Brevet FR2712737A1 — publié le 19950524

CONNECTEUR MIXTE A BROCHES ELECTROFLUIDIQUES. La présente invention concerne un connecteur mixte à broches électrofluidiques (électropneumatique ou électrohydraulique) pouvant présenter une structure et des dimensions analogues à celles de connecteurs électriques standard. D'une façon générale, on sait que dans les appareils ou les installations faisant coexister des circuits électriques, électroniques, pneumatiques et/ou hydrauliques, les problèmes de connexion sont traités séparément et font appel à des connecteurs spécifiques à l'une ou l'autre de ces techniques. Ces connecteurs sont habituellement normalisés. Il est clair que cette solution présente de nombreux inconvénients en particulier en matière de coût et d'encombrement: chaque connecteur devant présenter sa propre structure, ses moyens de fixation, ses moyens de détrompage, etc... Par ailleurs, elle exige, pour l'utilisateur, la mise à la disposition de différentes gammes de connecteurs pour chacune des techniques considérées, et donc des stocks importants de matériel. - 2 - 2712737 Pour résoudre des problèmes spécifiques à certaines applications, on a proposé d'associer à des connecteurs pneumatiques des broches de connexion électrique. Toutefois, la structure des connecteurs ainsi réalisés s'avère relativement complexe et coûteuse et demeure très liée à l'application pour laquelle elle a été conçue. Pour ces différentes raisons et, en particulier, ce défaut d'universalité, ces connecteurs n'ont pas connu de développement important. L'invention a donc plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients. Elle propose donc un connecteur se présentant sous la forme d'un connecteur électrique classique et comprenant deux éléments de connexion, à savoir: - un premier élément de connexion de type femelle comportant au moins une première pièce en matière électriquement isolante, traversée de part en part par une pluralité de perçages parallèles dans chacun desquels peut s'engager et se fixer une broche de connexion électrique de type femelle, et - un deuxième élément de connexion de type mâle comportant au moins une deuxième pièce en matière électriquement isolante, traversée de part en part par une pluralité de perçages parallèles dans chacun desquels peut s'engager et se fixer une broche de connexion électrique de type mâle destinée à venir s'engager dans une broche correspondante de type femelle du premier élément de connexion, au terme d'un déplacement en translation de l'une des pièces par rapport à l'autre. Selon l'invention, ce connecteur est caractérisé en ce qu'au moins l'une des broches de connexion de type - 3 - 2712737 femelle du premier élément de connexion est remplacée par un manchon de connexion fluidique de type femelle qui présente une même section extérieure au niveau de son passage dans la première pièce isolante, et en ce qu'au moins la broche mâle correspondante du deuxième élément de connexion est remplacée par un manchon de connexion fluidique de type mâle qui présente une même section extérieure au niveau de son passage dans la seconde pièce isolante, ledit manchon mâle étant conçu de manière à pouvoir s'engager de façon étanche dans le manchon femelle en même temps que les broches de connexion électrique mâle dans les broches de connexion femelle. Avantageusement, les deux pièces en matière isolante pourront être respectivement engagées et fixées à l'intérieur de deux structures support de forme tubulaire pouvant s'engager étroitement l'une dans l'autre pour assurer un guidage des broches et/ou des manchons lors de la connexion. Dans ce cas, les deux structures tubulaires peuvent être munies de moyens de fixation et/ou de détrompage. Grâce à ces dispositions, le connecteur selon l'invention présente les avantages suivants: - un faible coût du fait qu'il est réalisable à l'aide de pièces de géométrie simples, - un encombrement réduit puisque la structure mécanique (qui est celle de connecteurs standard réalisés en grandes quantités) est commune aux fonctions électriques et fluidiques. Par ailleurs, la production de ces connecteurs est simplifiée puisqu'ils ne comprennent pas de montage spécifique lié à la fonction pneumatique et que les manchons de connexion fluidique sont interchangeables avec les broches de connexion électrique. - 4 - 2712737 Les joints d'étanchéité entre les manchons mâle et femelle consistent en des joints toriques montés sur les Joints mâles et sont donc accessibles de l'extérieur de l'équipement. Un autre avantage de ces connecteurs consiste en ce que lors de l'installation, les contraintes d'accessibilité sont réduites et que le montage ne nécessite pas d'outillage spécifique. Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ci- après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: Les figures 1 et 2 sont deux coupes axiales schématiques d'un élément de connexion mâle et d'un élément de connexion femelle d'un connecteur sur carte enfichable de structure classique; La figure 3 est une vue en élévation de la face antérieure de l'élément de connexion femelle; La figure 4 est une coupe axiale d'une variante d'exécution d'un connecteur selon l'invention, en position assemblée. Tel que représenté sur les figures 1 à 3, le connecteur se compose de deux éléments de connexion 1, 2 respectivement de type mâle et de type femelle comprenant chacun: - une embase électriquement isolante 3, 4 présentant une forme allongée plate, sensiblement trapézoïdale, traversée de part en part par une multiplicité de perçages à savoir: deux perçages de relativement grand diamètre 5, 6, 7, 8, respectivement disposés aux deux - 5 - 2712737 extrémités de l'embase, et entre ces deux perçages 5, 6, 7, 8, deux rangées de perçages de plus petit diamètre sensiblement parallèles à l'axe longitudinal X, X' du connecteur, - une structure support tubulaire ou cerclage 12, 13 présentant un profil concave qui vient enchâsser l'embase 3, 4 en l'entourant sur toute sa périphérie, cette structure tubulaire 12, 13 présentant un rebord 14, 15 qui s'étend en saillie vers l'extérieur, parallèlement aux deux faces principales 16, 17-18, 19 de l'embase 3, 4, ce rebord 14, 15 comportant, au niveau de ses deux extrémités opposées, deux perçages respectifs 20, 21 destinés à la fixation de l'élément de connexion 1, 2 à une structure support telle que, par exemple, à une carte de circuit électronique. L'élément de connexion de type mâle 1 dont l'embase 3 présente une épaisseur inférieure à celle de l'élément femelle 2 comprend en outre une collerette annulaire 22 qui prolonge axialement le cerclage 12 en délimitant, d'un côté de celui-ci, une cavité d'accouplement 23 de section trapézoïdale dans laquelle peut venir partiellement s'emboîter le cerclage 13 de l'élément femelle 2. Dans les perçages de petit diamètre 9 de l'embase 3 sont engagées et fixées des broches de connexion mâle de type classique comprenant une portion centrale 25 sensiblement au diamètre du perçage 9 dans laquelle elle se trouve logée et, de part et d'autre de cette portion centrale: une portion pleine 26 qui s'étend axialement dans la cavité d'accouplement 23 et qui est destinée à s'engager dans une broche femelle 27 de l'élément de connexion 2, - une portion tubulaire 28 qui ressort en saillie de la face arrière 17 de l'embase 3 et sur laquelle peut être soudé un conducteur électrique. - 6 - 2712737 Dans le perçage de plus grand diamètre 6 est engagée et fixée une broche de connexion électrique mâle 29, présentant une structure similaire aux précédentes, qui est destinée à assurer une connexion électrique apte à supporter une puissance relativement élevée. Bien entendu, cette broche pourrait être remplacée, suivant les applications, par des broches coaxiales, voire triaxiales, compatibles avec le logement. Dans cet exemple, la partie centrale 30 de cette broche 29, de diamètre plus grand que celui des deux parties extrêmes, est munie d'une gorge annulaire 31 servant à loger des moyens de fixation de la broche 29 sur l'embase 3. Par ailleurs, la broche 29 est retenue axialement en butée grâce à un collet 32 qui vient porter sur la face arrière 17 de l'embase 3. Dans le perçage 5, dont le diamètre est identique à celui du perçage 6, est disposé un manchon de connexion pneumatique 34 dont la forme générale et l'encombrement sont similaires à ceux de la broche 