Brevet FR3090223A1 — publié le 20200619

Description Titre de l'invention : RACCORD ARRIÈRE AVEC PROTECTION ÉLECTROMAGNÉTIQUE Domaine technique [0001] L'invention concerne de manière générale un raccord arrière. Plus particulièrement, l'invention concerne un raccord arrière capable de raccorder un harnais surblindé comportant des câbles blindés à un connecteur de manière fiable et de sorte à minimiser les perturbations électromagnétiques. L'invention concerne aussi un harnais à blindage terminé ainsi qu'une connexion comprenant ce raccord arrière. Technique antérieure [0002] Dans les aéronefs, les raccordements électriques se font essentiellement grâce à des harnais électriques. Durant le vol d'un aéronef, plusieurs contraintes s'appliquent directement ou indirectement aux harnais électriques, notamment dans les zones moteurs. Ces contraintes peuvent être de nature mécanique, électrique ou environnementale. [0003] Les contraintes mécaniques (ex. les vibrations) peuvent notamment endommager les extrémités du harnais et/ou entraîner une usure, une coupure ou une détérioration de la connexion susceptible de créer une résistance de contact indésirable. [0004] Par ailleurs, l'installation électrique d'un système doit respecter des contraintes de compatibilité électromagnétique (CEM), c'est-à-dire pouvoir fonctionner dans un environnement sans perturber les systèmes qui s'y trouvent déjà, et sans être perturbé par ces systèmes ni par des perturbations externes telles que la foudre, un champ électromagnétique fort (radar), etc. [0005] A cet effet, les liaisons électriques présentent en général un blindage qui permet d'atténuer les perturbations reçues ou émises Les blindages peuvent être sur un câble individuel (blindage) et/ou sur l'ensemble du toron/harnais (surblindage). Pour assurer la protection CEM d'un système, le blindage électromagnétique doit couvrir l'ensemble des zones du harnais entre les boîtiers contenant les équipements. L'utilisation de ces raccords arrière (ou « backshells » en anglais), assemblés aux connecteurs électriques, doit pouvoir répondre aux exigences électriques et mécaniques. [0006] Ces raccords doivent assurer à la fois des fonctions mécaniques, à savoir être conçus pour supporter les vibrations dans les zones les plus sévères, répondre aux besoins d'intégration tels que l'orientation des harnais, mais aussi assurer des fonctions électriques, telles que la reprise de blindage des câbles, la protection électromagnétique du harnais, une CEM efficace et, ce, avec une impédance de transfert la plus faible 2 possible. [0007] La demande US-A-5052947 divulgue un raccord arrière (terminaison de blindage) pour un harnais surblindé comportant des câbles blindés. Le raccord arrière comprend un manchon et un anneau de fixation. Le surblindage du harnais est relié à une plage à l'arrière du manchon et est sécurisé sur ce dernier par un collier de serrage. Les câbles passent à l'intérieur du manchon. Les extrémités des câbles ont leurs parties conductrices exposées. Cependant, les terminaisons de blindage des câbles passent par les trous traversants vers l'extérieur, et rejoignent ensuite une plage à l'avant du manchon sur lequel ils sont sécurisées au moyen d'un collier de serrage. Le raccord arrière comprend également un anneau de fixation monté mobile en rotation à l'extrémité avant du manchon. L'ensemble forme un harnais à blindage terminé pour le raccordement à un connecteur. [0008] Cependant, la surépaisscur locale des terminaisons de blindage laisse des « ouvertures » entre la paroi du raccord arrière et le collier de serrage lors du serrage de cc dernier. Quand ce harnais à blindage terminé est monté sur un connecteur, les perturbations électromagnétiques peuvent passer par ces ouvertures puis dans les trous traversants du manchon et générer des interférences sur les câbles. La gaine de protection (boot) prévue ne permet pas de faire un écran à ces perturbations. Par conséquent, la protection