Brevet FR2576718A1 — publié le 19860801

FICHE POUR CONNECTEUR ETANCHE RESISTANT A LA PRESSION La présente invention se rapporte aux connecteurs étanches qui peuvent être immergés dans un milieu fluide tel que la mer et résister aux pressions correspondant à une immersion importante. Un tel connecteur peut être utilisé par exemple pour établir une liaison entre un véhicule sous-marin téléguidé et le câble qui le relie à l'installation de téléguidage située en surface. Ce connecteur comprend alors une embase fixée au véhicule et une fiche terminant le câble et accouplée à l'embase. Il est connu de réaliser des connecteurs étanches résistant à la pression en utilisant des techniques complexes et onéreuses. On a par exemple décrit dans le brevet américain 4 003 620 un connecteur résistant à la pression dont chaque fiche comporte du c8té du câble une chambre dans laquelle arrivent les connecteurs du câble, qui est remplie d'huile et est en communication avec l'intérieur du câble, lequel contient la même huile. L'enveloppe du câble étant en caoutchouc, cette chambre et les broches de connexion qui s'y trouvent sont en équipression avec le milieu extérieur dans lequel sont plongés le connecteur et le câble. Le bloc de connexion dans lequel passent ces broches est par contre massif et en matériau résistant à la pression. Les broches elles-mêmes sont scellées dans ce bloc à l'aide de perles de verre qui doivent elles aussi résister à la pression.La face extérieure de ce bloc de connexion doit bien entendu être usinée avec une très bonne précision pour avoir des surfaces de contact parfaites, afin d'une part de répartir la pression sur toute cette surface et d'autre part empêcher l'infiltration du milieu extérieur, qui dans le cas de l'eau de mer est très conducteur. Pour remédier à ces inconvénients, l'invention propose de munir le bloc de connexion supportant les broches de connexion, d'un moyen de communication permettant au liquide isolant contenu dans le corps de la fiche de s'écouler vers la face extérieure de ce bloc de connexion lorsque la fiche est raccordée au dispositif de connexion complémentaire, ce qui permet de mettre ce bloc de connexion en équipression et de noyer les broches de connexion dans le liquide isolant. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en regard des figures annexées qui représentent: - la figure 1, une vue en coupe d'un connecteur selon l'invention; - la figure 2, une vue en coupe de la valve 17 de la figure 1 - la figure 3, une vue en coupe d'une première variante de réalisation d'un connecteur selon l'invention; - la figure 4, une vue en coupe d'une deuxième variante de réalisation. On a représenté sur la figure 1 une vue en coupe d'un connecteur selon l'invention, et des deux parties de câble réunies aux extrémités de ce connecteur qui est formé d'une fiche femelle 10 accouplée à une fiche mâle 11. Les deux câbles reliés aux fiches comportent des gaines 101 et 102 en matière souple dans lesquelles sont enfermés les conducteurs de liaison et un milieu de remplissage isolant qui peut être soit un composé élastique tel que de la graisse, soit un liquide tel que de l'huile. Ce milieu de remplissage évite la présence-d'air et permet d'égaliser les pressions à l'intérieur du cable en évitant que la pression extérieure ne soit supportée en totalité par la gaine. Les fiches sont formées de corps cylindriques rigides 121 et 122, métalliques par exemple, à l'intérieur desquels sont fixés les blocs de connexion 111 et 112 qui supportent les broches de liaison telles que 12 entre les deux fiches du connecteur. Les corps 121 et 122 sont prolongés par des parois cylindriques 161 et 162 formées à l'aide d'une membrane élastique, par exemple en caoutchouc, qui est suffisamment épaisse pour maintenir la forme du connecteur et pour supporter les efforts de traction des câbles, mais suffisamment mince pour transmettre la pression extérieure vers l'intérieur de la fiche. Deux embouts cylindro-coniques 151 et 152 sont raccordés d'une part aux parois cylindriques et d'autre part aux extrémités des câbles, pour former deux chambres 131 et 132 dans lesquelles viennent s'épanouir les conducteurs