Brevet FR2917244A1 — publié le 20081212

Cosse de connexion . La présente invention a pour objet une cosse de connexion réalisée dans un matériau conducteur d'électricité et comportant deux extrémités de forme sensiblement tubulaire aptes à recevoir une extrémité de câble conducteur. L'invention concerne le domaine des câbles électriques et des procédés d'isolation de câble électrique. Un câble électrique amène un signal ou de l'énergie jusqu'à un composant électrique ou électronique raccordé au câble électrique par l'intermédiaire d'un connecteur électrique. Il faut éviter que de l'eau ou de l'humidité arrive jusqu'au composant, car alors l'eau ou l'humidité peut être à l'origine d'un défaut dans le composant, comme un dysfonctionnement intempestif ou permanent, pouvant aller jusqu'à un court circuit aggravé susceptible de détruire le composant et même une partie de son environnement. Une application particulièrement intéressante de l'invention se situe dans le domaine des véhicules automobiles qui peuvent intégrer de tels câbles électriques et/ou des dispositifs électriques intégrant de tels câbles électriques raccordés à des composants électriques par l'intermédiaire de connecteurs électriques. Usuellement, le composant est bien protégé contre l'eau arrivant de l'extérieur, car le composant comme le connecteur sont alors rendus étanches vis-à-vis de l'extérieur. Cependant, il existe un type d'arrivée d'eau contre lequel le composant est mal protégé : il s'agit de l'eau qui arrive par l'intérieur du câble en progressant entre les brins métalliques de l'âme métallique. L'eau traverse alors l'intérieur du connecteur et arrive à l'intérieur du composant qu'elle peut détériorer gravement. Les extrémités des conducteurs électrique utilisés dans l'industrie automobile sont, soit réunies dans un boîtier alimentant un organe électrique quelconque d'un véhicule ou dans un connecteur étanche, soit disposées à l'intérieur de l'habitacle lui-même, dans une zone qui reste au sec en permanence. En revanche, les extrémités opposées, notamment lorsqu'il s'agit de câbles de mise à la masse, sont usuellement fixées directement par des cosses de connexion avec la caisse du véhicule et sont ainsi soumises à des projections d'eau, voire à une immersion complète éventuelle dans un milieu liquide autre que de l'eau (huile par exemple ou autre...) localisée dans une cuvette ou un corps creux quelconque, immersion qui peut être temporaire mais qui peut aussi se prolonger pendant une durée notable. La figure 1 représente ainsi schématiquement une telle disposition 1 dans laquelle un câble 2 relie électriquement un connecteur étanche 3 à une extrémité opposée 4 immergée dans l'eau. Le câble 2 comporte une pluralité de brins métalliques 5 logés à l'intérieur d'une gaine isolante 6 appelée isolant. Lorsque le volume interne, clos et étanche, du connecteur 3 est soumis à des variations de température, il peut se produire corrélativement, à l'intérieur du connecteur 3, une variation de pression interne, cette dernière pouvant selon le cas devenir supérieure ou inférieure à la pression ambiante. Ces variations de pression s'exercent à l'extrémité du câble 2 qui aboutit dans le connecteur 3, et peuvent se transmettre à l'autre extrémité 4 immergée dans l'eau. Ainsi, si le câble 2 est constitué de plusieurs brins métalliques souples, comme c'est le cas le plus général, les espaces libres entre ces brins (et/ou entre les brins périphériques et la gaine isolante) ne sont pas étanches du fait en particulier du jeu entre ces brins (et/ou entre les brins périphériques et leur gaine), de sorte que les variations de pression précitées sont transmises d'une extrémité à l'autre. De plus, les interstices entre les brins étant très étroits, ceux-ci se comportent comme des tubes capillaires vis-à-vis des fluides liquides qui peuvent baigner leur extrémité 4. Dans ces circonstances, l'eau (ou un autre liquide) qui mouille l'extrémité 4 (une blessure de l'isolant 2 peut également faire pénétrer le liquide et être la source d'entrée de liquide) et les brins de connexion du câble 2 qui lui sont reliés, peut