Brevet FR2959879A1 — publié le 20111111

Le domaine technique de l'invention est celui des connecteurs électriques étanches permettant la traversée d'une paroi soumise à une pression. Un alésage est alors réalisé dans cette paroi pour laisser passer la liaison électrique et il est nécessaire, d'une part que cette liaison électrique soit de bonne qualité et d'autre part qu'il n'y ait aucune fuite au travers de l'alésage. Un domaine d'application privilégié pour de tels connecteurs est celui des munitions et des projectiles. En effet les projectiles incorporent souvent aujourd'hui des dispositifs d'amorçage électroniques programmables. Ces dispositifs reçoivent sous forme de signaux électriques une programmation qui est fourni par un boîtier solidaire de l'arme. Le dispositif d'amorçage est par contre porté par le projectile qui se situe à l'intérieur d'un étui renfermant la poudre propulsive. Il est donc nécessaire de conduire les signaux, de l'arme vers le projectile, au travers de l'étui et au travers de la paroi même du projectile. On connaît par le brevet US7491099 un tel type de connecteur pour projectile. Ce connecteur comporte une partie massive qui se loge dans un alésage du corps de projectile et qui porte un plot de contact. Un élément de contact déformable relié à un fil est fixé sur le plot. Ce dispositif présente des inconvénients. Tout d'abord le plot est solidaire d'un bouchon massif qui obture un alésage étagé. Ce bouchon est réalisé soit en matériau isolant (tel que du verre ou de la céramique), soit en matériau conducteur. Lorsque le bouchon est conducteur il est nécessaire de le revêtir d'une couche externe isolante afin d'isoler électriquement le plot de la masse métallique du corps de projectile. Ce type d'isolation n'est pas suffisamment fiable. En effet la mise en place du plot par ajustement serré (nécessaire pour assurer l'étanchéité aux gaz) peut conduire à une détérioration de la couche isolante, conduisant à des courts circuits. Lorsque le bouchon est un isolant de type verre ou céramique le coût de réalisation devient prohibitif. L'invention a pour objet de proposer un connecteur électrique assurant de façon fiable le passage d'un conducteur électrique au travers d'une paroi soumise à une pression importante tout en garantissant l'étanchéité du passage. Ainsi l'invention a pour objet un connecteur électrique étanche pour la traversée d'une paroi soumise à une pression au niveau d'un alésage réalisé dans ladite paroi, par exemple au niveau d'une paroi de projectile, connecteur caractérisé en ce qu'il comporte au moins une broche conductrice axiale qui se loge dans l'alésage, broche qui est entourée par un porte broche qui se fixe dans l'alésage et qui coopère avec ce dernier par des moyens assurant l'étanchéité entre alésage et porte broche, la broche comportant par ailleurs une collerette cylindrique qui coopère avec le porte broche pour assurer une étanchéité entre ce dernier et la broche, la broche étant également isolée électriquement de l'alésage. Selon un mode de réalisation, le porte broche comprend une partie externe métallique qui est soumise à la pression des gaz et qui est destinée à être ajustée de façon serrée dans l'alésage et une partie interne métallique qui ne voit pas la pression des gaz, une rondelle d'étanchéité en matériau ductile étant interposée entre la partie interne et la partie externe, l'enfoncement de la partie externe provoquant une déformation radiale de la rondelle contre la surface interne de l'alésage. La broche pourra alors être entourée par au moins une gaine en matériau synthétique qui l'isolera électriquement du porte broche. La gaine isolante pourra être un surmoulage entourant la 5 broche. Avantageusement, la gaine comportera au moins un bourrelet circulaire au niveau de chacune des parties cylindriques de la broche situées de part et d'autre de la collerette. 