisième nervures internes et la seconde nervure externe étant disposée entre lesdites seconde et troisième nervures internes. L'invention a également pour objet un manchon d'étant chéité annulaire en matière élastomère tel que défini cidessus, destine à être utilisé avec un connecteur électrique. De préférence la première nervure interne du manchon d'étanchéité comporte une partie qui délimite une lèvre d'é- tanchéité ayant un diamètre qui est inférieur à celui de la partie du premier manchon avec lequel elle est en contact. D'une façon avantageuse la troisième nervure annulai re interne du manchon d'étanchéité comporte des bords latéraux qui convergent mutuellement vers une périphérie interne de ladite nervure. Un tel agencement facilite le positionnement correct de la troisième nervure dans l'espace compris entre les première et seconde nervures annulaires externes et facilite égaiement l'obtention d'une bonne pression d'é tanchéité contre ladite nervure externe. Il est préférable qu'au moins l'un des bords latéraux en contact mutuel de la seconde nervure interne et de la seconde nervure externe soit chanfreiné. Grâce a cet agencement il se produit une tendance inhérente, de a' la nature élasto mère du manchon d'étanchéité, à ce que les éléments électri- quement isolants soient sollicités l'un vers l'autre, améliorant ainsi l'étanchéité des éléments avec la troisième ner- vure annulaire interne. La seconde partie formant manchon est de préférence pourvue d'une troisième nervure annulaire externe qui est espacee de la seconde nervure annulaire externe de sorte que la seconde nervure annulaire interne se trouve disposée entre les seconde et troisième nervures externes et peut assurer l'étanchéité contre l'une ou l'autre de ces nervures, contre les deux ou contre aucune d'entre-elles. D'une façon commode, un bord latéral latéral de la seconde nervure interne adjacent à la troisième nervure annulaire externe est chanfreiné pour faciliter l'assemblage et pour améliorer la pression d'étanchéité en service, dans le cas d'un mode de réalisation dans lequel existe une étanchéité entre ces nervures. Le connecteur électrique comporte avantageusement plusieurs éléments d'étanchéité annulaires adaptés pour assurer l'étanchéité en service contre un câble électrique, un fil de métal ou analogue relié à chaque élément du connecteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples et dans lesquels - la Fig. 1 est une vue en élévation latérale et en coupe axiale partielle d'un mode de réalisation d'un connecteur électrique suivant l'invention - la Fig. 2 est une vue en élévation latérale éclatée d'éléments électriquement isolants et de joints d'étanchéité de câbles faisant partie du connecteur de la Fig. i - la Fig. 3 est une vue en coupe axiale partielle d'un détail du connecteur représenté à la Fig. 1 et comportant une modification mineure -; - la Fig. 4 est une vue en section axiale partielle d'un manchon d'étanchéité représenté à la Fig. 3. En se référant au dessin le connecteur électrique comprend un premier élément isolant 10, un second élément isolant 11, des organes dwétanchéite 12 et pour les câbles, disposés dans le premier- et le second- éléments 10, 11, respectivement, plusieurs douilles 14 de connexion électrique (dont une seule est représentée) montées dans le premier élément 10, plusieurs fiches de connexion électrique 15 (dont une seule est représentée) montées dans le second élément 11, et un manchon annulaire dtétancheité 16 en matière élastomère servant à assurer l'étanchéité du joint entre lesdits premier et second éléments isolants 10 et 11. Les éléments isolants 10 et 11 sont réalisés en Nylon dans ce mode de réalisation, tandis que les organes d'étant chéité - 12 et 13 du cible sont réalisés ennéoprène ayant une dureté shore de 40-50, et le manchon annulaire 16 d'étanché;- té en matière élastomère est réalisé en "Hypalon" (ayant une dureté shore comprise dans la plage de 