Brevet FR2527389A1 — publié le 19831125

2527389. Perfectionnements apportés aux connecteurs électriques, destinés notamment à 9 tre utilisés dans un milieu liquide en particulier sous Pression La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux connecteurs électriques, destinés notamment à être utilisés dans un milieu liquide, constitués de deux éléments de connecteur accouplables de façon amovible au sein du milieu liquide et munis de contacts électriques respectifs, les éléments de connecteur comportant respec- tivement un bottier cylindrique supportant intérieurement un corps isolant qui renferme les susdits contacts. Le corps isolant disposé à l'intérieur du bottier cy- lindrique de chaque élément de connecteur est en général -constitué en un matériau synthétique relativement élasti- que, tel qu'un élastomère, qui est électriquement isolant ce corps isolant est donc apte à supporter mécaniquement les contacts électriques dudit élément de connecteur tout en assurant l'isolement électrique mutuel de ces contacts. Or, les élastomères habituellement utilisés pour l'application envisagée sont rapidement détériorés lors- qutils sont maintenus au contact de liquides, et notam- ment d'eau de mer; il en résulte une altération de la résistivité du corps isolant et une diminution de l'iso- lement entre contacts se traduisant par des fuites élec- triques. L'invention a donc essentiellement pour but de remé- dier à cet inconvénient et de concevoir un connecteur électrique qui satisfasse mieux que par le passé aux di- verses exigences de la pratique, en particulier pour ce qui concerne son utilisation dans un milieu liquide, no- tamment en milieu sous-marin. A cette fin, on prévoit conformément à l'invention que, dans un connecteur électrique du genre précité, un manchon rigide cylindrique entoure au moins la partie an- térieure de chaque corps isolant, que les deux manchons appartenant respectivement aux deux éléments de connecteur possèdent sensiblement les mêmes dimensions transversales, notamment le m 4 me diamètre, et sont positionnés axialement sur les corps isolants respectifs de manière telle qu'en position de connexion des deux éléments de connecteur île soient sensiblement aboutés, que des moyens d'isolement soient prévus pour que soit assuré l'isolement électrique mutuel des contacts lors de la connexion des deux éléments de connecteur, et que l'un des éléments de connecteur (pre- mier élément de connecteur) possède une bague extérieure au manchon correspondant et déplaçable axialement, sous l'action de moyens de commande, en direction de l'autre élément de connecteur (second élément de connecteur) au cours de l'opération d'accouplement des deux éléments de connecteur, cette bague étant munie dans sa face intérieu- re de deux joints d'étanchéité annulaires écartés axiale- ment l'un de l'autre d'une distance telle et la course axiale de la bague étant telle que, lorsque les éléments de connecteur ne sont pas accouplés et que la bague est effacée dans le premier élément de connecteur, les deux joints d'étanchéité annulaires sont en appui sur le man- chon correspondant tandis que, lorsque les deux éléments de connecteur sont accouplés et que la bague est en posi- tion sortie, ladite bague entoure alors une portion axiale antérieure du manchon du second élément de connecteur et les deux joints d'étanchéité annulaires sont en appui res- pectivement sur les deux manchons rigides. Ainsi, lorsque les deux éléments de connecteur sont accouplés, les deux joints annulaires entourent de façon étanche les deux manchons rigides en étant situés de part et d'autre des faces frontales coopérantes des deux élé- mente de connecteur De la sorte, ces joints assurent l'isolement étanche de ces faces frontales coopérantes (faces qui sont constituées essentiellement par les faces frontales des corps isolants respectifs des deux éléments de connecteur) par rapport aux parties restantes du coene 0- teur, lesquelles sont en général baignées par le milieu li- quide environnant Autrement dit, ces joints empêchent les corps isolants d'être en contact permanent avec le liquide environnant lorsque les deux éléments de connecteur sont accouplés l'un à l'autre et ils contribuent au maintien des propriétés électriquement isolantes desdits corps. Il est tout particulièrement avantageux d'associer aux dispositions qui précèdent, les dispositions complémen- taires consistant en ce que lez susdits moyens d'isolement comprennent, dans l'un des éléments de connecteur, des bos- sages tronconiques prévus sur la face frontale du corps isolant et à l'extrémité antérieure desquels apparaissent respectivement les bouts antérieurs des contacts correspon- dants et, dans l'autre élément de connecteur, des évidements tronconiques creusés dans la face frontale du corps isolant et au fond desquels apparaissent respectivement les bouts antérieurs des contacts correspondants, les bossages et les évidements possédant respectivement des formes complémentaires