contre les perturbations EM n'est pas satisfaisante, ce raccord arrière n'est pas optimal en termes de CEM et r impédance de transfert est relativement élevée. [0009] Qui plus est, sur certains raccords arrière, pour faciliter la reprise des terminaisons des blindages sur le manchon, des fentes sont prévues, s'étendant de la couronne de dents jusqu'aux trous. Il en résulte que la couronne n'est pas entière, impliquant par conséquent, une continuité électrique non uniforme et une résistance de contact élevée. Parfois, le manchon est réalisé en plusieurs pièces, ce qui a également pour conséquence que le raccordement de surblindage et des blindages (au connecteur) ne présente pas l'uniformité de continuité électrique désirée. [0010] 11 existe donc un besoin pour un raccord arrière capable de raccorder un harnais surblindé, comportant des câbles blindés, à un connecteur de manière fiable avec une bonne continuité électrique et donc une résistance électrique faible, de manière à minimiser les perturbations électromagnétiques et garantir une faible impédance de transfert. Exposé de l'invention [0011] L'objet de la présente invention est par conséquent de remédier aux besoins et incon- vénients précités en proposant un raccord arrière (de terminaison de blindage) pour raccorder un harnais surblindé comportant des câbles blindés à un connecteur, le 3 raccord arrière comprenant un manchon et un anneau de fixation, le manchon ayant une paroi de forme sensiblement tubulaire définissant un passage interne adapté à recevoir des câbles blindés, la paroi du manchon comprenant, depuis son extrémité avant vers son extrémité arrière, une zone d'enclenchement adaptée pour engager sur un connecteur, des trous traversants répartis de manière circonférentielle et adaptés à recevoir les terminaisons des blindages des câbles depuis le passage interne, une première plage externe adaptée à recevoir les terminaisons des blindages, une épaule externe, et une deuxième plage externe adaptée à recevoir le surblindage du harnais, l'anneau de fixation ayant une paroi de forme sensiblement tubulaire définissant un passage annulaire adapté à recevoir le manchon, la paroi de l'anneau de fixation comprenant, depuis son extrémité avant vers son extrémité arrière, une zone de fixation adaptée pour la raccordement à un connecteur, une première plage interne, et une épaule interne, le raccord arrière étant agencé de sorte que l'anneau de fixation puisse glisser au-dessus du manchon dans un sens allant de l'extrémité arrière vers l'extrémité avant du manchon, jusqu'à une position en butée où l'épaule interne de l'anneau de fixation vient en butée avec l'épaule externe du manchon, la plage interne de l'anneau de fixation couvrant la première plage externe du manchon dans la position en butée, l'anneau de fixation étant ainsi agencé pour couvrir les terminaisons des blindages, et la zone d'enclenchement du manchon comprenant une couronne entière de dents adaptée pour s'engager sur le connecteur. [0012] De préférence, la paroi du manchon comporte à l'extrémité avant une partie évasée sur laquelle sont formés la zone d'enclenchement et les trous traversants. [0013] De préférence, les trous traversants sont situés immédiatement derrière la zone d'enclenchement, sur une partie de la paroi jusqu'à 20% de la longueur du manchon depuis son extrémité avant. [0014] De préférence encore, la première plage externe du manchon présente un diamètre externe plus large que celui de la deuxième plage externe. [0015] Avantageusement, la paroi du manchon comprend une section intermédiaire évasée entre la première plage externe et la deuxième plage externe. [0016] De préférence, l'épaule externe du manchon et l'épaule interne de l'anneau de fixation sont en forme de bague. [0017] De préférence encore, le manchon est d'un seul tenant. [0018] De préférence, le raccord arrière comprend au moins un collier de serrage adapté pour sécuriser les terminaisons des blindages en les serrant