Brevet FR2792120A1 — publié le 20001013

JOINT D'ETANCHEITE A PASSAGES MULTIPLES POUR UN CONNECTEUR ELECTRIQUE DE FAISCEAUX DE CABLES La présente invention concerne un joint d'étanchéité à passages multiples applicable à des connecteurs électriques de faisceaux de câbles. L'industrie et plus particulièrement le secteur automobile utilise de nombreux faisceaux de câbles électriques dont les connexions doivent être très soignées compte des applications à la commande de composants ayant trait au fonctionnement mais aussi à la sécurité. Aussi, en plus des contraintes de tenue au vieillissement, de résistance aux agressions chimiques et thermiques, il faut pouvoir assurer une étanchéité pour des faisceaux de fils de différents diamètres, ceci en maintenant I'intégrité des lèvres d'étanchéité lors de l'insertion des fils munis à leurs extrémités des contacts métalliques déjà sertis. Ces types de connecteurs comprennent deux éléments mâle et femelle, réalisés en matière plastique isolante, prévus pour coopérer par emboîtement et des moyens de verrouillage de ces deux éléments l'un par rapport à l'autre. Dans chacun de ces éléments, il est prévu un joint en matériau élastomère, appelé aussi "grommet", muni de plusieurs ouvertures axiales sur la face de contact, ces ouvertures étant munies de moyens d'étanchéité. De tels moyens comprennent généralement des lèvres à déformation radiale, qui autorisent le passage des extrémités des câbles avec leurs contacts lors de la mise en place et qui coopèrent après insertion, par plaquage élastique avec la surface externe du câble. Généralement, chaque trou de passage est obturé par une membrane qui est percée lors de l'insertion d'un câble et de son contact, si bien que les trous non utilisés restent parfaitement étanches. On connaît par la demande de brevet européen N 625 807 au nom du même demandeur un connecteur muni d'un joint de ce type qui est un perfectionnement certain des joints connus de l'art antérieur. Un tel connecteur vise surtout à pallier le problème du déchirement des lèvres, ce qui est aussi un objectif de la présente demande. Le joint décrit dans cette demande comprend au moins deux lèvres l'une à l'entrée dans le sens d'insertion du contact et du câble, à déformation radiale, et l'autre à la sortie du joint, également à déformation radiale mais avec un fort coefficient d'élasticité pour laisser passer le câble et son contact. Le diamètre de passage de cette seconde lèvre est particulièrement réduit pour que ladite lèvre vienne se plaquer sur le câble de façon efficace après son insertion. Afin de limiter les risques de déchirement notamment de la seconde lèvre, au passage de chaque contact et de son câble, il est prévu que les cloisons des alvéoles du connecteur qui reçoivent sont interrompues à l'interface avec le joint, seuls des picots de centrage se prolongeant entre les trous pour permettre un bon centrage. Ainsi, le fait que chaque seconde lèvre ne soit pas bridée par les parois contiguës de l'alvéole permet une grande déformabilité et évite les dégradations de la lèvre. On peut aussi citer comme art antérieur la demande de brevet européen N 407 863 qui décrit un joint comprenant une plaque avec des passages de câbles traversant ménagés perpendiculairement à sa surface. Ces passages ont une forme cylindrique avec un cône d'insertion, le diamètre étant sensiblement égal à celui du contact à introduire. Dans ce passage, il est prévu une réduction de passage par un manchon cylindrique de diamètre inférieur à celui du câble associé au contact à introduire. A la périphérie extérieure de ce manchon, dans la masse même de la plaque, il est prévu un espace annulaire qui permet une expansion radiale dudit manchon, sans bridage contre les parois de chaque alvéole. La demande internationale de brevet N 86/06883 décrit aussi un joint pour connecteur qui comprend un agencement sensiblement similaire à celui de la demande de brevet européen N 407 863 précitée mais la lèvre présente sur sa paroi intérieure plusieurs anneaux en saillie pour venir en contact avec la surface extérieure du câble une fois le contact introduit. On remarque, dans