pénétrer dans la gaine isolante 6 de ce câble 2, entre ses brins, et migrer par capillarité, accélérée par la dépression, pour finir par se répandre dans le connecteur 3 et ainsi perturber le fonctionnement correct des organes électriques ou électroniques alimentés par ce boîtier. Le trajet de l'eau est représenté par une série de flèches remontant par capillarité de l'extrémité 4 vers le connecteur 3. La mise en contact du connecteur avec de l'eau peut occasionner un dysfonctionnement permanent ou intempestif susceptible de provoquer un court-circuit. Dans ce contexte, la présente invention vise à fournir une cosse de connexion permettant de s'affranchir du problème de remontée d'eau par capillarité à travers des conducteurs électriques reliant un composant étanche à une extrémité en contact avec de l'eau. A cette fin, l'invention propose une cosse de connexion réalisée dans un matériau conducteur d'électricité et comportant deux extrémités de forme sensiblement tubulaire aptes à recevoir une extrémité de câble conducteur, ladite cosse étant caractérisée en ce qu'elle comporte un zone emboutie disposée entre lesdites deux extrémités sensiblement tubulaires et assurant une étanchéité entre ces extrémités. La cosse selon l'invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. Selon un premier mode de réalisation, la zone emboutie est formée par deux parois plaquées l'une contre l'autre de façon à assurer l'étanchéité. La zone emboutie peut avoir une forme plate, circulaire, en croissant ou toute autre forme garantissant le plaquage des parois. Selon un deuxième mode de réalisation, la zone emboutie est formée par deux parois déformées, la région située entre les parois déformées comportant un matériau étanche. Préférentiellement, la cosse est revêtue d'étain sur sa surface interne et/ou externe. Avantageusement, le matériau conducteur d'électricité est le laiton ou le cuivre. La présente invention a également pour objet un dispositif de conduction électrique caractérisé en ce qu'il comporte : - une cosse telle que définie précédemment, - deux câbles formés par des brins conducteurs entourés par une gaine isolante, chacun des câbles présentant une extrémité dénudée, chacune des extrémités de ladite cosse étant respectivement en contact électrique avec une extrémité 20 dénudée d'un des câbles. Le dispositif selon l'invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : 25 - le contact électrique entre les extrémités de ladite cosse et les extrémités dénudées est réalisé par sertissage, le dispositif comporte une gaine thermorétractable étanche recouvrant la cosse. 30 La présente invention a également pour objet un procédé d'obtention d'un dispositif selon l'invention caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - découpe d'un câble formé par des brins conducteurs entourés par une gaine isolante de façon à 35 former deux câbles, - dénudage d'une extrémité de chacun desdits deux câbles, -sertissage de chacune des extrémités de la cosse respectivement sur une extrémité dénudée d'un desdits deux câbles. Avantageusement, le procédé selon l'invention comporte une étape de réalisation d'une gaine étanche recouvrant ladite cosse obtenu par chauffage d'une gaine thermo-rétractable entourant ladite cosse. Cette étanchéité externe peut également être faite par le sertissage de la cosse sur l'isolant, appelé frettage, ou par l'ajout de joint entre gaine et cosse qui constituent des techniques connues de l'homme du métier dans le domaine électrique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles: - la figure 1 est une représentation schématique d'une disposition illustrant l'état de la technique ; - la figure 2 est une représentation en perspective d'une cosse de connexion selon l'invention; - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une cosse de connexion selon l'invention ; - les figures 4 à 8 illustrent les différentes 25 étapes du procédé d'obtention d'un dispositif de conduction électrique selon l'invention ; et - la figure 9 est une vue en coupe longitudinale d'un mode de réalisation du dispositif de conduction électrique selon l'invention. 