40-80 et de préférence de 50-70). Comme cela est classique dans les connecteurs électri- ques, chaque organe de connection 14 ou 15 est monté dans un alésage respectif 17 ou 18 dans l'élément 10 ou 11 et est pourvu de barbes 19, 20 qui servent à le retenir contre tout arrachement accidentel de ltélément 10, 11 avec lequel il est associé. Des conducteurs électriques 21 et 22 disposés en prise avec les organes de connexion 14 et 15 s'étendent respectivement à l'extérieur du connecteur et à travers des passages 23 et 24 ménagés dans les organes d'étanchéité 12 et 13 du câble respectivement.Chaque passage 23, 24 comporte des joints annulaires multiples .25, 26 qui sont en contactacontre la surface externe du conducteur 21, 22 et assurent l'étant chéité avec cette surface afin d'empêcher l'intrusion dehu- midité et de saletés. Le premier élément isolant 10 comprend une partie 30 venue de matière et formant un manchon et présentant une première nervure annulaire externe 31 venue de matière Le second élément isolant 11 comprend une. seconde partie 32 for- mant manchon présentant une seconde nervure annulaire externe 33 venue de matière à l'une de ses extrémités* La seconde partie 32 présente également une troisième nervure-annulaire externe 34 venue de matière ainsi qu'une butée intérieure constituée par un épaulement annulaire 35.L'agencement est tel que la seconde partie 32 reçoit la première partie 30 et que lwépaulement 35 limite l'introduction de la partie 30 dans la partie 32 de telle sorte qu'un espace est ménage- en- tre la première nervure annulaire- externe 31 et la seconde nervure externe 33. Dans cette position chaque broche de connexion 15 est engagée dans une douille de connexion correspondante 14 de telle sorte que chaque conducteur -21 est connecté électriquement à l'un des conducteurs 22. Le manchon annulaire 16 d'étanchéité comporte une pre- mière, une seconde, et une troisième nervures annulaires internes 36 à38 qui sont venues de matière avec le reste du manchon 16. La première nervure 36 assure ltetanchéSté contre la surface externe d'une partie 30a de diamètre plus grand du manchon 30 et est pourvue d'une lèvre d'étanchéité 39 cylin- drique (Fig.4)- qui a un diamètre inférieur à celui de la partie 30a du premier manchon 30 avec laquelle elle est en contact. Comme on le voit aux Fig. 1 et 3, la surface périple. rique interne de la première nervure interne 36 est complètement en contact avec la partie 30a du manchon 30. Un bord latéral 40 de la nervure 36 est en contact avec un bord latéral correspondant 41 de la première nervure annulaire externe 31 du manchon 30. La partie de la surface interne du manchon an nulaire d'étanchéité 16 qui est située entre les première et troisième nervures 36 et 38 est en contact d'étanchéité avec la surface périphérique externe de la première nervure annulaire externe 31. Les diamètres externes des nervures 31 et 33 sont de 26 mm et 25 mm respectivement Le diamètre intérne du manchon 16 entre les nervures 31 et 38 est de 25 mm et le diamètre interne de la partie du manchon 16 qui est située entre les nervures 37 et 38 est de 24 mm.On comprend ainsi que le manchon annulaire 16 est légèrement dilaté lorsqu'il est engagé en prise avec les éléments 10 et ll et ceci améliore l'étanchéité assurée par le manchon. La fonction d'étanchéité du manchon 16, entre les première et seconde nervures 31 et 33 est encore améliorée en raison du fait que les bords latéraux 45 de la troisième nervure interne 38 convergent mutuellement vers la surface périphérique interne de la nervure 38 de telle sorte que la dimension axiale de la surface périphérique interne de la ner- vure 38 est inférieure à la distance entre la première et la seconde nervures externes 31 et 33. Dans ce mode de réalisation, 11 angle compris entre les bords latéraux 45 est de 300. Comme on le voit aux Fig. 1 et 3, la troisième nervure interne 38 assure l'étanchéité autour de la base de l'un de