cette demande, I'application aux contacts de forme sensiblement cylindrique. Pour répondre aux contraintes des connecteurs, notamment pour l'automobile, il faut renforcer encore l'étanchéité en augmentant le nombre de barrières et limiter les risques de dégradation des lèvres de chaque passage lors de l'insertion des contacts montés sur leurs câbles respectifs et il s'avère nécessaire de prévoir, dans un même joint, des passages de contacts montés sur leurs câbles, mais de diamètres différents. Cette obligation soulève des problèmes quant aux possibilités pour les différentes lèvres de travailler sans bridage, surtout lorsque les câbles sont déjà introduits dans les alvéoles juxtaposés. A cet effet, le joint d'étanchéité à passages multiples de contacts câblés pour un connecteur électrique, selon l'invention, comprend un corps avec une face d'insertion comportant des passages débouchants orientés suivant un axe perpendiculaire à cette face d'insertion, et se caractérise en ce que chaque passage comprend au moins deux lèvres radiales, en saillie, laissant subsister un étranglement de dimensions réduites par rapport à celles dudit passage, les lèvres d'un premier passage étant décalées suivant l'axe d'insertion par rapport aux lèvres du ou des passage(s) juxtaposés en sorte de réaliser au moins une paroi en accordéon entre deux passages juxtaposés. Selon un mode de réalisation particulier, le ou les passage(s) juxtaposé(s) sont des passages borgnes. Selon une autre variante, le ou les passage(s) juxtaposé(s) sont des passages avec une hauteur H tubulaire d'engagement supérieure à la hauteur h de l'ouverture tubulaire d'engagement du premier passage. D'autres caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, en regard des dessins annexés qui représentent un mode de réalisation particulier, non limitatif, et ses variantes, les différentes figures montrant: - figure 1, une vue en perspective avec un arrachement partiel d'un joint pour connecteur électrique selon la présente invention, - figure 2A, une vue de dessus de ce même joint, - figure 2B, une vue en coupe longitudinale du joint selon la ligne 2B-2B de la figure 2A, figure 2C, une vue en coupe transversale du joint selon la ligne 2C-2C de la figure 2A, - figure 3, une vue en perspective avec un arrachement partiel d'une première variante d'un joint pour connecteur électrique selon la présente invention, à passages répartis en quinconce pour ensemble contact/câble de diamètres identiques, et comportant des alvéoles borgnes, - figure 4, une vue en perspective avec un arrachement partiel d'un joint pour connecteur électrique identique au joint de la figure 1, mais à rangées multiples, et - figure 5, une vue en coupe schématique montrant un contact inséré sous deux angles différents. Sur la figure 1, on a représenté un joint d'étanchéité isolé du boîtier du connecteur qui le porte. Ce joint comprend un corps 1 O monolithique, en un matériau élastomère ou caoutchouc isolant et doté de propriétés élastiques. Ce corps est de forme parallélépipédique avec une face 12 d'insertion et une face 12' de sortie, perpendiculaires à la flèche Z qui correspond au sens d'insertion des câbles, un axe longitudinal X et un axe transversal Y définissant le plan de ces faces. Ce corps porte sur sa surface extérieure des lèvres 14 périphériques prévues pour retenir mécaniquement ledit joint dans le boîtier du connecteur et pour assurer l'étanchéité périphérique, celle-ci ne posant pas de problèmes et étant bien connue. Ce corps comporte des passages 16 multiples de câbles, en l'occurrence des passages à ouvertures de dimensions variées, disposés en une seule rangée 18, la section carrée ou rectangulaire ne résultant que des dimensions mais n'ayant aucun rôle fonctionnel l'une par rapport à l'autre si bien que l'on considère toutes les ouvertures comme étant rectangulaires par souci de simplification. Les figures 2A, 2B et 2C permettent de mieux appréhender l'agencement intérieur de ces passages dans le corps 10. Dans le mode de réalisation représenté, on a référencé 20,22,24,26,28 et 30 les différents passages. Chaque passage présente une ouverture 