Brevet FR2930683A1 — publié le 20091030

CONNECTEUR ELECTRIQUE RACKABLE L'invention concerne un connecteur électrique rackable présentant un encombrement réduit et apte à garantir l'étanchéité à l'interface entre la partie mâle et la partie femelle du connecteur lors de la connexion. Par connecteur rackable, on entend un connecteur pouvant être adapté à un rack. L'invention concerne plus précisément les faces de connexion des parties mâle et femelle d'un connecteur électrique rackable, comportant chacune des moyens spécifiques, associés aux contacts mâles et femelles respectifs, et destinés à coopérer de manière à garantir l'étanchéité du connecteur au moins quand la connexion des parties mâle et femelle des connecteurs est assurée. L'invention trouve des applications d'une manière générale dans tout le domaine de la connectique. Le connecteur selon l'invention est particulièrement adapté à une utilisation en zone non pressurisée, le tapis d'étanchéité interfaciale utilisé permettant d'éviter la couche d'air entre deux contacts, et/ou dans un environnement présentant un volume disponible faible, tel que les turboréacteurs ou voilure des aéronefs. On connaît un connecteur électrique muni de contacts à piston. De tels contacts présentent l'avantage de permettre un contact électrique dès que les contacts de la fiche et de l'embase complémentaire se touchent. Par ailleurs, il est possible d'avoir un contact électrique alors même que les contacts de la fiche et de l'embase ne sont pas alignés, le désaxage tant qu'il reste dans l'intersection entre contacts étant autorisé. De tels connecteurs ont un encombrement faible et remplacent avantageusement les connecteurs classiques à broches et douilles, dans lesquels les broches doivent être relativement longues pour pénétrer dans les douilles et y être correctement maintenues, et l'alignement des contacts est impératif. Les connecteurs munis de contacts à piston sont principalement utilisés dans le domaine de l'électronique où l'encombrement est une caractéristique prioritaire, et où l'ensemble du connecteur est logé dans un boîtier étanche. 2 A l'inverse, de tels connecteurs ne sont pas utilisés en connectique, et notamment en tant que connecteurs rackables, dans la mesure où l'étanchéité de la connexion ne peut pas être garantie. Dans l'invention, on a voulu proposer un connecteur présentant un encombrement faible et qui puisse être utilisé dans un rack, tout en assurant une connexion étanche. Pour cela, le connecteur selon l'invention comporte un premier élément de connecteur muni de contacts à piston et un second élément de connecteur complémentaire muni de contacts fixes, tels que des broches, le second élément de connecteur étant muni au niveau de sa face de connexion d'un tapis d'étanchéité interfaciale duquel ressortent les extrémités de connexion des broches. Le second élément de connecteur est donc ainsi parfaitement étanche. Le premier élément de connecteur, muni des contacts à piston, présente, lui, un encombrement et un poids très réduits par rapport à un élément de connecteur à douilles. Lors de la connexion, les extrémités de connexion des broches viennent au contact des contacts à piston correspondants sur le premier élément de connecteur, et le tapis d'étanchéité interfaciale est comprimé entre les deux faces de connexion des éléments de connecteur, garantissant l'étanchéité de la connexion. L'utilisation de contacts à piston permet une tolérance au niveau du jeu dans les trois axes du connecteur, et les moyens de guidage pour la connexion ne sont donc plus nécessaires. L'invention a donc pour objet un connecteur électrique rackable, caractérisé en ce qu'il comporte une partie mâle munie, sur une face de connexion, d'un tapis d'étanchéité interfaciale et d'au moins une broche fixe en saillie dudit tapis d'étanchéité interfaciale, et une partie femelle munie d'au moins un contact à piston, au moins une broche fixe de la partie mâle étant apte à coopérer avec un contact à piston de la partie femelle lorsque les deux parties sont connectées électriquement, le tapis d'étanchéité interfaciale étant alors comprimé entre la face de connexion de la partie mâle et la face de connexion de la partie femelle, de manière à garantir l'étanchéité de la connexion. Par face de connexion, on entend la face de la partie de connecteur considérée, au niveau de laquelle se situent les contacts à connecter à des contacts complémentaires. 