Brevet FR2673331A1 — publié le 19920828

La présente invention est relative à un dispositif pour obturer une cavité de contact d'un connecteur électrique ou optique, qui n'est pas occupée par une pièce de contact. L'industrie utilise un ordre croissant de connecteurs pour transmettre de la puissance ou des signaux, par exemple pour relier entre-elles, de façon démontable, deux parties d'un ensemble de moyens de commande ou de transmission, ou pour traverser, également de façon démontable, une paroi Dans ce dernier cas, et notamment en aéronautique, il est souvent désirable que l'étanchéité de la paroi soit préservée. Un connecteur est formé habituellement de deux parties, comprenant chacune un corps rigide, pourvu d'un moyen de verrouillage Chaque corps est traversé par au moins une cavité de contact, dont une extrémité, lorsque le connecteur est monté, débouche dans l'espace situé entre les corps des deux parties Dans cette cavité, est fixée une pièce de contact, mâle ou femelle, dont la forme varie selon ce qu'elle doit transmettre: puissance, signaux électriques, lumière La pièce de contact fait saillie sur le corps en direction du corps de l'autre partie de connecteur Elle est immobilisée à l'intérieur de la cavité de contact, et connectée, de façon fixe, à un conducteur électrique ou optique qui pénètre dans la cavité par l'arrière, c'est-à-dire par l'extrémité de la cavité qui est à l'opposé d l'autre partie du connecteur. La cavité comporte des moyens pour immobiliser axialement la pièce de contact, qui comporte des moyens pour immobiliser axialement le conducteur, si bien que la zone de la connexion est protégée mécaniquement. L'étanchéité de la cavité vis-à-vis de l'extérieur est obtenue à l'aide de moyens d'étanchéité qui, du côté de la pièce de contact, sont habituellement constitués par une cheminée en matière déformable et élastique, solidaire d'un "tapis interfacial" qui est fixé sur la paroi du corps qui est tournée vers le corps de la partie opposée. Fréquemment, une pièce creusée en forme de cône creux, portée par la partie de connecteur opposée, vient serrer la cheminée contre la pièce de contact lorsque le connecteur est verrouillé A l'extrémité opposée de la cavité, les moyens de maintien du câble servent, en général, également, de moyens d'étanchéité. Le corps d'un connecteur comprend fréquemment un certain nombre de cavités préparées à l'avance, et qui sont occupées par des contacts en fonction des besoins Il en résulte que, dans beaucoup de cas, le nombre de cavités est supérieur à celui des contacts à assurer Le même cas peut, évidemment, se produire lorsqu'on a prévu un groupe de connecteurs à un seul contact On peut alors laisser la cavité correspondante inoccupée, mais cela présente deux inconvénients: d'une part, l'espace contenu entre les deux corps des parties de connecteur va être mis en contact avec l'atmosphère, ce qui n'est pas toujours désirable, et d'autre part, les moyens d'étanchéité risquent de se déformer, et d'avoir perdu leur efficacité quand on désirera, dans la suite, utiliser la cavité pour un nouveau contact. Pour cette raison, on préfère habituellement placer une pièce de contact à l'emplacement convenable de la cavité, et remplacer le conducteur par une petite pièce en plastique, pleine, de même diamètre, et pourvue d'une tête en saillie destinée à l'empêcher de s'échapper de la cavité Cette manière de faire présente trois inconvénients: la pièce de contact est coûteuse: dans le cas de contact électrique, il s'agit d'une pièce en alliage cuivreux revêtue d'or, et dans le cas d'un contact optique, d'une pièce répondant à des tolérances très serrées, la mise en place du contact et de la pièce d'obturation, ainsi que leur enlèvement, prennent du temps, il y a un risque d'endommager la pièce de contact antagoniste, au cas o ces deux pièces ne sont pas de nature adaptée, par exemple une pièce de contact coaxiale venant en face d'une pièce pour contact de transmission de puissance, o d'une pièce de transmission optique Ce risque est d'autant plus grand que les