Brevet FR2817669A3 — publié le 20020607

FR 2817669 A3 20020607 FR 0115509 A 20011130 La présente invention concerne un connecteur notamment pour une sonde lambda planaire comprenant: - un boîtier à savoir un élément de base et un élément de recouvrement ainsi que - des composants électriques logés dans le boîtier et bloqués dans celui- ci, et - un élément d'équilibrage d'une sonde notamment d'une sonde lambda planaire à bande large installée dans le connecteur ou par un autre élément de contact à l'extérieur du connecteur. 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 repré- sentant instantanément la composition du mélange et les variations de mélange. L'alimentation en carburant du moteur est assurée par une ins- tallation de préparation du mélange travaillant en fonction du signal four- ni par la sonde lambda. Le mélange est régulé pour avoir un rapport stoechiométrique air/carburant X = 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 mo- teurs 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 élec- trode intérieure, une feuille de canal d'air de référence, une couche d'isolation, un dispositif de chauffage, une feuille chauffante et des con- tacts de branchement. Comme les sondes lambda à bande large se composent de la combinaison d'une cellule de concentration de Nemst (cellule de cap- teur) avec une cellule de pompage transportant les ions d'oxygène, elle peut mesurer très exactement non seulement au point stoechiométrique (X, = 1) mais également dans le domaine des mélanges riches et dans celui des mélanges pauvres. Chaque sonde doit être équilibrée (compensée ou tarée) in- dividuellement. 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 analo- gues pénètrent dans le connecteur, l'élément de recouvrement comporte en plus des joints. Inconvénients de l'état de la technique L'un des inconvénients de la réalisation du connecteur pré- senté ci-dessus est de nécessiter des opérations et des étapes de montage supplémentaires pour fermer correctement le connecteur apres équili- brage. Il est en outre nécessaire de fabriquer un élément de recouvrement supplémentaire avec un joint séparé et de fournir celui-ci au poste d'équilibrage. Problèmes de l'invention La présente invention a pour but de développer un mode de réalisation du connecteur applicable notamment à une sonde lambda pla- naire à bande large, développé pour être réalisé d'une manière très avan- tageuse et pour présenter des dimensions extérieures très réduites. Solutions du problème A cet effet, l'invention concerne un connecteur du type défi- ni ci-dessus caractérisé en ce qu'une partie du connecteur est réalisée sous la forme d'un support de contact, le support de contacts comportant des contacts électriques du connecteur ainsi que l'élément d'équilibrage, préassemblés, et le support de contacts avec les contacts électriques et l'élément d'équilibrage peut être séparé de l'autre partie du connecteur. Selon d'autres caractéristiques avantageuses, l'élément de recouvrement peut être engagé par-dessus l'élément d'équilibrage. Pour cela le connecteur comporte un verrouillage primaire et un verrouillage secondaire coopérant avec l'élément de recouvrement, l'élément secondaire comportant au moins un élément d'appui tourné vers l'élément de recou- vrement de façon que l'élément de recouvrement ne puisse se fermer com- plètement que dans la position de fin de course du verrouillage secondaire. Avantageusement l'élément de recouvrement est transpa- rent; de préférence, il présente une faible degré d'absorption pour la lu- mière monochromatique (lumière laser). Avantages de l'invention Un avantage important de l'invention est que grâce à la compacité des pièces à fabriquer pour le connecteur, celui-ci est d'une réalisation particulièrement économique. Il est ainsi possible de glisser l'ensemble du connecteur du fait de sa faible taille ou de ses dimensions extérieures extrêmement ré- duites, dans un tube à nervures. De plus, les parties de préférence identiques peuvent s'utiliser pour de nombreux éléments de contacts électriques destinés au boîtier du connecteur. Cela simplifie le montage. De manière avantageuse, une partie du connecteur est en forme de support de contacts, et des contacts électriques du connecteur sont prévus sur le support de contacts ainsi que l'élément d'équilibrage, préassemblés; le support de contacts avec les contacts électriques et l'élément d'équilibrage peuvent se séparer de l'autre partie du connecteur. En variante on peut prévoir que seulement les contacts électriques sont logés dans le support de contacts. Cela peut se