Brevet FR2817670A3 — publié le 20020607

FR 2817670 A3 20020607 FR 0115533 A 20011130 La présente invention concerne un connecteur notamment pour une connexion miniature destinée à relier un faisceau de câbles à une sonde lambda comprenant : - un boîtier à savoir un élément de base et un élément de recouvrement ainsi que - des composants électriques placés dans le boîtier et fixés dans celui-ci, et - un élément d'équilibrage pour une sonde notamment une sonde lamb- da planaire à bande large, installée dans le connecteur ou à l'extérieur de celui-ci par l'intermédiaire d'un autre élément de contact. Etat de la technique Les connecteurs du type décrit ci-dessus sont en général réalisés sous la forme de sondes lambda dont les branchements prévus dans le connecteur servent à l'équilibrage (ou la compensation), à la transmission des signaux et au chauffage de la sonde. La sonde lambda et la régulation lambda constituent actuellement, en combinaison avec un catalyseur à trois voies, un moyen efficace de nettoyage des gaz d'échappement. La sonde lambda qui est vissée par exemple dans un échappement, comprend un capteur de mesure pour déterminer la teneur en oxygène dans les gaz d'échappement. La teneur résiduelle en oxygène convient très bien comme grandeur de mesure et permet de réguler le rapport air/carburant car cette grandeur de mesure indique de manière précise si le mélange air/carburant est complètement brûlé. La sonde lambda fournit ainsi un signal de tension représentant instantanément la composition du mélange et les variations de mélange. L'alimentation en carburant du moteur est assurée par une installation de préparation du mélange travaillant en fonction du signal fourni par la sonde lambda. Le mélange est régulé pour avoir un rapport stoechiométrique air/carburant À = 1. Suivant la réalisation du système des gaz d'échappement et les conditions d'utilisation on prévoit des sondes chauffées ou non chauffées. D'autres applications d'une sonde lambda en dehors du domaine de l'automobile sont par exemple la régulation de moteurs à gaz ou de brûleurs à mazout et gaz. Les sondes lambda à bande large ont notamment une construction modulaire et en combinaison avec la technique planaire ces sondes permettent l'intégration de plusieurs fonctions. En général elles comportent des couches fonctionnelles comprenant une couche protec- trice poreuse, une électrode extérieure, une feuille de détecteur, une électrode intérieure, une feuille de canal d'air de référence, une couche d'isolation, un dispositif de chauffage, une feuille chauffante et des contacts de branchement. Comme les sondes lambda à bande large se composent de la combinaison d'une cellule de concentration de Nernst (cellule de capteur) avec une cellule de pompage transportant les ions d'oxygène, elle peut mesurer très exactement non seulement au point stoechiométrique (. = 1) mais également dans le domaine des mélanges riches et dans celui des mélanges pauvres. Chaque sonde doit être équilibrée (compensée ou tarée) individuellement. Pour cela la sonde comporte une résistance intégrée (en technique mini-hybride). L'équilibrage qui se fait de préférence à l'aide d'un faisceau laser consiste à enlever la couche résistante placée sur un substrat en céramique pour modifier la résistance et réaliser ainsi l'équilibrage. Jusqu'à présent l'équilibrage se faisait en plaçant le boîtier muni du connecteur et de la résistance sans l'élément de recouvrement dans le poste d'équilibrage. Après traitement au laser pour l'équilibrage, on mettait en place l'élément de recouvrement. Pour éviter que l'humidité et la saleté ou les produits analogues pénètrent dans le connecteur, l'élément de recouvrement comporte en plus des joints. Inconvénients de l'état de la technique Un inconvénient du connecteur connu décrit ci dessus est de nécessiter du travail et des étapes de montage supplémentaires pour fermer le connecteur de manière à le rendre fonctionnel après avoir réalisé l'équilibrage. De plus il est nécessaire de réaliser un élément de recouvrement supplémentaire avec un joint et de le fournir à l'endroit où se fait l'équilibrage. Problèmes de l'invention La présente invention a pour but de développer un mode de réalisation d'un connecteur convenant notamment pour des sondes lambda planaires à bande large, de façon à permettre une réalisation très économique et des dimensions très réduites. Solutions du problème A cet effet l'invention concerne un connecteur du type défini ci dessus caractérisé en ce qu'une partie du connecteur est