3 Avantageusement, le tapis d'étanchéité interfaciale est en matériau élastomère souple, par exemple en silicone de manière à pouvoir se déformer. Dans un exemple de réalisation particulier de l'invention, la face de connexion de la partie femelle est munie d'une couche intermédiaire comportant au moins une alvéole dans laquelle est logé le piston d'un contact à piston, de manière à ce que la connexion entre ledit contact à piston et une broche fixe ait lieu dans ladite alvéole. Lorsque les parties males et femelles des connecteurs ne sont pas 10 connectées, les contacts à piston sont également protégés des éléments extérieurs, car logés au fond des alvéoles de la partie femelle. La couche intermédiaire est préférentiellement en matériau isolant rigide, les pistons des contacts à piston étant noyés dans les alvéoles de ladite couche intermédiaire. 15 De manière avantageuse, on peut également prévoir qu'un diamètre d'au moins une alvéole de la couche intermédiaire au niveau de la face de connexion soit strictement supérieur au diamètre de la broche fixe de la partie mâle destinée à y être logée lors de la connexion, de manière à autoriser un désaxage entre la broche fixe et le contact à piston. On a ainsi 20 une tolérance de conception et à la connexion selon l'axe de connexion. Il est également possible de prévoir que le tapis d'étanchéité interfaciale comporte au moins une cheminée entourant de manière étanche une partie de l'extrémité en saillie d'une broche fixe, de manière à garantir l'étanchéité de la partie mâle du connecteur électrique au niveau de ladite 25 broche fixe. La cheminée est, par exemple, une excroissance tronconique du tapis d'étanchéité interfaciale, dans le même matériau que le reste du tapis et faisant partie intégrante dudit tapis d'étanchéité interfaciale. L'excroissance tronconique accompagne l'extrémité de connexion de la broche au sortir de 30 la face plane du tapis d'étanchéité interfaciale et l'entoure de manière étanche. Avantageusement, au moins une cheminée du tapis d'étanchéité interfaciale, par laquelle ressort une broche fixe de la partie mâle du connecteur, est également logée dans l'alvéole correspondante de la couche 4 intermédiaire de la partie femelle du connecteur lors de la connexion, de manière à garantir l'étanchéité dans ladite alvéole. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures représentent : - Figure 1 : une représentation en coupe transversale de deux parties de connecteurs complémentaires selon un exemple de réalisation de l'invention ; - Figure 2 : une représentation schématique en coupe transversale d'un détail du connecteur selon un exemple de réalisation de l'invention, au niveau de deux paires de contacts non encore connectées ; - Figure 3 : une représentation schématique en coupe transversale d'un détail du connecteur selon un exemple de réalisation de l'invention, au niveau de deux paires de contacts connectées ; - Figure 4 : une représentation schématique d'un contact à piston et d'un contact à broche complémentaire, pouvant être utilisés dans le connecteur selon l'invention. Comme cela est représenté sur les figures 1, 2 et 4, le connecteur électrique 1 rackable selon l'invention comporte une partie mâle 2, destinée à être connectée à une partie femelle 3 complémentaire. La partie de connecteur mâle 2 est munie d'une pluralité de contacts mâles fixes, tels que des broches 4, dont une extrémité de connexion 5 s'étend en saillie d'un tapis d'étanchéité interfaciale 6, lui-même solidaire de la face de connexion 7 de ladite partie de connecteur mâle 2. Le tapis d'étanchéité interfaciale 6 est par exemple formé d'une couche en matériau élastomère obtenue par moulage, et munie d'une pluralité d'orifices traversants 8, destinés chacun à laisser passer une extrémité de connexion 5 d'une broche fixe 4. Dans l'exemple représenté sur les figures, les orifices 8 se prolongent en cheminées 9, c'est-à-dire que chaque orifice 8 est entouré d'une paroi tronconique 9 s'étendant verticalement par rapport au plan du tapis 6 et épousant au moins partiellement un contour externe de la broche fixe 4 traversant l'orifice 8 considéré. Ainsi, chaque broche fixe 4 s'étendant en saillie de la face de connexion 7 de la partie mâle 2 du connecteur 1 est entourée, sur une portion, par la paroi tronconique 9 qui épouse son contour, de manière à garantir l'étanchéité au niveau de chaque broche fixe 4. La face de connexion 7 de la partie de connecteur mâle 2 est ainsi parfaitement étanche en l'absence de connexion comme lors d'une connexion. La partie de connecteur femelle 3 est munie d'une pluralité de 5 contacts à piston 10. Plus précisément, une face de connexion 12 de la partie femelle 3 est recouverte d'une couche intermédiaire 19, préférentiellement en matériau isolant, dans laquelle est ménagée une pluralité d'alvéoles traversantes s'étendant axialement par rapport à l'axe du connecteur. Chaque alvéole 11 comporte un piston 3 d'un contact à piston 10, disposé de manière à déboucher vers la face de connexion 12 de ladite partie de connecteur femelle 3. Dans l'exemple représenté à la figure 