Brevet FR3022410A1 — publié le 20151218

Connecteur électrique blindé et son procédé de fabrication [1] L'invention concerne le domaine des connecteurs électriques électro-magnétiquement blindés. Dans de nombreuses applications, et notamment par exemple dans le domaine de la connectique électrique de puissance pour véhicules automobiles électriques ou hybrides rechargeables, les câbles et connexions électriques doivent être électro-magnétiquement blindés. [2] En effet, en raison des puissances électriques concernées dans ces applications, le blindage des câbles et des connecteurs est essentiel pour éviter les interférences. Il est 10 important alors d'assurer une continuité de blindage dans les faisceaux de câble impliqués dans ces applications et en particulier au niveau des connecteurs présents dans ces faisceaux. [3] Diverses solutions ont été développées à cette fin. Comme décrit par exemple, dans le document WO 2011/124562 Al, un connecteur blindé pour véhicule automobile a été conçu qui comprend un boîtier interne électriquement isolant avec au moins une cavité logeant un 15 contact relié électriquement à un câble électrique muni d'une tresse de blindage. Au moins un élément de blindage de boîtier, électriquement conducteur, et qui comporte une portion de sortie de câble, est placé au moins partiellement autour du boîtier interne. Ce type de connecteur, bien que pouvant donner satisfaction au plan des performances techniques, peut s'avérer être difficilement réparable. 20 [004] On voit donc que de tels connecteurs doivent être fabriqués de manière efficace et à moindre coût, tout en satisfaisant cependant à des normes de qualité exigeantes et en permettant éventuellement une réparation du câble. [5] La qualité de la liaison électrique entre la tresse de blindage d'un câble et l'élément de blindage du boîtier du connecteur monté sur celui-ci, ainsi que la robustesse de la portion 25 de sortie de câble de cet élément de blindage, sont à cet égard particulièrement critique. En effet, le câble en sortie de connecteur peut être soumis à de fortes contraintes et vibrations. [6] Un but de l'invention est de fabriquer un connecteur blindé satisfaisant au moins partiellement les exigences mentionnées ci-dessus. [7] Ce but est atteint grâce à un connecteur du type indiqué ci-dessus dans lequel au 30 moins une languette élastique présente une zone de contact maintenue pressée sur la tresse de blindage grâce à une bague de serrage amovible (« amovible » étant dans ce document relatif à la position sur la ou les languette(s) - autrement dit, la bague de serrage peut être retirée de sa position dans laquelle elle recouvre au moins partiellement la ou les languette(s), sans pour autant pouvoir être retirée complètement et aisément du câble). [8] Ainsi, l'élasticité de la languette permet d'accommoder les déplacements du câble en sortie de connecteur, en évitant la rupture mécanique de l'élément de blindage de boîtier et la rupture de la continuité électrique entre l'élément de blindage de boîtier et la tresse de blindage. Cette disposition donne de la souplesse à la liaison entre l'élément de blindage de boîtier et le câble, libérant ainsi l'élément de blindage de boîtier de contraintes trop importantes. [9] De plus, la bague de serrage permet de maintenir la languette élastique au contact de la tresse de blindage. Le fait qu'elle soit en outre amovible rend aisément démontable la liaison entre l'élément de blindage de boîtier et la tresse de blindage, offrant ainsi la possibilité de réparer plus facilement uniquement le câble, sans avoir à remplacer d'autres éléments du connecteur. [0010] Ce connecteur peut comporter l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes prises isolément ou en combinaison : - il comprend un joint d'étanchéité autour du câble et en contact avec la bague de serrage ; dans ce cas la bague de serrage constitue une butée ou surface sur laquelle le joint d'étanchéité peut être comprimé ; - il comprend une férule externe sertie sur la tresse de blindage et sur laquelle la languette élastique est pressée par la bague de serrage ; dans ce cas, la liaison électrique entre l'élément de blindage et la tresse de blindage est renforcée par le fait que la languette est en contact sur un élément rigide ; - il comprend une férule interne placée autour de la tresse de blindage et sur laquelle la tresse de blindage est retroussée ; cette disposition permet de fiabiliser le sertissage de la férule externe et de garantir une meilleure tenue de la férule externe sur le câble, ainsi qu'une liaison électrique optimisée entre la tresse de blindage et les férules rigides entre lesquelles elle se trouve prise en sandwich. [0011] Selon un autre aspect, l'invention concerne un procédé de montage d'un connecteur blindé pour véhicules automobiles, comprenant : - la fourniture d'un câble électrique muni d'une tresse de blindage, - la mise à nu d'une