réalisée comme support de contacts, le support de contacts comporte des contacts électriques du connecteur ainsi que de l'élément d'équilibrage, préassem- blés, et le support de contacts ainsi que les contacts électriques et l'élément d'équilibrage peuvent être séparés de l'autre partie du connecteur. Selon d'autres caractéristiques avantageuses, l'élément de recouvrement est enfiché par-dessus l'élément d'équilibrage et comprend un élément de verrouillage primaire et un élément de verrouillage secondaire coopérant avec l'élément de recouvrement, l'élément de verrouillage secondaire ayant au moins un élément d'appui tourné vers l'élément de recouvrement de façon que l'élément de recouvrement, se ferme complètement, seulement dans la position de fin de course de l'élément de verrouillage secondaire. De plus l'élément de recouvrement est transparent, et/ou présente un faible degré d'absorption pour de la lumière monochromatique (lumière laser). Avantages de l'invention Un avantage important de l'invention est que grâce au caractère compact des pièces à fabriquer pour le connecteur, celui-ci est d'une fabrication très économique. Il est ainsi possible de glisser l'ensemble du connecteur, grâce à son faible encombrement ou à ses faibles dimensions extérieures, dans un tube dit à rainures. De plus, les mêmes pièces s'utilisent pour plusieurs éléments de contact électriques installés dans le boîtier du connecteur. Cela simplifie le montage. De manière avantageuse, une partie du connecteur est réalisée en forme de support de contact et celui-ci est muni de manière préassemblée des contacts électriques du connecteur et de l'élément d'équilibrage si bien que le support de contact avec les contacts électriques et l'élément d'équilibrage peuvent être séparés des autres parties du connecteur. En variante, il est également prévu qu'exclusivement les contacts électriques soient d'abord introduits dans le support de contact. Cela peut se faire par exemple par pressage ou enrobage par injection de matière plastique. Ainsi l'élément d'équilibrage est tenu à l'aide d'un organe d'enfoncement en forme de ressort (élément de contact électrique) sur le boîtier et les composants électriques sont des broches de contact. De plus, les organes d'enfoncement en forme de ressort (éléments de contacts élec- triques) et les broches de contact sont reliés électriquement et/ou ne forment qu'une seule pièce Il est avantageux pour le montage que le support de contact puisse être réuni à l'autre partie du support de contact comme composant préassemblé sans nécessiter d'outils supplémentaires. De préférence pour le positionnement correct du support de contact on a des éléments de guidage et pour le blocage, des éléments d'accrochage ou d'enclipsage. Ainsi un moyen d'accrochage est prévu entre le support de base et l'élément de recouvrement, avec notamment des moyens d'accrochage avant et arrière. Entre le support de contact et la partie restante, on a un autre composant dit élément de verrouillage secondaire. Celui-ci sert d'élément de liaison entre le support de contact et la partie restante du connecteur ; il assure la fonction supplémentaire de maintien en position correcte des contacts électriques. Comme le support de base est entouré complètement par l'élément de recouvrement, il est possible à l'aide de lèvres d'étanchéité prévues à l'intérieur de l'élément de recouvrement ou par des joints sur le corps de base, d'assurer l'étanchéité du volume intérieur de l'unité de détection de façon à protéger celle-ci contre les projections d'eau et/ou la saleté. De plus cela facilite l'accrochage du corps de base sur l'élément de recouvrement. De manière préférentielle on a un préaccrochage et un accrochage final ou un verrouillage primaire et un verrouillage secondaire. Le rôle du verrouillage secondaire sera assuré par l'élément de verrouillage secondaire. Le verrouillage primaire se fait en deux étapes. Dans une première étape l'élément de recouvrement s'accroche de façon à rester maintenu sur le corps de base. En continuant à pousser l'élément de recouvrement en direction du corps de base on fixe l'élément de verrouillage secondaire placé dans le corps de base sur l'élément de contact électrique guidé dans le corps de base, par exemple une douille pour une broche plate, reliée à la sonde lambda. Le blocage ne se fait toutefois que de façon à ce que l'élément de verrouillage secondaire soit poussé contre l'élément de contact pour que celui-ci et l'élément de verrouillage secondaire soient reliés solidairement. De