29. D'une façon analogue, ce manchon 34 comprend une partie centrale cylindrique 35 au diamètre du perçage 5, qui est muni d'une gorge annulaire 36 destinée à recevoir des moyens de fixation du manchon 34. La portion antérieure 37 de la broche 34 présente une forme cylindrique de diamètre inférieur à celui de la partie centrale 35. Toutefois, cette partie antérieure présente ici deux gorges annulaires coaxiales 38 axialement décalées, qui sont respectivement destinées à recevoir deux Joints toriques d'étanchéité 39. - 7 - 2712737 La portion postérieure 40 de la broche 3, de plus faible diamètre que les précédentes, présente des nervurations annulaires 41 de manière à constituer un embout de raccordement étanche pour conduit souple. Bien entendu, le manchon 34 est traversé par un canal axial 42 servant à véhiculer un fluide tel que, par exemple, de l'air comprimé ou même à basse pression (vide). Il importe de noter que compte tenu de leur forme et de leurs dimensions, les broches 29 et les manchons 34 peuvent être disposés dans un perçage 5, 6 ou dans l'autre au choix de l'utilisateur ou même du fabricant sans que ceci exige une quelconque adaptation de l'élément de connecteur ni de l'outillage servant au montage. L'élément de connexion femelle 2 présente, par rapport à l'élément de connexion mâle 1, une embase 4 plus épaisse, et un cerclage 13 qui se prolonge d'un côté antérieur du rebord 15, sur une distance sensiblement égale à la largeur de la collerette annulaire 26. Au niveau de ce prolongement, le cerclage 13 présente une section trapézoïdale de dimension sensiblement inférieure à celle de la collerette dans laquelle il est destiné à venir s'engager. Les perçages 7, 8, 10 réalisés dans l'embase 4 de cet élément sont de même diamètre que ceux de l'élément et sont répartis de la même façon. Les perçages de petit diamètre 10 reçoivent ici des broches de connexion électrique de type femelle 43 présentant deux parties, à savoir: - une première portion tubulaire 44 dont le diamètre intérieur correspond (aux tolérances près) au diamètre - 8 - 2712737 extérieur des portions 26 de broche 24 et qui se trouve entièrement logée dans le perçage 10; ces portions tubulaires 44 débouchent à l'extérieur au niveau de la face antérieure 18 de l'embase 4, - une deuxième portion 45 en partie tubulaire qui s'étend en saillie vers l'extérieur, depuis la face postérieure 19 de l'embase 4; cette portion 45 est conçue de manière à faciliter le soudage d'un conducteur électrique. Dans le perçage de plus grand diamètre 8 est engagée et fixée une broche de connexion électrique femelle 48 dont une première portion 49 en partie tubulaire présente d'un côté une surface extérieure divisée en quatre éléments formant pince élastique grâce à quatre fentes axiales. Cette disposition classique permet d'assurer la qualité du contact électrique obtenu en engageant la portion cylindrique 29' de la broche mâle 29 dans la cavité de la portion tubulaire 49 de la broche femelle 48. En outre, la portion 49 comprend en arrière de la zone de connexion, une gorge annulaire 50 coaxiale servant à renfermer des moyens de fixation de la broche sur l'embase 4. Ces moyens de fixation peuvent consister par exemple en des clips élastiques 50' (figure 2) qui s'engagent dans des encoches réalisées dans l'embase 4 pour assurer le blocage. Un épaulement 51 permet en outre de retenir axialement la broche 48 dans le perçage 8. De cet épaulement s'étend axialement en saillie une portion tubulaire 52 sur laquelle peut être soudé un conducteur électrique. Dans le perçage 7 dont le diamètre est identique à celui du perçage 8 est disposé un manchon de connexion pneumatique de type femelle 55 dont la forme et les dimensions extérieures sont similaires à celles de la broche 48. - 9 - 2712737 D'une façon similaire, ce manchon 55 comprend une portion tubulaire 56, logée dans le perçage 7 de l'embase 4 et qui comprend un alésage cylindrique 57 sensiblement au diamètre extérieur de la partie antérieure 37 du manchon 34 qu'il est censé recevoir. La différence de diamètre de la portion 56 et de la gorge 38 assure la compression des Joints toriques 39. L'alésage 57 débouche au niveau de