10 Selon un autre mode de réalisation, le porte broche est formé par un surmoulage sensiblement cylindrique en matériau isolant électriquement, le surmoulage étant destiné à être ajusté de façon serrée dans l'alésage. Le surmoulage pourra comporter au moins une gorge 15 périphérique recevant un joint d'étanchéité torique. Le surmoulage pourra comporter une partie conique qui sera disposée lors du montage vers le fond de l'alésage, la gorge périphérique étant réalisée dans la partie conique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la 20 description qui va suivre de différents modes de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels : - la figure 1 montre en coupe longitudinale un premier mode de réalisation de l'invention, 25 - la figure 2 montre en coupe longitudinale un second mode de réalisation de l'invention. En se reportant à la figure 1, un connecteur électrique étanche 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention permet la traversée d'une paroi 2 par une liaison électrique. 30 La paroi 2 sépare un espace désigné PRES sur la figure (espace au niveau duquel existe à un moment donné une pression) et un espace désigné NONPRES sur la figure (au niveau il n'y a pas de pressurisation). La paroi 2 pourra être par exemple une paroi d'un étui de munition. Dans ce cas l'espace PRES correspondra à l'intérieur de l'étui qui renfermera une charge propulsive dont l'initiation fera apparaître une pression de gaz propulsifs, l'espace NONPRES étant l'extérieur de l'étui, par exemple une partie de la chambre de l'arme non pressurisée car disposée en arrière des moyens d'étanchéité de l'étui (non représentés). La paroi pourra être une paroi d'un corps de projectile. Dans ce cas l'espace PRES correspond encore à l'intérieur de l'étui, tandis que l'espace NONPRES correspond à l'intérieur du projectile qui ne doit pas voir la pression des gaz propulsifs. La traversée de la paroi 2 se fait au niveau d'un alésage 3 aménagé dans cette paroi, alésage qui se termine par un lamage 4 du côté de la paroi 1 voisin de l'espace NONPRES et un trou 18 de diamètre réduit. Conformément à l'invention, le connecteur 1 comporte au moins une broche conductrice axiale 5, à symétrie de révolution autour d'un axe 8 (qui est aussi l'axe de l'alésage 3 et du trou 18) et qui se loge dans l'alésage 3, broche qui est entourée par un porte broche 6 et isolée électriquement de la paroi 2 car disposée à distance de cette dernière (en particulier au niveau du trou 18) et entourée d'une gaine 12a,12b isolante. Une extrémité 5a de la broche 5 s'étend à l'intérieur de 25 l'espace PRES tandis que l'autre extrémité 5b de la broche est en saillie du côté NONPRES de la paroi 2. Les extrémités 5a et 5b sont destinées chacune à recevoir un fil de liaison électrique qui pourra être fixé par un moyen classique (soudure ou clip conducteur élastique). 30 Selon le mode de réalisation de la figure 1, le porte broche 6 comprend une partie métallique 6a, dite partie externe, qui est soumise à la pression des gaz. Cette partie est orientée du côté PRES de la paroi 2, donc vers l'extérieur de l'alésage 3. Le porte broche 6 comprend également une partie interne 6b métallique qui est disposée à l'intérieur de l'alésage 3 en appui contre le lamage 4. Cette partie interne 6b ne voit pas la pression des gaz. On remarque sur la figure 1, qu'une rondelle 7 est interposée entre la partie interne 6b et la partie externe 6a. La rondelle est réalisée en un matériau ductile, par exemple en cuivre. Les parties internes 6b et externe 6a sont réalisées en acier. On remarque que la partie interne 6b du porte broche 6 comporte une portée cylindrique 9 de diamètre plus réduit que celui de l'alésage 3, et sur laquelle se positionne une portée complémentaire 10 d'un alésage de la partie externe 6a du porte broche. La rondelle 7 se positionne elle aussi sur la portée cylindrique 9. On remarque sur la figure 1 que la broche 5 comporte aussi une collerette cylindrique 11 qui est disposée axialement sensiblement au milieu de