autour du manchon. [0019] La présente invention propose aussi un harnais à blindage terminé comprenant un raccord anière tel que décrit ci-dessus ainsi qu'un harnais surblindé comportant des câbles blindés, les câbles blindés étant reçus par le passage interne du manchon, les terminaisons des blindages des câbles passant vers l'extérieur du manchon par des trous traversants et reçus sur la première plage externe du manchon tandis que le surblindage est reçu sur la deuxième plage externe du manchon, et l'anneau de fixation étant monté mobile pour glisser au-dessus du manchon. [0020] La présente invention propose aussi une connexion entre un harnais à blindage terminé tel que décrit ci-dessus et un connecteur, les câbles étant connectés électriquement au connecteur, la zone d'enclenchement du manchon étant engagée sur une zone d'enclenchement du connecteur, et l'anneau de fixation étant raccordé à une zone de fixation du connecteur, le manchon et l'anneau de fixation du raccord arrière étant dans une position en butée. Brève description des dessins [0021] 11 est décrit par la suite, à titre d'exemples non limitatifs, des modes de réalisation de l'invention préférés, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : [0022] [fig.1] présente une vue en coupe (partielle) d'un harnais à blindage terminé monté sur un raccord arrière selon un premier mode de réalisation de l'invention ; [0023] [fig.2] présente une vue éclatée en perspective du raccord arrière, et [0024] [fig.31 présente une vue en coupe transversale du raccord arrière. [0025] Dans toutes ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou similaires. En outre, les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, afin de rendre les figures plus lisibles. [0026] EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS [0027] La figure 1 illustre un premier mode de réalisation du raccord arrière 50. 11 permet de terminer le blindage d'un harnais 16, formant ensemble avec cc dernier « un harnais à blindage terminé », 70, adapté à être raccordé à un connecteur électrique 80 pour réaliser une connexion 100. Le connecteur 80 est de type connu, souvent utilisé dans un aéronef [0028] Les figures 2 et 3 illustrent uniquement les éléments principaux du raccord arrière 50, à savoir un manchon 20 et un anneau de fixation 40, en perspective et en coupe transversale respectivement, pour faciliter la compréhension de l'invention. [0029] Le raccord arrière 50 est raccordé à un harnais surblindé 16 comportant des câbles blindés 12. Il comprend un manchon 20 et un anneau de fixation 40, illustré avec l'anneau de fixation 40 glissé au-dessus du manchon 20. [0030] Le manchon 20 comprend une paroi 25 de forme sensiblement tubulaire (de section transversale circulaire) s'étendant le long d'un axe longitudinal, et définissant un passage interne 27. La paroi 25 du manchon comprend, depuis son extrémité avant 21 (côté gauche dans les figures) vers son extrémité arrière 29, une zone d'enclenchement 22, des trous traversants 24 répartis de manière circonférentielle, une première plage externe 26, une épaule externe 28, une section intermédiaire 32, un premier rebord 34, une deuxième plage externe 36, et un deuxième rebord 38. Le manchon 20 est d'un seul tenant, et réalisé en un matériau conducteur électrique, typiquement en métal. Le manchon 20 est lié à un harnais 16. [0031] Le harnais 16 est de type connu et comporte des câbles individuels blindés 12 qui sont regroupés en toron, celui-ci étant entouré d'un surblindagc 17 pour le protéger des perturbations EM. Les câbles 12 et le harnais 16 peuvent également comprendre des couches d'isolant de manière connue en soi. Pour raccorder un harnais avec un raccord arrière 50, puis un connecteur 80, ce harnais doit être préparé. De manière connue, le harnais 16 est dénudé et déblindé vers une extrémité, ce qui consiste à supprimer localement l'isolant extérieur et le surblindagc 17 du harnais 16. Ensuite, les câbles blindés 