32 tubulaire d'engagement, à section rectangulaire, se prolongeant dans le sens d'insertion Z sur une hauteur h ou H. La variation de hauteur est répartie de façon alternative, d'un passage à l'autre. Chaque ouverture 32 tubulaire comporte ensuite un succession de lèvres 34 radiales, à deux fois quatre pans, faisant saillie vers l'intérieur, qui laissent au centre un étranglement 36 de dimensions réduites par rapport à celles de ladite ouverture. Le nombre de lèvres est variable de trois à quatre pour des raisons d'agencement. On a néanmoins noté lors d'essais que, même s'il n'est pas une obligation, le nombre de trois barrières est un minimum pour résoudre la majeure partie des problèmes d'étanchéité soumis. En effet, dans le cas du passage 20, l'ouverture 32 présente à partir de la face d'insertion 12, une hauteur H et trois lèvres 34, successives, l'ouverture 38 tubulaire de sortie étant symétrique à l'ouverture 32 d'insertion par rapport au plan P médian, parallèle à la face 12 d'insertion du corps 10. Afin de garantir une étanchéité totale lorsque l'un des passages n'est pas utilisé comme cela sera expliqué plus avant, il est prévu que l'un au moins des étranglements 36 comprend un opercule 40, éventuellement pré fragilisé pour permettre un déchirement précis dudit opercule, sans arrachement de portion d'opercule. Dans le cas du passage 22 immédiatement juxtaposé, l'ouverture 32 d'insertion présente à partir de la face d'insertion1 2, une hauteur h et quatre lèvres 34, successives, I'ouverture 38 tubulaire de sortie étant symétrique à l'ouverture 32 d'insertion par rapport au plan P médian, parallèle à la face 12 d'insertion du corps 10. Dans ce cas, les quatre lèvres conduisent à la présence de quatre étranglements. De la même façon que dans le cas précédent, l'un au moins des étranglements comprend un opercule 40. L'agencement du passage 24, immédiatement juxtaposé au passage 22 précédent est identique à celui du passage 20, aux dimensions en X et en Y pres. On constate ainsi que la paroi qui sépare deux passages a une forme en accordéon. Une lèvre en saillie dans un des passages se trouve adossée à un creux entre deux lèvres qui font saillie dans le passage juxtaposé. Si l'on se reporte à la figure 5, on constate que lorsque le contact 42 serti sur son câble 44 est introduit à travers un des passages du joint, l'une des parois au moins présente une forte déformabilité car elle n'est pas bridée contre une paroi épaisse plus rigide. Les parois entre les différents passages ont sensiblement la même épaisseur, même si les dimensions des passages sont différentes. On constate aussi que le nombre de barrières d'étanchéité par contact des bords de chaque étranglement sur le câble après son insertion est au moins de trois. L'ouverture 32 tubulaire d'insertion avec un prolongement en forme de cône à section pyramidale facilite le guidage et la pénétration du contact et de son câble. De même, l'ouverture 38 de sortie à forte section évite I'arrachement de particules du corps 10 susceptibles de créer des dysfonctionnements électriques. Le joint qui vient d'être décrit suivant ce mode de réalisation premier permet, comme recherché, d'introduire dans un même connecteur, à travers un même joint des contacts et des câbles associés de différentes dimensions. Sur la figure 3, le joint présenté comprend une répartition des passages 1 6 en quinconce sur la face 12 d'introduction, sur trois rangées 18 parallèles. Dans ce cas, chaque passage débouche sur la face 12' de sortie opposée directement par un étranglement 36. De plus, les différents passages 16 ont tous une ouverture 32 d'introduction de même hauteur à partir de la face d'introduction. Sur la face 12' de sortie, il est aussi prévu une succession de passages 16' borgnes, sensiblement identiques aux passages 16 mais sans ouverture d'introduction ou de sortie. Ces passages sont répartis en quinconce sur les faces 12 et 12' et débouchent directement par des étranglements obturés. Les deux réseaux en quinconce sont imbriqués l'un par rapport à l'autre. Ainsi, lors de la mise en oeuvre de cette variante de réalisation, seuls les passages 