Brevet FR3013157A1 — publié le 20150515

Connecteur électrique à reprise de blindage L'invention concerne le domaine des connecteurs électriques, par exemple des connecteurs électriques de puissance et, notamment, des connecteurs électriques de puissance pour véhicules automobiles électriques ou hybrides. Les connecteurs électriques de puissance sont utilisés dans les véhicules automobiles électriques ou hybrides par exemple pour interconnecter un ensemble de batteries à un moteur électrique, à un convertisseur de puissance, etc. Dans les véhicules hybrides et électriques, les courants électriques transmis par les câbles et les connecteurs des circuits électriques de puissance sont relativement élevés et peuvent atteindre 600 Ampères, voire 1500 Ampères en pics de courant. La puissance électrique acheminée à travers des câbles électriques et des connecteurs est donc susceptible de générer des perturbations électromagnétiques. Aussi est-il important de pouvoir limiter au maximum ces perturbations électromagnétiques. À cette fin, on utilise un blindage au niveau des câbles, ainsi qu'au niveau des connecteurs. Un but de l'invention est de fournir un blindage simple et économique à fabriquer et à monter dans un connecteur. Ce but est au moins en partie atteint grâce à une bague de reprise de blindage conçue pour un ensemble de connecteurs comprenant un connecteur, un contre- connecteur et une paroi de blindage. Le connecteur est destiné à être monté sur la paroi de blindage. La paroi de blindage correspond par exemple à une paroi électriquement conductrice d'un boîtier à l'intérieur duquel est monté le contre-connecteur. Le connecteur comporte un manchon en matière électriquement isolante. Au moins un premier contact est logé dans ce manchon. Il est attaché, par exemple par sertissage ou soudure, à l'extrémité d'un câble. Ce câble est par ailleurs muni d'une gaine de blindage formée par exemple d'une tresse conductrice souple. Le contre-connecteur comporte au moins un deuxième contact destiné à être connecté au premier contact. La bague de reprise de blindage comporte alors une portion interne, située à l'intérieur du manchon et électriquement en liaison avec la gaine de blindage du câble, et une portion externe située à l'extérieur du manchon, venue de matière avec la portion interne, et électriquement en liaison avec la paroi de blindage. Ainsi, la bague de reprise de blindage est constituée d'un élément unique qui assure la continuité électrique, et donc la continuité de blindage, entre la gaine de blindage du câble et le boîtier. En limitant le nombre d'éléments assurant cette continuité de blindage à un seul, on augmente l'efficacité du blindage et on simplifie la fabrication et le montage du dispositif assurant cette fonction, qui devient en conséquence plus économique. Au moins l'une des portions interne et externe de la bague de reprise de blindage peut comprendre au moins une languette élastique afin d'optimiser la conduction électrique sur la gaine de blindage du câble et/ou sur la paroi de blindage. Par ailleurs, dans certains environnements et notamment hors de l'habitacle des véhicules, une étanchéité à l'eau est requise. Le connecteur peut alors comporter un support en matière électriquement isolante s'étendant radialement autour et à l'extérieur du manchon, par exemple substantiellement perpendiculairement à l'axe longitudinal du manchon. Ce support est attaché à la paroi de blindage et permet ainsi de fixer le connecteur sur le boîtier dans lequel est monté le contre-connecteur. Un joint interfacial est disposé entre le support et la paroi de blindage, autour du manchon et de la portion externe de la bague de reprise de blindage. Un joint filaire est aussi disposé autour du câble, à l'intérieur du manchon et de l'autre côté du premier contact par rapport à la portion interne de la bague de reprise de blindage. De cette manière l'étanchéité entre le connecteur et le boîtier est assurée, tout en maintenant la bague de reprise de blindage dans une zone étanche. 