Brevet FR3133710A1 — publié le 20230922

Composant monobloc pour connecteur électrique et/ou optique comprenant un corps et une bague formant écrou d’étanchéité et de fixation par blocage en rotation à un connecteur. L’invention concerne un composant monobloc, destiné à être assemblé à un connecteur électrique et/ou optique selon un axe d'assemblage (X, X1), comprenant : - un corps (2 ; 120) formant un fourreau adapté pour être traversé par au moins un contact central et/ou au moins un câble électrique et/ou optique à relier au connecteur tout en assurant la protection du(des) contact(s) central(ux) et/ou câble(s) vis-à-vis de l’extérieur ; - un écrou de verrouillage (5 ; 50), libre uniquement en rotation selon au moins un degré de liberté directement autour du corps tout en étant assemblé mécaniquement avec ce dernier selon des formes intérieures (22, 52 ; 23, 53 ; 24, 54 ; 25, 55; 26, 56; 27, 57; 28, 58) au moins en partie complémentaires définissant une liaison indémontable. Figure pour l’abrégé : Fig.7 Composant monobloc pour connecteur électrique et/ou optique comprenant un corps et une bague formant écrou d’étanchéité et de fixation par blocage en rotation à un connecteur. La présente invention concerne le domaine des connecteurs électriques et/ou optiques. Elle concerne plus particulièrement les solutions de fixation d’un connecteur à un connecteur complémentaire ou d’un accessoire à un connecteur, par blocage en rotation d’un écrou. L’invention vise en premier lieu à améliorer ces solutions en termes d’encombrement et de coût de pièces et de fabrication. Dans les connecteurs électriques et/ou optiques, pour réaliser une fixation, il est largement connu d’utiliser une bague formant un écrou monté en rotation autour d’un corps, cet écrou comportant soit un filetage destiné à être vissé sur un filetage complémentaire, soit d’une rampe ou d’un ergot destiné à s’engager selon un mouvement hélicoïdal respectivement dans un ergot ou rampe complémentaire afin de réaliser une fixation de type à baïonnette. Le serrage et le desserrage de l’écrou s’obtiennent en tournant celui-ci en rotation selon deux sens de rotation opposés. Par ailleurs, cet écrou est généralement maintenu libre en rotation autour du corps à l’aide d’un jonc annulaire fendu positionné dans une gorge de l’écrou et dans une gorge du corps. Ce jonc annulaire fendu ne peut pas ainsi assurer l’étanchéité. On peut trouver une telle solution d’assemblage dans bon nombre de connecteurs circulaires. A titre d’exemple, on a reproduit à la , un connecteur coaxial de type TNC, tel qu’il est divulgué dans le brevet EP2256876B1. Ce connecteur coaxial 1 d’axe longitudinal X comprend un corps de forme générale cylindrique 2 et un contact central 3 monté dans le corps 2 avec interposition d'un isolant 4, qui est trois parties distinctes 4a, 4b, 4c. Le connecteur coaxial 1 comporte encore dans l’exemple décrit un écrou de verrouillage formant un bouchon 5 monté en rotation autour de l'avant du corps 2 et un manchon 6 monté sur l'arrière du corps 2. Le corps 2 du connecteur est destiné à être accouplé avec celui d’un connecteur coaxial complémentaire tandis que le manchon 6 est destinée à être montée sur un câble coaxial 8. Ce câble coaxial 8 comporte un contact central 9 et un isolant 10 entourant le contact central 9 et le câble 8 peut être reçu à l’intérieur du manchon 6 du connecteur coaxial 1. L’écrou de verrouillage 5 vient verrouiller le corps 2 du connecteur avec celui d’un connecteur complémentaire une fois qu’ils ont été accouplés entre eux. Pour assurer l’assemblage entre le corps 2 et l’écrou 5, un jonc 7 formant l’élément de rétention mécanique est agencé entre eux. Ainsi, l’écrou 5 est bloqué en translation grâce au jonc 7. On retrouve ce type d’assemblage dans les accessoires, en particulier du type « backshell », terme pouvant être traduit par « à raccord arrière » ou « à capot de blindage » destinés à être fixés à un connecteur. Un tel accessoire est notamment destiné à garantir la protection mécanique d'un ou plusieurs câbles devant se raccorder au connecteur. Pour garantir une protection contre les particules extérieures et/ou contre les interférences électromagnétiques (EMI), un joint est généralement ajouté entre les deux pièces assemblées. Ainsi, comme montré à la , un accessoire 100 de type backshell comporte un corps de forme générale sensiblement cylindrique 120, qui s’étend selon un axe longitudinal Y et un écrou de verrouillage 50 monté en rotation autour du corps 120. L’écrou de verrouillage 50 est bloqué axialement par rapport au corps 120 au moyen d'un jonc de rétention 70. Un joint d’étanchéité (non représenté) peut être ajouté à proximité du jonc pour garantir l’étanchéité. L'écrou 50 est pourvu intérieurement d’un filetage périphérique 51 à visser sur un filetage périphérique extérieur d'un connecteur de section générale circulaire. On