Brevet FR2872636A1 — publié le 20060106

La présente invention concerne un connecteur étanche. Elle s'applique plus particulièrement, mais non exclusivement, à un connecteur étanche au niveau de la sortie de conducteurs électriques. De façon générale, un connecteur électrique comprend un boîtier en matière électriquement isolante traversé de part en part par une pluralité d'orifices parallèles dans chacun desquels peut s'engager et se fixer une broche de connexion électrique de type mâle ou femelle fixée à l'extrémité d'un fil conducteur gainé d'une matière isolante. Ledit boîtier comporte principalement les moyens suivants: des moyens de positionnement et de verrouillage des contacts électriques, - des moyens d'isolation des contacts entre eux, - des moyens de positionnement d'un joint situé au niveau de la sortie 25 des fils électriques. Habituellement, le boîtier est refermé par un couvercle consistant en une grille comprenant des alvéoles pour la sortie des fils électriques. Cette grille comprend généralement les moyens suivants: - des moyens de repérage et de marquage des alvéoles, - des moyens d'orientation et d'indexage des contacts. Pour obtenir un connecteur électrique étanche, plusieurs niveaux d'étanchéité sont requis: une étanchéité dite inter-boîtier entre le boîtier de ce connecteur et celui du connecteur avec lequel il vient s'accoupler, cette étanchéité étant souvent obtenue par compression d'un joint tel que, par exemple, un joint à lèvres, un joint plat ou même un joint torique, une étanchéité au niveau du passage des fils électriques à l'intérieur du boîtier grâce à des joints de type passe fils multiples ou de type passe fils unitaires , une étanchéité autour des fils électriques par rapport à une gaine isolante, - une étanchéité entre une embase et la platine support d'un boîtier la comprenant. Or, le joint de type passe fils assurant l'étanchéité au niveau de la sortie des fils électriques et à l'intérieur du boîtier est, soit maintenu en position entre le boîtier et le couvercle, soit laissé libre à l'arrière du boîtier. Ainsi, un effort de traction et de déformation angulaire ou de déformation dans l'axe exercé sur des fils électriques entraîne rapidement une perte d'étanchéité par déformation du joint et une réduction de la pression de contact latérale voire même une perte de contact locale. Par ailleurs, les grilles ne sont pas prévues pour contre-balancer la déformation du joint engendrée par un effort de traction. L'invention a pour objet de résoudre ces inconvénients en utilisant notamment un joint réalisé dans une matière déformable élastiquement qui comporte des propriétés fluidiques, c'est-à-dire malléable mais quasiincompressible. Ainsi, une compression sur une partie du joint entraîne une déformation par 30 fluage dudit joint lequel conserve un volume quasiment constant. A cet effet, elle propose un connecteur étanche comportant: un boîtier réalisé dans une matière électriquement isolante dont au moins une paroi est traversée de part en part par au moins un orifice dans lequel peut s'engager et se fixer une broche de connexion de type mâle ou femelle fixée à l'extrémité d'un conducteur électrique, ce boîtier étant conformé de manière à pouvoir se coupler à un second connecteur, un couvercle amovible apte à refermer le boîtier à l'opposé de ladite paroi, ce couvercle comprenant des orifices et délimitant un espace intérieur par lequel passent lesdits conducteurs électriques, ce couvercle comportant des moyens de verrouillage aptes à venir s'engager dans des moyens de verrouillage complémentaires prévus sur le boîtier, un joint réalisé dans une matière ayant des propriétés fluidiques qui s'engage dans ledit espace intérieur et qui présente des orifices de passage des conducteurs électriques, le volume de ce joint correspondant sensiblement à celui de l'espace intérieur, tandis que sa forme est telle que la mise en place du couvercle provoque la compression du joint qui subit une déformation par fluage en exerçant une pression d'étanchéité sur les conducteurs électriques au