EP1800373B1

EP1800373B1 - Connecteur electrique adapte pour l'attenuation de vibrations, notamment pour injecteur de moteur de vehicule

Info

Publication number: EP1800373B1
Application number: EP05783839A
Authority: EP
Inventors: Frédéric MENEZ
Original assignee: FCI SA; Framatome Connectors International SAS
Current assignee: FCI SA
Priority date: 2004-08-30
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2009-04-29
Anticipated expiration: 2025-08-30
Also published as: ES2325215T3; MX2007002358A; KR20070049231A; CN101032059A; KR101193289B1; CN100533868C; JP2008511951A; ATE430391T1; FR2874751A1; US7785145B2; US20080102683A1; EP1800373A1; WO2006024485A1; DE602005014254D1

Description

La présente invention concerne un connecteur électrique prévu pour être accouplé avec une contrepartie de connecteur par enclenchement élastique selon une direction d'accouplement, et comprenant à cet effet un organe de verrouillage par enclenchement élastique possédant une surface d'arrêt axial prévue pour réaliser, avec une surface d'arrêt associée d'un organe complémentaire de verrouillage de la contrepartie, un appui mutuel s'opposant au désaccouplement du connecteur et de la contrepartie.
Dans certaines applications en environnement sévère, comme c'est le cas notamment de la connectique en compartiment moteur des véhicules automobiles, la qualité des contacts électriques peut être rapidement dégradée et générer des dysfonctionnements.
Dans l'exemple particulier d'un dispositif de connexion pour injecteur de moteur thermique, l'embase de connexion solidaire du moteur est soumise à des niveaux de vibrations élevés, qui se conjuguent à des niveaux de température également très élevés.
EP-A- / 091 153 décrit un connecteur électrique correspondant au préambule de la revendication 1. Avec les connecteurs et embases de type connu, les organes de verrouillage, qui procurent une grande simplicité de montage du connecteur sur l'embase, subissent en revanche une usure importante et une perte d'efficacité au cours de la vie du véhicule, en raison de ces conditions sévères de fonctionnement. L'usure progressive des organes de verrouillage entraîne l'augmentation du jeu axial entre le connecteur et l'embase, de sorte que des frottements se produisent entre les contacts complémentaires de l'embase et du connecteur.
C'est ainsi que le fonctionnement des dispositifs de connexion connus, du type exposé plus haut, est affecté de façon amplifiée au cours du temps, puisque l'apparition du jeu engendre une usure, qui elle-même accroît encore le jeu, etc... .
L'invention a pour but de résoudre ce problème sans accroître la complexité des organes de verrouillage du connecteur et de l'embase, ni accroître la difficulté de mise en place du connecteur sur l'embase.
A cet effet, l'invention a pour objet un connecteur électrique selon la revendication 1. Il comprend un organe élastique d'atténuation de vibrations, agencé de façon, lorsque le connecteur et sa contrepartie sont accouplés, à créer une force élastique d'appui mutuel des surfaces d'arrêt.
Suivant d'autres caractéristiques de l'invention :

le connecteur électrique comprend un joint périphérique, prévu pour assurer une étanchéité entre le connecteur et sa contrepartie lorsque ces derniers sont accouplés, et l'organe élastique d'atténuation fait partie dudit joint ;
le joint périphérique est un joint à lèvres ; et
le joint est réalisé d'une seule pièce, notamment en matériau élastomère.

Selon l'invention, le connecteur électrique comprend un boîtier sur lequel est prévu l'organe de verrouillage, et un module porte-contacts, monté à l'intérieur du boîtier par enclenchement avec possibilité de jeu axial, et l'organe élastique d'atténuation est agencé pour être comprimé axialement entre le module et le boîtier, lorsque le module est monté dans le boîtier, sous l'effet du verrouillage du connecteur sur la contrepartie.
De préférence, le joint périphérique est monté sur ledit module porte-contacts.
Le connecteur comprend un boîtier de réception de contacts, sur lequel est prévu l'organe de verrouillage, et l'organe élastique est prévu pour être comprimé axialement entre le boîtier et la contrepartie, sous l'effet du verrouillage du connecteur sur la contrepartie.
De préférence, le joint périphérique est monté sur ledit boîtier.
L'invention vise également un dispositif de connexion électrique comprenant un connecteur électrique tel que défini ci-dessus, et une embase formant contrepartie dudit connecteur, ladite embase étant une embase d'un équipement de véhicule automobile.
En particulier, l'embase peut être une embase d'un équipement de moteur thermique de véhicule automobile, notamment une embase de dispositif d'injection de carburant.
Des modes particuliers de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits plus en détail, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :

la Figure 1 est une vue partielle en perspective d'un connecteur électrique selon un premier mode de réalisation de l'invention, le module porte-contacts étant séparé du boîtier ;
la Figure 2 est une vue analogue à la Figure 1, coupée dans un plan axial médian, et selon une direction différente de celle de la Figure 1 ;
la Figure 3 est une vue en perspective du connecteur des Figures 1 et 2, avec arrachement partiel, le module étant monté dans le boîtier, et contenant des contacts reliés à des câbles électriques respectifs ;
la Figure 4 est une vue en coupe, dans un plan axial médian, du connecteur de la Figure 3 ;
la Figure 5 est une vue en perspective, coupée dans un plan axial médian, du connecteur des Figures 3 et 4 et de l'embase formant contrepartie, dans une position d'attente d'engagement ;
la Figure 6 est une vue analogue à la Figure 5, dans la position d'engagement complet du connecteur et de l'embase ;
la Figure 7 est une vue schématique, en coupe dans un plan axial médian, d'un connecteur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention et de l'embase, en position d'engagement mutuel.

Sur les Figures 1 à 6, on a représenté un connecteur électrique conforme à un mode de réalisation de l'invention.
Dans l'exemple représenté, ce connecteur 1 est du type à deux voies pour injecteur de moteur thermique de véhicule automobile, prévu pour être accouplé avec une embase 3 (Figures 5 et 6) formant contrepartie du connecteur.
Sur toutes les Figures, on a porté un axe X correspondant à la direction d'accouplement et orienté dans le sens d'engagement du connecteur vers l'embase. Les termes « avant » et « arrière » utilisés par la suite s'entendront par rapport à cette orientation, en supposant que le connecteur est engagé sur l'embase par un mouvement d'arrière en avant.
Les termes « axial » et « transversal » s'entendront également vis-à-vis de cet axe X.
Dans le premier mode de réalisation de l'invention représenté sur les Figures 1 à 6, le connecteur 1 comprend un module porte-contacts 5 et un boîtier 7, tous les deux en matière isolante.
Le module 5 est formé avec deux alvéoles axiales 9,
dans lesquelles sont reçus et fixés des contacts respectifs 11 (représentés uniquement sur les Figures 3, 5, et 6).
Le module 5 comprend une clé de verrouillage secondaire 10, montée de façon mobile transversalement par rapport aux alvéoles 9, entre une position d'attente dans laquelle elle permet l'insertion complète des contacts dans les alvéoles, et une position de service dans laquelle elle bloque les contacts ainsi engagés dans les alvéoles à l'encontre d'un effort d'arrachement. La clé de verrouillage secondaire 10 s'étend généralement selon un plan transversal, à savoir orthogonal par rapport à l'axe X.
Le boîtier 7 est conçu comme une enveloppe dans laquelle peut être engagé et fixé le module 5, et possédant un organe de verrouillage 13, prévu pour assurer, avec un organe complémentaire 15 de l'embase 3, la fixation détachable du connecteur 1 sur l'embase 3 en position accouplée.
Les organes 13, 15 de verrouillage mutuel du connecteur et de l'embase 3 sont des moyens de verrouillage par enclenchement élastique fonctionnant axialement, c'est-à-dire selon la direction d'accouplement X.
Dans l'exemple représenté, l'organe de verrouillage 13 comprend deux bras élastiques parallèles essentiellement axiaux 21, formés en saillie et en porte-à-faux à partir d'une paroi périphérique du boîtier 7. Il comprend en outre un pontet 23 reliant les deux bras axiaux 21 du côté de leur extrémité libre située à l'avant et présentant du côté arrière une surface d'arrêt 24 transversale. L'organe de verrouillage 13 comprend d'autre part un bouton de manoeuvre 25, formé à son extrémité libre.
Le boîtier 7 est formé intérieurement avec des organes d'enclenchement élastique 31 (Figure 2), sous la forme de pattes flexibles latérales.
Chaque patte élastique 31 présente une dent 32 formée à son extrémité libre arrière, qui est prévue pour s'engager dans un cran 33 correspondant formé latéralement sur le module 5 (Figure 1). La dent 32 et le cran 33 définissent ensemble, lorsque le module 5 est enclenché élastiquement dans le boîtier 7, un appui axial s'opposant au retrait, d'arrière en avant, du module 5 par rapport au boîtier 7. On notera que les organes d'enclenchement 31 et les crans 33 sont conçus pour autoriser un jeu relatif axial d'avant en arrière du module 5 par rapport au boîtier 7, à partir de la position d'appui de la dent contre l'épaulement formé par le cran 33, telle que représenté sur la Figure 3.
