Brevet FR2501919A1 — publié le 19820917

"Connecteur électrique pour environnements hostiles" La présente invention concerne de façon générale les connecteurs électriques et elle porte plus particuliè- rement sur les connecteurs destinés à être utilisés dans des environnements hostiles dans lesquels de l'humidité ou d'autres contaminants peuvent être présents. Bien que les conséquences défavorables de l'hu- midité en tant qu'agent favorisant l'action galvanique et la corrosion dans le matériel électrique aient été large- ment reconnues et qu'on ait tenté d'éviter de telles conséquences par diverses pratiques consistant entre autres à sceller et à enrober les composants,onn'est de façon générale pas encore parvenu à prendre des mesures aisées et relativement économiques pour assurer la pro- tection contre l'environnement des "connecteurs pour câ- bles plats". Le brevet U.S. 4 274 199 décrit une technique effective, propre aux câbles multiconducteurs plats et au montage de connecteurs d'extrémité à perçage d'isolant pour ces câbles. Comme il est indiqué dans ce brevet, le câble plat est complètement enfermé de manière étanche, par application de façon déterminée d'une bande adhésive sur lui, avant le montage de connecteurs d'extrémité à perçage d'isolant. Après ce préassemblage du câble et de la bande, cette dernière présente également une composi- tion adhésive extérieure complète sur toute son étendue qui doit faire l'objet d'un perçage d'isolant. Par consé- quent, lorsqu'on fait pénétrer des contacts de force à travers l'isolant du câble pour qu'ils établissent une connexion hermétique avec les conducteurs du câble, l'adhésif extérieur est amené dans une position dans la- quelle il enrobe de façon étanche aux fluides les contacts qui sont adjacents aux deux côtés opposés du câble. De tels contacts à perçage d'isolant s'étendent 35. de façon caractéristique,à lopposé de leurs extrémités de per- çage de câble, vers des broches ou des réceptacles qui sont supportés dans le boîtier du connecteur selon une configuration dite en "D" qui est une configuration normali- sée de bornes de sortie pour la réalisation d'interconne- xions. Lorsque la protection contre l'environnement doit s'étendre sur toute l'interconnexion, c'est-à-dire de part et d'autre de la jonction de connexion de deux connecteurs en "D" de ce type, la technique du brevet précité n'appor- -te qu'une solution partielle. On ne connaît pas non plus jusqu'à présent de solution aisée et relativement écono- mique qui soit complémentaire de la solution partielle. Le but principal de l'invention est de réaliser des connecteurs électriques perfectionnés destinés à être employés dans des environnements hostiles qui favorisent l'action galvanique et/ou la corrosion des contacts élec- triques. L'invention a plus particulièrement pour but de réaliser un connecteur multicontact protégé contre l'envi- ronnement, destiné à être employé pour établir une conne- xion séparable entre un câble plat muni d'un connecteur d'extrémité et un dispositif accessoire. Pour atteindre les buts précédents ainsi que d'autres, l'invention consiste en un connecteur qui com- porte un boîtier muni d'une cavité adjacente à une paroi que traversent des contacts. Une pièce élastique est em- boîtée dans la cavité de la paroi et elle est traversée par des passages de contacts. Une paroi extérieure de la pièce élastique comporte également une cavité dans laquel- le un élément rapporté rigide est emboîté de force, de - façon que sa périphérie soit contiguë à la pièce élasti- que et de façon que la périphérie de la pièce élastique elle-même soit contiguë à la structure de boîtier qui limi- te la cavité du boîtier. L'élément rapporté comporte une région ouverte continue que les contacts traversent pour être connectés à un dispositif accessoire. Dans un mode de réalisation préféré, une nervure sans fin fait saillie à partir de la pièce élastique et 35. l'élément rapporté comporte une saillie qui entoure com- plètement la nervure. L'élément rapporté est appliqué de force contre la pièce élastique par des dispositifs de fi- xation qui sont situés sur les bords des contacts et qui traversent l'élément rapporté et la pièce élastique pour pénétrer dans le boîtier. Dans cette configuration, la pièce élastique établit des joints