30 Dans toutes les figures, les éléments communs portent les mêmes numéros de référence. La figure 1 a déjà été décrite en référence à l'état de la technique. Les figures 2 et 3 sont respectivement une 35 représentation en perspective et une vue en coupe longitudinale d'une cosse 10 de connexion selon l'invention. La cosse 10 de connexion est réalisée dans un matériau conducteur d'électricité tel que le laiton (de type CuZn33 ou CuZn36 par exemple) ou le cuivre. Elle comporte : - deux extrémités 11 et 12 de forme sensiblement tubulaire, - une zone emboutie 13 de forme sensiblement parallélépipédique disposée au centre de la cosse 10 entre les deux extrémités 11 et 12. Chacune des deux extrémités 11 et 12 est un fût apte à recevoir une extrémité de câble conducteur. La zone emboutie 13 est un bloc étanche qui assure une étanchéité entre les extrémités 11 et 12. En d'autres termes, un passage de fluide liquide d'une extrémité vers une autre n'est pas possible. La cosse 10 peut être réalisée en partant d'une pièce tubulaire creuse que l'on vient déformer en son centre, par emboutissage par exemple, en plaquant les parois 14 et 15 de la pièce tubulaire, l'une contre l'autre. Les parois plaquées l'une contre l'autre assure l'étanchéité de la cosse 10. Selon une variante non représentée, on peut introduire à l'intérieur de la pièce tubulaire creuse en son centre un matériau étanche tel qu'un gel ; on déforme ensuite la pièce tubulaire en son centre et l'étanchéité est alors assurée par les parois embouties en contact avec le matériau étanche. Selon une variante illustrée sur la figure 3, la cosse 10 de connexion est revêtue d'étain sur la totalité de sa surface externe et interne. Ces revêtements externe 16 et interne 17 peuvent être obtenus par un trempage de la cosse 10 dans un bain d'étain ayant pour objectif d'étamer et d'améliorer l'étanchéité en comblant les éventuelles zones de fuite liées par exemple à l'emboutissage, notamment au niveau des zones de contact 18 entre les parois 14 et 15. Par ailleurs, cette opération d'étamage permet d'améliorer les performances électriques de la cosse 10 en termes de conduction. Les figures 4 à 8 illustrent les différentes étapes du procédé d'obtention d'un dispositif 100 (figure 8) de conduction électrique selon l'invention. On part d'un câble 101 tel que celui représentée en figure 1 et qui relie électriquement par exemple un connecteur étanche à une extrémité opposée immergée dans l'eau. Le câble 101 comporte une pluralité de brins métalliques 106 (visibles sur la figure 5) logés à l'intérieur d'une gaine isolante 107. Lors du passage de la figure 4 à la figure 5, Le câble 101 est découpé en deux câbles 102 et 103 qui sont chacun dénudés à une extrémité 104 et 105. Lors du passage de la figure 5 aux figures 6 et 7, les fûts 11 et 12 de la cosse de connexion 10 sont respectivement sertis sur les extrémités 104 et 105 dénudées. On entend par sertissage toute méthode de fixation permanente d'une extrémité tubulaire aux brins 106 par une pression entraînant la déformation ou la mise en forme du fût autour des conducteurs afin d'établir une bonne connexion électrique et mécanique. Les figures 6 et 7 représentent respectivement une vue de dessus et une vue de coté d'un dispositif de 25 connexion 100 selon l'invention. Ce dispositif de conduction électrique comporte la cosse 10 et les deux câbles 102 et 103, chacun des fûts de la cosse étant respectivement en contact électrique avec une extrémité dénudée 104 ou 105 d'un des câbles 102 30 ou 103. Selon un mode de réalisation avantageux représenté sur la figure 8, le dispositif de conduction 100 comporte un manchon 108 étanche recouvrant entièrement la cosse 10 et dépassant légèrement au-delà des extrémités 11 et 12 35 de la cosse 10 de façon à assurer l'étanchéité du dispositif 100 vis-à-vis de l'extérieur et à protéger la cosse 10 vis-à-vis de l'extérieur. Ce manchon 108 épouse complètement la forme de la cosse 10 ; il peut être obtenu en partant d'un tube thermo-rétractable enduit de colle qui se retreint sous l'effet d'une source de chaleur. La colle