plus l'élément de verrouillage secondaire est guidé de force dans le corps de base. Cela signifie que l'état fixé de l'élément de contact permet à l'élément de verrouillage secondaire de se déplacer en- core dans la direction axiale de connexion. De plus, l'élément de verrouillage secondaire comporte des éléments de support qui s'écartent de l'élément de verrouillage secondaire et s'étendent dans la direction de l'élément de recouvrement. Lorsque le verrouillage secondaire n'est pas actionné c'est- à-dire lorsque l'élément de contact n'est pas bloqué, les éléments d'appui dépassent du corps de base du connecteur de sorte que l'élément de recouvrement ne peut être retenu que dans la première position d'accrochage du verrouillage primaire. Ce n'est que par l'actionnement total et ainsi le blocage correct de l'élément de contact que l'élément de recouvrement pénètre également dans le second accrochage du verrouillage primaire. Cette solution offre l'avantage de permettre de contrôler de manière simple si un contact a réussi et ainsi si l'élément de contact électrique a été bloqué sur la sonde lambda et si l'élément de recouvrement est fermé de manière étanche par rapport au corps de base. Il est avantageux de prévoir des installations d'accrochage à la périphérie de l'élément de recouvrement qui permettent de fixer le connecteur par exemple par une liaison à rainure et languette à une autre pièce ou encore des installations d'accrochage de façon à fixer les lignes électriques sur le connecteur. En option on a des possibilités de fixation pour une toile de protection contre les projections d'eau ou la saleté, et le support de contact est accroché à la partie restante du connecteur. Un autre avantage de l'invention est que les joints évoqués ci dessus peuvent être injectés sur l'élément de recouvrement et être ainsi imperdables. Pour avoir une résistance de passage continue entre l'unité de capteur et les éléments de contact électrique, on a une liaison soudée, et/ou les contacts électriques ou les broches et/ou l'élément d'équilibrage sont pressés dans le support de contact. De manière avantageuse, l'élément de recouvrement est en PBT (polybutylènetéréphtalate) ou une matière analogue. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un connecteur selon l'invention, dont l'élément de recouvrement est fermé et le support de contact mis en place, - la figure 2 est une coupe longitudinale du connecteur de la figure 1, - la figure 3 est une vue en perspective des détails du connecteur de la figure 1, - la figure 4 est une vue de dessus du connecteur de la figure 1, la figure 5 est une vue de côté du connecteur de la figure 1, - la figure 6 est une coupe transversale du connecteur de la figure 1, - la figure 7 est une vue de dessus du connecteur de la figure 1 sans l'élément de recouvrement, - la figure 8 est une vue en perspective partielle du connecteur de la figure 1, sans l'élément de recouvrement, - la figure 9 est une vue de dessous du connecteur de la figure 1 à l'état monté avec un connecteur à faisceau de câbles, - la figure 10 est une coupe longitudinale du connecteur de la figure 1 à l'état monté avec un connecteur à faisceau de câbles, - la figure 11 est une vue de dessus du connecteur de la figure 1 à l'état monté avec un connecteur à faisceau de câbles, - la figure 12 est une vue arrière du connecteur de la figure 1 à l'état monté avec un connecteur à faisceau de câbles, - la figure 13 est une vue en perspective du connecteur de la figure 1 à l'état monté avec un connecteur à faisceau de câbles. Description de l'exemple de réalisation Le connecteur 1 selon les figures 1 à 13 est formé d'un boîtier composé d'un support de base 3 et d'un élément de recouvrement 4 ainsi que d'un support de contacts 5. Le support de base 3 est de préférence constitué par une seule pièce injectée comportant des cavités ou des coupes, des perçages et des ouvertures pouvant recevoir des composants électriques. Il s'agit en particulier de broches plates F, de contacts électriques E, d'éléments de compensation de pression D, etc.... Le support de base 3 peut recevoir l'élément de recouvrement 4 avec un joint 6 entre le support de base 3 et l'élément de recouvrement 4. En variante on peut également injecter directement le joint 6 sur l'élément de recouvrement 4 ce qui le rend imperdable. Pour réaliser l'étanchéité entre le support de base 3 et l'intérieur de l'élément de recouvrement 4 il est prévu en outre un moyen d'accrochage 7. Ce moyen d'accrochage 7 se compose d'un moyen de