ses bords latéraux avec la nervure 31 et également contre une partie intermédiaire du bord latéral adjacent de la nervure 33, en raison du fait qutil est prévu sur la nervure 33 une partie ventrée chanfreinée 50. Dans une variante, la partie d'entrée 50 est supprimée et la nervure 38 assure ltétanchéi- té avec la nervure 33 dtune façon analogue a' l'étanchéité qu'elle assure avec la nervure 31. La convergence des bords latéraux de la troisième nervure 38 l'une vers ltautre facilite également le positionnement et-la venue en prise correcte de cette troisième nervure 38 dans l'espace compris entre la première et la seconde nervures externes 31 et 33. La troisième nervure 38 présente un diamètre interne qui est égal ou inférieur au diamètre de la surface externe du manchon 30. La seconde nervure annulaire interne 37 du manchon d'étanchéité 16 est engagee en prise entre les seconde et troisième nervures annulaires externes 33 et 34 de sorte que les bords latéraux 46, 47 de la nervure 37 viennent en prise entre elles. Le bord latéral 46 est chanfreiné suivant un angle de 150 par rapport â la direction radiale ainsi que le bord latéral de la seconde nervure 33 avec lequel il est en contact.Le bord lateal 47 de la seconde nervure annulaire 37 est chanfreiné suivant un angle de 450 par rapport a la direction radiale et assure en fait fait un contact linéaire avec le bord périphérique adjacent de la troisième nervure annu Paire externe 34 La distance d (Fig.4) entre la. base du bord latéral 46 et la seconde nervure 37 et le bord latéral 40 de la première nervure 36 est de 7 mm tandis que la distance en tre le bord latéral 40 de la première nervure annulaire externe 31 et la base du bord latéral chanfreiné de la nervure 33 avec lequel le bord latéral 46 de la nervure 37 est en contact est de 6,25 mm (nominale). Dans une variante un jeu est prévu èntre le bord latéral chanfreiné 46 et le bord la téral de la seconde nervure 33. Pour assembler le connecteur électrique décrit ci-des- sus, on amène ensemble le premier et le second éléments 10 et 11 avec les organes connecteurs 14 et 15 et les conducteurs 21 et 22 montés en position dans- ces éléments, avec le manchon 16 déjà monte sur le premier élément 10 de manière que la partie 30 soit amenée dans la partie 32. Peu apyres 11 entrée en contact de la partie 30 avec la partie 32, le. bord latéral chanfreine 47 de la nervure 37 du manchon 16 entre en contact avec la partie d'entrée chanfreinée 50 ceci astreignant la nervure 37 à fléchir vers lsextérieur pour lui permettre de franchir la nervure 33. Lorsque la ner vure 33 a été franchie elle fléchit en arrière vers l'inté- rieur pour pénétrer dans l'espace entre les nervures 33 et 34. En raison de la coopération nuntuelle des surfaces chan freinées des nervures 37 et 33 et en raison de la nature. élastique du manchon 16, il se révèle une tendance inhérente du premier et du second éléments 10 et 11 à être attirés l'un vers l'autre jusqu'à ce que la partie 30 vienne en contact contre l'épaulement 35. Dans cette position le manchon dcétanchéité 16 assure l'étanchéité contre les parties respectives du premier et du second éléments 10, 11, comme décrit plus haut pour assurer un joint d'étanchéité extramement efficace autour de la jonction entre le premier et le second é-léments 10 et 11. La séparation des éléments 10 et li est réalisée simplement en exerçant une force de séparation sur ces éléments, qui provoque un fltchissement de la nervure 3i vers l'exté- rieur, ce fléchissement étant facilité par les surfaces chan freinées des nervures 37 et 33. Dans le mode de réalisation décrit plus haut, chaque élément 10, 11, comporte sept organes de connexion 14 ou l5 Cependant il entre dans le cadre de l'invention de réaliser chaque élément avec un nombre quelconque désiré d'organes de connection. A la limite un seul organe de connection peut être prévu dans chaque éliment. Bien entendu le nombre des. alésages 17 