12 du harnais 16 sont dénudés et déblindés à un endroit encore plus proche vers l'extrémité afin d'exposer alors la partie conductrice 13 des câbles 12, tout en gardant les terminaisons des blindages 14 des câbles déblindés/queues de cochon rattachés au harnais 16. [0032] Comme on peut voir sur la figure 1, des câbles blindés 12 du harnais 16 sont reçus dans le passage interne 27 du manchon 20. Les parties conductrices 13 des câbles 12 visibles vers l'extrémité du harnais 16 sont destinées à être entichées dans les contacts du connecteur 80 pour connecter électriquement les câbles 12 au connecteur 80. Cependant, les terminaisons des blindages 14 sont insérées à travers les trous traversants 24 vers l'extérieur du manchon, et sont ensuite retournées vers l'arrière du manchon, et allongées sur la première plage externe 26 de manière généralement alignées sensiblement avec l'axe longitudinal. [0033] La première plage 26 du manchon 20 est destinée à la reprise de terminaisons des blindages 14. Elle présente une surface externe généralement cylindrique s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal. Les terminaisons des blindages 14 y sont sécurisées avec un élément d'attache 33, par exemple un collier de serrage 33. Il est envisageable que des rainures axiales soient prévues pour mieux recevoir les terminaisons des blindages 14. Vers l'arrière de la première plage 26 se trouve l'épaule externe 28, qui est en foime de bague, saillante radialement de la paroi 25 du manchon 20. Cette épaule externe 28 est destinée à venir en butée avec l'anneau de fixation 40 pour empêcher qu'il la dépasse, comme exposé plus loin dans la description. [0034] La deuxième plage externe 36 du manchon 20 est destinée à la reprise de surblindage 17 du harnais. Comme la première plage, elle présente une surface externe généralement cylindrique sur laquelle le surblindage peut être reçu. Cette deuxième plage 6 externe 36 s'étend aussi parallèlement à l'axe longitudinal, et permet la sécurisation de surblindage 17 avec un élément d'attache, par exemple un collier de serrage. Le sur-blindage 17 du harnais 16 n'est pas reçu dans le passage interne 27 du manchon 20, niais directement sur la deuxième plage externe 36. [0035] Le premier rebord 34, situé en avant de la deuxième plage externe 36, est conçu prin- cipalement comme butée pour le surblindage 17, afin qu'il ne le dépasse pas. Un deuxième rebord 38 est prévu en arrière de la deuxième plage 36, et plus précisément à l'extrémité arrière 29 du manchon 20. Quand le surblindage 17 est fixé autour de la deuxième plage 36 avec un élément d'attache, ces deux rebords 34, 38 empêchent qu'il ne se désolidarise aisément. [0036] La première plage externe 26 présente un diamètre externe plus large que celui de la deuxième plage externe 36. Dans cette réalisation, le diamètre de la première plage 26 est environ 1.5 fois celui de la deuxième plage 36. Afin d'intégrer ces plages externes, la paroi 25 du manchon comprend une section intermédiaire évasée 32 entre la première plage 26 et la deuxième plage 36, augmentant en diamètre vers l'extrémité avant 21 du manchon 20. [0037] La paroi 25 du manchon 20 comprend une autre partie évasée 23 à son extrémité avant 21, de diamètre croissant depuis la première plage 26 externe vers l'extrémité avant 21 du manchon 20. La zone d'enclenchement 22 ainsi que les trous traversants 24 sont situés sur cette partie évasée 23. [0038] Les trous traversants 24 étant situés sur la partie évasée 23 sont donc inclinés, faisant face vers le devant et sont aussi à un diamètre supérieur à la première plage 26. En conséquence, non seulement il est plus facile à manipuler les terminaisons des blindages 14 pendant l'insertion dans les trous traversants 24, qui plus est, elles s'allongent plus naturellement sur la première plage 26 en alignement avec l'axe longitudinal. Cela permet donc une distribution des terminaisons des blindages 14 plus uniforme sur le manchon 20. [0039] Par