portion de la tresse de blindage à proximité de l'une des extrémités du câble électrique, - la fixation d'au moins un contact à l'extrémité du câble électrique situé au voisinage de la portion de la tresse de blindage dénudée, - l'insertion du contact dans un boîtier interne électriquement isolant, et -la mise en place d'au moins un élément de blindage de boîtier, électriquement conducteur, sur le boîtier interne, cet élément de blindage comportant une portion de sortie de câble. [0012] La portion de sortie de câble est pourvue d'au moins une languette élastique venue de matière avec l'élément de blindage, qui s'étend au niveau de la portion de la tresse de blindage dénudée. On peut alors ramener, au-dessus de la portion de la tresse de blindage dénudée, une 10 bague de serrage amovible sur la languette. [0013] Ce procédé permet de préparer le câble et les éléments permettant d'assurer la continuité de blindage dans le connecteur, sur le câble seulement. Il n'y a pas d'éléments intervenant dans la fonction de blindage à monter dans le reste du connecteur. [0014] Ce procédé peut comporter en outre l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes 15 prise isolément ou en combinaison : - une férule externe est sertie sur le câble au niveau de la portion de la tresse de blindage dénudée et la bague de serrage presse la languette sur la férule externe, - une férule interne est placée sur le câble, sur la portion de la tresse de blindage dénudée, puis la tresse de blindage et retroussée sur la férule interne, avant de sertir la férule externe 20 sur la férule interne, - un joint d'étanchéité est placé autour du câble et contre la bague de serrage. [0015] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit ainsi que sur les dessins annexés. Sur ces dessins : la figure 1 représente schématiquement en perspective une vue éclatée d'un mode 25 de réalisation d'un connecteur conforme à l'invention ; la figure 2 représente schématiquement en perspective le blindage du connecteur de la figure 1; la figure 3 représente schématiquement en perspective et en coupe, un détail de la liaison entre un élément de blindage du connecteur et la tresse de blindage du 30 câble ; les figures 4A et 4B représentent schématiquement, pour deux diamètres différents de férule, le sertissage de la férule externe au niveau de l'extrémité dénudée du câble ; et les figure 5A à 5G représentent une succession d'étapes du procédé de montage selon l'invention. [0016] Un exemple de mode de réalisation du connecteur selon l'invention est représenté sur la figure 1. Selon cet exemple, le connecteur 1 comporte : [0017] - un joint interfacial 2 et un joint filaire 4 tous deux en matériau élastomère, [0018] - un boîtier interne 6, un boîtier externe 8, un dispositif de retenue 10 du joint interfacial 2, deux demi-coquilles de compression 12, un couvercle 14, un dispositif pour s'assurer de la connexion 16 (« CPA » ou « Connection Positioning Assurance » selon l'expression anglo-saxonne), un dispositif de verrouillage secondaire 18 et une entretoise 20, tous moulés dans une matière plastique électriquement isolante, [0019] - une férule interne 22, une férule externe 24 et des éléments de blindage de boîtier 26, tous en métal. [0020] Le connecteur 1 comporte également des contacts 28 reliés électriquement un câble 30 (voir figure 5D). [0021] La figure 2 montre plus particulièrement comment sont agencées les férules interne 22 et externe 24 avec les éléments de blindage de boîtier 26. Les éléments de blindage de boîtier 26, selon cet exemple au nombre de deux, sont par exemple réalisés par emboutissage et découpe d'une tôle métallique. Ils ont emboîtés l'un avec l'autre pour former une cage s'étendant le long d'un axe longitudinal A, entre une extrémité ouverte 32 vers l'interface de connexion et une extrémité opposée comportant une portion de sortie de câble 34. [0022] Cette portion de sortie de câble 34 a une forme essentiellement tubulaire, symétrique autour de l'axe longitudinal A. Elle comporte une pluralité de languettes 36 ou lames élastiques venues de matière avec les éléments de blindage de boîtier 26. Par exemple, ces languettes 36 sont au nombre de dix régulièrement réparties autour de l'axe longitudinal A. Mais, on remarquera que les languettes repose sur une férule externe 24, sans qu'une opération de sertissage n'ait été réalisée sur les éléments de blindage de boîtier 26 au niveau de la portion de sortie de câble 34. Ceci limite donc nettement le niveau de stress exercé sur les éléments de blindage de boîtier 26. Ceci permet également un montage manuel et facilite les opérations de réparation. [0023] Comme représenté de manière plus détaillée sur la figure 3, chaque languette 36 a une forme incurvée. Autrement dit, chaque languette 36 s'écarte progressivement de l'axe longitudinal A, en éloignement de l'élément de blindage de boîtier 26 auquel elle est liée, jusqu'à un sommet 