tel- les qu'en position d'accouplement des deux éléments de con- necteur les éviiementsentourent les bossages de façon étanche. Dans ces conditions, lorsque l'accouplement des deux éléments de connecteur s'effectue au sein d'un milieu li- quide, la venue en contact, puis le maintien en appui des faces frontales des-deux corps isolants présentant respectivement les bossages tronconiques et les évidements tronconiques permettent d'assurer que le liquide est chassé d'entre les faces frontales coopérantes et qu'au- cune quantité notable dudit liquide demeurera au contact des corps isolants alors que les deux éléments de connec- teur sont accouplés Un tel résultat est obtenu facilement si les deux corps isolants sont maintenus appuyés l'un- contre l'autre par leurs faces frontales sous l'action d'une force d'appui. De préférence, dans un mode de réalisation intéres- sant pour sa simplicité de conception et de manipulation, les moyens de commande du déplacement axial de la bague mobile sont constitués par une bague de verrouillage por- tée par le premier élément de connecteur et assurant, de façon en soi connue, le verrouillage de l'accouplement mécanique des deux éléments de connecteur. Dans le cas o le connecteur de l'invention est des- tiné à être utilisé dans un milieu liquide sous pression, il est souhaitable que la bague portant les joints annu- laires fasse partie intégrante du boltier du premier élé- ment de connecteur, ces moyens étant de préférence des moyens hydrauliques tels qu'un bain d'huile soumis à la pression extérieure et en contact avec le corps isolant. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation préféré donné uniquement à titre d'exemple non limitatif; dans la description, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels les figures 1 et 2 sont des vues en coupe axiale d'un connecteur agencé conformément à l'invention, respec- tivement dans deux positions différentes (respectivement position non accouplée et position accouplée). Dans la suite de la description, on désignera par extrémité ou face antérieure (ou avant) d'un élément de connecteur l'extré- mité ou la face de cet élément agencée pour coopérer avec l'extrémité ou la face en regard de l'autre élément de con- necteur, et par extrémité ou face postérieure (ou arrière) l'extrémité ou la face dudit élément opposée à la précédente. En se reportant tout d'abord à la figure 1, le con- necteur est constitué d'un premier élément de connecteur A, ou élément m Ale, qui, dans le mode de réalisation re- présenté, peut être considéré comme fixe, et un second élément de connecteur B, ou élément femelle, qui peut être considéré comme mobile ou amovible. L'élément A comprend un boitier protecteur extérieur 1, de forme cylindrique de révolution agencé extérieurement, dans sa partie arrière, pour permettre la fixation de l'élé- ment A sur une paroi 2 (épaulement 3, filetage externe 4 et bague de blocage 5) et, dans sa partie avant, pour permet- tre l'accouplement mécanique avec l'élément B (filetage 6). Intérieurement, l'élément A est agencé pour recevoir successivement (de l'arrière vers l'avant): une plaque d'appui 7; un corps isolant 8 en élastomère supportant (de toute façon appropriée connue de l'homme de l'art) des contacts électriques 9 de type mâle (broches) dont les queues de raccordement aux conducteurs électriques (non représentés) traversent la plaque 7; une bague de blocage entourant une partie axiale du corps isolant; et enfin, ure bague filetée Il vissée à l'intérieur du bottier 1 et maintenant l'ensemble des pièces assemblées par appui sur des portées. Par ailleurs, on notera que des joints d'étanchéité sont prévus, d'une part, entre le bottier 1 et la paroi 2 sur laquelle est monté l'élément A et, d'autre part, entre la bague de blocage 10 et le bottier 1. En outre, la bague de blocage 10 présente une portion annulaire 12 décalée radialement vers l'intérieur tandis que le corps isolant 8 possède une jupe annulaire 13 qui, en position de montage de l'ensemble, est comprimée entre la susdite portion annulaire 12 et la face intérieure du bottier 1. La bague de blocage 10 s'étend vers l'avant, par une zone annulaire en forme de manchon 14 situé immédiatement en arrière de la face frontale 15 du corps isolant 8 et dont le rôle sera explicité ultérieurement. Enfin, la face avant 15 du corps isolant 8 possède des bossages tronconiques 16 entourant chacun des contacts 9 dont seule l'extrémité en forme de broche fait saillie. L'élément B comprend lui aussi un bottier cylindrique 17 agencé extérieurement pour pouvoir être accouplé avec le bottier 1 de l'élément A: il est à cette fin entouré d'une bague tournante de verrouillage 18 filetée intérieure- ment (pour coopérer avec la partie avant filetée du bot- tier 1) et comporte une ou plusieurs clavettes extérieures de guidage et de détrompage 19 aptes à coulisser dans des cannelures 19 a creusées intérieurement-dans le bottier 1. A l'intérieur du bottier 17 de l'élément