En outre, le connecteur 1 comprend un joint périphérique à lèvres 37 monté par emmanchement sur le module 5, et prévu pour assurer une étanchéité inter-faciale entre l'embase 3 et le connecteur 1.
Comme cela est plus particulièrement visible sur les Figures 2 à 4, le joint 37 a la forme générale d'un manchon pourvu d'une série de collerettes 41 en saillie radiale définissant les lèvres (au nombre de trois dans l'exemple représenté), et présente, du côté avant, un rebord 43 formant un épaulement.
De façon correspondante, le module 5 présente un premier rebord périphérique 45 arrière formant un épaulement pour le rebord 43 et, sur une partie de sa périphérie, successivement d'arrière en avant à partir du premier, un deuxième 47 et un troisième 48 rebords.
Lorsque le module 5 est dans sa position enclenchée dans le boîtier 7 (voir notamment Figure 4), le rebord 43 du joint est en appui sur le rebord périphérique 45 du module 5.
Le joint 37 est alors positionné sans contact par rapport à une surface 51 de fond de boîtier 7, inscrite dans une surface annulaire, et située dans le prolongement axial du joint.
On notera que la clé de verrouillage secondaire 10 est agencée à l'avant de la surface d'appui du rebord 47, prévue pour recevoir le joint 37 en appui. Ainsi, le joint ne vient pas en contact avec ladite clé 10, et il ne gêne pas la manoeuvre de cette clé.
En se référant aux Figures 5 et 6, on va à présent décrire succinctement l'embase 3, qui a été représenté schématiquement sur ces Figures.
L'embase 3 comprend un boîtier isolant 57 dans lequel sont agencés une série de contacts 59, ici des broches, complémentaires des contacts 11 logés dans le module 5. Le boîtier 57 est formé avec une jupe 61 à l'intérieur de laquelle font saillie axialement les broches 59.
La jupe 61 est formée intérieurement avec un épaulement périphérique 62, qui constitue une butée d'engagement pour le rebord 48 du module 5.
L'organe de verrouillage 15 complémentaire de celui 13 du boîtier 7, est formé en saillie radiale de la jupe 61. Il se présente comme un dent dotée d'une rampe inclinée 63 tournée vers l'arrière, et d'une surface d'arrêt 65 transversale par rapport à l'axe X d'accouplement, cette surface d'arrêt 65 étant tournée vers l'avant.
Comme cela est visible plus particulièrement sur la Figure 6, lorsque le connecteur 1 et l'embase 3 sont en position d'accouplement mutuel, l'étanchéité interfaciale entre le module 5 et le boîtier 57 est réalisée par venue en contact des lèvres 41 sur la surface interne de la jupe 61.
En se référant à nouveau aux Figures 5 et 6, on comprend que le verrouillage du connecteur 1 sur l'embase 3 lors de leur accouplement mutuel se produit de la façon explicitée ci-après, le module 5 étant préalablement fixé à l'intérieur du boîtier 7, comme représenté sur les Figures 3 et 4.
Lorsque l'on engage axialement le module 5 dans la jupe 61, le pontet 23 de l'organe de verrouillage 13 vient en appui sur la rampe inclinée 63 de la dent 15.
Lorsque l'on poursuit ce mouvement d'engagement axial, les bras 21 se déforment en flexion en s'écartant de l'axe X, le pontet 23 suivant la face inclinée 63, et ce jusqu'à ce que la dent 15 s'engage, par retour élastique des bras 21 dans leur position de repos, entre ces derniers.
La surface d'arrêt 24 du pontet 23 vient alors en appui sur la surface d'arrêt 65 de la dent 15, de sorte à s'opposer au retrait du connecteur 1.
Au cours de cette phase d'engagement, avant retour élastique des bras 21, le rebord avant 48 du module 5 vient en butée sur l'épaulement interne 62 de la jupe 61, de sorte que le reste du mouvement d'engagement du connecteur 1 sur l'embase 3 s'accompagne d'un mouvement relatif axial du boîtier 7 par rapport au module 5. Ce mouvement relatif est permis par le jeu axial de la dent 32 dans le cran 33. Ainsi, la surface 51 de fond de boîtier 7 vient en contact avec la face arrière du joint 37, en comprimant le rebord 43 entre cette face annulaire 51 et le rebord périphérique 45 du module.