cavités de contact qui ne sont pas opératoires ne sont pas, normalement, répertoriées sur les schémas de montage. On peut songer à éviter le premier inconvénient en remplaçant la pièce de contact par une pièce en matière plastique de mêmes dimensions géométriques Cela ne supprime évidemment pas les deux autres inconvénients. La présente invention a pour but de supprimer les inconvénients qu'on vient d'indiquer, et de fournir un dispositif d'obturation de cavité de contact qui soit peu coûteux et de mise en place facile et rapide, et qui supprime le risque d'endommagement involontaire d'une pièce de contact se trouvant en vis-à-vis. Pour obtenir ce résultat, l'invention fournit un dispositif pour obturer une cavité de contact d'un connecteur électrique ou optique qui n'est pas occupée par une pièce de contact, cette cavité comportant, vers son extrémité tournée vers l'intérieur du connecteur, des moyens aptes à maintenir en place axialement une pièce de contact et une cheminée en matière déformable et élastique, faisant saillie vers l'intérieur du connecteur, et apte à venir en contact étanche et de serrage avec la périphérie d'une pièce de contact, ladite cavité comportant en outre, vers son extrémité opposée, des moyens d'étanchéité et de serrage aptes à coopérer avec la surface extérieure d'un fil pénétrant dans ladite cavité pour assurer l'étanchéité de celle- ci, ce dispositif comprenant une pièce d'obturation rigide de forme générale cylindrique, de diamètre sensiblement égal à celui du fil, et apte à coopérer avec lesdits moyens d'étanchéité et de serrage quand elle est insérée dans la cavité, ce dispositif ayant pour particularité que ladite pièce d'obturation présente des moyens aptes à coopérer avec lesdits moyens de maintien axial d'une pièce de contact, est d'une longueur telle que, lorsqu'elle est en place, elle vient sensiblement en affleurement sur l'extrémité tournée vers l'intérieur du connecteur de ladite cheminée, et est, au niveau de ladite cheminée, de diamètre sensiblement égal à celui de la pièce de contact. On obtient ainsi, par rapport à l'art antérieur, une réduction de coût, puisqu'il n'y a plus qu'une pièce à produire et à introduire dans la cavité, au lieu de deux. Cette pièce unique assure cependant une double étanchéité, d'une part, au niveau de la cheminée, et, d'autre part, au niveau des moyens d'étanchéité et de serrage En outre, attendu que la pièce d'obturation vient au ras de la cheminée, elle ne pénètre sensiblement pas dans l'espace compris entre les corps des deux parties de connecteur, si bien qu'elle ne peut pas toucher une pièce de contact antagoniste. Cette particularité entraîne une autre conséquence très avantageuse: du fait qu'il n'y a pas à tenir compte de la nature de la pièce de contact antagoniste, on peut prévoir un type unique de pièce d'obturation, qui pourra remplacer aussi bien une pièce de contact mâle qu'une pièce de contact femelle, et aussi bien une pièce de contact de puissance qu'une pièce de contact coaxial, ou encore une pièce de contact optique, ou encore d'autres pièces de contact, à la seule condition que la cavité soit de même géométrie Ceci apporte une simplification considérable à la gestion des stocks, et une nouvelle économie. Avantageusement, toujours dans le but de réduire les coûts, les moyens aptes à coopérer avec les moyens de maintien d'une pièce de contact sont conçus pour coopérer, pour la mise en place et l'enlèvement de la pièce d'obturation, avec le même outillage qui est utilisé pour la mise en place et l'enlèvement d'une pièce de contact. Avantageusement, la pièce d'obturation est en matière à la fois isolante et opaque Cette précaution ne paraît pas absolument indispensable, étant donné qu'il ne peut y avoir aucun contact entre la pièce d'obturation et une pièce de contact antagoniste, elle réalise cependant une meilleure sécurité, et protège l'espace compris entre les corps des deux parties de connexion de toute influence extérieure, tout en permettant une parfaite adaptabilité aussi bien au connecteur électrique