niveau des susdits orifices de passage et des parois dudit espace intérieur. Bien entendu, le boîtier pourra comprendre une pluralité d'orifices parallèles. La section des orifices du boîtier pourra par exemple être de forme circulaire, ovoïde, carrée, rectangulaire... Les moyens de verrouillage du couvercle sur le boîtier pourront consister en des crochets sur le couvercle et/ou le boîtier aptes à s'insérer par déformation élastique dans des encoches ou rainures prévues à cet effet sur le boîtier et/ou le couvercle. Le boîtier pourra par exemple être de forme parallélépipédique, cylindrique... Selon une variante, les moyens de verrouillage du couvercle sur le boîtier pourront comprendre au moins une agrafe en forme de C ou C inversé dont une première extrémité est fixée sur le boîtier au moyen d'une charnière et dont la deuxième extrémité vient s'engager en force sur la face externe du couvercle en utilisant l'élasticité induite par la forme de l'agrafe. Cette deuxième extrémité pourra éventuellement venir en butée sur une encoche prévue à cet effet sur la face externe du couvercle ou encore comporter une portion en saillie venant se loger dans une rainure ou une encoche prévue à cet effet. Cette agrafe pourra également comporter des moyens de rappel permettant de basculer ladite agrafe en cas de démontage du couvercle. Selon une autre variante, les moyens de verrouillage seront inversés, l'extrémité de l'agrafe avec la charnière se trouvant sur le couvercle. Il est à noter que les moyens de verrouillage pourront également consister en un ensemble ergot/levier ou came rotative ou ergot/étrier. Selon un premier avantage de l'invention, les portions du joint et/ou du couvercle et/ou du boîtier situées en regard l'une de l'autre pourront comprendre des protubérances éventuellement associées à des évidements situés en regard sur lesdites portions du couvercle et/ou du boîtier et/ou du joint et ayant des formes et/ou des dimensions permettant une déformation du joint par compression. On pourra par exemple envisager une protubérance de forme rectangulaire et un évidement de forme trapézoïdale. Ces ensembles protubérances/évidements pourront être alignés et former par exemple un quadrillage autour des conducteurs électriques ou encore être disposés circulairement autour de chaque conducteur électrique. Ainsi, lors du verrouillage du couvercle sur le boîtier, les protubérances s'emboîtent en déformant les évidements entraînant ainsi une meilleure répartition latérale de la pression du joint sur toute la portion de conducteur électrique traversant le joint et sur les parois de l'espace intérieur. Selon un deuxième avantage, le couvercle et le boîtier pourront comporter des moyens complémentaires de guidage: Ces moyens de guidage pourront comprendre au moins un orifice traversant complémentaire d'au moins une portion en saillie. Selon un troisième avantage, les orifices de passage des conducteurs électriques dans le joint pourront comporter des protubérances de façon à diminuer la surface de contact entre les conducteurs électriques et/ou les broches de connexion et le joint et par conséquent l'effort nécessaire pour le passage desdits conducteurs électriques et/ou des broches. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant: les conducteurs électriques et les broches de connexion sont passés successivement à travers le couvercle, le joint et les orifices du boîtier, le couvercle est verrouillé sur le boîtier de façon à venir contraindre le joint et augmenter les pressions de contact entre le joint, le boîtier et les conducteurs électriques. Les broches seront de préférence rendues solidaires des conducteurs 20 électriques par exemple par sertissage ou soudure avant le passage à travers le couvercle et le joint. Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans 25 lesquels: La figure 1 est une représentation en coupe transversale d'un ensemble connecteur multibroche ayant des broches de connexion femelles/connecteur multibroche ayant des broches de connexion mâles, l'un étant verrouillé, l'autre non; La figure 2 est une représentation en coupe transversale d'un ensemble connecteur monobroche ayant une broche de connexion femelle/connecteur monobroche ayant une broche de connexion mâle, l'un étant verrouillé, l'autre non; La figure 3 est une représentation en coupe transversale d'une variante d'un ensemble connecteur multibroche ayant des broches de connexion femelles/connecteur multibroche ayant des broches de connexion mâles, l'un étant verrouillé, l'autre non. La figure 1 est une représentation en coupe transversale d'un connecteur 1 ayant des broches de connexion femelles et d'un connecteur 1' ayant des broches de connexion mâles liés entre eux et conçus pour le passage d'une pluralité de conducteurs électriques: à cet effet, on parlera de connecteurs multibroches. Chaque connecteur comprend les éléments suivants: un boîtier de forme générale parallélépipédique 2, 2' réalisé dans une matière électriquement isolante dont une paroi 3, 3' est traversée de part en part par deux orifices 4, 4' parallèles dans lesquels peut s'engager et se fixer une broche de connexion de type mâle 6 ou femelle 7 sertie à l'extrémité d'un conducteur électrique 8, 8' gainé d'une matière électriquement isolante, ce boîtier étant conformé de manière à pouvoir se coupler à un second connecteur, un couvercle amovible 9, 9' apte à refermer le boîtier à l'opposé de ladite paroi 3, 3', ce couvercle comprenant des orifices 10, 10' et délimitant un espace intérieur 11, 11' par lequel passent lesdits conducteurs électriques, ce couvercle comportant des moyens de verrouillage aptes à venir s'engager dans des moyens de verrouillage complémentaires prévus sur le boîtier, un joint 12, 12' réalisé dans une matière ayant des propriétés fluidiques qui s'engage dans ledit espace intérieur 11, 11' et qui présente des orifices de passage des fils 13, 13', le volume de ce joint correspondant sensiblement à celui de l'espace intérieur 11, 11' tandis que sa forme est telle que la mise en place du couvercle 9, 9' provoque la compression du joint 12, 12' qui subit une déformation par fluage en exerçant une pression d'étanchéité sur les conducteurs électriques 8, 8' au niveau des susdits orifices de passage 13, 13' et sur les parois dudit espace intérieur 11, 11'. Les moyens de liaison entre deux connecteurs comprennent pour le connecteur 1, une portion en saillie 14 s'engageant dans un logement 15 correspondant au niveau d'une face du connecteur 1'. De façon générale, les deux connecteurs comprennent des moyens pour les verrouiller mécaniquement l'un à l'autre tels qu'un dispositif languette/ergot 10 ou ergot/came. Les orifices 10, 10' du couvercle 9, 9' sont de dimensions légèrement supérieures à celles des conducteurs électriques 8, 8' de façon à les guider le plus précisément possible et éviter un débattement trop important, mais de dimensions suffisantes pour le passage des broches de connexion. Le couvercle 9, 9' comprend également des moyens de guidage pour le positionner par rapport au boîtier 2, 2' de façon à pouvoir ensuite verrouiller l'ensemble, ces moyens comportant des orifices traversant 16, 16' complémentaires des moyens de guidage situés sur le boîtier comprenant par exemple deux portions en saillie 17, 17' opposées et parallèles. Les moyens de verrouillage du couvercle sur le boîtier consistent en des crochets C, C' sur le couvercle 9, 9' aptes à s'insérer par déformation élastique dans des encoches 18, 18' prévues à cet effet sur le boîtier 2, 2'. Ces crochets sont formés par le prolongement de deux des côtés du couvercle, perpendiculaire audit couvercle, ce prolongement étant terminé par un tenon apte à s'engager dans une des encoches 18, 18' prévues sur les parois latérales du boîtier 2, 2'. Le connecteur 1 est en position non verrouillée et le connecteur 1' en position verrouillée. Le connecteur 1 comprend des broches de connexion femelles 7 et le connecteur 1' comprend des broches de connexion mâles 6. En position non verrouillée, ces broches serties sur les conducteurs électriques gainés 8, 8' sont insérées à travers le