38. Puis, à partir de ce sommet 38, en direction de son extrémité libre 40 se 5 rapproche à nouveau de l'axe longitudinal. Le diamètre du cercle inscrit au niveau des extrémités libres des languettes 36, lorsque celles-ci sont non contraintes, est inférieur au diamètre externe de la férule externe 24. Ainsi, les extrémités libres 40 des languettes 36 forment des zones de contacts qui reposent et exercent une force de contacts sur la surface externe 42 de la férule externe 24, lorsque cette dernière est logée dans la portion de sortie de 10 câble 34. [0024] La férule interne 22 a un diamètre externe inférieur au diamètre interne de la férule externe 24. Ainsi, la férule interne 22 est placée sur le câble 30, au-dessus d'une portion dénudée 48 de la tresse de blindage 44. La tresse de blindage 44 est ainsi en contact avec la face interne 46 de la férule interne 22. La tresse de blindage 44 est également retroussée, 15 retournée, pour être en contact avec la surface externe 50 de la férule interne 22. La férule externe 24 est enfilée au-dessus de la portion dénudée 48 de la tresse de blindage 44 reposant sur la férule interne 22, sur laquelle elle est sertie. La surface externe 42 de la férule externe 24 est essentiellement lisse (sans tresse de blindage apparente). Ainsi, les extrémités libres 40 des languettes 36 viennent en appui sur cette surface lisse et réalisent un contact électrique fiable 20 et durable dans le temps même si ces extrémités libres 40 sont amenées, au cours de la vie du connecteur 1, à frotter sur cette surface externe 42 de la férule externe 24. [0025] Comme représenté sur la figure 4, la configuration des languettes 36 élastiques présentées ci-dessus, permet d'accommoder plusieurs diamètres de câbles 30, avec un nombre limité de férules de diamètres différents. Par exemple, sur la figure 4A, pour un câble de 25 diamètre relativement gros, on peut utiliser une férule interne 22 de large diamètre (par exemple de 10,1 mm de diamètre interne et 10,9mm de diamètre externe) et les dents de sertissage 52 s'étendant entre la férule externe 24 (par exemple de 12,3mm de diamètre interne et 13,1mm de diamètre externe) et la férule interne 22 sont de relativement faible dimension d (avec par exemple d=0,7mm). Comme représenté sur la figure 4B, pour un câble de diamètre 30 relativement faible, on peut utiliser une férule interne 22 de faible diamètre (par exemple de 8,6 mm de diamètre interne et 9,4mm de diamètre externe), tout en conservant la même férule externe 24 que pour le cas illustré par la figure 4A. Par contre, dans ce cas, les dents de sertissage 52 s'étendant entre la férule externe 24 et la férule interne 22 sont de plus grande dimension D (avec D=1,45mm). On remarque donc que lorsque que le diamètre externe du câble 30 varie, il suffit d'adapter le diamètre de la férule interne 22 sans changer celui (avant sertissage) de la férule externe 24. [0026] Comme représenté sur la figure 1, l'entretoise 20 présente une surface interne 54 tubulaire formant une bague de serrage 56. L'entretoise 20 (et donc sa bague de serrage 54) est mobile le long du câble 30 et peut être positionnée de manière amovible au-dessus des languettes 36 (Figure 5G). La surface interne 54 de la bague de serrage 56, en appuyant sur le sommet 38 des languettes 36, exerce une force pressant et maintenant les extrémités libres 40 des languettes 36 en contact avec la surface externe 42 de la férule externe 24. Autrement dit, la bague de serrage 54 exerce une force sur la languette 36 élastique, essentiellement au niveau de leur sommet 38, radialement, en direction du câble 30. Les languettes 36 étant d'une part inclinée par rapport à la surface externe 42 de la férule externe 24, et d'autre part élastiques, la bague de serrage 54 (dont le diamètre interne est légèrement supérieur au diamètre externe de la férule externe, mais inférieur au diamètre inscrit au niveau des sommets 38 des languettes 36) peut relativement aisément être déplacée le long du câble 30, puis sur les languettes 36. [0027] Selon, une variante, la bague de serrage 56 et l'entretoise sont deux éléments séparés. [0028] La figure 5 illustre de manière plus détaillée le montage de la partie du connecteur 1 comprenant la liaison entre les éléments de blindage 26 de boîtier et la tresse de blindage 44. Ainsi, sur la figure 5A, on a enfilé le couvercle 14, le joint filaire 4, l'entretoise 20 et les férules interne 22 et externe 24 sur le câble 30 (les demi-coquilles de compression 12 peuvent être placées sur le câble 30 ultérieurement). On notera que les férules interne 22 et externe 24 peuvent prendre n'importe quelle position angulaire autour du câble 30, ce qui simplifie le procédé de montage du connecteur selon l'invention. [0029] On remarque que la bague de serrage 56 et l'entretoise 20 sur laquelle est montée contribuent à former une butée ou surface sur laquelle le joint filaire 4 peut être