des câbles pour se raccorder aux broches de liaison entre les fiches. Ces chambres sont remplies avec un liquide isolant tel que de l'huile qui est introduit par deux valves auto-obturantes 141 et 142 ménagées dans les corps 121 et 122. Lorsque le connecteur est immergé, la pression extérieure est transmise par l'intermédiaire des parois cylindriques 161 et 162 au liquide de remplissage des chambres 131 et 132. Cette pression vient alors s'exercer sur les faces internes des blocs de connexion 111 et 112. Selon l'invention, l'un des deux blocs de connexion, 111 sur la figure, comprend une valve 17 représentée plus en détails sur la figure 2. Cette valve 17 comprend un piston 170 muni d'une tige proéminente 171 dirigée vers l'extérieur de la fiche 10. Un ressort 173 vient appuyer sur ce piston et fait saillir la- tige 171 hors de la face externe du bloc 111. Un joint torique 172 vient alors s'appliquer sur une face conique de l'alésage du bloc 111 où est placée la valve 17, ce qui assure l'étanchéité de la chambre 131 lorsque la fiche 10 n'est pas accouplée à la fiche 11. Lorsque l'on- accouple les fiches 10 et 11, le bloc 112 vient appuyer, éventuellement par l'intermédiaire d'une butée 18, sur la tige 171 pour repousser le piston 170 vers l'intérieur de la fiche 10. Ceci libère alors le passage de l'huile remplissant la chambre 131, par la valve 17. Ainsi lorsque la pression du milieu où est plongé le connecteur augmente avec l'immersion de celul-cz, le liquide remplissant la chambre 131 est chassé par l'intermédiaire de la valve 17 dans l'interstice 19 qui sépare les deux faces externes des blocs de connexion 111 et 112 A l'équilibre ces blocs sont donc maintenus en équipression entre leur face interne et leur face externe. Us n'ont donc à subir que des efforts d'écrasement et non pas de flexion. Il est bien connu que la plupart des matériaux résistent beaucoup mieux à Pécrasement qu'à la flexion.On peut donc fabriquer ces blocs de connexion par exemple par injection d matière plastique à l'intérieur des corps 12t et 122, ce qui est un mode de construction simple et bon marché. De plus en obtient une csonvaexion légère. Les broches de connexion peuvent etre surmoulées lors de cette injection, ou insérées à l'aide d'un outil permettant le dementageD En effet la fixation de cette broche n'a pas besoin de résister à la pression puisque celle-ci sera la nrfeme des deux côtés La planéité des faces extérieures des blocs peut être tout à fait quelconque, ce qui est généralement le cas lors d'un moulage de plastique à cause du retrait au refroidissement, puisque le liquide de la chambre 131 vient remplir l'interstice laissé libre entre les deux blocs.Enfin, la présence de ce liquide dans cet interstice empêche le fluide extérieur de venir y pénétrer, ce qui garantit l'isolement entre les broches de connexion. Ainsi le joint 20 d'étanchéité entre les corps 121 et 122 peut être extrêmement simple et avoir des caractéristiques de résistance à la pression tout à fait médiocres. Il peut même être supprimé. De plus la présence de liquide isolant autour des contacts électriques procure un "auto-nettoyage" permanent de ces contacts évitant la corrosion et assurant une bonne qualité des contacts Comme seul le liquide de l'une des fiches vient remplir l'intersticeentre les blocs de connexion, il n'est pas nécessaire que le matériau de remplissage de la chambre 132 de l'autre fiche soit parfaitement liquide. Il peut même être très visqueux et formé par exemple d'un matériau élastomère mou transmettant la pression. Les inventeurs ont déterminé qu'un matériau de type "compound" ayant une dureté comprise entre 30 et 40 shores répond parfaitement à ces critères et permet de maintenir le bloc de connexion 112 en équipression. Cette variante est représentée en figure 3. Dans une variante intéressante de ce type de connecteur, on peut l'utiliser pour relier deux sections d'une~ antenne linéaire remorquée connue sous le nom de flûte. Dans une telle antenne la fiche est raccordée non plus à un câble de connexion, mais sur un tuyau souple contenant un ensemble de capteurs et des connecteurs - électriques raccordés à ces capteurs et