EP0576324B1 - Passe-fils d'étanchéité et connecteur électrique comportant un tel passe-fils - Google Patents

Passe-fils d'étanchéité et connecteur électrique comportant un tel passe-fils Download PDF

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EP0576324B1
EP0576324B1 EP93401497A EP93401497A EP0576324B1 EP 0576324 B1 EP0576324 B1 EP 0576324B1 EP 93401497 A EP93401497 A EP 93401497A EP 93401497 A EP93401497 A EP 93401497A EP 0576324 B1 EP0576324 B1 EP 0576324B1
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EP
European Patent Office
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grommet
passages
chambers
sealing
free
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EP93401497A
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Jean-François Ollivier
Dominique Serizay
Didier Louvet
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FCI SA
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Framatome Connectors International SAS
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/5205—Sealing means between cable and housing, e.g. grommet
    • H01R13/5208—Sealing means between cable and housing, e.g. grommet having at least two cable receiving openings

Definitions

  • the present invention relates to electrical connectors of the type comprising: an insulating body pierced with receiving passages intended for contacts each provided with a connecting wire; and a rear grommet, often called a "grommet", of elastomeric material, pierced with several individual passages for the wires. It relates more particularly to such grommets intended to prevent the entry of pollutants between the grommet on the one hand, the wires and the insulating body on the other hand.
  • Grommets are widely used at present with individual passages having circular sealing lips resting on the wire.
  • the wires can be of very variable diameter.
  • the grommets are generally made by molding.
  • the complexity of the pins required to form passages having two lips of different diameter makes demolding delicate and leads to a high percentage of scrap. Lips can indeed be destroyed during the demolding and during the insertion of the contacts.
  • this type of grommet can only be produced with a slow-crosslinking elastomeric material, which is only available from a small number of suppliers.
  • EP-A-0 407 863 discloses a similar grommet.
  • the present invention aims in particular to provide a grommet which responds better than those previously known to the requirements of practice, in particular in that it makes it possible to constitute in a simple manner passages having a sealing barrier accepting wires of very variable diameter .
  • the invention provides for this purpose a grommet according to claim 1 or 2 claim 2 being divided into two parts with respect to EP-A 0 407 803.
  • the chambers of free volume can communicate only with one side of the pass -son.
  • the front face of the grommet is secured, generally by gluing, with an insulating connector body, the communication face of the chambers chosen is advantageously the front face; thus each free volume chamber constitutes an air pocket which can be pressurized and the reduction in support on the wire, which would normally result from the absence of material at the location of the chamber, is compensated by the increased gas pressure in the chamber.
  • the pressing pressure on each wire remains substantially constant over the entire periphery of the latter, which maintains the seal.
  • the invention is particularly applicable to connectors in which the insulating body and the grommet are contained in a housing provided with means of coupling with the housing of a complementary connector, a rear cup being able to be provided to repel the grommet forward.
  • the grommet will generally be made of elastomeric material which is very little compressible, but sufficiently deformable so that the material driven back by the presence of a large diameter wire can move towards the chambers by transmitting the forces: in practice this will generally lead to give the elastomer a hardness less than 50 Shore.
  • the connector shown in Figure 1 has a conventional general constitution. It is intended to be coupled to a complementary connector, which may have a grommet of the same constitution.
  • the connector 10 comprises a body 12 of hard electrical insulating material, pierced with passages 14 for receiving contacts 16 each provided with an insulated connecting wire 18.
  • the insulating body 12 of the connector has ten passages 14 arranged in staggered rows, this number not being limiting.
  • the contacts shown are of the pin type and each retained against a shoulder of the insulating body by elastic fingers belonging to a ring 20 immobilized in the body. However, the contacts could as well be of the female type and / or immobilized by other means.
  • the insulating body 12 is contained in a housing 22 provided with means, for example with screw or bayonet, for fixing to the housing of a complementary connector.
  • the rear part of the housing contains a sealing thread 24 of flexible elastomeric material, pierced with individual passages each intended for a wire 18, distributed along the same network as the passages of the insulating body 12.
  • the passages of the grommet 24 shown by way of example in FIGS. 2 to 4 have a rear part 26 having an inlet chamfer 28 of generally conical shape and a front part 30 of large diameter, greater than that of the larger wires. to be inserted, sufficient to accommodate the barrel, and possibly a flange, of the contact engaged in the corresponding passage 14 of the insulating body.
  • the rear part 26 is intended to apply tightly to the wire and to guide it. It therefore has a diameter at rest less than that of the smallest wire intended to be inserted through the grommet 24. Its length from the rear face is generally between half and three-quarters of the length of the grommet. It can however be shorter to avoid capillarity phenomena.
  • the grommet In the grommet are provided free volume or expansion chambers distributed around the passages. In order for the contact pressure of the elastomer on the wire contained in a passage to be approximately regular, it is desirable that these chambers be closed. It is not possible to manufacture such chambers directly by molding. Consequently, in the case of a connector whose the grommet 24 is tightly fixed, for example by gluing, on an insulating body, it suffices that the chambers are blind and open only on the front face. In the case of a round connector where the passages are arranged in a triangular network, the chambers 32 are arranged, in the central part of the grommet, at the center of each mesh of the network of passages. Each of the central passages is therefore surrounded by six chambers 32 arranged at 60 ° from one another around the axis of the passage. On the other hand, the side passages are only surrounded by four chambers.
  • each chamber 32 constituting the expansion and free volume chambers, are intended to absorb the deformation generated by the passage of a wire in the rear part 26 of a passage. For this reason, each chamber 32 can have a rear zone of large diameter, having an axial extent a little smaller than that of the rear parts 26, and a front zone 34 of reduced diameter, just sufficient to allow passage to a molding spindle. .
  • the elastomer constituting the grommet being very flexible, demolding can be carried out by elasticity.
  • the small diameter of the front zone allows material to remain between it and the parts 30 which surround it.
  • the chambers can have a constant cross section.
  • additional holes 36 can be drilled in the front face of the grommet so as to constitute keying elements.
  • An additional hole 38 (or more) can replace an expansion chamber 32.
  • a round connector with ten contacts has been produced with a grommet of the kind described above, intended to constitute a sealed connection on wires having a diameter between 1.8 and 2.4 mm.
  • the individual passages were distributed in a triangular network having a pitch of 3.3 mm and the diameter at rest of the rear parts was 0.83 mm.
  • the free volume chambers were distributed in a hexagonal network with a pitch of 2.04 mm.
  • the chambers of free volume, with a diameter of 1.30 mm opened out through a front zone of 0.6 mm in diameter.