comprimé par les demi-coquilles de compression 12 et le couvercle 14.Comme représenté sur la figure 5B, une portion de l'isolant interne du câble 30 est ensuite retirée à proximité de l'une de ses extrémités pour dégager des fils 58 du câble 30. Une portion de l'isolant externe 60 du câble 30 est également retirée pour dénuder la tresse de blindage 44 qui est ensuite retroussée sur la férule interne 22. La férule externe 24 peut alors être ramenée et sertie sur la portion de la tresse de blindage retroussé sur la férule interne 22 (figure 5C). Des contacts 28 sont ensuite sertis sur les extrémités, précédemment dégagées et dénudées, des fils 58 du câble 30 (figure 5D). Ces contacts 28 sont insérés dans le boîtier interne 6 (figure 5E). Les deux éléments de blindage 26 de boîtier sont ramenés sur le boîtier interne 6 (figure 5F). Les languettes 36 viennent recouvrir la férule externe 34. La flexibilité des languettes permet d'optimiser les 5 performances à la tenue en vibration sans dégrader les performances de blindage. Par exemple, on peut atteindre des niveaux de vibrations de 42G sinus, soit sensiblement 17G RMS, au lieu des 25 G sinus des connecteurs blindés existants de ce type. On notera que les éléments de blindage 26 et leurs languettes 36 ne sont pas sertis sur la férule externe, ce qui rend possibles des opérations de démontage et de réparation. Les deux éléments de blindage 26 sont emboîtés 10 l'un dans l'autre et la bague de serrage 56 de l'entretoise 20 est ramenée sur les languettes 36 (figure 5G). [0030] L'extrémité du câble 30 ainsi préparée et blindée peut être éventuellement stockée et/ou transportée avant d'être introduite dans le boîtier externe 8 est montée avec les autres éléments du connecteur 1. 15 REVENDICATIONS1. Connecteur blindé pour véhicule automobile comprenant : - un boîtier interne (6) électriquement isolant avec au moins une cavité logeant un contact (28) relié électriquement à un câble (30) électrique muni d'une tresse de blindage (44), - au moins un élément de blindage (26) de boîtier, électriquement conducteur, placé au moins partiellement autour du boîtier interne (6), et comportant une portion de sortie de câble (34), caractérisé par le fait que la portion de sortie de câble (34) est pourvue d'au moins une languette (36) élastique venue de matière avec l'élément de blindage (26) et en continuité électrique avec la tresse de blindage (44), et par le fait qu'il comporte une bague de serrage (56) amovible exerçant une force sur la languette (36) élastique en direction du câble. Connecteur selon la revendication 1, comprenant un joint (4) d'étanchéité autour du câble (30) et en contact avec la bague de serrage (56). Connecteur selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre une férule externe (24) sertie sur la tresse de blindage (44) et sur laquelle la languette élastique (36) est pressée par la bague de serrage (56). Connecteur selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre une férule interne (22) placée autour de la tresse de blindage (44) et sur laquelle la tresse de blindage (44) est retroussée. Procédé de montage d'un connecteur (1) blindé pour véhicules automobiles, comprenant : - la fourniture d'un câble (30) électrique muni d'une tresse de blindage (44), - la mise à nu d'une portion de la tresse de blindage (44) à proximité de l'une des 30 extrémités du câble électrique (30), - la fixation d'au moins un contact (28) à l'extrémité du câble (30) électrique situé au voisinage de la portion de la tresse de blindage dénudée (48),2. 3. 4. 5.- l'insertion du contact (28) dans un boîtier interne (6) électriquement isolant, -la mise en place d'au moins un élément de blindage de boîtier (26), électriquement conducteur, sur le boîtier interne (6), cet élément de blindage (26) comportant une portion de sortie de câble (34), caractérisé par le fait que la portion de sortie de câble (34) est pourvue d'au moins une languette (36) élastique venue de matière avec l'élément de blindage (26), qui s'étend au niveau de la portion de la tresse de blindage dénudée (48) et par le fait que l'on ramène, au-dessus de la portion de la tresse de blindage dénudée (48), une bague de serrage (56) amovible sur la languette (36). 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel une férule externe (24) est sertie sur le câble (30) au niveau de la portion de la tresse de blindage dénudée (48) et la bague de serrage (56) presse la languette (36) sur la férule externe (24). 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel on place une férule interne (22) sur le câble (30) sur la portion de la tresse de blindage dénudée (48), on retrousse la tresse de blindage (44) sur la férule interne (22) et on sertit la férule externe (24) sur la férule interne (22). 8. Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, dans lequel on place un joint d'étanchéité (4) autour du câble (30) et contre la bague de serrage (56).