ne détaille pas plus ici l’accessoire backshell 100 mais le corps 120 est adapté pour être traversé par un câble électrique et/ou optique à relier au connecteur circulaire tout en assurant la protection du câble vis-à-vis de l’extérieur. Si les solutions précitées avec un écrou de verrouillage assemblé à un corps sont globalement satisfaisantes, notamment en termes de serrage pour garantir un verrouillage efficace et éventuellement d’étanchéité, elles présentent cependant des inconvénients parmi lesquels on peut citer : nécessité d’un anneau/jonc pour réaliser la rétention mécanique entre le corps et l’écrou de verrouillage, nécessité d’un joint pour réaliser l’étanchéité entre le corps et l’écrou de verrouillage, nécessité afférente d’usinage de précision pour réaliser les gorges de logement de l’anneau/joint/jonc, dans certaines configurations, une hauteur H totale entre l’intérieur du corps et l’extérieur de l’écrou, comme illustré à la , qui peut être importante et donc induire un encombrement non négligeable, un temps d’assemblage mécanique entre corps, anneau/joint/jonc et écrou. Il existe donc un besoin pour améliorer encore les solutions de verrouillage à un connecteur électrique nécessitant un écrou de verrouillage assemblé à un corps, notamment afin de pallier les inconvénients précités. L’invention vise à répondre à tout ou partie de ce besoin. Pour ce faire, l’invention a pour objet, selon l’un de ses aspects, un composant monobloc, destiné à être assemblé à un connecteur électrique et/ou optique selon un axe d'assemblage, comprenant : - un corps formant un fourreau adapté pour être traversé par au moins un contact central et/ou au moins un câble électrique et/ou optique à relier au connecteur tout en assurant la protection du(des) contact(s) central(ux) et/ou câble(s) vis-à-vis de l’extérieur ; - un écrou de verrouillage, libre uniquement en rotation selon au moins un degré de liberté directement autour du corps tout en étant assemblé mécaniquement avec ce dernier selon des formes intérieures au moins en partie complémentaires définissant une liaison indémontable. Par « formes intérieures au moins en partie complémentaires », il faut comprendre ici et dans le cadre de l’invention, des formes géométriques complémentaires sur une partie de la longueur d’assemblage mécanique telle qu’elle permet aux jeux près d’obtenir une rotation selon au moins un degré de liberté. Il peut s’agir d’une section trapézoïdale à l’intérieur d’une section triangulaire dont deux côtés sont parallèles à ceux de la section trapézoïdale. Par « liaison indémontable », que l’on désigne également classiquement par les termes « liaison permanente », on entend ici et dans le cadre de l’invention, le sens usuel mécanique, à savoir une liaison entre l’écrou de verrouillage et le corps qui ne peut être défaite sans détériorer au moins partiellement l’une de ces deux parties de l’ensemble monobloc. Autrement, dans le cadre de l’invention, on ne peut pas séparer l’écrou de verrouillage du corps ou vice-et-versa sans détériorer, rompre l’une et/ou l’autre de ces deux parties. Avantageusement, les jeux de fabrication et de fonctionnement près entre les formes complémentaires respectivement de l’écrou et du corps garantissent l’étanchéité vis-à-vis de l’extérieur lorsque l’écrou est dans sa position de verrouillage au connecteur. De préférence, les jeux au rayon sont compris entre 0,1 et 0,8 mm. Les formes intérieures complémentaires peuvent comprendre au moins une section rotule, trapézoïdale, triangulaire, torique, incurvée simple ou multiple, en zig-zag. Une section rotule permet d’obtenir une rotation dans toutes les directions de l’écrou par rapport au corps. Une section trapézoïdale permet notamment une bonne maîtrise du jeu déplacement vertical et horizontal entre le corps et l’écrou de verrouillage. Les formes complémentaires peuvent avoir l’une ou l’autre de sections répétées plusieurs fois selon la longueur entre écrou et corps. Répéter les sections permet la réduction de la taille de l’écrou en conservant la même quantité de surface d’appui entre l’écrou et le corps. La section trapézoïdale peut être avantageusement droite avec une hauteur supérieure aux jeux de fabrication et de fonctionnement. L’angle d’inclinaison α du côté de la section trapézoïdale par rapport aux bases peut être compris entre 30 et 60°. Selon une variante de réalisation avantageuse, l’écrou de verrouillage et/ou le corps est(sont) percé(s) d’un ou plusieurs trous débouchant ou comprenant un ou plusieurs canaux en surface, formant des drains. Selon une caractéristique avantageuse, le corps et l’écrou de verrouillage sont à base de métal ou d’alliage métallique, ou à base de matériau polymère, notamment obtenu par fabrication additive ou impression 3D. L’écrou de verrouillage peut être un écrou à visser ou un écrou à baïonnette. Lorsque l’écrou est à baïonnette, il