faire par exemple par enfoncement ou par enrobage par injection avec de la matière plastique. Ainsi, l'élément d'équilibrage est tenu par des organes d'enfoncement en forme de ressort (élément de contacts électriques) 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 électriques) et les broches de contact sont reliés électriquement, ne cons- tituent qu'une seule pièce. Il est avantageux pour le montage que le support de con- tacts soit un composant préassemblé ne nécessitant pas d'outillage sup- plémentaire pour être réuni à l'autre partie du support de contacts. De préférence, pour un positionnement correct du support de contact, on a des éléments de guidage et pour le blocage, des moyens d'accrochage. Ainsi, un accrochage est prévu entre le support de base et l'élément de recouvrement, avec notamment des moyens de préaccrochage et d'accrochage final. Entre le support de contact et la partie restante il est prévu un autre composant c'est-à-dire un élément de verrouillage secondaire. Celui-ci sert d'élément de liaison entre le support de contact et l'autre partie du connecteur; il assure en outre la fonction de positionnement correct des contacts électriques. Comme le support de contacts est entouré complètement par l'élément de recouvrement, il est possible à l'aide du montage de lèvres d'étanchéité dans l'élément de recouvrement ou de joints dans le support de base, d'assurer l'étanchéité du volume intérieur de l'unité de détecteur pour le protéger par exemple contre des projections d'eau et/ou la saleté. De plus cela renforce l'accrochage du corps de base sur l'élément de recouvrement. De manière préférentielle il est prévu un pré- accrochage et un accrochage définitif 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 être rete- nu au corps de base. Si on poursuit l'enfoncement de l'élément de recou- vrement en direction du corps de base, l'élément de verrouillage secondaire qui se place dans le corps de base se fixe sur l'élément de contact électrique guidé dans le corps de base, par exemple un manchon pour recevoir une broche plate, relié à la sonde lambda. Le blocage se fait toutefois seulement de façon que l'élément de verrouillage secondaire soit poussé sur l'élément de contact pour que celui-ci et l'élément de ver- rouillage secondaire se solidarisent. De plus, l'élément de verrouillage se- condaire est guidé de force dans le corps de base. Cela signifie que lorsque l'élément de contact est bloqué, l'élément de verrouillage secondaire peut se déplacer seulement dans la direction axiale d'engagement de l'élément de recouvrement. De plus, l'élément de verrouillage secondaire comporte des éléments d'appui qui s'écartent de l'élément de verrouillage secondaire et s'étendent en direction de l'élément de recouvrement. Lorsque le verrouillage secondaire n'est pas actionné, c'est- à-dire si l'élément de contact n'est pas bloqué, les éléments d'appui dépas- sent du corps de base du connecteur de sorte que l'élément de recouvrement ne peut rester que dans le premier moyen d'accrochage du verrouillage primaire. Ce n'est que par l'actionnement total et ainsi le blo- cage correct de l'élément de contact que l'élément de recouvrement vient également dans le second accrochage du verrouillage primaire. Cela présente l'avantage de permettre de vérifier de manière simple si le contact a été fait correctement et si également l'élément de contact électrique a été bloqué par rapport à la sonde lambda et si l'élément de recouvrement ferme de manière étanche le corps de base. De manière avantageuse, à la périphérie de l'élément de re- couvrement on a prévu des installations d'accrochage permettant de fixer le connecteur par exemple à l'aide d'une liaison par rainure et languette sur une autre pièce ou des installations d'accrochage réalisées de façon à pouvoir fixer les lignes électriques au connecteur. En option on a prévu des moyens de fixation pour une toile de protection contre les projections d'eau, et le support de contact est ac- croché à l'autre partie du connecteur. Un autre avantage de l'invention réside dans la réalisation par injection des joints évoqués ci-dessus sur l'élément de recouvrement de sorte que ceux-ci sont imperméables. Pour avoir une résistance de passage constante entre l'unité de détecteur et les éléments de contacts électriques, les éléments de con- tacts électriques et l'élément d'équilibrage sont couplés par des soudures, et/ou les contacts électriques ou les broches plates et/ou l'élément d'équilibrage sont pressés dans le support de contact. De façon avantageuse, l'élément de recouvrement est en PBT (polybutylènetéréphtalate) ou en une matière analogue. La présente invention sera décrite ci-après à l'aide de diffé- rents mode de réalisation représentés dans les dessins annexés dans les- quels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un connecteur à faisceau de câbles selon l'invention dont l'élément de recouvrement est fermé et le support de contact mis en place, l'ensemble étant représenté en coupe, la figure 2 est une vue éclatée des différentes parties du connecteur de la figure 1, - la figure 3 est une vue en perspective du support de contact du con- necteur de la figure 1 à l'état préassemblé. Description d'un exemple de réalisation Selon les figures 1 à 3, le connecteur i se compose d'un boîtier 2 comprenant un support de base 3 et un élément de recouvrement 4 ainsi qu'un support de contact 5. Le support de base 3 est de préférence formé d'une unique i0 pièce injectée comportant des découpes, des perçages, des ouvertures, des cavités destinés à recevoir des composants électriques. On a en particulier des composants tels que des broches plates F, des contacts électriques E, des éléments d'équilibrage de pression D. Le support de base 3 reçoit un élément de recouvrement 4 et entre le support de base 3 et l'élément de recouvrement 4 on a un joint 6. En variante, on peut également injecter directement le joint 6 sur l'élément de recouvrement 4 de sorte qu'il est imperdable. Pour assurer l'étanchéité entre le support de base 3 et l'intérieur de l'élément de recouvrement 4, il est prévu en plus un moyen d'accrochage 7. Ce moyen d'accrochage 7 comprend un moyen de préac- crochage 8 consistant en un élément en saillie du corps de base 3 qui pé- nètre dans une cavité 8 des côtés de l'élément de recouvrement 4. Selon les figures 1 et 3, le support de contact 5 se compose principalement d'une unique pièce injectée en matière plastique. Cette pièce comporte également des cavités, découpes, perçages et ouvertures recevant les composants électriques. Selon l'invention, le support de contact 5 est préassemblé avant son montage à l'autre partie du connecteur 1. Dans un premier exemple de réalisation comme celui donné par exemple à la figure 1, les contacts électriques E ou les broches plates F sont déjà placées, de préfé- rence soudées dans la masse ou pressées. Le support de contact 5 comporte en outre des éléments de guidage 10 prévus pour que le support de contact 5 ne puisse être assem- blé que dans une seule position d'alignement avec l'autre partie du con- necteur 1. On a en outre des moyens d'accrochage (non représentés en détail dans les dessins) sur le support de contact 5 permettant d'assembler le connecteur 1 sans nécessiter d'outils. Selon un autre exemple de réalisation comme celui présenté par exemple à la figure 3, à côté des contacts électriques E ou des broches plates F, on a un élément d'équilibrage 1 1 pour la sonde lambda qui se monte sur le connecteur 1 et n'est pas représentée dans les dessins; cet élément d'équilibrage est de préférence soudé aux contacts électriques E ou aux broches plates F. L'élément d'équilibrage 1 1 de l'exemple de réalisation de la figure 1 est installé dans le corps de base 3 du connecteur 1. Il comprend une résistance en forme de couche non représentée installée sur un substrat en céramique. En variante on peut également prévoir un ensem- ble électronique assurant l'équilibrage. L'élément d'équilibrage 1 1 est en contact avec les éléments de contact 15 qui poussent en même temps l'élément d'équilibrage 1 1 contre le corps de base 3. Pour cela ces élé- ments sont des organes d'enfoncement en forme de ressort. Les éléments de contacts électriques 15 sont des rubans métalliques analogues à des chemins conducteurs qui se terminent au niveau de la possibilité de liaison 16 (notamment à la figure 1) du con- necteur 1 par l'un de leur côté. De plus pour le montage du connecteur 1 on a un élément de verrouillage secondaire 12 qui assure le rôle d'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 avec le sup- port de contact 5. L'élément de verrouillage secondaire 12 assure également la fonction de blocage des composants électriques installés dans le boîtier 2 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 en ce que seulement si les composants élec- triques sont bloqués correctement 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 des compo- sants électriques ne sont pas bloqués correctement par l'élément de ver- rouillage secondaire 12, du fait de la longueur de l'élément d'appui 13 qui dépasse du boîtier 12 du connecteur 1, on ne pourra fermer l'élément de recouvrement 