ailleurs, on constate que les trous traversants 24 sont situés juste denière la zone d'enclenchement 22, c'est-à-dire juste derrière la couronne de dents 22. Ceci est dans une région commençant à l'extrémité avant 21 du manchon 20 jusqu'à 20%, même juste 10% de préférence, de la longueur du manchon 20. Le premier avantage d'être situé sur cette région est que les blindages peuvent être laissés sur chaque câble 12 plus proche au connecteur 80. Autrement dit, seules les parties des câbles 12 à enticher dans le connecteur 80 sont déblindées, ce qui limite au maximum la diaphonie entre les parties conductrices 13 du harnais 16 assurant une bonne CEM. [0040] Le deuxième avantage est que les terminaisons des blindages 14 entourent le manchon 20 jusqu'à sa connexion avec le connecteur 80, améliorant donc la protection EM des câbles 12 au sein de ce dernier. Finalement, étant plus proche de l'extrémité 7 avant 21 du manchon 20 les terminaisons des blindages 14 sont aussi plus faciles à voir et à manipuler pendant l'insertion dans les trous traversants 24, par rapport au cas où les trous sont plus profonds dans le manchon. [0041] Comme ces trous traversants 24 sont répartis de manière circonférentielle et uniforme sur la paroi 25 du manchon 20, les terminaisons des blindages 14 sont par conséquent également réparties de manière uniforme autour du manchon 20. Bien que ce ne soit pas obligatoire, les trous traversants 24 sont avantageusement situés dans un même plan perpendiculaire à l'axe longitudinal. Pour des raisons pratiques d'insertion des terminaisons des blindages 14, une faible partie de chacun de ces trous traversants 24 peut être formée dans la première plage 26. [0042] Sur l'extrémité avant 21 du manchon 20, se trouve une zone d'enclenchement 22 en forme d'une couronne de dents 22. Les dents permettent un meilleur engagement sur une surface plus large avec le connecteur 80, qui est lui-même pourvu d'une zone d'enclenchement 82 en forme d'une couronne de dents 82. Par ailleurs, cet engagement empêche la rotation entre le manchon 20 (et donc le harnais 16) et le connecteur 80 une fois le raccordement réalisé. [0043] De manière importante, on note que la couronne de dents 22 est entière, c'est-à-dire qu'elle fait un cercle complet. Aucune fente n'est présente, et aucune dent manquante. Quand cette couronne de dents 22 est engagée sur celle du connecteur 80, on obtient une bonne connexion avec une résistance électrique minimale et une continuité électrique uniforme. [0044] L'anneau de fixation 40 comprend une paroi 45 de forme sensiblement tubulaire s'étendant le long de l'axe longitudinal, définissant un passage annulaire 47. La paroi 45 de l'anneau de fixation 40 comprenant, depuis son extrémité avant 41 vers son extrémité arrière 49, une zone de fixation 43, une plage interne 46, et une épaule interne 48. L'anneau de fixation 40 est d'un seul tenant, et réalisé en un matériau conducteur électrique, typiquement en métal. [0045] Faisant référence encore à la figure 1, l'anneau de fixation 40 est monté autour du manchon 20, les deux étant orientés dans le même sens avec le manchon 20 reçu dans le passage annulaire 47 de l'anneau de fixation 40. 11 est agencé de sorte qu'il puisse glisser au-dessus du manchon 20, dans un sens allant de l'extrémité arrière 29 vers l'extrémité avant 21 du manchon, ce jusqu'à une position en butée (illustrée) où l'épaule interne 48 de l'anneau de fixation 40 vient en butée avec l'épaule externe 28 du manchon 20. L'épaule interne 48 est en forme de bague, saillant radialement de la paroi 45 de l'anneau de fixation 40. L'anneau de fixation 40 est illustré devant un connecteur 80 pour son raccordement à ce dernier. [0046] On constate que dans la position en butée, la plage interne 46 de l'anneau de fixation 40 couvre la première plage externe 26 du manchon 20. Par conséquent, les ter- 8 minaisons des blindages 14 sont entièrement couvertes par l'anneau de fixation 40, ce qui assure une