2, les pistons 13 des contacts à piston 10 ont une forme en champignon permettant à la tête 14 des pistons 13 de coopérer avec des rebords 15 centripètes de la paroi 16 bordant l'extrémité débouchante externe 17 des alvéoles 11. Par extrémité débouchante externe 17, on entend l'extrémité débouchant au niveau de la face de connexion 12, par opposition à l'extrémité débouchant dans le corps de la partie femelle 3 du connecteur 1. Ainsi, une certaine étanchéité de la face de connexion 12 de la partie femelle 3 du connecteur 1 est obtenue en l'absence de connexion. Le piston 13 de chaque contact à piston 10 est situé au niveau de la face de connexion 12, de sorte qu'en rapprochant la partie mâle 2 du connecteur 1 de la partie femelle 3 complémentaire, comme cela est visible sur la figure 3, l'extrémité de connexion 5 de chaque broche fixe 4 vient au contact d'un piston 13, permettant ainsi la connexion électrique entre les deux parties 2, 3 du connecteur 1. Le tapis d'étanchéité interfaciale 6 se retrouve alors écrasé à l'interface entre les deux éléments 2, 3 de connecteur 1, assurant l'étanchéité de la connexion. En accolant plus avant les deux parties 2, 3 du connecteur 1, on amène la cheminée 9 entourant chaque broche fixe 4 à pénétrer dans l'alvéole 11 dans laquelle est logée le piston 13 avec lequel la broche fixe 4 coopère, en repoussant le piston 13 à l'intérieur de l'alvéole 11. Avantageusement, les dimensions d, d' des cheminées 9 sont telles, qu'elles peuvent pénétrer avec un certain jeu dans les alvéoles 11, alors même qu'il y a contact électrique entre la broche fixe 4 et le piston 13. 6 Notamment, le diamètre D de l'extrémité débouchante 17 des alvéoles 11, située au niveau de la face de connexion 12 de la partie femelle 3, est strictement supérieur au plus grand diamètre d de la cheminée 9 entourant les broches 4 (figure 4). Ainsi, en poursuivant l'introduction de la broche fixe 4 dans l'alvéole 11, le piston 13 recule, permettant l'introduction de la partie de plus petit diamètre d' de la cheminée 9 dans l'alvéole 11, puis de la partie de plus grand diamètre d de ladite cheminée 9. Préférentiellement, et comme cela est représenté à la figure 4, le diamètre D' de la portion 18 de l'alvéole 11, située en aval de l'extrémité débouchante 17, est inférieur au plus grand diamètre d de la cheminée 9 qu'elle reçoit. La cheminée 9 étant en matériau souple, elle se déforme de manière à pénétrer dans la portion 18 de plus petit diamètre D' de l'alvéole 11 et à être en contact serré avec elle, renforçant ainsi l'étanchéité de la connexion (figure 3). REVENDICATIONS1- Connecteur électrique rackable (1) , caractérisé en ce qu'il comporte une partie mâle (2) munie, sur une face de connexion (7), d'un tapis d'étanchéité interfaciale (6) et d'au moins une broche fixe (4) en saillie dudit tapis d'étanchéité interfaciale, et une partie femelle (3) munie d'au moins un contact à piston(10), au moins une broche fixe de la partie mâle étant apte à coopérer avec un contact à piston de la partie femelle lorsque les deux parties sont connectées, le tapis d'étanchéité interfaciale étant alors comprimé entre la face de connexion de la partie mâle et la face de connexion (12) de la partie femelle, de manière à garantir l'étanchéité de la connexion. 2- Connecteur électrique rackable selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face de connexion de la partie femelle est munie d'une couche intermédiaire (19) comportant au moins une alvéole (11) dans laquelle est logé le piston (13) d'un contact à piston, de manière à ce que la connexion entre ledit contact à piston et une broche fixe ait lieu dans l'alvéole. 3- Connecteur électrique rackable selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tapis d'étanchéité interfaciale comporte au moins une cheminée (9) entourant de manière étanche une partie de l'extrémité en saillie d'une broche fixe, de manière à garantir l'étanchéité de la partie mâle du connecteur électrique au niveau de ladite broche fixe. 4- Connecteur électrique rackable selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins une cheminée (9) du tapis d'étanchéité interfaciale par laquelle ressort une broche fixe (4) de la partie mâle du connecteur est également logée dans une alvéole (11) correspondante de la couche intermédiaire de la partie femelle du connecteur lors de la connexion, de manière à garantir l'étanchéité de ladite alvéole. 5- Connecteur électrique rackable selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'un diamètre (D, D') d'au moins une alvéole de la couche intermédiaire est strictement supérieur au diamètre de la broche fixe de la partie mâle destinée à y être logée lors de la connexion, de manière à autoriser un désaxage entre la broche fixe et le contact à piston.