16 sont utilisés pour la mise en place des contacts avec les câbles associés. Les passages 16' borgnes permettent de réaliser une structure décalée pour que les parois des passages 16 ne soient pas bridées lors des déformations engendrées par l'insertion des contacts et de leurs câbles, de la même façcon que précédemment. Les parois d'un tel agencement, prise entre deux parois, ont sensiblement la même épaisseur pour conférer des caractéristiques de déformabilité approximativement de même valeur. Il est possible d'adjoindre de tels passages borgnes au joint tel que réalisé dans le premier mode de réalisation représenté notamment figure 1, il convient seulement de tenir compte des dimensions disponibles dans le corps du joint pour qu'il y ait la place de loger l'ensemble des passages. Suivant un autre mode de réalisation, montré sur la figure 4, il est prévu de réaliser une structure avec des passages 16 de mêmes dimensions, répartis sur la face 12 d'introduction suivant plusieurs rangées 18, en l'occurrence 3 rangées, parallèles entre elles. Les passages 16 d'un premier réseau en quinconce présentent des ouvertures 32 d'introduction avec une hauteur h, qui peut être nulle, et les passages 16" d'un second réseau en quinconce, imbriqué dans le premier, présentent des ouvertures 32" avec une hauteur H qui doit être non nulle pour provoquer le décalage recherché. Ainsi, les lèvres 34 d'un passage 16 central sont décalées suivant le sens Z d'introduction par rapport aux lèvres 34" des passages 16" juxtaposés. Dans ce cas, deux des parois au moins et pour certains passages toutes les parois présentent une forte déformabilité car elles ne sont pas bridées contre une paroi épaisse plus rigide. Le joint selon la présente invention répond donc aux buts recherchés à savoir: -permettre une forte déformabilité en sorte d'éviter la destruction des lèvres, - assurer une étanchéité adaptée par une succession de lèvres, - autoriser le passage de contacts câblés de différentes dimensions à travers un même joint, et -interdire la pénétration de fluides par les passages non utilisés. REVENDICATIONS 1. Joint d'étanchéité à passages (16) multiples de contacts câblés pour un connecteur électrique, ce joint comprenant un corps (10) avec une face (12) d'insertion comportant des passages (16) débouchants orientés suivant un axe d'insertion Z perpendiculaire à cette face d'insertion, caractérisé en ce que chaque passage comprend au moins deux lèvres (34) radiales, en saillie, laissant subsister un étranglement (36) de dimensions réduites par rapport à celles dudit passage, les lèvres d'un premier passage étant décalées suivant l'axe Z d'insertion par rapport aux lèvres du ou des passage(s) juxtaposés en sorte de réaliser au moins une paroi en accordéon entre deux passages juxtaposés. 2. Joint d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les passage(s) juxtaposé(s) sont des passages (1 6') borgnes. 3. Joint d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les passage(s) juxtaposé(s) sont des passages (16") avec une hauteur H de l'ouverture (38") tubulaire d'engagement supérieure à la hauteur h de l'ouverture (38) tubulaire d'engagement du premier passage (16). 4. Joint d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les ouvertures (38) tubulaires d'engagement sont à section rectangulaire. 5. Joint d'étanchéité selon la revendication 4, caractérisé en ce que les ouvertures (38) tubulaires d'engagement sont de dimensions différentes. 6. Joint d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi entre les passages (1 6) d'épaisseur est d'épaisseur sensiblement constante. 7. Joint d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque passage (16) comprend au moins trois lèvres (34). 8. Joint d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce les passages (16) sont répartis sur la face d'insertion suivant un réseau en quinconce. 9. Joint d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un des étranglements (36) de chaque passage comprend un opercule. 10. Joint d'étanchéité selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'opercule (40) comprend un pré fragilisation.