multiples, c'est-à- dire des joints entre elle-même et les contacts, entre elle-même et le boîtier, entre elle-même et un disposi- tif accessoire et entre elle-même et un panneau de mon- tage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation, donné à titre non limitatif. La suite de la description se réfère aux dessins annexés sur lesquels les éléments similaires sont toujours désignés par les mêmes numéros de référence et sur lesquels: La figure 1 est une représentation éclatée mon- trant, individuellement et en perspective, les pièces constitutives d'un connecteur conforme à l'invention. La figure 2 est une vue en perspective du connecteur de la figure 1 avec les pièces constitutives assemblées. La figure 3 est une coupe du connecteur de la figure 2 selon le plan III-11I de la figure 2. On va maintenant considérer la représentation éclatée de pièces de la figure 1, qui montre qu'un con- necteur 10 comprend un boîtier 12 comportant une paroi avant verticale 14. Une partie avant, ou nez, 16 du boî- tier s'étend vers l'extérieur en débordant par rapport à la paroi 14, ce qui définit une cavité avant 18 dont la périphérie est limitée par la partie de nez 16. Des ouvertures de réception/support de contact, 14a-14g sont situées dans une région générale centrale de la paroi 14 et elles sont disposées selon une configuration en D, par exemple, avec quatre contacts dans la rangée supérieu- re parmi les deux et trois contacts dans la rangée infé- rieure, avec les contacts respectivement décalés dans la direction latérale du boîtier de façon que la succession, en direction latérale, soit: contact supérieur, contact inférieur, contact supérieur, etc. Au niveau du bord gau- che de la paroi 14, le connecteur comporte un passage 20 4' pour un élément de fixation. Un passage similaire 22 se trouve du côté droit. TUn bottier 24 s'étend vers l'arrière à partir de la paroi 14 et il définit des encoches de sor- tie de contacts 26a-26g, les encoches 26a-26c étant visi- bts sur la figure 1. Une pièce 28 en élastomère élastique est cons- tituée par du caoutchouc ou une matière analogue qui peut être déplacée sous l'action d'une force dans le but d'éta- blir l'étanchéité. La pièce 28 comporte une paroi arrière plane et une paroi avant verticale 30, et sa profondeur de même que les dimensions de sa périphérie sont choisies de façon que cette pièce 28 puisse être logée de façon serrée dans la cavité 18 du boîtier 12. Une cavité 32 est formée dans la partie avant de la pièce 28 et sa périphé- rie est limitée par une partie de nez 34 de la pièce élas- tique. Des passages de contacts. 30a-30g traversent la pa- roi 30 dans la région centrale, de façon à coïncider avec les ouvertures 14a-14g du bottier lorsque la pièce 28 est logée dans la cavité 18 du bottier. Des passages d'élément de fixation 36 et 38 traversent la pièce 28 de façon à coïncider avec les passages homologues 20 et 22 du bottier. Une nervure sans fin 40 fait saillie vers l'extérieur à partir de la paroi 30 en entourant les passages de contacts a-30g. L'élément rapporté 42 est un corps rigide qui est constitué de préférence par la même matière plastique que le boîtier 12 et il constitue une forme de pièce de ferme- ture pour le connecteur, comme on le verra mieux en rela- tion avec la description qui suit des figures 2 et 3. L'élément rapporté 42 comporte une paroi arrière plane et une paroi avant verticale 44 dans laquelle est formée une ouverture centrale 46, pour laisser apparaître les passages de contacts 30a-30g de la pièce élastique et pour permettre le passage de contacts à travers, en vue de l'accès par l'extérieur de l'élément rapporté. L'élément rapporté 42 est dimensionné sélectivement en ce qui concerne sa pro- fondeur et sa périphérie de façon à pouvoir se loger de manière serrée dans la cavité 32 de la pièce élastique, et 250 1 9 1 9 il comporte des guides d'élément de fixation 48 et 50 qui sont placés de façon à traverser les passages 36 et 38 de la pièce élastique et à pénétrer dans les passages 20 et 22 du boîtier lorsque les pièces constitutives du connecteur sont ainsi emboîtées les unes dans les êtres. La partie de nez 52 de l'élément rapporté 42 fait saillie vers l'extérieur par rapport à la paroi 44 et elle est dimensionnée de façon à entourer en position contiguë la