traversant toute l'antenne par l'intermédiaire des connecteurs. Chaque section de cette antenne forme donc une chambre qui s'étend d'une fiche mâle à une fiche femelle selon l'invention. On a représenté sur la figure 4 les parties terminales de deux sections adjacentes d'une telle antenne réunies par un connecteur selon i'invention. Comme on le voit sur cette figure, ce sont les parois 21 souples des sections qui forment la chambre remplie de liquide. Ces parois sont obturées à leurs extrémités par des cloisons 201 et 202 sur lesquelles on a fixé les corps 121 et 122 des fiches qui constituent le connecteur qui relie les sections de l'antenne. Dans ces conditions, comme la chambre s'étend entre une fiche mâle et une fiche femelle, seule la valve autowbturante 22 est nécessaire dans la cloison 201 pour remplir la chambre, puisque celle-ci est continue entre une fiche mâle et une fiche femelle. 1l n'y a donc pas besoin de valve dans la cloison 202. On peut aussi, dans une variante très simplifiée de l'invention, principalement utile pour les connecteurs destinés à être désaccouplés très rarement, supprimer la valve 17 placée dans le bloc de connexion en laissant le trou ouvert en permanence. On pratique alors dans le bloc de connexion de l'autre fiche un trou similaire, de manière à ce que la perméabilité soit complète entre les deux chambres des deux fiches du connecteur. Les deux fiches sont alors accouplées au départ et l'on remplit ensuite les chambres par l'intermédiaire d'au moins l'une d'entre elles.Il faudra bien sOr Si lton est amené ensuite à désaccoupler les fiches recompléter le niveau du liquide lors de leur réaccouplement L'invention s'étend à tous les cas de connecteurs destinés à etre utilisés sous pression, et notamment au cas dsune fiche reliée à un câble et destinée à être accouplée à une embase fixée sur une enceinte résistant à la pression et faisant communiquer électriquement leexteraeur et Enté- rieur de cette enceinte. Dans ces conditions cette embase ne peut être elle-même en équipression et son bloc de connexion doit bien entendu résister à la pression différentielle entre l'enceinte non préssurisée et l'extérieur. Par contre la fiche du câble connecté à l'enceinte est elle en équipression et répond à la définition de l'invention. REVENDICATIONS 1. Fiche pour connecteur étanche résistant à la pression, du type comprenant une chambre (131) ayant au moins une paroi élastique (161) et remplie de liquide pour communiquer la pression du milieu extérieur à la face intérieure d'un bloc de connexion (111), caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens (17) pour faire communiquer la chambre (131) avec la face extérieure du bloc de connexion (111) et permettre ainsi au liquide remplissant la chambre de venir mettre en équipression le bloc de connexion lorsque la fiche est accouplée à une fiche complémentaire.. 2. Fiche selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de communication comprennent une ouverture (17) percée dans le bloc de connexion entre sa face extérieure et sa face intérieure. 3. Fiche selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une valve (lT0-173) logée dans l'ouverture de communication, fermée lorsque la fiche est libre et qui s'ouvre lorsque l'on accouple la fiche avec une fiche complémentaire. 4. Fiche selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend un corps cylindrique rigide (121) prolongé par un tube souple cylindrique (161) formant les parois de la chambre et fermé par un cône élastique (151) destiné à recevoir l'extrémité du câble reliée à la fiche, un bloc de connexion (111) inséré dans le corps cylindrique, et une valve auto-obturante (141) permettant de remplir la chambre avec le liquide. 5. Fiche selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le bloc de connexion est en plastique moulé. 6. Coinecteur étanche résistant à la pression, caractérisé en ce qu'il comprend une première fiche (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et une fiche complémentaire (11) délimitant avec la première fiche un interstice (19) dans lequel vient se répandre le liquide contenu dans la chambre (131) de cette première fiche.