Landscapes

  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Insulating Bodies (AREA)

Description

  • La présente invention concerne les connecteurs électriques du type comprenant : un corps isolant percé de passages de réception destinés à des contacts munis chacun d'un fil de liaison ; et un passe-fils arrière, souvent appelé "grommet", en matériau élastomère, percé de plusieurs passages individuels pour les fils. Elle concerne plus particulièrement de tels passe-fils destinés à interdire l'entrée de polluants entre le passe-fils d'une part, les fils et le corps isolant d'autre part.
  • On utilise largement à l'heure actuelle des passe-fils comportant des passages individuels ayant des lèvres d'étanchéité circulaires s'appuyant sur le fil. Les fils peuvent être de diamètre très variable. Pour que l'étanchéité soit assurée pour une large plage de diamètre de fils, on est conduit à munir chaque passage d'au moins deux lèvres circonférentielles, dont l'une ménage un passage suffisamment faible pour garantir l'étanchéité sur les fils de petit diamètre, au risque d'être endommagée par l'insertion d'un fil de grand diamètre, tandis que l'autre lèvre, placée en arrière de la première, laisse libre un passage suffisamment grand pour accepter les fils de grand diamètre et s'appuyer de façon étanche sur eux.
  • Les passe-fils sont généralement réalisés par moulage. La complexité des broches requises pour constituer des passages ayant deux lèvres de diamètre différent rend le démoulage délicat et conduit à un pourcentage de rebuts élevé. Des lèvres peuvent en effet être détruites au cours du démoulage et lors de l'insertion des contacts. De plus, ce type de passe-fils ne peut être réalisé qu'avec un matériau élastomère à réticulation lente, qui n'est disponible qu'auprès d'un petit nombre de fournisseur.
  • On connait également (document WO 86/06883) un passe-fils en matériau élastomère dans lequel chaque passage de réception d'un conducteur est constitué par un tronçon tubulaire entouré par un jeu annulaire. Ce jeu annulaire ne peut être considéré comme équivalent à des chambres borgnes de volume libre entourant un tronçon d'étanchéité. Les jeux annulaires débouchent du côté où se trouve le tronçon annulaire d'étanchéité.
  • Le document EP-A-0 407 863 révèle un passe-fils analogue.
  • La présente invention vise notamment à fournir un passe-fils répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'il permet de constituer de façon simple des passages ayant une barrière d'étanchéité acceptant des fils de diamètre très variable.
  • L'invention propose dans ce but un passe-fils suivant la revendication 1 ou 2 la revendication 2 étant divisée en deux parties à l'égard de EP-A 0 407 803. Les chambres de volume libre peuvent communiquer uniquement avec une face du passe-fils. Lorsque, ce qui est le cas le plus fréquent, la face avant du passe-fils est solidarisée, généralement par collage, d'un corps isolant de connecteur, la face de communication des chambres choisie est avantageusement la face avant ; ainsi chaque chambre de volume libre constitue une poche d'air qui peut être mise sous pression et la diminution d'appui sur le fil, qui résulterait normalement de l'absence de matière à l'emplacement de la chambre, est compensée par l'augmentation de la pression de gaz qui règne dans la chambre. Ainsi, la pression d'appui sur chaque fil reste sensiblement constante sur toute la périphérie de ce dernier, ce qui maintient l'étanchéité.
  • L'invention est notamment applicable aux connecteurs dans lesquels le corps isolant et le passe-fils sont contenus dans un boîtier muni de moyens d'accouplement avec le boîtier d'un connecteur complémentaire, une coupelle arrière pouvant être prévue pour repousser le passe-fils vers l'avant.
  • La constitution qui vient d'être décrite permet de donner à la partie arrière constituant barrière d'étanchéité, une longueur beaucoup plus importante que celle des lèvres d'étanchéité traditionnelles, ce qui garantit un bon alignement du fil et réduit les risques (importants dans le cas d'un passe-fils traditionnel) de fuites provoquées par un défaut d'alignement.
  • Le passe-fils sera généralement constitué en matériau élastomère très peu compressible, mais suffisamment déformable pour que le matériau refoulé par la présence d'un fil de gros diamètre puisse se déplacer vers les chambres en transmettant les efforts : dans la pratique cela conduira généralement à donner à l'élastomère une dureté inférieure à 50 Shore.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue en coupe simplifiée d'un demi connecteur de type "rond" pouvant comporter un passe-fils suivant l'invention ;
    • la figure 2 est une vue de détail à grande échelle montrant un fragment d'un passe-fils conforme à un mode particulier de réalisation de l'invention, utilisable dans le connecteur de la figure 1 ;
    • la figure 3 est une vue d'avant d'un passe-fils destiné à un connecteur à dix contacts disposés en quinconce, du genre montré en figure 2 ;
    • la figure 4 est une vue en coupe du passe-fils de la figure 3, en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 2.