peut comprendre intérieurement au moins un ergot destiné à coopérer avec une rainure formant came complémentaire, ou au moins une rainure formant came destiné à coopérer avec un ergot complémentaire de sorte à réaliser une fixation par baïonnette. L’ergot peut comprendre une portion flexible. L’écrou de verrouillage peut comprendre extérieurement un moletage, un motif polygonal notamment hexagonal ou un trou à ergot destiné à coopérer avec un outil de serrage, tel qu’une clef. Le corps peut présenter une forme droite d’axe longitudinal confondu avec l’axe d’assemblage ou une forme incurvée avec au moins un coude par rapport à l’axe d’assemblage. Selon une première configuration, le corps est un boitier de connecteur tandis que l’écrou est un écrou de verrouillage dudit boitier à un boitier de connecteur complémentaire. Selon une deuxième configuration, le composant monobloc constitue un accessoire du type « à raccord arrière », destiné à être assemblé avec l’arrière d’un connecteur de forme générale circulaire. L’invention concerne également un ensemble comprenant un connecteur de forme générale circulaire et un accessoire à capot de blindage constitué par le composant monobloc. Ainsi, l’invention consiste essentiellement en un composant monobloc dans lequel un écrou de verrouillage à un connecteur est assemblé par des formes géométriques complémentaires en étant monté en rotation directement autour d’un corps. Le composant monobloc peut être un boitier de connecteur à verrouiller par l’écrou à un boitier de connecteur complémentaire. Il peut être aussi un accessoire de type backshell à verrouiller par l’écrou à l’arrière d’un connecteur. Le composant monobloc est avantageusement obtenu par une technique de fabrication additive, de préférence par fusion sur lit de poudre telle que le frittage direct par laser. Les avantages de l’invention sont nombreux par rapport à l’existant parmi lesquels on peut citer : - l’absence de pièce additionnelle de rétention mécanique, telle qu’un jonc, entre un corps et l’écrou de verrouillage qui est monté en rotation autour du corps, - un coût de production réduit de par la suppression d’une pièce, - la suppression d’un process d’assemblage mécanique entre un corps et l’écrou de verrouillage comme selon l’état de l’art, - la réduction possible de l’encombrement total d’un connecteur. En effet, l’absence de gorges de logement du jonc de rétention mécanique/joint d’étanchéité qui étaient nécessaires dans le corps et dans l’écrou de verrouillage comme selon l’état de l’art, permet de diminuer l’épaisseur requise pour les deux éléments du composant monobloc pour un niveau de rétention mécanique entre eux comparable à celui selon l’état de l’art, - un gain de temps lors du process de fabrication et de l’assemblage d’un connecteur ou d’un accessoire à son connecteur, - la possibilité d’évacuer les résidus de fabrication et/ou de traitement de surface, et ainsi que l’amélioration de la qualité du dépôt issu du traitement de surface, - l’amélioration de l’étanchéité sans joint additionnel entre les deux parties de l’ensemble monobloc, contre les particules extérieures ou les ondes électromagnétiques. D’autres avantages et caractéristiques de l’invention ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée d’exemples de mise en œuvre de l’invention faite à titre illustratif et non limitatif en référence aux figures suivantes. la représente en vue en coupe longitudinale un connecteur coaxial de type TNC, tel qu’il est divulgué dans le brevet EP2256876B1. la est une vue en coupe longitudinale d’un accessoire de connecteur circulaire, de type backshell selon l’état de l’art, constitué d’un corps et d’un écrou de verrouillage / déverrouillage monté en rotation autour du corps au moyen d’un anneau de rétention la est une vue en perspective d’un connecteur circulaire comprenant un composant monobloc selon l'invention, et d’un connecteur circulaire complémentaire à verrouiller ensemble au moyen de l’écrou de verrouillage du composant monobloc de type à baïonnette. la est une vue de côté de la . la est une vue de détail en coupe longitudinale de la montrant les formes complémentaires au sein du boitier de connecteur et de l’écrou de verrouillage constituant le composant monobloc selon l’invention. la est une vue en perspective d’un connecteur circulaire avec le composant monobloc et d’un connecteur circulaire complémentaire, montrant une variante de réalisation du dispositif de verrouillage à baïonnette de la . la est une vue en perspective d’une variante de réalisation du connecteur circulaire complémentaire de la . la est une vue en perspective d’un accessoire de type backshell constitué par un composant monobloc selon l'invention dont l’écrou est à verrouiller à l’arrière d’un connecteur de type circulaire. la est une vue en en coupe longitudinale de la montrant les formes complémentaires