qu'au connecteur optique, ou au connecteur mixte. De préférence aussi, l'extrémité destinée à venir en affleurement sur l'extrémité de la cheminée est chanfreinée, la partie chanfreinée étant conçue pour dépasser seule l'extrémité de la cheminée Le chanfrein ainsi prévu a pour seul effet d'éviter d'endommager la cheminée au moment de la mise en place de la pièce d'obturation, la partie chanfreinée pénètre un peu dans l'espace entre les deux parties de connecteur, mais pas assez pour qu'il y ait risque d'atteindre une pièce de contact antagoniste. De préférence encore, afin de faciliter l'enlèvement de la pièce d'obturation, celle-ci présente, sur une partie qui fait saillie vers l'extérieur du côté opposé à l'autre partie du connecteur, quand ladite pièce d'obturation est montée dans le connecteur, des reliefs destinés à faciliter son extraction de la cavité. L'invention va maintenant être exposée plus en détail à l'aide d'un exemple pratique, illustré à l'aide des dessins, parmi lesquels: Figure 1 est une coupe d'une partie de connecteur simple, câblé et pourvu d'une pièce de contact mâle de transmission de puissance. Figures 2 A et 2 B montrent les extrémités des pièces de contact mâle et femelle dans le cas d'un contact coaxial. Figures 3 A et 3 B, les extrémités des pièces de contact mâle et femelle dans le cas d'un contact optique. Figure 4 montre un connecteur identique à celui de la figure 1, mais dépourvu de câble et pourvu d'une pièce d'obturation selon l'art antérieur, et Figure 5 montre la même partie de connecteur, avec la pièce de connexion selon l'invention. La figure 1 est une coupe d'une des deux parties d'un connecteur, les portions de l'autre partie du connecteur qui sont utiles pour la compréhension de l'invention sont représentées en trait interrompu. On a représenté une paire de pièces de contact, mais le lecteur comprendra que les éléments essentiels sont les mêmes pour un connecteur à plusieurs contacts. La partie de connecteur 1 représentée comprend un support 2 de pièces de contact, en matière plastique rigide, traversé par un alésage 3, en deux parties de diamètres différents séparées par un épaulement 4 La partie de grand diamètre de l'alésage 3 contient une bague en métal élastique, portant des languettes 6 dirigées vers l'axe La bague 5 est maintenue en place par une contrepièce 7, en matière plastique rigide, fixée sur le support 2 et pourvue d'un alésage de diamètre légèrement inférieur à celui de la partie la plus large de l'alésage 3. Le support 2 porte une douille de maintien et protection 8, coaxiale à l'alésage 3 Cette douille 8 est en un matériau semi-rigide, à savoir du caoutchouc durci, et présente, du côté opposé au support 2, des nervures internes radiales 9, de section arrondie, qui délimitent des passages resserrés, dont le diamètre au repos est légèrement inférieur au diamètre extérieur d'un câble 10 qu'on décrira plus loin L'ensemble formé par le support 2, la contrepièce 7 et la douille 8 se trouve à l'intérieur d'une pièce de couplage 11 qui comporte un prolongement 12 pourvu d'un filetage, qui pourrait être remplacé par des moyens de fixation à baïonnette, et qui est destiné à coopérer avec une pièce antagoniste, non représentée, qui est un élément de l'autre partie de connecteur. La cavité définie par l'alésage 3 et l'intérieur de la douille 8 est occupée en partie par l'extrémité du câble 10, et par la pièce de contact 13 qui lui est reliée Cette pièce de contact est en métal, essentiellement un bronze au béryllium, et comprend trois parties: un tube de sertissage 14, destiné à être serti sur l'extrémité 15 dénudée du câble 10, une bride de maintien 16 solidaire du tube de sertissage 14, et un élément de contact 17, qui, dans l'exemple représenté, est cylindrique, massif, avec seulement un chanfrein 18 vers son extrémité opposée à la bride 16 Le diamètre de l'élément de contact 17 est tel qu'il passe avec un faible jeu dans la partie étroite de l'alésage 3 La bride 16 est maintenue en place entre l'épaulement 4 de l'alésage 3 et l'extrémité des languettes 