la broche 5 et dont le diamètre est au moins trois fois supérieur à celui des extrémités cylindriques 5a et 5b de la broche 5. On remarque sur la figure que la broche 5 est séparée du porte broche 6 par une gaine qui est ici formée de deux parties identiques 12a et 12b. Cette gaine est réalisée en un matériau synthétique qui permet d'isoler électriquement la broche 5 du porte broche 6. On pourra par exemple réaliser les deux parties 12a,12b de la gaine en polyamide. Chaque partie de la gaine entoure à la fois une extrémité à diamètre réduit 5a ou 5b de la broche et au moins la moitié de la collerette 11. La gaine 12a, 12b s'interpose donc aussi entre la collerette 11 et l'alésage 10 de la partie externe 6a du porte broche 6. On pourra réaliser chaque partie 12a,12b de la gaine par injection puis procéder à un assemblage mécanique de la gaine sur la broche 5. On pourra également réaliser une gaine isolante monobloc 5 par un surmoulage entourant la broche 5. On remarque sur la figure 1 que chaque partie de la gaine 12a, 12b comporte deux bourrelets circulaires 13 qui sont disposés au niveau de chacune des parties cylindriques 5a et 5b de la broche situées de part et d'autre de la collerette 10 11. Un jeu fonctionnel (non représenté) permet le montage de la broche 5 équipée de sa gaine 12a,12b dans le porte broche 6. Les bourrelets 13 se déforment lors de ce montage et assurent une étanchéité entre chaque partie cylindrique 5a,5b 15 de la broche et l'alésage de la partie 6a ou 6b du porte broche qui la reçoit. Par ailleurs la partie externe 6a du porte broche 6 est ajustée de façon serrée dans l'alésage 3 de la paroi 2. Lors de l'apparition d'une pression du côté PRES de la 20 paroi 2, la partie externe 6 du porte broche qui présente une surface annulaire S de réception des gaz relativement importante (3 à 4 fois supérieure à celle des extrémités 5a,5b de la broche 5) va s'enfoncer dans l'alésage 3 et comprimer la rondelle déformable 7. 25 La rondelle 7 étant maintenue contre la partie interne 6b du porte broche, il en résultera une déformation radiale de la rondelle 7 contre la surface interne de l'alésage 3. Cette rondelle déformable 7 constitue ainsi un moyen assurant l'étanchéité entre alésage et porte broche. Une 30 telle solution est particulièrement efficace lorsque la paroi 2 est amenée elle même à se déformer au niveau de l'alésage 3 avec l'augmentation de la pression. En effet la rondelle déformable 7 s'adapte alors, sous l'effet de la pression, aux variations de géométrie de l'alésage. Par ailleurs l'enfoncement de la partie externe 6a du porte broche 6 va comprimer et déformer les parties 12a et 12b de la gaine entre la collerette 11 et les parties externe 6a et interne 6b du porte broche. Cette compression ajoutée à la déformation des bourrelets 13 va assurer l'étanchéité aux gaz entre le porte broche 6 et la broche 5. Cette architecture assure une liaison électrique fiable avec un excellent niveau d'étanchéité pour des pressions de l'ordre de 500 MPa telles que rencontrées couramment dans les projectiles. La figure 2 montre un connecteur selon un second mode de réalisation de l'invention. Ce mode de réalisation diffère du précédent en ce que le porte broche 6 est monobloc et formé par un surmoulage de la broche 5 qui est sensiblement cylindrique et réalisé en un matériau isolant électriquement, par exemple le polyamide. La collerette 11 est rainurée pour améliorer la solidarisation de la broche 5 et du porte broche 6. On voit sur la figure 2 que le porte broche surmoulé 6 comporte une partie cylindrique 14 qui est en regard du côté PRES de la paroi 2. Cette partie cylindrique 14 est ajustée de façon serrée dans l'alésage 3. Le porte broche 6 comporte une partie interne légèrement conique 15 sur laquelle est aménagée une gorge périphérique annulaire 16 qui reçoit un joint d'étanchéité torique 17. Le porte broche 6, une fois introduit dans l'alésage 3, est en appui contre l'épaulement 4 