et 18 correspond habituellement au nombre d'organe nes de connexion devant étire prévus. Comme on le voit à la Fig.2, les organes d'étanchéité 12 et 13 du câble ont une configuration externe telle qui ils sont fermement ajustés par emmanchement dans les premier et second éléments 10 et 11 respectivement et sont conformés de façon à s'opposer a' tout arrachement accidentel des éléments10 et 11. A cet égard les organes d'étanchéité 12 et 13 pour le câble sont identiques et présentent des surfaces périphériques externes 60 et 61 qui sont délimitées par deux paires de surfaces tronconiques reliées base contre base de sorte que lune ou l'autre extrémité de chaque organe d'étanchéité 12, 13, peut être engagée dans liélément 10 ou ll respectif. L'un des organes dtétanchéité annulaires 25, 26, dans chaque passage 23, 24, comporte une membrane 62, 63 venue de matière qui ferme le passage respectif 23, 24, jusquvà ce qui elle soit rompue lorsqu'un connecteur électrique 14, 15, est introduit a travers elle. Ceci assure l'empêchement de toute intrusion de saleté et d'humidité à travers un passage 23, 24 inutilisé. La première partie 30 formant manchon, venue de matière, présente une cavité 64 s1 étendant axialement (Fig.2) dans sa surface périphérique externe. La cavité 64 s'étend jusqu'a' l'extrémité de la partie 30 qui est introduite dans le.manchon 32. La surface périphérique interne' du manchon 32 comporte une nervure correspondante complémentaire (non représentée). Cet agencement de la cavité 64 et de la nervure (non représentée) assure que les parties 30 et 32 peuvent d- tre engagées en prise dans une seule position angulaire.Lorsque deux connecteurs électriques du même type sont utilisés au même endroit il peut etre possible de connecter ltélément 10 dtun connecteur à l'élément 11 de l'autre connecteur et d'obtenir des connexions électriques défectueuses. Pour empê cher ceci il est prévu deux doigts de positionnement (non représentés) qui sont introduits dans deux trous 17 et 18 autrement inoccupés de l'un des éléments, et deux autres doigts de positionnement (également non représentés) qui sont introduits dans deux autres trous 17 et 18, inutilisés pour un au treusage, prévus dans l'autre élément. Ces doigts de posi tionnement assurent, avec la cavité 64 et la nervure interne précitée que l'élément 10 d'un connecteur ne peut être engagé en prise avec l'élément 11 d'un autre connecteur. Les surfaces externes des éléments 10 et 11 comportent d'autres nervures annulaires externes 65, 66, venues de matière qui ai- dent à saisir les éléments 10 et 11 avec les doigts.Une nervure externe supplémentaire prévue sur l'élément 10 facilite le positionnement correct de cet élément entre les branches d'une pince de fixation (non représentée) afin dtassurer une fixation sûre du connecteur sur une surface de support sur la quelle est montée la pince de fixation et de façon à assurer que les branches de la pince ne détériorent pas ou ne déplacent pas le manchon d'étanchéité 16. Des nervures supplémentaires alignées 68 et 69 s'éten- dant axialement sont prévues sur les surfaces externes des éléments 10 et 11 respectivement. Ces nervures 68 et 69 facilitent une orientation angulaire correcte des éléments 10 et 11 avant leur engagement en prise. Ceci est particulièrement utile dans les espaces restreints dans lesquels les élé- ments-lQ et ll peuvent devoir être engagés mutuellement en prise lorsqu'on travaille sans visibilité, c'est-a' -dire sans pouvoir observer les éléments lO~et 11. REVENDICATIONS 1 - Connecteur électrique caractérisé en ce qu'il com prend (1) un premier élément électriquement isolant 10 ayant une première partie 30 formant manchon présentant une pre- mière nervure annulaire externe 319 (2) un second élément électriquement isolant Il ayant une seconde partie 32 for- mant manchon pourvue d'une seconde nervure annulaire externe 33 et d'une butée interne 35, ladite seconde partie 32 for- mant