6 de la bague 5. La face du support 2 qui est à l'opposé de l'épaulement 4, c'est-à-dire qui est tournée vers l'autre partie du connecteur, porte un "tapis interfacial" 19, c'est-à-dire un disque en caoutchouc souple, pourvu, sur sa face opposée au support 2, d'une cheminée tubulaire 20, dont le diamètre au repos est légèrement inférieur à celui de l'élément de contact 17 Lorsque le connecteur est monté, un disque de serrage 21, porté par l'autre partie du connecteur, vient en appui sur le bord extérieur de la cheminée 20 par une surface en forme de cône creux 22, qui est coaxiale à la pièce de contact, et vient serrer la cheminée contre l'élément de contact Un joint d'étanchéité 23, porté par la pièce de couplage 11, est serré par un manchon interne 24 de la pièce de couplage de l'autre partie de connecteur, de façon à isoler de l'atmosphère extérieur l'espace 25 situé entre les deux parties de connecteur. On a représenté également en 26 l'élément de contact femelle qui coopère avec l'élément de contact mâle 17 lorsque le collecteur est monté. Le montage d'une partie de connecteur se déduit aisément de ce qui précède Après avoir fixé la pièce de contact 13 sur l'extrémité dénudée 15 du fil par sertissage du tube de sertissage 14, on introduit la pièce 5 de contact dans la cavité en écartant les nervures 9 du manchon 8, et on la fait avancer jusqu'à ce que la bride 16 dépasse les languettes 6 La pièce de contact est alors immobilisée entre ces languettes et l'épaulement 4. Pour retirer la pièce de contact, on introduit, en passant entre les nervures 9 et le câble 10, un outil approprié, appelé "plume", qui repousse les languettes 6 radialement, ce qui permet d'extraire la pièce de contact par traction sur le câble. L'autre partie de connecteur, qui porte la pièce de contact femelle 26, est identique par ailleurs à celle qu'on vient de décrire, à part le fait que, bien entendu, sa pièce de couplage a une forme complémentaire de celle de la pièce de couplage 11, et d'autre part, qu'elle dispose d'un disque de serrage 21. Les figures 2 A, 2 B, 3 A, 3 B illustrent des formes différentes de pièces de contact. Les figures 2 A, 2 B montrent une pièce de contact coaxiale dans laquelle la pièce de contact mâle, au lieu d'être un cylindre plein, est un cylindre creux métallique 30 à l'intérieur duquel se trouve un deuxième cylindre creux également métallique 31, relié à l'âme d'un câble coaxial, non représentée, et isolé par un manchon isolant 32 du tube extérieur 30, lequel est relié au blindage du câble coaxial La pièce de contact femelle contient, quant à elle, un tube extérieur métallique 33, relié au blindage du câble correspondant, et une aiguille centrale 34, reliée à l'âme du câble Le diamètre intérieur du tube 33 permet un bon contact électrique avec le tube extérieur 30 de l'élément mâle, alors que le diamètre extérieur de l'aiguille 34 permet un bon contact avec la surface intérieur du tube 32. Les figures 3 A et 3 B montrent une pièce de connexion pour relier ensemble des fibres optiques La pièce mâle comprend une partie cylindrique 40, en matière métallique ou céramique, qui est traversée axialement par le5 prolongement d'une fibre optique 41, dont l'extrémité frontale est soigneusement polie La pièce de contact femelle comprend un tube extérieur 42, en métal, et destiné à se centrer sur la partie mâle 40, et un cylindre de matière métallique ou céramique 43, inclus à10 l'intérieur du tube 42, et contenant axialement l'extrémité d'une fibre optique 44, dont la surface frontale est, elle-aussi, soigneusement polie Des ressorts, non représentés, poussent les deux faces frontales de fibre optique pour les maintenir en contact15 l'une contre l'autre. Ces figures montrent clairement que si une pièce mâle d'un certain type vient en appui sur une pièce femelle d'un type différent, il peut s'en suivre un endommagement irréparable de l'une ou l'autre de ces20 pièces. Il en serait de même avec d'autres types de contact, par exemple avec des pièces de contact du type "triaxial", non représentées ici. Il