  • Le connecteur montré en figure 1 a une constitution générale classique. Il est destiné à être accouplé à un connecteur complémentaire, pouvant avoir un passe-fils de même constitution.
  • Le connecteur 10 comporte un corps 12 en matériau isolant électrique dur, percé de passages 14 de réception de contacts 16 munis chacun d'un fil de liaison isolé 18. Dans le cas illustré sur les figures 3 et 4, le corps isolant 12 du connecteur comporte dix passages 14 disposés en quinconce, ce nombre n'étant pas limitatif. Les contacts représentés sont du type broche et retenus chacun contre un épaulement du corps isolant par des doigts élastiques appartenant à une bague 20 immobilisée dans le corps. Mais les contacts pourraient aussi bien être de type femelle et/ou immobilisés par d'autres moyens. Le corps isolant 12 est contenu dans un boîtier 22 muni de moyens, par exemple à vis ou à baïonnette, de fixation au boîtier d'un connecteur complémentaire.
  • La partie arrière du boîtier contient un passe-fils d'étanchéité 24 en matériau élastomère souple, percé de passages individuels destinés chacun à un fil 18, répartis suivant un même réseau que les passages du corps isolant 12.
  • Les passages du passe-fils 24 montré à titre d'exemple en figures 2 à 4 ont une partie arrière 26 présentant un chanfrein d'entrée 28 de forme générale conique et une partie avant 30 de grand diamètre, supérieur à celui des plus gros fils à insérer, suffisant pour loger le fût, et éventuellement une collerette, du contact engagé dans le passage correspondant 14 du corps isolant.
  • La partie arrière 26 est destinée à s'appliquer de façon étanche sur le fil et à le guider. Elle a en conséquence un diamètre au repos inférieur à celui du plus petit fil prévu pour être inséré à travers le passe-fils 24. Sa longueur à partir de la face arrière est en général comprise entre la moitié et les trois-quarts de la longueur du passe-fils. Elle peut cependant être plus courte pour éviter les phénomènes de capillarité.
  • Dans le passe-fils sont ménagés des chambres de volume libre ou d'expansion réparties autour des passages. Pour que la pression de contact de l'élastomère sur le fil contenu dans un passage soit à peu près régulière, il est souhaitable que ces chambres soient fermées. Il n'est pas possible de fabriquer directement par moulage de telles chambres. En conséquence, dans le cas d'un connecteur dont le passe-fils 24 est fixé de façon étanche, par exemple par collage, sur un corps isolant, il suffit que les chambres soient borgnes et ne s'ouvrent que sur la face avant. Dans le cas d'un connecteur rond où les passages sont disposés suivant un réseau triangulaire, les chambres 32 sont disposées, dans la partie centrale du passe-fils, au centre de chaque maille du réseau des passages. Chacun des passages centraux est en conséquence entouré de six chambres 32 disposées à 60° les unes des autres autour de l'axe du passage. En revanche les passages latéraux ne sont entourés que de quatre chambres.
  • Les chambres 32, constituant chambres d'expansion et de volume libre, sont destinées à absorber la déformation générée par le passage d'un fil dans la partie arrière 26 d'un passage. Pour cette raison, chaque chambre 32 peut présenter une zone arrière de grand diamètre, ayant une étendue axiale un peu plus faible que celle des parties arrières 26, et une zone avant 34 de diamètre réduit, juste suffisant pour livrer passage à une broche de moulage. L'élastomère constitutif du passe-fils étant très souple, le démoulage peut s'effectuer par élasticité. Le faible diamètre de la zone avant permet de laisser subsister de la matière entre elle et les parties 30 qui l'entourent. Dans le cas de connecteurs rectangulaires, les chambres peuvent avoir une section droite constante.
  • Comme le montre la figure 3, des trous supplémentaires 36 peuvent être percés dans la face avant du passe-fils de façon à constituer des éléments de détrompage. Un trou supplémentaire 38 (ou plusieurs) peut se substituer àune chambre d'expansion 32.
  • La disposition qui vient d'être décrite permet de donner une grande longueur à la partie arrière 26 destinée au guidage du fil. Le risque de fuites dû à un défaut d'alignement est en conséquence réduit. Du fait que les chambres 32 sont fermées lors de l'utilisation, la déformation de l'élastomère lorsqu'un fil traverse un passage provoque une augmentation de pression dans la chambre de sorte que la perte de pression par l'élastomère est compensée par l'effet de pression pneumatique. En conséquence, la pression qui s'exerce sur un fil reste homogène sur toute sa périphérie.
  • A titre d'exemple, on peut indiquer qu'un connecteur rond à dix contacts a été réalisé avec un passe-fils du genre décrit ci-dessus, destiné à constituer une liaison étanche sur des fils ayant un diamètre compris entre 1,8 et 2,4 mm. Les passages individuels étaient répartis suivant un réseau triangulaire ayant un pas de 3,3 mm et le diamètre au repos des parties arrières était de 0,83 mm. Les chambres de volume libre étaient réparties suivant un réseau hexagonal avec un pas de 2,04 mm. Les chambres de volume libre, d'un diamètre de 1,30 mm débouchaient par une zone avant de 0,6 mm de diamètre.