4. A la périphérie 14 du connecteur 1 on a des installations d'accrochage 18 non détaillées dans le dessin. Il s'agit par exemple d'éléments travaillant selon le principe de l'assemblage par rainure et lan- guettes ou d'un principe de blocage analogue qui bloque l'ensemble du connecteur 1 sur une pièce complémentaire adaptée ou sur un autre objet par exemple un tube ou une ligne électrique. En plus, des installations d'accrochage 18 peuvent être pré- vues pour fixer des lignes électriques correspondantes sur le connec- teur 1. Du fait de la réalisation particulière, le connecteur 1 est très compact et ses dimensions sont très réduites ce qui permet son installa- tion dans un logement très étroit. De plus, le connecteur 1 selon l'invention comporte peu de pièces ce qui permet une fabrication économi- que du connecteur 1. REVEND I CATI O NS 1 ) Connecteur (1) notamment pour une sonde lambda planaire compre- nant: - un boîtier (2) à savoir un élément de base (3) et un élément de recou- vrement (4) ainsi que - des composants électriques logés dans le boîtier et bloqués dans celui- ci, et - un élément d'équilibrage (11) d'une sonde notamment d'une sonde lambda planaire à bande large installée dans le connecteur ou par un autre élément de contact à l'extérieur du connecteur, caractérisé en ce qu' une partie du connecteur (1) est réalisée sous la forme d'un support de contact (5), le support de contacts (5) comportant des contacts électriques (F) du connecteur (1) ainsi que l'élément d'équilibrage (11), préassemblés, et le support de contacts avec les contacts électriques (F) et l'élément d'équilibrage (11) peut être séparé de l'autre partie du connecteur (1). 2 ) Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de recouvrement (4) peut être engagé par-dessus l'élément d'équilibrage (1 1). 3 ) Connecteur selon la revendication 2, caractérisé par un verrouillage primaire et un verrouillage secondaire (12) coopérant avec l'élément de recouvrement (4), l'élément secondaire (12) comportant au moins un élément d'appui (13) tourné vers l'élément de recouvrement (4) de façon que l'élément de recou- vrement (4) ne puisse se fermer complètement que dans la position de fin de course du verrouillage secondaire (12). 4 ) Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de recouvrement (4) est transparent. ) Connecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément de recouvrement (4) présente une faible degré d'absorption pour la lumière monochromatique (lumière laser). 6 ) Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'équilibrage (11) est tenu par un organe d'enfoncement en forme de ressort (élément de contacts électriques (15)) sur le boîtier (3). 7 ) Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les composants électriques sont des broches de contact (F). 8 ) Connecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les organes d'enfoncement en forme de ressort (éléments de contacts élec- triques (15)) et les broches de contact (F) sont reliés électriquement. 9 ) Connecteurs selon la revendication 6, caractérisé en ce que les organes d'enfoncement en forme de ressort (éléments de contacts élec- triques (15)) et les fiches de contacts (F) ne constituent qu'une seule pièce. ) Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de contacts électriques (15) et l'élément d'équilibrage ('11) sont couplés par des soudures. 11 ) Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' un accrochage (7) est prévu entre le support de base (3) et l'élément de re- couvrement (4). 12 ) Connecteur selon la revendication 11, caractérisé par des moyens de préaccrochage et d'accrochage final. 13 ) Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la périphérie (14) de l'élément de recouvrement (4) comporte des installa- tions d'accrochage (18). 14 ) Connecteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'installation d'accrochage (18) est en forme de rainure dans laquelle pé- nètre une languette. ) Connecteur selon la revendication 13, 1o caractérisé en ce que l'installation d'accrochage (18) sert de moyen de réception pour des lignes électriques. 16 ) Connecteur selon la revendication 1, caractérisé par une possibilité de fixation d'une toile de protection contre les projections sur l'élément de recouvrement (4). 17 ) Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support de contact (5) est accroché à l'autre partie du connecteur (1). 18 ) Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les contacts électriques (E) ou les broches plates (E) et/ou l'élément d'équilibrage (11) sont pressés dans le support de contact (5).