la face antérieure 18 de l'embase 4. La partie postérieure 58 de la broche 55, qui ressort de la face postérieure 19 de l'embase 4 présente des nervurations annulaires 59 et constitue un embout de raccordement étanche pour un conduit souple 60. Ici aussi, le manchon de raccordement 55 est traversé par un canal axial 61 servant à véhiculer l'air comprimé (ou le vide). De même que précédemment, compte tenu de leurs formes et de leurs dimensions, les broches et les manchons femelles 48, 55 peuvent être disposés dans un perçage 7, 8 ou dans l'autre, au choix de l'utilisateur ou même du fabricant sans que ceci exige une quelconque adaptation de l'élément de connecteur ni de l'outillage servant au montage. A l'aide des deux éléments de connexion 1, 2 précédemment décrits, les connexions électriques et pneumatiques s'obtiennent en même temps, en engageant ces deux éléments 1, 2 l'un dans l'autre au terme d'un déplacement en translation axiale de l'un des éléments par rapport à l'autre. Bien entendu, l'invention ne se limite pas au mode d'exécution précédemment décrit. - 10 - 2712737 Ainsi, par exemple, le nombre de perçages de grand diamètre 5, 6-7, 8 pourrait être supérieur à deux, ces perçages pouvant recevoir un nombre de broches de connexion électrique 29, 48 ou de manchon de connexion pneumatique 34, 55 adapté aux besoins de l'utilisateur. Les perçages de plus petit diamètre 9, 10 et les organes de connexion correspondants 24, 27 peuvent être éventuellement supprimés. Dans l'exemple précédemment décrit, les moyens de détrompage consistent en les formes trapézoïdales des parties des cerclages 12, 13 s'engageant l'une dans l'autre. Il est clair que ce mode de détrompage pourrait être différent sans que l'objet de l'invention se trouve modifié. A titre d'exemple, le connecteur pourrait présenter une structure telle que celle illustrée sur la figure 4. Dans cet exemple, les embases 64, 65 dans lesquelles se trouvent montées les broches de connexion 66, 67, 68, 69 des éléments de connexion mâle et femelle 70, 71, ainsi que les structures tubulaires dans lesquelles ces embases 64 sont portées, présentent des formes circulaires. Plus précisément, l'élément de connexion mâle 70 comprend une embase 64 de forme circulaire fixée dans une douille cylindrique 72 dont la partie qui délimite le volume d'accouplement présente un filetage 72'. Cette embase 64 comprend une pluralité de perçages de petit diamètre uniformément répartis sur un cercle concentrique à l'embase ainsi que deux perçages de plus grand diamètre légèrement déportés par rapport à l'axe longitudinal de l'élément 70. Les perçages de petit diamètre servent à la fixation de broches de connexion électrique de type mâle 67, similaires à celles précédemment décrites, tandis que les perçages de plus - 11 - 2712737 grand diamètre servent indifféremment au montage de broches de connexion électrique pour des puissances relativement élevées (ou même des broches coaxiales ou triaxiales) ou de manchons de connexion pneumatique. Dans l'exemple représenté, le perçage de plus grand diamètre est affecté à un manchon de connexion mâle 66 similaire au manchon 34 précédemment décrit. De même, l'élément de connexion femelle 71 comprend une embase 65 de forme cylindrique elle-même fixée dans une douille cylindrique 73 dont la partie antérieure 75 présente un diamètre légèrement inférieur au diamètre intérieur de la partie antérieure de la douille dans laquelle elle doit s'engager. Autour de cette douille 73 est monté rotatif coaxialement mais axialement retenu sur celle-ci, un écrou apte à venir se visser sur la surface extérieure filetée de la douille. A l'image de l'embase 64, l'embase 65 comprend une multiplicité de perçages de petit diamètre à l'intérieur desquels sont fixées des broches de connexion électrique de type femelle 69 destinées à recevoir les broches de connexion de type mâle 67 de l'élément de connexion 70. Les trous de plus grand diamètre peuvent, quant à eux, recevoir, soit des broches de connexion électrique, soit des manchons de connexion pneumatique 68 tel que celui qui se trouve représenté et dont la structure est similaire à celle du manchon 48 précédemment décrit. Il