FR2537793A1 - Electrical connector having high chemical, mechanical and thermal resistance and its method of manufacture - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne les connecteurs électriques. The present invention relates to electrical connectors.
Dans des applications de terrain, telles que la recherche pétrolière1 il est souhaitable de réaliser des connecteurs étanches, capables de résister durablement à des contraintes chimiques, thermiques et mécani ques intenses (huiles ; - 550 / 2000C ; passage sous une roue d'un véhicule par exemple). De tels connecteurs peuvent servir notamment à tester les équipements avant de les utiliser en profondeur ; en ce cas il s'agit d'un connecteur destiné à coopérer avec une embase dite de tableau. Dans d'autres cas, il s'agira de deux connecteurs, mâle et femelle, destinés à venir en prise l'un sur l'autre. In field applications, such as petroleum research1 it is desirable to produce waterproof connectors capable of lasting resistance to intense chemical, thermal and mechanical stresses (oils; - 550 / 2000C; passage under a vehicle wheel) for example). Such connectors can be used in particular to test equipment before using it in depth; in this case it is a connector intended to cooperate with a so-called switchboard base. In other cases, it will be two connectors, male and female, intended to engage one on the other.
Dans un but de légèreté, d'économie, de sécuri- té électrique et de commodité de prise en main, on cherche à réaliser autant que possible ces connecteurs en matibre(s) synthétique(s). Cependant, les contraintes chimiques, mécaniques et thermiques à tenir, ainsi que l'étanchéité requise, rendent de tels produits diffi cilles à fabriquer, du moins en séries relativement petites, à des conditions économiques raisonnables. For the sake of lightness, economy, electrical safety and convenience of handling, we seek to make as much as possible these connectors in synthetic material (s). However, the chemical, mechanical and thermal constraints to be maintained, as well as the required tightness, make such products difficult to manufacture, at least in relatively small series, at reasonable economic conditions.
La présente invention vient apporter une solution à ce problème, en proposant un procédé de fabrication de connecteurs électriques, et une nouvelle structure de connecteur obtenue par ce procédé. The present invention provides a solution to this problem, by proposing a method for manufacturing electrical connectors, and a new connector structure obtained by this method.
Le procédé de fabrication d'un connecteur électrique selon l'invention comprend les opérations suivantes a) usiner extérieurement le fond d'une pièce métallique
formant support de plaque de connexion selon un tube
axial creux saillant extérieurement rugueux, entouré
d'un plateau radial annulaire en creux délimité par
un bord externe axial, b) préparer un manchon cylindrique creux de diamètre
extérieur conforme à celui dudit plateau radial,
en matière synthétique souple chargée résistant à
l'arrachement et à la température, ce manchon com
portant une surface cylindrique intérieure rugueuse, c) passer le câble à connecter à travers ce manchon,
réaliser ses connexions avec la plaque de connexion,
et remplir l'intérieur de la pièce-support métallique
d'une matière synthétique souple formant écran ther
mique, èt d) tout en mettant le manchon en place sur le plateau
et en maintenant le câble centré, couler dans le
manchon une matière synthétique durcissable chargée
résistant aux chocs et à la température.The method of manufacturing an electrical connector according to the invention comprises the following operations: a) externally machining the bottom of a metal part
forming connection plate support according to a tube
axially protruding outwardly rough hollow, surrounded
a hollow annular radial plate delimited by
an axial outer edge, b) prepare a hollow cylindrical sleeve of diameter
exterior conforming to that of said radial plate,
made of flexible, charged synthetic material resistant to
tearing and temperature, this sleeve com
carrying a rough inner cylindrical surface, c) pass the cable to be connected through this sleeve,
make its connections with the connection plate,
and fill the inside of the metal support piece
a flexible synthetic material forming a ther screen
mique, et d) while putting the sleeve in place on the plate
and keeping the cable centered, run into the
sleeve a hardenable synthetic material
impact and temperature resistant.
De préférence, l'opération b) consiste à centrifuger à chaud dans un pot de forme générale cylindrique une matière synthétique chargée visqueuse qui, après durcissement, est souple et résiste à l'arrachement. Preferably, operation b) consists in centrifuging hot in a generally cylindrical pot a viscous charged synthetic material which, after hardening, is flexible and resists tearing.