au sein du corps et de l’écrou de verrouillage de l’accessoire de type backshell. la est une vue en perspective d’un écrou de verrouillage du composant monobloc, comprenant un trou débouchant formant un drain selon une variante de réalisation de l’invention. , , , , , , les figures 10A à 10G illustrent différentes formes géométriques possibles pour les formes complémentaires définissant une liaison indémontable entre l’écrou de verrouillage et le corps du composant monobloc selon l’invention. la est une vue en perspective d’un écrou de verrouillage du composant monobloc, comprenant une surface extérieure à six pans selon une variante de réalisation de l’invention. la est une vue en perspective d’un écrou de verrouillage du composant monobloc, comprenant une surface extérieure moletée selon une variante de réalisation de l’invention. la est une vue de détail en coupe au niveau de formes en partie complémentaires entre corps et écrou de verrouillage d’un composant monobloc selon l’invention. Composant monobloc, destiné à être assemblé à un connecteur électrique et/ou optique selon un axe d'assemblage (X, X1), comprenant : - un corps (2 ; 120) formant un fourreau adapté pour être traversé par au moins un contact central et/ou au moins un câble électrique et/ou optique à relier au connecteur tout en assurant la protection du(des) contact(s) central(ux) et/ou câble(s) vis-à-vis de l’extérieur ; - un écrou de verrouillage (5 ; 50), libre uniquement en rotation selon au moins un degré de liberté directement autour du corps tout en étant assemblé mécaniquement avec ce dernier selon des formes intérieures (22, 52 ; 23, 53 ; 24, 54 ; 25, 55; 26, 56; 27, 57; 28, 58) au moins en partie complémentaires définissant une liaison indémontable. Composant monobloc selon la revendication 1, les jeux de fabrication et de fonctionnement près entre les formes complémentaires respectivement de l’écrou et du corps garantissant l’étanchéité vis-à-vis de l’extérieur lorsque l’écrou est dans sa position de verrouillage au connecteur. Composant monobloc selon la revendication 2, les jeux au rayon étant compris entre 0,1 et 0,8 mm. Composant monobloc selon l’une des revendications précédentes, les formes intérieures complémentaires comprenant au moins une section rotule, trapézoïdale, triangulaire, torique, incurvée simple ou multiple, en zig-zag. Composant monobloc selon la revendication 4, la section trapézoïdale étant droite avec une hauteur étant supérieure aux jeux de fabrication et de fonctionnement. Composant monobloc selon la revendication 4 ou 5, l’angle d’inclinaison α du côté de la section trapézoïdale par rapport aux bases étant compris entre 30° et 60°. Composant monobloc selon l'une des revendications précédentes, l’écrou de verrouillage (5 ; 50) et/ou le corps (2, 120) étant percé(s) d’un ou plusieurs trous débouchants ou comprenant un ou plusieurs canaux, formant des drains. Composant monobloc selon l'une des revendications précédentes, le corps et l’écrou de verrouillage étant à base de métal ou d’alliage métallique. Composant monobloc selon l'une des revendications précédentes, le corps et l’écrou de verrouillage étant à base de matériau polymère. Composant monobloc selon l'une des revendications précédentes, le corps et l’écrou de verrouillage étant obtenus par fabrication additive ou impression 3D. Composant monobloc selon l'une des revendications précédentes, l’écrou de verrouillage étant un écrou à visser ou un écrou à baïonnette. Composant monobloc selon la revendication 11, l’écrou à baïonnette comprenant intérieurement au moins un ergot (13) destiné à coopérer avec une rainure (14) formant came complémentaire, ou au moins une rainure formant came destiné à coopérer avec un ergot complémentaire de sorte à réaliser une fixation par baïonnette. Composant monobloc selon la revendication 12, l’ergot comprenant une portion flexible (16). Composant monobloc selon l'une des revendications précédentes, l’écrou de verrouillage comprenant extérieurement un moletage ou un motif polygonal notamment hexagonal ou un trou à ergot destiné à coopérer avec un outil de serrage, tel qu’une clef. Composant monobloc selon l'une des revendications précédentes, le corps présentant une forme droite d’axe longitudinal (X) confondu avec l’axe d’assemblage ou une forme incurvée avec au moins un coude (Y2) par rapport à l’axe d’assemblage (Y1). Composant monobloc selon l'une des revendications précédentes, le corps étant un boitier de connecteur tandis que l’écrou est un écrou de verrouillage dudit boitier à un boitier de connecteur complémentaire. Composant monobloc selon l'une des revendications 1 à 15, constituant un accessoire du type « à raccord arrière », destiné à être assemblé avec l’arrière d’un connecteur de forme générale circulaire. Ensemble comprenant un connecteur de forme générale circulaire et un accessoire selon la revendication 17.