manchon étant adaptée pour recevoir ladite première partie 30 formant manchon et la butée interne 55 servant ia limi- ter l'introduction de ladite première partie dus la seconde de telle sorte que dans sa position d'introduction complète, la première nervure annulaire 33L soit espacée alement de la seconde nervure annulaire 33, (3) au moins un premier or gane connecteur électrique 14 monté dans le premier élément isolant 10, (4) au moins un second organe connecteur électrique 15 monté dansle second élément isolant il et adapté pour venir en prise avec le premier organe connecteur ou un premier organe connecteut- respectif lorsque les deux éléments isolants 10, 11, sont réunis, et (5) des moyens d'étanchéité pour assurer l'étanchéité du joint entre lesdites première et seconde parties 30, 32, formant manchons, lesdits moyens dté tanchéité comprenant un manchon d'étanchéité annulaire 16 en matière élastomère ayant une première, une seconde et une troisième nervures internes annulaires 36, 37, 382 qui sont disposées de manière qu'en service la première nervura interne 36 assure l'étanchéité contre la première partie 30 formant manchon, la seconde nervure interne 37 assure l'é- tanchéité contre la seconde partie 32 formant manchon, et que la troisième nervure interne 38 Si étende dans l'espace délimité entre la première et la seconde nervures annulaires externes 31, 33 et assure l'étanchéité contre celles-ci, et/ ou contre la première partie 30 formant manchon, la première nervure externe 31 étant disposée entre lesdites première et troisième nervures internes 36, 38, et la seconde nervure externe 33 étant disposée entre lesdites seconde et troisième nervures internes 37, 38. 2 - Connecteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la première nervure interne 36 du manchon dXé- tanchéité 16 comporte une partie qui délimite une-lèvre dté- tanchéité 39 ayant-un diamètre inférieur a' celui de la partie du premier manchon avec laquelle elle est en contact. 3 - Connecteur suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la troisième nervure annulaire interne 38 du manchon d'étanchéité 16 présente des bords latéraux 45 qui convergent ltun vers l'autre vers la périphérie interne de ladite nervure. 4 - Connecteursuivant-l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qutau moins l'un des bords latéraux en contact mutuel de la seconde nervure- interne 37 et de la seconde nervure externe 33 est chanfreiné. 5 - Connecteur suivant liure quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la seconde partie 32 formant manchon est pourvue dune troisième nervure annulaire 34 qui est espacée de la seconde nervure annulaire externe 33 de manière que la seconde nervure annulaire interne 37 soit disposée entre la seconde et la troisième nervures externes 33, 34 6 - Connecteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un bord latéral de la seconde nervure interne 37 adjacente à la troisième nervure annulaire externe 34 est chanfreiné. 7 - Manchon annulaire d'étanchéité en matière élastomère agencé et adapté pour être utilisé dans un connecteur électrique tel que défini suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une première, une seconde et une troisième nervures internes annulaires 36, 37, 38, qui sont disposées de manière qu'en service la première nervure interne 36 assure lrétanchéité contre-la première partie 30 formant manchon, la seconde nervure interne 37 assure lté- tanchéité contre la seconde partie 32 formant manchon, et que la troisième nervure interne 38 s' étende dans l'espace délimité entre la première et la seconde nervures annulaires externes 31, 33 et assure l'étanchéité contre celles-ci9 et/ou contre la première partie 30 formant manchon, la première ner vure externe 31 étant disposée entre lesdites première et troisième nervures internes 36 38 et la seconde nervure externe 33 étant disposée entre lesdites seconde et troisième nervures internes 37, 38.