Claims (8)

  1. Passe-fils d'étanchéité pour connecteur électrique, en matériau élastomère, percé de plusieurs passages individuels parallèles entre eux et répartis suivant un réseau régulier à deux dimensions, ayant une partie arrière (26) d'étanchéité de diamètre réduit, occupant une fraction de la longueur des passages et percé de chambres borgnes de volume libre (32) destinées à recevoir l'élastomère refoulé à partir des passages lorsque ces derniers contiennent un fil et communiquant uniquement avec la face avant du passe-fils, chaque partie arrière d'étanchéité étant entourée de plusieurs chambres.
  2. passe-fils d'étanchéité pour connecteur-électrique, en matériau élastomère, percé de plusieurs passages individuels parallèles entre eux et répartis suivant un réseau régulier à deux dimensions, ayant une partie (26) d'étanchéité de diamètre réduit et percé de chambres borgnes de volume libre (32) destinées à recevoir l'élastomère refoulé à partir des passages lorsque ces derniers contiennent un fil caracterisé en ce que les chambres borgnes sont disposées au centre de chaque maille du réseau des passages.
  3. Passe-fils selon la revendication 2, caractérisé en ce que les chambres de volume libre (32) communiquent uniquement avec la face avant du passe-fils.
  4. Passe-fils selon la revendication 3, caractérisé en ce que sa face avant est solidarisée d'un corps isolant (12) percé de passages de réception de contacts, fermant lesdites chambres.
  5. Passe-fils selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les passages individuels ont une partie avant (30) de diamètre supérieur à celui de la partie arrière et en ce que lesdites chambres de volume libre présentent une zone arrière de grand diamètre (30), au droit des parties d'étanchéité (26) des passages individuels.
  6. Passe-fils selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite partie d'étanchéité (26) s'étend, à partir de l'arrière du passe-fils, sur une distance comprise entre la moitié et les trois-quarts de la longueur du passe-fils.
  7. Passe-fils selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les chambres de volume libre présentent une section droite constante.
  8. Connecteur comprenant un corps isolant (12) percé de passages de réception (14) destinés à des contacts munis chacun d'un fil de liaison et un passe-fils arrière en matériau élastomère, suivant l'une quelconque des revendications précédentes.
EP93401497A 1992-06-22 1993-06-11 Passe-fils d'étanchéité et connecteur électrique comportant un tel passe-fils Expired - Lifetime EP0576324B1 (fr)

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