Lorsque les bras 21 reviennent élastiquement à leur position de repos, en fin de phase d'engagement, le rebord 43 du joint 37 sollicite élastiquement les surfaces d'arrêt 24, 65 des organes de verrouillage 13, 15 en appui mutuel, le rebord 43 du joint restant comprimé.
Lorsque le connecteur 1 et l'embase 3 sont ainsi accouplés et en position de service, le rebord 43 du joint fait office d'organe élastique d'atténuation de vibrations, qui limite les mouvements relatifs des surfaces d'arrêt 24, 65 des organes de verrouillage.
Ainsi, tant que les forces d'accélération causées par les vibrations restent inférieures aux forces d'appui entre les surfaces d'arrêt 24, 65 et les surfaces 48, 62, il n'y a plus de mouvement relatif provoquant l'usure des pièces, et au cas où cette valeur serait dépassée, lesdits mouvements sont de plus faible amplitude.
On notera également que le rebord 43 est échancré sur une partie de la périphérie du joint (voir Figures 5 et 6), de sorte que la compression axiale du joint 37, lors de l'accouplement, est réalisée seulement sur une partie de la périphérie de ce dernier. Cette caractéristique permet d'ajuster l'effort de rappel élastique appliqué aux organes de verrouillage, et d'éviter que l'accouplement du connecteur 1 sur l'embase 3 ne nécessite un effort d'accouplement excessif.
La conception unitaire (ou monobloc) du joint et de l'organe élastique présente l'avantage d'un faible coût de fabrication et de montage.
Cependant, l'invention peut être envisagée, comme cela sera vu par la suite, avec un organe élastique distinct du joint d'étanchéité. Dans un tel cas, on peut éventuellement choisir des matériaux différents pour réaliser l'organe élastique d'une part, et le joint d'autre part. Par exemple, un élastomère ayant des propriétés spécifiques d'amortissement peut être choisi pour constituer l'organe élastique. En variante, cet organe élastique pourrait être constitué d'un ressort métallique.
Sur la Figure 7, on a représenté schématiquement un dispositif de connexion dans lequel l'embase 3 est identique à l'embase représentée sur les Figures 5 et 6. Dans ce mode de réalisation, le connecteur complémentaire 101 diffère du connecteur 1 essentiellement en ce qu'il ne comporte pas de module porte-contacts, et en ce que l'organe élastique est une pièce distincte du joint, comme évoqué ci-dessus.
Les alvéoles 109 de réception des contacts 11 sont formées dans le boîtier isolant 107. Ce dernier est pourvu d'un organe de verrouillage 13, qui peut être identique à celui décrit précédemment et représenté sur les Figures 1 à 6.
Le boîtier 107 comprend ainsi un corps 105 analogue au module 5, et sur la surface périphérique duquel est emmanché le joint à lèvres 137. Un épaulement 139, formé en saillie radiale de la surface extérieure du corps 105, reçoit en appui axial le joint 137, pour maintenir ce dernier en position de fonctionnement sur le corps 105.
Le connecteur comprend en outre un organe élastique 152 annulaire, agencé sur une périphérie du boîtier 107, dans le prolongement axial du joint, et en appui sur le côté opposé de l'épaulement 139. Dans l'exemple représenté, l'organe élastique 152 est réalisé dans le même matériau élastomère que le joint à lèvres 137.
L'organe élastique 152 est analogue au rebord 43 dans la forme de réalisation décrite, en ce qu'il constitue l'organe élastique d'atténuation, qui est comprimé lors de l'accouplement du connecteur 101 sur l'embase 3, et qui sollicite élastiquement, en fin de phase d'engagement, les surfaces d'arrêt des organes de verrouillage complémentaires 13, 15 en appui mutuel.
Comme cela est visible sur la Figure 7, la compression de l'organe élastique 152 est réalisée entre l'épaulement interne 62 de l'embase et l'épaulement 139.
L'invention qui vient d'être décrite permet, par des modifications mineures sur les connecteurs existants, et en particulier par des modifications mineures sur les joints périphériques à lèvres, de réduire les effets des vibrations sur l'usure des organes de verrouillage, et de façon incidente, d'améliorer la fiabilité de contact du dispositif de connexion.
L'avantage obtenu est particulièrement important dans le cas de connecteurs pour systèmes d'injection de carburant de moteurs de véhicules automobiles, étant donné le niveau élevé de vibrations, de température, et de contraintes mécaniques.