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 un exemple de mode de réalisation d'un ensemble de connecteurs conforme à l'invention ; -la figure 2 représente schématiquement en perspective et en coupe longitudinale l'ensemble de connecteurs de la figure 1, sans son capot de protection ; -la figure 3 représente schématiquement en perspective et en coupe longitudinale un ensemble de connecteurs conforme à l'invention et un câble destiné à être inséré dans celui-ci ; et - la figure 4 représente schématiquement en perspective et en coupe longitudinale l'ensemble de connecteurs des figures 1 et 2, avec son capot de protection. Un exemple d'ensemble de connecteurs est représenté sur la figure 1 Cet exemple correspond à un connecteur 100 monté sur la paroi de blindage 200. Cette paroi de blindage 200 correspond à une paroi d'un dispositif de puissance tel qu'un convertisseur de puissance ou un moteur électrique. Un contre-connecteur 300, ici sous forme d'un bus-bar partiellement représenté, est monté dans le dispositif de puissance. Il comporte un ou plusieurs contacts 310, dans le cas présenté ici, des contacts mâles. Comme représenté de manière plus détaillée sur la figure 2, le connecteur 100 comporte un support 110 sous forme d'une plaque s'étendant substantiellement perpendiculairement à l'axe longitudinal d'une pluralité de manchons 120 (ici au nombre de trois) et radialement autour et à l'extérieur de ceux-ci. Le support 110 et les manchons 120 constituent une pièce unique moulée en matière plastique électriquement isolante. Le support 110 présente des trous 112 (ici quatre par exemple) traversant pour le passage de vis 114 assurant la fixation du connecteur 100 sur la paroi de blindage 200 (voir figure 3). Ces trous 112 sont renforcés par des inserts cylindriques métalliques. Chaque manchon 120 comporte une surface interne 124 et une surface externe 125 (voir figure 2). Il comporte également une portion destinée à être introduite dans le dispositif de puissance sur lequel est monté le connecteur 100, à travers la paroi de blindage 200, ainsi qu'une portion destinée à rester à l'extérieur de ce dispositif. Chaque manchon 120 reçoit un contact 122 électrique. Dans l'exemple choisi et représenté sur la figure 3, ce contact 122 électrique est un contact femelle. Celui-ci est serti à l'extrémité dénudée de l'âme 402 d'un câble 400 qui comporte par ailleurs une gaine interne 404 isolant l'âme 402 d'une gaine de blindage 406 et une gaine externe 408 isolante enrobant elle-même la gaine de blindage 406. Le câble 400 est par exemple un câble blindé de 16 mm2 de section. La gaine de blindage 406 est elle-même dénudée sur une portion pour être glissée et sertie entre une férule externe 410 et une férule interne 411, afin de presser la gaine de blindage 406 entre deux éléments rigides et d'assurer ainsi une conduction électrique et donc aussi une continuité de blindage optimales. En amont de la zone de sertissage sur l'âme 402 dénudée, la gaine de blindage 406 est elle-même dénudée sur une portion qui reçoit une férule 410 électriquement conductrice. Encore en amont de la férule 410, le câble 400 reçoit un joint unitaire filaire 412 en élastomère comportant, d'une part, une surface interne 414 assurant l'étanchéité avec la gaine externe 408 isolante du câble 400 et, d'autre part, une surface externe 416 munie de lèvres destinées à venir en appui et en contact d'une section du manchon 120 et assurant ainsi l'étanchéité avec la surface interne du manchon 120 (voir figure 2). Encore en amont du joint unitaire filaire 412, une bague de maintien 500, insérée sur le câble 400, est introduite et clipsée dans l'ouverture d'un manchon 120 destinée à l'insertion du câble 400, afin de retenir le joint unitaire filaire 412 dans ce manchon 120. Chaque manchon 120 reçoit également une bague de reprise de blindage 600 en matière électriquement conductrice (voir figure 4). Chaque bague de reprise de blindage 600 est constituée d'une section de ruban métallique enroulée autour d'un axe longitudinal parallèle à celui du manchon 120 dans lequel elle est montée. Il s'agit d'une pièce unique comportant une portion interne 602 et une portion externe 604 venue de matière avec la portion interne 602. La découpe d'une section d'un ruban à partir d'une tôle métallique et la mise en forme par enroulement de cette section sont donc particulièrement aisées et peu coûteuses comparées notamment à des procédés d'emboutissage ou de formage profond. La portion interne 602 