couvercle 9, 9', les joints 12, 12', et les orifices 4, 4'. Les broches 6, 7 sont insérées dans les orifices 4, 4' de façon à ce que le sertissage entre le conducteur électrique et la broche soit dans l'orifice 4, 4' du boîtier. Ainsi, seuls les conducteurs électriques sont au niveau des orifices de passage 13, 13' du joint 12, 12'. Il est à noter que les orifices de passage 13, 13' comprennent des protubérances 19 de façon à diminuer la surface de frottement et faciliter ainsi l'insertion desdits conducteurs électriques. On pourra également envisager que le joint comporte des protubérances au niveau des portions en contact avec les parois latérales de l'espace intérieur 11, 11'. Les broches femelles 7 sont insérées et positionnées de façon à ce que leurs extrémités soient au niveau de l'ouverture des orifices 4 du boîtier. Les broches mâles 6 sont insérées de façon à ce que leurs extrémités débouchent dans le logement 15 du connecteur 1'. Les faces respectivement 20 et 21 du couvercle et du joint situées en regard l'une de l'autre comprennent des protubérances 22 pour la première et des évidements 23 pour la deuxième de forme et/ou de dimensions sensiblement différentes, en l'espèce, les protubérances 22 de la face 20 du couvercle 9, 9' sont de forme rectangulaire et les évidements 23 de la face 21 du joint 12, 12' de forme trapézoïdale. Ainsi, lors du verrouillage du couvercle 9, 9' sur le boîtier 2, 2', les protubérances 22 de la face 20 du couvercle s'emboîtent en déformant les évidements 23 de la face 21 du joint entraînant ainsi une meilleure répartition de la pression du joint au niveau des orifices de passage 13, 13' et sur les parois de l'espace intérieur 11, 11'. Les protubérances 19, 22 et les évidements 23 pourront présenter toutes sortes de formes, carrées, triangulaires,... L'exemple de la figure 2 illustre un connecteur monobroche 24 ayant une broche de connexion femelle/connecteur monobroche 24'ayant une broche de connexion mâle. Chaque connecteur comprend les éléments suivants un boîtier de forme générale parallélépipédique 25, 25' réalisé dans une matière électriquement isolante dont une paroi 26, 26' est traversée de part en part par un orifice 27, 27' dans lequel peut s'engager et se fixer une broche de connexion de type mâle 28 ou femelle 29 sertie à l'extrémité d'un conducteur électrique 30, 30' gainé d'une matière électriquement isolante, ce boîtier étant conformé de manière à pouvoir se coupler à un second connecteur, un couvercle amovible apte à refermer le boîtier à l'opposé de ladite paroi 26, 26' et séparable en deux parties 31, 31', 32, 32' selon un plan perpendiculaire au plan de coupe de la figure 2 et scindant en deux un orifice 33, 33', ce couvercle délimitant un espace intérieur 34, 34' par lequel passe ledit conducteur électrique 30, 30' et comportant des moyens de verrouillage aptes à venir s'engager dans des moyens de verrouillage complémentaires prévus sur le boîtier, un joint 35, 35' propre au conducteur électrique 30, 30' réalisé dans une matière ayant des propriétés fluidiques qui s'engage dans ledit espace intérieur 34, 34' et qui présente un orifice de passage 36, 36' pour le conducteur électrique 30, 30', ce joint comprenant deux parties, une première partie 37 dont la section est de dimension sensiblement égale à celle de l'orifice 27, 27', la deuxième partie 38 ayant un volume correspondant sensiblement à celui de l'espace intérieur 34, 34' tandis que sa forme est telle que la mise en place du couvercle provoque la compression du joint 35, 35' qui subit une déformation par fluage en exerçant une pression d'étanchéité sur les conducteurs électriques 30, 30' au niveau des susdits orifices de passage 36, 36' et sur les parois dudit espace intérieur 34, 34', cette deuxième partie 38 comprenant sur tout son pourtour une rainure 39, 39'. Le boîtier 25 comporte trois parties 40, 41, 42, une partie 40 située à une des extrémités du boîtier 25 faisant office de prise mâle et une partie centrale 41 de section plus large que la partie 40 pour servir de butée aux moyens de liaison du connecteur 24', la partie 42 constituant la deuxième extrémité du boîtier. Le boîtier 25' comporte deux parties dont une partie élargie évidée 43 pour former un logement complémentaire de la partie prise mâle 40 du boîtier 25. 