préaccrochage 8. Celui-ci consiste en un élément en saillie du corps de base 3 qui vient prendre dans une cavité 9 du côté de l'élément de recouvrement 4. L'élément de recouvrement 4 comporte en outre un élément formant une patte 19 (figures 1 et 3) qui, lorsque l'élément de recouvrement 4 est monté sur le corps de base 3 du connecteur 1, protège l'élément d'équilibrage de pression D prévu dans le corps de base 3 notamment contre les endommagements mécaniques et la saleté. Comme cela apparaît notamment aux figures 1 et 13, le support de contact 5 se compose principalement d'une unique pièce en matière plastique injectée. Cette pièce comporte également des découpes, des perçages et des orifices recevant des composants électriques. Selon l'invention, le support de contacts 5 est déjà préassemblé avant son montage sur l'autre partie du connecteur 1. Dans l'exemple de réalisation représenté par exemple à la figure 3, les contacts électriques E et la broche plate F sont déjà mis en place de préférence soudés ou pressés. Le support de contacts 5 comporte des éléments de guidage 10 supplémentaires prévus pour que le support de contact 5 ne puisse être assemblé que dans une seule direction avec l'autre partie du connecteur 1. Des moyens d'accrochage ou d'encliquetage supplémentaires sont prévus (non représentés dans les dessins) sur le support de contacts 5. Ces moyens permettent d'assembler le connecteur 1 sans utiliser d'outils. Selon un autre exemple de réalisation, à côté des contacts électriques E et des broches plates F il est prévu un élément d'équilibrage 11 pour la sonde lambda, qui se monte également sur le connecteur 1 et n'est pas représenté dans le dessin ; cet élément est de préférence aux contacts électriques E ou aux broches plates F. L'élément d'équilibrage 11 monté dans le corps de base 3 du connecteur 1 dans l'exemple de réalisation représenté aux figures, comprend une couche résistante non représentée en détail sur un substrat en céramique. En variante on peut également prévoir un ensemble électronique particulier prévu pour assurer l'équilibrage (composition ou tarage). L'élément d'équilibrage 11 est relié électriquement avec les éléments de contact 15 qui poussent en même temps l'élément d'équilibrage 11 contre le corps de base 3. Pour cela, on a des organes d'enfoncement en forme de ressort. Les éléments de contacts électriques 15 sont des rubans métalliques en forme de chemin conducteur se terminant d'un côté au ni- veau des moyens d'assemblage 16 (notamment selon la figure 1) du connecteur 1. Il est également prévu un élément de verrouillage secondaire 12 pour le montage du connecteur 1. Cet élément assure la fonction d'un élément de liaison entre le support de contact 5 et le support de base 3. L'élément de verrouillage secondaire 12 comporte également des moyens de guidage prévus pour que l'élément de verrouillage secondaire 12 ne puisse être assemblé que dans une seule position avec l'autre partie du connecteur 1 et au support de contact. L'élément de verrouillage secondaire 12 assure également la fonction de blocage des composants électriques installés dans le boîtier 12 du connecteur 1 tels que les contacts électriques, les broches plates, etc.... Il sert en outre à contrôler le recouvrement correct du connecteur 1 par l'élément de recouvrement 4. Pour cela, uniquement en cas de blocage correct des composants électriques dans le connecteur 1, on peut fermer complètement l'élément de recouvrement 4. Pour cela l'élément de verrouillage secondaire 12 à l'état monté comporte au moins un élément d'appui 13 tourné vers l'élément de recouvrement 4. Cet élément d'appui 13 est conçu pour que si les composants électriques ne sont pas fixés correctement par le verrouillage secondaire 12, du fait de la longueur de l'élément de support 13 qui dépasse du boîtier 2 du connecteur 1, on ne pourra fermer l'élément de recouvrement 4. La périphérie extérieure 14 du connecteur 1 comporte des installations d'accrochage 18 qui permettent au choix selon le principe d'une liaison rainure/languette (notamment à la figure 1) ou d'un principe de blocage analogue, de bloquer l'ensemble du connecteur 1 sur une pièce complémentaire adaptée ou sur un autre objet par exemple un tube ou un conducteur électrique. Enfin les installations d'accrochage 18 peuvent assurer la fixation des lignes électriques correspondantes sur le connecteur 1. Un connecteur à faisceau de câbles 20 comme celui représenté en détail aux figures 9 à 13 peut être engagé dans la zone de la possibilité d'assemblage 