nervure sans fin 40 de la pièce élastique 28. Dans la forme préférée, les guides 48 et 50 et la partie de nez 52 sont formés d'une seule pièce avec l'élément rapporté 42. On voit ainsi que l'emboîtement de l'élément rapporté 42 dans la pièce 28 est en partie un emboîtement intérieur et en partie un emboîtement extérieur. Le composant de connecteur restant sur la figu- re 1 est le contact 54, qu'on voit sous le boîtier 12 pour la commodité de la représentation de la structure du contact. Dans le mode de réalisation indiqué, le contact 54 peut consister en une tige métallique conduc- trice de l'électricité qui présente un coude à 90 , vers l'extérieur de la paroi arrière du boîtier. On voit que le connecteur indiqué est du type à boîtier en équerre, destiné de façon caractéristique à une connexion de tran- sition entre une carte de circuit imprimé disposée dans, un plan parallèle à la base 24 du boîtier, et un connec- teur vertical monté sur panneau ayant des contacts femel- les également parallèles à-la base 24 du boîtier. On va maintenant considérer la représentation assemblée du connecteur 10, sur la figure 2, sur laquelle on voit la pièce élastique 28 emboîtée dans le boîtier 12 et l'élément rapporté 42 emboîté dans la pièce élasti- que 28, avec des éléments de fixation 56 et 58 en place pour fixer les composants ensemble, de façon à établir une barrière hermétique vis-à-vis de l'humidité. Des contacts 54a-54g traversent la paroi 30, à l'intérieur des parties de nez de la pièce 28 et de l'élément rappor- té 42, et ces contacts sont accessibles pour des contacts femelles (non représentés) d'un connecteur de dispositif accessoire. Du côté droit de la figure 2, on voit les contacts 54d et 54g qui traversent la base 24 pour être accessibles pour la connexion sur une carte de circuit imprimé. La représentation de la figure 3 permet de com- *prendre de façon plus détaillée la fonction préférée de la pièce 28 pour établir une barrière hermétique, ainsi que ses relations mutuelles de structure avec les autres composants du connecteur. Dans ce but, la figure 3 est une coupe qui montre ce qu'on verrait en regardant vers le bas à partir du plan III-III de la figure 2, avec le connec- teur de la figure 2 modifié de façon à être monté sur un panneau désigné par la référence 60 sur la figure 3. Pour assembler les composants de la figure 3, on introduit les contacts 54 dans le bottier 12 de façon qu'ils affleu- rent l'encoche 26. Ensuite, on introduit le contact supé- rieur gauche 54a dans le bottier (en Traversant l'arrière de l'ouverture 14a sur la figure 1), jusqu'à ce que ce contact porte contre la paroi avant de l'encoche de sor- tie 26g. On introduit de façon similaire le contact infé- rieur gauche 54e jusqu'à ce qu'il porte contre la paroi avant de l'encoche de sortie 26f, etc. On loge ensuite la pièce élastique 28 dans Le bottier de façon que sa paroi arrière affleure la paroi 14 du bottier, les contacts pé- nétrant de force dans les passages de contacts de la piè- ce élastique et traversant ces passages. On assemble ensui- - te l'élément rapporté 42 et ses guides d'élément de fixa- tion entrent en premier dans l'assemblage de la pièce 28 et-du bottier 12. Le guide 48 représenté entre dans le bottier de façon à affleurer une douille taraudée 64 du bottier, et la région encochée 48a du guide affleure alors la région de la pièce 28 qui est adjacente au passage d'élément de fixation 36 de cette pièce (figure 1). Lors- que l'élément rapporté, la pièce d'étanchéité et le bol- tier sont ainsi assemblés, on place une rondelle élastique 62 contre le guide 48 et on dispose l'assemblage contre le côté arrière du panneau 60, on introduit les éléments de fixation 56 et 58 dans le panneau et l'assemblage et on les 250 1919 visse dans les douilles 64. Plusieurs joints étanches aux liquides sont alors établis, à savoir entre la pièce 28 et les contacts qui la traversent, entre la pièce 28 et l'élément rapporté 42, entre la pièce 28 et le panneau 60 et entre la pièce 28 et le boîtier 12. De plus, lorsqu'un connecteur associé, tel qu'un connecteur monté à l'extré- mité d'un câble plat d'une manière assurant la protection contre l'environnement, conformément à ce qui a été indi- qué ci-dessus en relation avec le brevet U.S. 4 274 197, entre dans la partie de nez 40 de la pièce 28, un joint supplémentaire étanche aux liquides est établi avec le boîtier de ce connecteur associé qui entoure ses contacts et qui est logé dans la partie de nez 40. Une connexion protégée contre l'environnement s'étend ainsi depuis les connexions des contacts à perçage d'isolant avec les conducteurs du câble plat, en passant par les éléments femelles de ces contacts et par la jonction de connexion entre ces éléments femelles et les contacts mâles repré- sentés ici, jusqu'à la connexion de la carte de circuit imprimé avec les contacts mâles, ou broches. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. 250 1 9 1 9 REVENDICATIONS 1. Connecteur électrique caractérisé en ce qu'il comprend: un boîtier (12) ; des moyens de contact (54) qui.traversent te boîtier et s'étendent au-delà de ce der- nier, dans le but d'établir des interconnexions; une pièce élastique (28) qui est emboîtée dans le bottier et entoure les moyens de contact en étant contiguë à ceux-ci; et un élément rapporté (42) qui est emboîté dans la pièce élas- tique de façon à déplacer cette dernière pour l'amener en contact étanche avec le bottier et les moyens de contact. 2. Connecteur selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comprerd en outre des éléments de fixation (56, 58) destinés à communiquer une force à l'élé- ment rapporté de façon que ce dernier effectue l'action qui consiste à déplacer la pièce élastique. X 3. Connecteur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le bottier (12), la pièce élastique (28) et l'élément rapporté (42) définissent conjointement des passages de fixation en coïncidence (20, 36, 48; 22, 38, 50); et le connecteur comprend en outre des éléments de fixation (56, 58) qui traversent ces passages en étant fixés au boîtier. 4. Connecteur selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de con- tact (54) comprennent un ensemble de contacts individuels (54a-54g); et l'élément rapporté définit à travers lui une ouverture commune (46) pour le passage de cet ensem- ble de contacts. 5. Connecteur selon la revendication 4, caracté- risé en ce que l'élément rapporté comporte une partie de nez (52) adjacente à l'ouverture commune et disposée de façon à entourer en position contiguë la pièce élastique (28). *6. Connecteur selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 5, caractérisé en ce que la pièce élastique (28) comporte une partie (40) qui est emboîtée dans l'élé- ment rapporté. 250 1919 7. Connecteur selon la revendication 6, caracté- risé en ce que la pièce élastique (28) comporte une par- tie de nez (40) qui s'étend à distance des moyens de con- tact; et la partie de nez (52) de l'élément rapporté s'étend à l'extérieur de la partie de nez de la pièce élas- tique en position contiguë. 8. Connecteur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'élément rapporté définit à travers lui une ouverture (46) qui donne accès aux moyens de contact (54) par l'extérieur du connecteur. 9. Connecteur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la pièce élastique définit à travers elle des passages de contacts (30a-30g) et elle comporte une nervure sans fin (40) qui limite ces passages; et en ce que l'élément rapporté (42) comporte une partie (52) qui entoure complètement la nervure de la pièce élastique. 10. Connecteur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le boîtier définit une cavité (18) dans une paroi verticale et un ensemble de passages (14a-14g) qui traversent cette paroi; la pièce élastique (28) est disposée dans la cavité (18) du boîtier et sa périphérie est contiguë avec la structure du boîtier qui limite la cavité; la pièce élastique comporte un premier côté conti- gu à la paroi du boîtier et un second côté, opposé au premier, et elle définit entre ces côtés des passages (30a-30g) qui coïncident avec les passages du boîtier; la pièce élastique définit une cavité (32) dans son second côté; les moyens de contact (54) sont situés dans les pas- sages du boîtier et de la pièce élastique et ils s'étendent au-delà dans le but de réaliser des interconnexions; et l'élément rapporté (42) est disposé dans la cavité (32) de la pièce élastique pour établir un contact étanche entre la pièce élastique et le boîtier, ainsi qu'entre la pièce élastique et les moyens de contact.