15 Les moyens de verrouillage du couvercle sur le boîtier consistent en au moins quatre prolongements des côtés du couvercle parallèles aux faces latérales du boîtier, ces prolongements étant pourvus sur leur face interne d'un tenon de façon à former un crochet 44, 44' apte à venir s'engager par déformation élastique dans des encoches 45 prévues sur les faces latérales du boîtier. Pour une meilleure répartition de la pression d'étanchéité, une lèvre 46, 46' en relief est prévue autour de l'orifice 33, 33' du couvercle du côté de l'espace intérieur 34, 34'. Dans cet exemple, le conducteur électrique est inséré à travers le joint 35, 35'. La broche 28, 29 est sertie à l'extrémité du conducteur électrique 30, 30' puis le joint 35, 35' est serti ou positionné sur le conducteur électrique de façon à être au voisinage du point de sertissage broche/conducteur électrique. L'ensemble broche/conducteur électrique/joint est inséré dans l'orifice 27, 27' du boîtier tel qu'illustré pour le connecteur 24. Le couvercle est alors verrouillé sur le boîtier par insertion des crochets 44 dans les encoches 45 ce qui provoque la compression du joint 35, 35' sur le conducteur électrique au niveau de l'orifice de passage 36, 36' et sur les parois de l'espace intérieur 34, 34' tel qu'illustré pour le connecteur 24'. L'orifice 27, 27' pourra comporter deux parties de sections différentes: une première partie 47 comportant une section sensiblement égale à la partie 38 du joint, une deuxième partie 48 comportant une section de dimensions 10 légèrement supérieures à celles des broches 28, 29. On pourra également envisager une butée à l'intérieur de l'orifice du boîtier pour augmenter la compression du joint. Une variante de l'exemple de la figure 2 pourra consister en un connecteur multibroche comportant un joint unitaire du type du joint 35, 35' pour chacun des conducteurs électriques. L'exemple illustré sur la figure 3 est une variante de celui de la figure 1. En 20 effet, les protubérances ne sont pas sur une face du couvercle mais sur la face 50 du boîtier en regard du joint. Il pourra également être envisagé que les protubérances soient sur la face du couvercle et sur la face du boîtier en regard du joint. L'invention ne se limite pas aux exemples précédemment décrits. Par exemple, l'étanchéité de la liaison entre les boîtiers pourra être assurée par un joint 51, 52 situé autour de la portion en saillie 14, 40 du connecteur 1, 24 (Figures 1 et 2). En effet, la portion en saillie, en s'engageant dans le logement 15, 43 du connecteur 1', 24', vient contraindre le joint contre les parois latérales dudit logement. Ce joint pourra également être composé d'un matériau comportant des propriétés fluidiques. 2872636 -12- Selon une variante, les moyens de verrouillage du couvercle sur le boîtier pourront comporter deux agrafes en forme de C ou C inversé dont une première extrémité est fixée sur le boîtier au moyen d'une charnière et dont la deuxième extrémité vient s'engager en force sur la face externe du couvercle en utilisant l'élasticité induite par la forme de l'agrafe. Cette agrafe comporte également des moyens de rappel. Cette deuxième extrémité pourra éventuellement venir en butée sur une encoche prévue à cet effet sur la face externe du couvercle ou encore comporter une portion en saillie venant se loger dans une rainure ou une encoche prévue à cet effet. En cas d'absence de conducteur électrique à insérer dans un orifice du boîtier, un joint bouchon sans orifice traversant pourra être mis en place pour assurer l'étanchéité du connecteur. Ensuite, le couvercle verrouillé sur le boîtier évite au joint bouchon de s'éjecter en raison d'une surpression à l'intérieur du connecteur au moment du montage. - 13-Revendications 1. Connecteur étanche, caractérisé en ce qu'il comporte: un boîtier (2, 2', 25, 