16. Le connecteur à faisceau de câbles 20 s'accroche au connecteur 1 par des moyens d'accrochage 21 pour réaliser un contact électrique entre le connecteur de faisceau de câbles 20 et le connecteur 1. Le moyen d'accrochage 21 est de préférence un moyen d'enclipsage ; à l'état accroché au connecteur 1, il entoure une came du connecteur 1. Grâce à la réalisation particulière du connecteur 1 il est possible de réaliser ce connecteur 1 de façon très compacte et de dimension très réduite ce qui permet de le loger dans un volume très étroit. De plus le connecteur 1 selon l'invention se compose d'un nombre réduit de pièces ce qui permet une fabrication économique du connecteur 1. REVENDICATIONS 1 ) Connecteur (1) notamment pour une connexion miniature destinée à relier un faisceau de câbles à une sonde lambda comprenant : - un boîtier (2) à savoir un élément de base (3) et un élément de recou- vrement (4) ainsi que - des composants électriques placés dans le boîtier et fixés dans celui-ci, et - un élément d'équilibrage pour une sonde notamment une sonde lamb- da planaire à bande large, installée dans le connecteur ou à l'extérieur de celui-ci par l'intermédiaire d'un autre élément de contact, caractérisé en ce que une partie du connecteur (1) est réalisée comme support de contacts (5), le support de contacts (5) comporte des contacts électriques (F) du connecteur (1) ainsi que de l'élément d'équilibrage (11), préassemblés, et le support de contacts (5) ainsi que les contacts électriques (F) et l'élément d'équilibrage (11) peuvent être séparés de l'autre partie du connecteur (1). 2 ) Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de recouvrement (4) est enfiché par-dessus l'élément d'équilibrage (11) et comprend un élément de verrouillage primaire et un élément de verrouillage secondaire (12) coopérant avec l'élément de recouvrement (4), l'élément de verrouillage secondaire (12) ayant au moins un élément d'appui (13) tourné vers l'élément de recouvrement (4) de façon que l'élément de recouvrement (4) se ferme complètement, seulement dans la position de fin de course de l'élément de verrouillage secondaire (12). 3 ) Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de recouvrement (4) est transparent. 4 ) Connecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de recouvrement (4) présente un faible degré d'absorption pour de la lumière monochromatique (lumière laser). 5 ) Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'équilibrage (11) est tenu à l'aide d'un organe d'enfoncement en forme de ressort (élément de contact électrique (15) sur le boîtier (3). 6 ) Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les composants électriques sont des broches de contact (F). 7 ) Connecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les organes d'enfoncement en forme de ressort (éléments de contacts électriques (15)) et les broches de contact (F) sont reliés électriquement. 8 ) Connecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les organes d'enfoncement en forme de ressort (éléments de contacts électriques (15)) et les fiches de contact (F) constituent une seule pièce. 9 ) Connecteurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de contacts électriques (15) et l'élément d'équilibrage (11) sont couplés les uns aux autres par des soudures. 100) Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' un moyen d'accrochage (7) est prévu entre le support de base (3) et l'élément de recouvrement (4). 11 ) Connecteur selon la revendication 10, caractérisé par des moyens d'accrochage avant et arrière. 12 ) Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la périphérie (14) de l'élément de recouvrement (4) comporte des installations d'accrochage (18). 13 ) Connecteur selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'installation d'accrochage (18) est en forme de rainure dans laquelle vient prendre une languette. 14 ) Connecteur selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'installation d'accrochage (18) constitue un moyen de réception pour des lignes électriques. 15 ) Connecteur selon la revendication 1, caractérisé par un moyen de fixation pour une toile de protection contre les projections sur l'élément de recouvrement (4). 16 ) Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support de contact (5) est accroché à la partie restante du connecteur (1). 17 ) Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les contacts électriques (E) ou les broches (E) et/ou l'élément d'équilibrage (11) sont pressés dans le support de contact (5).