de la bague de reprise de blindage 600 est située à l'intérieur du manchon 120, dans la partie de celui-ci destinée à rester à l'extérieur du dispositif sur lequel est monté le connecteur 100. La portion interne de la bague de reprise de blindage 602 est en appui sur une section de la surface interne 124 du manchon 120, distincte de la section de la surface interne 124 du manchon 120 en contact avec le joint unitaire filaire 412. La portion interne 602 de la bague de reprise de blindage 600 est électriquement connectée à la gaine de blindage 406, par l'intermédiaire de languettes élastiques internes 606 s'étendant vers l'intérieur de la section de ruban métallique enroulée et reposant elles-mêmes sur la férule 410 pour assurer un contact électrique avec celle-ci. La portion externe 604 de la bague de reprise de blindage 600 est située à l'extérieur du manchon 120 et est électriquement connectée, par l'intermédiaire de languettes élastiques externes 608, à la paroi de blindage 200. Les languettes élastiques internes 606 sont orientées de manière à faciliter l'insertion du contact 122 et de la férule 410 à travers la bague de reprise de blindage 600. Par exemple, elles s'étendent entre une extrémité fixe située du côté de l'ouverture du manchon 120 destinée à l'insertion du câble 400 et une extrémité libre située du côté du manchon 120 orienté vers le contre-connecteur 300. Les languettes élastiques externes 608 sont orientées de manière à faciliter l'insertion du connecteur 100 qui en est muni à travers une ouverture dans la paroi de blindage 200. Par exemple, elles s'étendent entre une extrémité fixe située du côté du manchon 120 orienté vers le contre-connecteur 300, vers une extrémité libre orientée du côté de l'ouverture du manchon 120 destinée à l'insertion du câble 400. La portion externe 604 de la bague de reprise de blindage 600 s'étend à partir d'un bord de la section de ruban métallique enroulée et passe à travers une ou plusieurs ouvertures 126 ménagées dans la paroi 128 du manchon 120. Un joint interfacial 116 est disposé dans une gorge du support 110, saillant à l'extérieur de celle-ci, entre le support 110 et la paroi de blindage 200, autour d'un ou plusieurs manchon(s) et de la portion externe 604 de la bague de reprise de blindage 600. Ce joint interfacial 116 assure donc que l'étanchéité entre le connecteur 100 et la paroi de blindage 200. Un tel joint interfacial 116 peut par exemple garantir une étanchéité sous une surpression d'un bar, lors de tests en brouillard salin pendant 1600 heures. Par ailleurs, comme le joint unitaire filaire 412 est disposé autour du câble 400, à l'intérieur du manchon 120 et de l'autre côté du contact 122 par rapport à la portion interne 602 de la bague de reprise de blindage 600, la bague de reprise de blindage 600 se trouve dans une zone étanche située entre le joint unitaire filaire 412 et le joint interfacial 116. Par ailleurs, un capot 700 est clipsé sur le support 110 afin de guider les câbles 400 à la sortie du connecteur 100 et à éviter une exposition directe des joints unitaires filaires 412 à des projections liquides. L'ensemble de connecteurs décrits ci-dessus présente de nombreux avantages dont : - une connexion directe sur un bus-bar à travers la paroi de blindage 200 sans qu'il soit nécessaire d'avoir accès à l'intérieur du boîtier contenant ce bus-bar, avec en conséquence une maintenance facilitée ; - une connexion électrique assurée sans serrer les câbles 400 à l'aide de vis ; et - un connecteur 100 qui peut être monté à l'extrémité de câbles 400 de manière à être fourni, prêt au montage, à un client. Dans l'exemple décrit ci-dessus, la paroi de blindage 200 correspond à une paroi d'un dispositif incorporant le contre-connecteur 300, mais la paroi de blindage 200, dans une variante, pourrait être une paroi du contre-connecteur 300 lui-même ou plus directement encore un blindage de ce contre-connecteur 300 sous forme de tôle ou de tresse. Dans ce cas, on peut ne pas prévoir de paroi de blindage 200 entre le connecteur 100 et le contre-connecteur 300. Dans encore une autre variante de l'invention, le connecteur 100 peut être utilisé comme passe fil, le câble traversant la paroi de blindage 200 sur laquelle bague de reprise de blindage 600 vient