convient de noter que le restant du connecteur est identique quelle que soit la forme des pièces de contact, y compris en ce qui concerne la bride 16. La figure 4 montre une des solutions de l'art antérieur pour obturer une cavité non utilisée d'un connecteur. La pièce de contact 13 a été remplacée par une "fausse pièce de contact" 50, en matière plastique rigide, qui comprend une partie cylindrique pleine 51, de longueur de diamètre sensiblement égale à celle du tube de sertissage 14, une bride 16 identique à la bride 16 de la pièce de contact authentique, et une partie cylindrique pleine 52, chanfreinée, et qui a donc la même forme et les mêmes cotes que l'élément de contact 14 de la figure 1. Si le connecteur contient une pièce de contact femelle à la place d'une pièce de contact mâle, l'élément de contact 52 aura une forme tubulaire S'il s'agit d'un connecteur coaxial, il pourra y avoir une simplification,5 car on ne prévoira pas d'aiguilles 34, ni de tube intérieur 31 et de manchon 32 S'il s'agit d'un contact optique, les formes géométriques décrites en référence aux figures 3 A et 3 B seront conservées, mais, bien entendu, il n'y aura pas de fibres optiques à l'intérieur des pièces.10 Dans une variante de l'art antérieur, au lieu d'une pièce 50 en matière plastique, on utilise une pièce de contact du même type que celles qui sont utilisées lorsque la cavité est en service, c'est-à-dire telle que décrite aux figures 1 à 3.15 Le câble 10 est remplacé par un obturateur 53, également en matière plastique, formé d'une tige de même diamètre extérieur que le conducteur 54, et pourvu d'une tête 55 de diamètre un peu supérieur, cette tête comportant un chanfrein 56 Le diamètre de la tête 55 est à peu près égal à celui de la bride 16 La tête 55 est introduite à l'intérieur de la douille 8, dans l'intervalle laissé libre entre les nervures 9 et l'extrémité de la partie 51 de la fausse pièce de contact qui est opposée à la bride 16 La tige 54 est de longueur suffisante pour sortir vers l'extérieur au-delà des nervures 9 La mise en place du dispositif comprend deux opérations: on met d'abord en place le faux- contact par enfoncement dans le manchon 8 entre les nervures 9, et en avançant jusqu'à ce que la bride 16 soit retenue par les languettes 6 de la bague 5 On introduit à la suite l'obturateur 53 de la même manière, jusqu'à ce qu'il bute contre l'extrémité de la fausse pièce de contact. L'extraction de l'obturateur 53 se f-it manuellement On utilise ensuite la plume pour dégager la fausse pièce de contact 50 des languettes 6, mais il faut prévoir une pince ou un autre outil analogue pour tirer en arrière cette fausse pièce de contact En ef fee, sa partie arrière i i 51 se trouve contenue à l'intérieur du manchon 8 Ceci est un autre désavantage de cette technique de l'art antérieur, et si l'on prévoit au montage du connecteur que l'extraction devra avoir lieu à brève échéance, les5 opérateurs préfèrent souvent prendre un élément de contact serti avec une petite longueur de câble 10, ce qui permet l'enlèvement rapide de l'ensemble, mais est d'un effet esthétique regrettable, et présente en outre l'inconvénient de risquer d'introduire dans l'espace 2510 entre les deux parties de connecteur soit une tension électrique, soit des rayonnements lumineux, ce qui n'est en tout cas pas désiré. La figure 5 montre une réalisation selon l'invention La pièce d'obturation 60, en matière plastique isolante et opaque, comprend une tige cylindrique 61, pleine, et de diamètre extérieur sensiblement égal à celui du conducteur 10 Cette tige 61 se raccorde à une bride 16, identique à celles qui ont été décrites plus haut, laquelle est prolongée par une seconde20 tige cylindrique 62, pleine, et de diamètre sensiblement égal à celui de l'élément de contact 14 La longueur de la tige 62 est cependant nettement plus faible que celle de l'élément de contact 14, et elle est calculée pour que, lorsque la bride 16 est maintenue entre les languettes 6 et l'épaulement 4, l'extrémité de la tige 62 soit sensiblement en affleurement avec le