protection contre les perturbations EM. A la différence de l'art antérieur, les perturbations électromagnétiques ne peuvent pas entrer via des ouvertures ou les trous traversants du manchon. L'ensemble comportant la plage interne 46, l'épaule interne 48 et la zone de fixation 43 de l'anneau de fixation 40 entoure les terminaisons des blindages 14, et au-delà de l'extrémité avant 21 du manchon 20. En effet, le raccord arrière 50 est agencé de manière à ce qu'une fois raccordé au connecteur 80, l'anneau de fixation entoure complètement les terminaisons des blindages 14, la zone d'enclenchement 22 du manchon 20 et la zone d'enclenchement 82 du connecteur 80 ainsi que sa zone de fixation 83. [0047] Il faut également noter que le fait que l'anneau de fixation 40 puisse glisser par rapport au manchon 20 lui permet d'être retiré lorsque les terminaisons des blindages 14 sont insérées dans les trous traversants 24, puis remis en place. [0048] Afin d'assurer/améliorer l'étanchéité, des joints toriques 44 sont avantageusement utilisés. Ils sont prévus juste à côté de l'épaule interne 48, et devant la plage interne 46 de l'anneau de fixation 40. Si nécessaire, des rainures internes circonférentielles peuvent être prévues pour loger les joints toriques 44. Ces joints toriques 44 sont agencés pour être interposés entre l'anneau de fixation 40 et le manchon 20, et entre l'anneau de fixation 40 et le connecteur 80. En supplément, une gaine de protection (boot) 54 peut couvrir le manchon 20 depuis son premier rebord 34, au-delà de son extrémité arrière 29 jusqu'au une partie du harnais 16. L'ensemble comportant les joints toriques 44 et la gaine de protection 54 pet-mettent de rendre la connexion étanche. [0049] Le raccord arrière 50 de l'invention est plus performant que les raccords arrière connus, en permettant avant tout de réaliser une connexion 100 fiable entre un harnais surblindé 16 comportant des câbles blindés et un connecteur 80. Les terminaisons des blindages 14 des câbles 12 sont distribuées de manière uniforme autour du manchon 20 et arrivent très près de l'extrémité avant 21 du manchon 20. Qui plus est, elles sont complétement couvertes par l'anneau de fixation 40 quand il est en position de butée. Par ailleurs, le raccord arrière 50 est réalisé en deux éléments principaux qui sont chacun d'un seul tenant. En outre, le manchon 20 comprend une couronne entière de dents 22. [0050] Les reprises de surblindage 17 et des terminaisons des blindages 14 sur le manchon 20 évitent que les efforts ne s'appliquent directement sur les parties conductrices 13 entichées dans le connecteur 80. La distribution ainsi que le positionnement des terminaisons des blindages 14 sur le raccord arrière 50 assurent une meilleure continuité électrique et une impédance de transfert réduite. N'ayant que deux éléments principaux, le raccord an-ière 50 est plus facile à installer sur un harnais 16, et moins 9 susceptible d'être perdu. De surcroît, le raccordement du surblindage 17 et des blindages 14 (au connecteur) est assuré par une seule pièce conductrice, présentant une bien meilleure continuité électrique qu'un manchon en plusieurs pièces. Il en résulte que le raccord arrière 50 est plus performant en termes dc CEM. [0051] L'invention a été exposée en relation avec un harnais surblindé comportant des câbles blindés. Toutefois elle est aussi appropriée pour d'autres câbles, par exemple un harnais non surblindé avec des câbles blindés, ou même un seul câble blindé. [0052] Bien entendu, l'invention peut être utilisée en même temps que d'autres moyens connus de protection contre les perturbations EM. Egalcment, le raccord arrière de l'invention peut être rétro-adapté (ou « rctrofitted » en anglais) aux connexions déjà existantes dans l'avion. [0053] Dans une variante, la section intermédiaire peut être une bride perpendiculaire à l'axe et intégrer, le cas échéant, l'épaule externe du manchon. [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3]