B, un corps isolant 20, bloqué vers l'arrière par une plaque d'appui a, porte, de toute façon en soi connue, des contacts électriques 21 de type femelle (douilles) Les parties avant (douilles) de ces contacts ne débouchent pas direc- tement sur la face avant 22 du corps isolant 20, mais au fond d'évidements tronconiques 23 en forme d'entonnoirs qui sont creusés dans ladite face avant 22 et qui possè- dent une forme complémentaire de celle des bossages 16 du corps isolant 8 de l'élément A. Un manchon 24 entoure la partie axiale antérieure du corps isolant 20 immédiatement en arrière de sa face fron- tale Ce manchon 24 est entoure par deux joints toriques , 26, distants axialement l'un de l'autre, logés dans des gorges creusées dans la surface intérieure du bottier 17. De plus, sur la face interne du bottier 17, il est prévu un épaulement 27 situé en arrière du joint 26 tandis que la surface extérieure du corps isolant 20 présente une saillie annulaire 28 constituant, vers l'avant, un épaule- ment apte à coopérer avec l'épaulement 27 Un ressort spi- ral 29 entoure le corps isolant 20 en arrière de la sail- lie annulaire 28 et est comprimé entre ladite saillie àl'a- vant et un appui fixe solidaire du bottier 17 à l'arrière. Lorsque le connecteur qui vient d'être décrit est destiné à 4 tre utilisé au sein d'un milieu liquide sous pression, par exemple en milieu Sousmarin, on prévoit, dans la partie arrière de l'élément B, des moyens de com- pensation de la pression que le milieu liquide exerce sur. les pièces composantes de l'alément, et en particulier sur la face frontale du corps isolant Ces moyens de compensa- tion peuvent par exemple etre, d'une façon en soi connue, un bain d'huile, soumis à la pression extérieure, emplis- sant l'espace 30 situé en arrière du corps isolant 20 et traversé par les queues des contacts 21 et les conducteurs qui leur sont raccordés, Enfin, on notera qu'il est prévu, pour chaque élément A et B, un capuchon obturateur (non représenté) qui est mis en place sur l'avant de l'élément et qui est agencé pour présenter la m 8 me configuration que l'élément complé- mentaire de manière que, lorsque les éléments A et/ou B sont immergés en position désaccouplée pour une durée re- lativement longue, les corps isolants 8 et/ou 20 ne soient pas laissés au contact du liquide ambiant. Le fonctionnement du connecteur de l'invention est le suivant. Les éléments A et B étant désaccouplés sont présentées, munis de leur capuchon protecteur, face à face dans la 2, 7389 position angulaire convenable déterminée par les clavettes 19 et les cannelures correspondantes 19 a. Après enlèvement des capuchons protecteurs, les deux éléments sont enfoncés l'un dans l'autre et on fait tour- ner la bague de verrouillage 18 de l'élément B pour la visser sur le bottier 1 de l'élément A Il en résulte un déplacement rectiligne axial de l'élément B en direction de l'élément A, au cours duquel l'espace 31, rempli de li- quide, défini par les parois en regard des éléments A et B diminue de volume, le liquide chassé sortant par les jeux existant entre les organes (notamment entre la bague 18 et les bottiers 1 et 17) et éventuellement par des trous d'évacuation 32 prévus dans la paroi du bottier 1 en avant du corps isolant 8. Au cours de ce déplacement, les plots tronconiques 16 entourant les contacts mâles 9 pénètrent dans les évide- ments tronconiques 23 précédant les contacts femelles 21 (figure 1) en chassant progressivement le liquide qui s'y trouve, et ils occupent complètement ces évidements au mo- ment o les faces frontales 15 et 22 des deux corps iso- lants 8 et 20, respectivement, sont en butée l'une contre l'autre (voir figure 2). Le corps isolant 20 de l'élément B étant maintenant fixe par rapport à l'élément A, le bottier 17 de l'élément B se désolidarise du corps isolant 20 et poursuit seul sa course, sous l'action d'entraînement de la bague 18, pour parvenir dans la position d'accouplement représentée à la figure 2. Dans cette position, le joint annulaire 25 entoure de façon étanche le manchon 14 du corps isolant 8 de l'élément A, tandis que le joint annulaire 26 entoure de façon étan- che le manchon 24 du corps isolant 20 de l'élément B Ain- si, l'interface 15-22 des deux corps isolants 8 et 20 aboutés est Isolée de façon étanche du liquide sous pres- sion dans lequel est plongé le connecteur. Comme par ailleurs, la forme pratiquement complémen- taire des faces frontales 15 et 22 et l'appui élastique mutuel des deux corps isolants sous l'effort exercé par ln 2527389. ressort 29 mis sous pression ont provoqué l'élimination quasi complète du liquide au niveau de l'interface 15-22, on est assuré qu'aucune quantité notable de liquide demeu- re, en position d'accouplement, au contact des corps iso- lants, et on est ainsi prémuni contre le risque d'un dé- faut d'isolation électrique entre contacts que pouvaient à la longue présenter les connecteurs antérieurs. En outre, en position déconnectée du connecteur, le liquide environnant sous pression exerce une compression latérale sur le corps isolant 20 de l'élément B (flèches 33), d'une part, et sur le corps isolant 8 (flèches 34) et les plots tronconiques 16 (flèches 35) de l'élément A, d'autre part Cette compression applique l'élastomère constitutif des corps isolants sur les contacts 9 et 21 et vient s'ajouter au pincement élastique de l'élastomère sur ces contacts dl au retrait que l'élastomère subit lors de sa polymérisation au cours de la fabrication du corps isolant On obtient ainsi une liaison étanche entre l'é- lastomère et les contacts, et le liquide sous pression ne peut pas remonter le long des contacts et parvenir dans la zone arrière des éléments A et B. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés I elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. 2527389. 9. REVEIDICATIONS 1 Connecteur électrique, destiné notamment à être utilisé dans un milieu liquide, constitué de deux éléments de connecteur (A, B) accouplables de façon amovible au sein du milieu liquide et munis de contacts électriques respectifs ( 9, 21), les éléments de connecteur comportant respectivement un bottier cylindrique ( 1, 17) supportant intérieurement un corps isolant ( 8, 20) qui renferme les susdits contacts, caractérisé en ce qu'un manchon rigide cylindrique ( 14, 24) entoure au moins la partie antérieure de chaque corps isolant ( 8, 20), en ce que les deux man- chons ( 14, 24) appartenant respectivement aux deux éléments de connecteur possèdent sensiblement les mêmes dimensions transversales, notamment le même diamètre, et sont posi- tionnés axialement sur les corps isolants respectifs de manière telle qu'en position de connexion des deux éléments de connecteur ils soient sensiblement aboutés, en ce que des moyens d'isolement sont prévus pour que soit assuré l'isolement électrique mutuel des contacts lors de la con- nexion des deux éléments de connecteur, et en ce que l'un (B) des éléments de connecteur (premier élément de connecteur) possède une bague ( 17) extérieure au manchon ( 24) corres- pondant et déplaçable axialement, sous l'action de moyens de commande ( 18), en direction de l'autre (A) élément de connecteur (second élément de connecteur) au cours de l'o- pération d'accouplement des deux éléments de connecteur, cette bague étant munie dans sa face intérieure de deux joints d'étanchéité annulaires ( 25, 26) écartés axialement l'un de l'autre d'une distance telle et la course axiale de la bague étant telle que, lorsque les éléments de con- necteur ne sont pas accouplés et que la bague est effacée dans le premier élément de connecteur, les deux joints d'étanchéité annulaires sont en appui sur le manchon ( 24) correspondant tandis que, lorsque les deux éléments de connecteur sont accouplés et que la bague est en position sortie, ladite bague entoure alors une portion axiale an- térieure du manchon ( 14) du second élément de connecteur et les deux joints d'étanchéité annulaires ( 25, 26) sont en appui respectivement sur les deux manchons rigides ( 14, 24). 2 Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les susdits moyens d'isolement com- prennent, dans l'un (A) des éléments de connecteur, des bossages tronconiques ( 16) prévus sur la face frontale ( 15) du corps isolant ( 8) et à l'extrémité antérieure des- quels apparaissent respectivement les bouts antérieurs des contacts ( 9) correspondants et, dans l'autre élément de connecteur (B), des évidements tronconiques ( 23) creusés dans la face frontale ( 22) du corps isolant ( 20) et au fond desquels apparaissent respectivement les bouts anté- rieurs des contacts ( 21) correspondants, les bossages ( 16) et les évidements ( 23) possédant respectivement des formes complémentaires telles qu'en position d'accouplement des deux éléments de connecteur les évidements entourent les bossages de façon étanche. 3 Connecteur électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'en position d'accouplement les fa- ces frontales ( 15, 22) des corps isolants ( 8, 20) sont aboutées sous pressiono 4 Connecteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de commande du déplacement axial de la bague mobile ( 17) sont constitués par une bague de verrouillage ( 18) portée par le premier élément (B) de connecteur et assurant, de façon en soi connue, le verrouillage de l'accouplement mécanique des deux éléments de connecteur. Connecteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la bague ( 17) portant les Joints annulaires ( 25, 26) fait partie inté- grante du bottier du premier élément (B) de connecteur. 6 Connecteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, destiné à être utilisé dans un mi- lieu liquide sous pression, caractérisé en ce que la cu- lasse arrière du premier élément de connecteur comprend des moyens de compensation axiale de pression. 7 Connecteur électrique selon la revendication 6, 2527389, 11 l caractérisé en ce que les moyens de compensation axiale de pression sont des moyens hydrauliques.