sommet de la cheminée L'extrémité de la tige 62 comprend une partie chanfreinée 63 qui déborde très légèrement au-delà de la cheminée 20. La mise en place de la pièce d'obturation 60 se fait exactement de la même manière que la mise en place d'une pièce de contact effectif, qu'on a décrite plus haut: il suffit d'enfoncer la pièce d'obturation 60, en faisant fléchir les nervures 9, jusqu'à ce que la bride 16 ait retenu les languettes 6 et soit retenue entre celles-ci et l'épaulement 4 La longueur de la tige 61 est suffisante pour que l'extrémité de cette tige A-mi est opposée à la bride 16 fasse saillie au-delà du manchon 8 Pour retirer la pièce d'obturation 60, il suffit d'écarter les languettes 6 à l'aide de la "plume" qui sert pour enlever les pièces de contact effectif, et de tirer sur5 l'extrémité opposée de la tige 61, ce qui ne présente guère de difficulté étant donné que cette extrémité fait déjà saillie Pour faciliter cette extraction, cependant, on peut prévoir une nervure d'accrochage 64 dans la partie de la tige 61 qui, lorsque la pièce d'obturation est en10 place dans le connecteur, fait saillie à l'extérieur du manchon 8 On comprendra que, puisque la tige 63 ne fait pratiquement pas saillie au-delà de la cheminée 20, elle ne risque pas de venir toucher un élément de contact effectif qui se trouverait en place dans l'autre partie de15 connecteur Il est possible, par conséquent, d'utiliser un modèle unique de pièce d'obturation 60 pour remplacer divers types de pièces de contact. REVENDICATIONS 1 Dispositif pour obturer une cavité de contact d'un connecteur électrique ou optique qui n'est pas occupée par une pièce de contact, cette cavité comportant, vers son extrémité tournée vers l'intérieur du connecteur, des moyens ( 3, 6, 16) aptes à maintenir en place axialement une pièce de contact et une cheminée ( 20) en matière déformable et élastique, faisant saillie vers l'intérieur du connecteur, et apte à venir en contact étanche et de serrage avec la périphérie d'une pièce de contact ( 13), ladite cavité comportant en outre, vers son extrémité opposée, des moyens d'étanchéité et de serrage ( 8, 9) aptes à coopérer avec la surface extérieure d'un ( 10) fil pénétrant dans ladite cavité pour assurer l'étanchéité de celle-ci, ce dispositif comprenant une pièce d'obturation ( 60) rigide de forme générale cylindrique, de diamètre sensiblement égal à celui du fil, et apte à coopérer avec lesdits moyens d'étanchéité et de serrage quand elle est insérée dans la cavité, en faisant saillie vers l'extérieur de la cavité du côté opposé à l'autre partie de connecteur, caractérisé en ce que ladite pièce d'obturation ( 60) présente des moyens ( 16) aptes à coopérer avec lesdits moyens de maintien axial d'une pièce de contact, et est d'une longueur telle que, lorsqu'elle est en place, elle vient sensiblement en affleurement sur l'extrémité tournée vers l'intérieur du connecteur de ladite cheminée ( 20), et en ce qu'elle est, au niveau de ladite cheminée, de diamètre sensiblement égal à celui de la pièce de contact. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens ( 3, 6, 16) aptes à coopérer avec les moyens de maintien d'une pièce de contact sont conçus pour coopérer, pour la mise en place et l'enlèvement de la pièce d'obturation, avec le même outillage qui est utilisé pour la mise en place et l'enlèvement d'une pièce de contact. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la pièce d'obturation ( 60) est en matière à la fois isolante et opaque. 4 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'extrémité ( 62) destinée à venir en affleurement sur l'extrémité de la cheminée est chanfreinée, la partie chanfreinée ( 63) étant conçue pour dépasser légèrement l'extrémité de la cheminée. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la pièce d'obturation ( 60) présente, sur une partie qui fait saillie vers l'extérieur du côté opposé à l'autre partie du connecteur, quand ladite pièce d'obturation est montée dans le connecteur, des reliefs ( 64) destinés à faciliter son extraction de la cavité.