fond et fait office de joint d'étanchéité. Le manchon 108 est donc réalisé sous la forme d'une gaine thermo-rétractable préencollée. La figure 9 représente une vue en coupe longitudinale du dispositif 100 selon l'invention comportant une cosse telle que celle représentée en figure 3. Les brins 106 seront directement en contact avec le revêtement interne 17 en étain qui permet d'améliorer la conductivité électrique. Grâce à la zone emboutie étanche 13, l'eau qui viendrait par exemple mouiller l'autre extrémité du câble 102 (extrémité de mise à la masse par exemple) ne peut pas remonter par capillarité au-delà de la zone emboutie 13 qui constitue un écran étanche qui permet d'éviter les risques de court-circuit, par exemple au niveau d'un connecteur relié à l'autre extrémité du câble 103. Cette solution est simple à mettre en oeuvre et peut être appliquée très rapidement sur les véhicules. Elle s'applique uniquement aux faisceaux du véhicule et n'impacte pas la conception des composants (connecteurs,...) menacés par l'entrée d'eau et des contributeurs à l'entrée d'eau. Par ailleurs, elle ne modifie pas les propriétés mécaniques et électriques des câbles électriques. Cette solution présente en outre l'avantage d'être peu couteuse puisqu'on peut utiliser des cosses tubulaires standards avec des fûts de sertissage possédant un diamètre adapté au câble et les déformer pour l'obtention d'une cosse selon l'invention. REVENDICATIONS 1. Cosse de connexion (10) réalisée dans un matériau conducteur d'électricité et comportant deux extrémités (11, 12) de forme sensiblement tubulaire aptes à recevoir une extrémité (104, 105) de câble conducteur, ladite cosse (10) étant caractérisée en ce qu'elle comporte un zone emboutie (13) disposée entre lesdites deux extrémités (11, 12) sensiblement tubulaires et assurant une étanchéité entre ces extrémités (11, 12). 2. Cosse de connexion (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite zone emboutie (13) est formée par deux parois (14, 15) plaquées l'une contre l'autre de façon à assurer l'étanchéité. 3. Cosse de connexion (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite zone emboutie est formée par deux parois déformées, la région située entre lesdites parois déformées comportant un matériau étanche. 4. Cosse de connexion (10) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ladite cosse (10) est revêtue d'étain sur sa surface interne et/ou externe (16, 17). 5. Cosse de connexion (10) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ledit matériau conducteur d'électricité est le laiton ou le cuivre. 6. Dispositif de conduction électrique (100), caractérisé en ce qu'il comporte : - une cosse de connexion (10) selon l'une des 30 revendications 1 à 5, - deux câbles (102, 103) formés par des brins conducteurs (106) entourés par une gaine isolante (107), chacun desdits câbles présentant une extrémité dénudée (104, 105), 35 chacune des extrémités (11, 12) de ladite cosse (10) étant respectivement en contact électrique avec une extrémité dénudée (104, 105) d'un desdits câbles. 7. Dispositif (100) selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit contact électrique entre les extrémités de ladite cosse et les extrémités dénudées est réalisé par sertissage. 8. Dispositif (100) selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comporte une gaine thermo-rétractable étanche (108) recouvrant ladite cosse. 9. Procédé d'obtention d'un dispositif (100) selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - découpe d'un câble (101) formé par des brins conducteurs (106) entourés par une gaine isolante (107) de façon à former deux câbles (102, 103), - dénudage d'une extrémité (104, 105) de chacun 15 desdits deux câbles, - sertissage de chacune des extrémités (11, 12) de ladite cosse (10) respectivement sur une extrémité dénudée (104, 105) d'un desdits deux câbles (102, 103). 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé 20 en ce qu'il comporte une étape de réalisation d'une gaine étanche (108) recouvrant ladite cosse (10) obtenu par chauffage d'une gaine thermo-rétractable entourant ladite cosse (10).