du fond de l'alésage 3. La partie conique 15 facilite la mise en place du porte 30 broche dans l'alésage 3. La structure du connecteur selon ce mode de réalisation est particulièrement simple. Elle assure elle aussi un excellent niveau de résistance à la pression. Ce système a ainsi été testé pour des pressions supérieures à 500 MPa sans fuite. Lors de l'apparition de la pression du côté PRES de la paroi 2, la pression s'exerce sur la surface S du porte broche 6 et applique ce dernier contre le fond 4 de l'alésage 3. La déformation radiale du porte broche assure aussi bien l'étanchéité initiale basse pression que l'étanchéité ultérieure haute pression. Le joint torique 17 complète l'étanchéité en assurant un bon niveau d'étanchéité basse pression. Par ailleurs la collerette 11 à l'intérieur du porte broche 6 forme une zone au niveau de laquelle le porte broche est appliqué fortement par la pression. Une fuite de gaz le long de l'extrémité 5a ne peut donc traverser complètement le porte broche. La collerette 11 joue ainsi le rôle d'une chicane qui doit être contournée par les gaz alors que le porte broche est par ailleurs fortement appliqué contre cette collerette 11 ce qui interdit le passage des gaz. L'étanchéité obtenue est optimale avec une structure très simple. REVENDICATIONS1- Connecteur électrique étanche (1) pour la traversée d'une paroi (2) soumise à une pression au niveau d'un alésage (3) réalisé dans ladite paroi, par exemple au niveau d'une paroi de projectile, connecteur caractérisé en ce qu'il comporte au moins une broche conductrice axiale (5) qui se loge dans l'alésage (3), broche qui est entourée par un porte broche (6) qui se fixe dans l'alésage (3) et qui coopère avec ce dernier par des moyens assurant l'étanchéité entre alésage et porte broche, la broche comportant par ailleurs une collerette cylindrique (11) qui coopère avec le porte broche (6) pour assurer une étanchéité entre ce dernier et la broche (5), la broche étant également isolée électriquement de l'alésage (3). 2- Connecteur électrique étanche selon la revendication 1, caractérisé en ce que le porte broche (6) comprend une partie externe (6a) métallique qui est soumise à la pression des gaz et qui est destinée à être ajustée de façon serrée dans l'alésage (3) et une partie interne (6b) métallique qui ne voit pas la pression des gaz, une rondelle d'étanchéité (7) en matériau ductile étant interposée entre la partie interne (6b) et la partie externe (6a), l'enfoncement de la partie externe (6a) provoquant une déformation radiale de la rondelle (7) contre la surface interne de l'alésage (3). 3- Connecteur électrique étanche selon la revendication 2, caractérisé en ce que la broche (5) est entourée par au moins une gaine (12a,12b) en matériau synthétique qui l'isole électriquement du porte broche (6). 4- Connecteur électrique étanche selon la revendication 3, caractérisé en ce que la gaine isolante est un surmoulage entourant la broche (5). 5- Connecteur électrique étanche selon une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la gaine(12a,12b) comporte au moins un bourrelet circulaire (13) au niveau de chacune des parties cylindriques (5a,5b) de la broche situées de part et d'autre de la collerette (11). 6- Connecteur électrique étanche selon la revendication 1, caractérisé en ce que le porte broche (6) est formé par un surmoulage sensiblement cylindrique en matériau isolant électriquement, le surmoulage étant destiné à être ajusté de façon serrée dans l'alésage (3). 7- Connecteur électrique étanche selon la revendication 6, caractérisé en ce que le surmoulage (6) comporte au moins une gorge périphérique (16) recevant un joint d'étanchéité torique (17). 8- Connecteur électrique étanche selon la revendication 7, caractérisé en ce que le surmoulage (6) comporte une partie conique (15) qui est disposée lors du montage vers le fond de l'alésage (3), la gorge périphérique (16) étant réalisée dans la partie conique (15).