apparait clairement que la solution apportée par la présente invention est très facilement industriable. En effet, elle utilise une structure standard de connecteur électrique auquel on se contente de remplacer une ou plusieurs broches de connexion électrique par un ou - 12 - 2712737 plusieurs manchons de connexion pneumatique dont le montage est rigoureusement identique. La réalisation de ce manchon n'offre, quant à elle, aucune difficulté et met en oeuvre les mêmes techniques que celles des broches électriques, par exemple le décolletage. - 13 - 2712737 Revendications 1. Connecteur mixte à broches électroflui- diques, ce connecteur se présentant sous la forme d'un connecteur électrique classique et comprenant deux éléments de connexion, à savoir: un premier élément de connexion (2) de type femelle comportant au moins une première pièce en matière électriquement isolante (4), traversée de part en part par une pluralité de perçages parallèles (7, 8, 10) dans chacun desquels peut s'engager et se fixer une première broche de connexion électrique (27, 48), et - un deuxième élément de connexion (1) de type mâle comportant au moins une deuxième pièce (3) en matière électriquement isolante, traversée de part en part par une pluralité de perçages parallèles (5, 6, 9) dans chacun desquels peut s'engager et se fixer une deuxième broche de connexion électrique (26, 29) destinée à venir s'engager dans une broche correspondante du premier élément de connexion (2), au terme d'un déplacement en translation de l'une des pièces (3, 4) par rapport à l'autre, caractérisé en ce qu'au moins l'une des broches de connexion de type femelle (48) du premier élément de connexion (2) est remplacée par un premier manchon de connexion fluidique (55) qui présente une même section extérieure au niveau de son passage dans la première pièce isolante (4), et en ce qu'au moins la broche mâle correspondante du deuxième élément de connexion est remplacée par un deuxième manchon de connexion fluidique (29) qui présente une même section extérieure au niveau de son passage dans la seconde pièce isolante (3), l'un desdits manchons étant de type mâle et l'autre de type femelle, ledit manchon mâle (29) étant conçu de manière à pouvoir s'engager de façon étanche dans le manchon femelle (55) en même temps que les broches de connexion - 14 - 2712737 électrique mâle (26, 29) dans les broches de connexion femelle (27, 48). 2. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux pièces en matière isolante (3, 4) sont respectivement engagées et fixées à l'intérieur de deux structures support (12, 13) de forme tubulaire pouvant s'engager étroitement l'une dans l'autre pour assurer un guidage des broches (24, 29-27, 48) et/ou des manchons (34, 55) lors de la connexion. 3. Connecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux structures tubulaires (12, 13) sont munies de moyens de fixation et/ou de détrompage. 4. Connecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de conformation consistent en une conformation des parties des structures tubulaires (12, 13) qui s'engagent l'une dans l'autre. 5. Connecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le manchon (34) de connexion fluidique de type mâle est traversé par un canal axial et comprend une partie centrale cylindrique (35) sensiblement au diamètre du perçage (5) de l'embase dans lequel il vient s'engager, une portion antérieure (37) munie d'au moins une gorge annulaire destinée à recevoir un joint torique d'étanchéité, et une portion postérieure (40) constituant un embout de raccordement étanche pour conduit souple, et en ce que le manchon de connexion fluidique de type femelle (55) est traversé par un canal axial et comprend une portion tubulaire (56) logée dans le perçage (7) de l'embase (4) et munie d'un alésage cylindrique dont le diamètre est égal à celui de la partie antérieure du manchon (34) de type mâle, cet alésage débouchant au niveau de la face antérieure de - 15 - 2712737 l'embase (4) de l'élément de connexion femelle et une partie postérieure (58) qui ressort de la face postérieure (19) de ladite embase qui constitue un embout de raccordement étanche pour un conduit souple (60).