25') réalisé dans une matière électriquement isolante dont au moins une paroi (3, 3', 26, 26') est traversée de part en part par au moins un orifice (4, 4', 27, 27') dans lequel peut s'engager et se fixer une broche de connexion de type mâle (6, 28) ou femelle (7, 29) fixée à l'extrémité d'un conducteur électrique (8, 8', 30, 30'), ce boîtier étant conformé de manière à pouvoir se coupler à un second connecteur, un couvercle amovible (9, 9', 31, 31', 32, 32') apte à refermer le boîtier à l'opposé de ladite paroi, ce couvercle comprenant des orifices (10, couvercle comportant des moyens de verrouillage aptes à venir s'engager dans des moyens de verrouillage complémentaires prévus sur le boîtier, un joint (12, 12', 35, 35') réalisé dans une matière ayant des propriétés fluidiques qui s'engage dans ledit espace intérieur (11, 11', 34, 34') et qui présente des orifices de passage (13, 13', 36, 36') des conducteurs électriques, le volume de ce joint correspondant sensiblement à celui de l'espace intérieur tandis que sa forme est telle que la mise en place du couvercle provoque la compression du joint qui subit une déformation par fluage en exerçant une pression d'étanchéité sur les conducteurs électriques au niveau des susdits orifices de passage et des parois dudit espace intérieur. 2. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que des portions du joint (12, 12', 35, 35') et/ou du couvercle (9, 9', 31, 31', 32, 32') et/ou du boîtier (2, 2', 25, 25') comprennent des protubérances (19, 22). 3. Connecteur selon la revendication 2, 10', 33, 33') et délimitant un espace intérieur (11, 11', 34, 34') par lequel passent lesdits conducteurs électriques (8, 8', 30, 30'), ce 2872636 -14- caractérisé en ce que lesdites protubérances sont associées à des évidements (23) situés en regard sur lesdites portions du couvercle (9, 9', 31, 31', 32, 32') et/ou du boîtier (2, 2', 25, 25') et/ou du joint (12, 12', 35, 35') et ayant des formes et/ou des dimensions permettant une déformation du joint par compression. 4. Connecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits ensembles protubérances/évidements sont alignés et forment par exemple un quadrillage autour des conducteurs électriques ou encore sont disposés circulairement autour de chaque conducteur électrique. 5. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit couvercle amovible est séparable en deux parties 15 (31, 31', 32, 32') selon un plan scindant en deux l'orifice de passage (33, 33') d'un conducteur électrique (30, 30'). 6. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit boîtier (2, 2', 25, 25') comprend une pluralité 20 d'orifices parallèles (4, 4'). 7. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage du couvercle sur le boîtier comprennent des crochets (C, C', 44, 44') sur le couvercle et/ou le boîtier aptes à s'insérer par déformation élastique dans des encoches ou rainures (18, 18', 45) prévues à cet effet sur le boîtier et/ou le couvercle. 8. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage du couvercle sur le boîtier comprennent au moins une agrafe en forme de C ou C inversé dont une première extrémité est fixée sur le boîtier au moyen d'une charnière et dont la deuxième extrémité vient s'engager en force sur la face externe du couvercle en utilisant l'élasticité induite par la forme de l'agrafe. 9. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage comprennent un dispositif ergot/levier ou came rotative ou ergot/étrier. 10. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couvercle et le boîtier comportent des moyens complémentaires de guidage (16, 16', 17, 17'). 11. Connecteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de guidage comprennent au moins un orifice traversant (16, 16') complémentaire d'au moins une portion en saillie (17, 17'). 12. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits orifices de passage (13, 13', 36, 36') des conducteurs électriques dans le joint comportent des protubérances (19) de façon à diminuer la surface de contact entre les conducteurs électriques et le joint.