en contact électrique, mais le connecteur 100, utilisé comme passe fil, ne comporte pas nécessairement de contact 122, l'extrémité du câble 400, pouvant être directement serti ou soudé sur un bus bar ou un autre dispositif.5 REVENDICATIONS1. Ensemble de connecteurs comprenant un connecteur (100) et un contre-connecteur (300) et une paroi de blindage (200), le connecteur (100) comportant - au moins un premier contact (122) logé dans un manchon (120), en matière électriquement isolante, et attaché à l'extrémité d'un câble (400) muni d'une gaine de blindage (406) et - une bague de reprise de blindage (600) en matière électriquement 10 conductrice, et le contre-connecteur (300) comportant au moins un deuxième contact (310), caractérisé par le fait que la bague de reprise de blindage (600) comporte - une portion interne (602), située à l'intérieur du manchon (120) et 15 électriquement en liaison avec la gaine de blindage (406), et - une portion externe (604) située à l'extérieur du manchon (120), venue de matière avec la portion interne (602) et électriquement en liaison avec la paroi de blindage (200). 20 2. Ensemble de connecteurs selon la revendication 1, dans lequel le connecteur (100) comporte un support (110) en matière électriquement isolante s'étendant radialement autour et à l'extérieur du manchon (120) et attaché à la paroi de blindage (200), et dans lequel un joint interfacial (116) est disposé entre le support (110) et la paroi de blindage (200), autour du manchon (120) et de la portion externe (604). 25 3. Ensemble de connecteurs selon la revendication 1 ou 2, dans lequel un joint filaire (412) est disposé autour du câble (400), à l'intérieur du manchon (120) et de l'autre côté du premier contact (122) par rapport à la portion interne (602) de la bague de reprise de blindage (600). 30 4. Ensemble selon la revendication 3, dans lequel la bague de reprise de blindage (600) est en appui sur une première section du manchon (120) et le joint filaire(412) est en appui sur une deuxième section du manchon (120), distincte de la première section du manchon (120). 5. Ensemble de connecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la portion interne (602) de la bague de reprise de blindage (600) est en contact électrique avec une férule (410) disposée autour de la gaine de blindage (406). 6. Ensemble de connecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins l'une des portions interne (602) et externe (604) de la bague de reprise de blindage (600) comprend au moins une languette élastique (606 ou 608). 7. Ensemble de connecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la bague de reprise de blindage (600) est constituée d'une section de ruban métallique enroulée. 8. Ensemble de connecteur selon la revendication 7, dans lequel la portion externe (604) s'étend à partir d'un bord de la section de ruban métallique enroulée et passe à travers une paroi (128) du manchon (120). 9. Connecteur comprenant - un manchon (120) en matière électriquement isolante et comportant une paroi (128) avec une surface interne (124) et une surface externe (125), - une bague de reprise de blindage (600) en matière électriquement conductrice, caractérisé par le fait que la bague de reprise de blindage (600) comporte - une portion interne (602), située à l'intérieur du manchon (120) et en appui sur une première section de la surface interne (124) de la paroi (128) du manchon (120), et - une portion externe (604) située à l'extérieur du manchon (120), venue de matière avec la portion interne (602), et prolongeant la portion interne (602) à travers au moins une ouverture (126) ménagée dans la paroi du manchon (120). 10. Connecteur selon la revendication 9, dans lequel la bague de reprise de blindage (600) est constituée d'une section de ruban métallique enroulée et la portion externe (604) s'étend à partir d'un bord de la section de ruban métallique enroulée et passe à travers l'ouverture (126) ménagée dans la paroi du manchon. 11. Connecteur selon la revendication 9 ou 10, comportant un support (110) en matière électriquement isolante s'étendant radialement autour et à l'extérieur du manchon (120) et un joint interfacial (116) disposé sur le support (110), autour du manchon (120) et de la portion externe (604). 10