Claims

Connecteur électrique prévu pour être accouplé avec une contrepartie de connecteur par enclenchement élastique selon une direction d'accouplement (X), et comprenant à cet effet un organe de verrouillage (13) par enclenchement élastique possédant une surface d'arrêt axial (24) prévue pour réaliser, avec une surface d'arrêt associée (65) d'un organe complémentaire de verrouillage (15) de la contrepartie, un appui mutuel s'opposant au désaccouplement du connecteur (1) et de la contrepartie (3), ledit connecteur comprenant en outre un organe élastique (43) d'atténuation de vibrations, agencé de façon, lorsque le connecteur (1) et sa contrepartie (3) sont accouplés, à créer une force élastique d'appui mutuel des surfaces d'arrêt (24, 65) le connecteur comprenant un boîtier (7) sur lequel est prévu l'organe de verrouillage (13), et un module porte-contacts (5), caractérisé en ce que le module porte-contacts est monté à l'intérieur du boîtier (7) par enclenchement avec possibilité de jeu axial, et en ce que l'organe élastique d'atténuation (43) est agencé pour être comprimé axialement entre le module (5) et le boîtier (7), lorsque le module (5) est monté dans le boîtier (7), sous l'effet du verrouillage du connecteur (1) sur la contrepartie (3).
Connecteur électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un joint périphérique (37), prévu pour assurer une étanchéité entre le connecteur (1) et sa contrepartie (3) lorsque ces derniers sont accouplés, et en ce que l'organe élastique d'atténuation (43) fait partie dudit joint (37).
Connecteur électrique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le joint périphérique (37) est un joint à lèvres.
Connecteur électrique suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le joint (37) est réalisé d'une seule pièce, notamment en matériau élastomère.
Connecteur électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le joint périphérique (37) est monté sur ledit module porte-contacts (5).
Dispositif de connexion électrique comprenant un connecteur électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, et une embase (3) formant contrepartie dudit connecteur (1), ladite embase (3) étant une embase d'un équipement de véhicule automobile.
Dispositif de connexion électrique suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ladite embase (3) est une embase d'un équipement de moteur thermique de véhicule automobile, notamment une embase de dispositif d'injection de carburant.