Dans un mode de réalisation particulier, ladite matière synthétique souple et résistant à l'arrachement est à base de silicones et chargée de silice. In a particular embodiment, said flexible and tear-resistant synthetic material is based on silicones and loaded with silica.
De son côté, l'opération d) consiste à couler dans le manchon une résine époxyde chargée de fibres de verre courtes, avec son durcisseur. For its part, operation d) consists in pouring into the sleeve an epoxy resin loaded with short glass fibers, with its hardener.
En pratique, l'opération d) est précédée d'une enduction par un enduit primaire d'accrochage. In practice, operation d) is preceded by coating with a primary bonding coating.
Très avantageusement, l'opération d) est réali-sée, au moins en partie, à une température telle que le manchon, en se dilatant pendant le durcissement, puisse compenser le rétreint de la résine chargée de fibres de verre. Very advantageously, operation d) is carried out, at least in part, at a temperature such that the sleeve, by expanding during hardening, can compensate for the shrinking of the resin loaded with glass fibers.
Enfin, il est souhaitable que le procédé com- prenne l'opération complémentaire suivante e) couler au-dessus de la matière synthétique durcis
sable, dans le manchon, un bouchon de matière
synthétique souple.Finally, it is desirable that the process includes the following complementary operation e) pouring over the hardened synthetic material
sand, in the sleeve, a plug of material
flexible synthetic.
L'invention concerne aussi le connecteur électrique qui peut être obtenu par ce procédé. Ce connecteur comprend - une pièce métallique formant support de plaque de
connexion, dont le fond définit extérieurement un
tube axial creux saillant, extérieurement rugueux,
entouré d'un plateau radial annulaire en creux délimité
par un bord externe axial, - un manchon cylindrique creux, en matière synthétique
souple chargée résistant à l'arrachement et à la tem
pérature, ce manchon comportant une surface intérieure
rugueuse et étant engagd à étanchéité sur ledit plateau, - un câble arrivant dans ledit manchon, dans lequel il
est dénudé, tandis que ses conducteurs sont reliés à
la plaque de connexion1 et - un remplissage de matière synthétique rigide à l'int4-
rieur- du manchon adhérant fermement au manchon1 au
tube extérieurement rugueux1 et au câble, ladite
matière synthétique rigide résistant aux chocs et à
la température.The invention also relates to the electrical connector which can be obtained by this method. This connector includes - a metal piece forming a plate support
connection, the bottom of which externally defines a
outwardly rough, protruding hollow axial tube,
surrounded by a delimited hollow annular radial plate
by an external axial edge, - a hollow cylindrical sleeve, of synthetic material
soft, loaded, tear and weather resistant
temperature, this sleeve having an inner surface
rough and being engaged in sealing on said plate, - a cable arriving in said sleeve, in which it
is stripped, while its conductors are connected to
the connection plate1 and - a filling of rigid synthetic material at the int4-
laughing- from the sleeve firmly adhering to the sleeve1 to
externally rough tube1 and cable, said
rigid synthetic material resistant to impact and
temperature.
La plupart du temps a l'intérieur de la pièce métallique support est remplie a à l'arrière de la plaque de connexiona dgune matière synthétique apte à former écran thermique. Most of the time inside the metal support piece is filled at the back of the connection plate with a synthetic material capable of forming a heat shield.
De préférence a il est prévue au sommet du remplissage de matière synthétique rigide un corpsbouchon de matière synthétique souple formant liaison entre le manchon et le câble
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée qui va suivre, et des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un
connecteur selon la présente invention ; et - la figure 2 est une vue en coupe d'un pot de centrifu
gation servant dans l'une des étapes de la fabrication
du connecteur de la figure 1.Preferably, there is provided at the top of the filling of rigid synthetic material a flexible plastic plug body forming a connection between the sleeve and the cable.
Other characteristics and advantages of the invention will become apparent on examination of the detailed description which follows, and of the appended drawings, in which - FIG. 1 is a view in longitudinal section of a
connector according to the present invention; and - Figure 2 is a sectional view of a centrifuge pot
gation used in one of the manufacturing stages
of the connector of figure 1.
La description détaillée ci-après concerne l'obtention d'un connecteur capable de résister à des contraintes thermiques intenses (-55-à +200e)-, de même qu'à des efforts mécaniques importants, au moins à l'état non connecter. Il doit également tenir en ambiance d'hydrocarbures. The detailed description below relates to obtaining a connector capable of withstanding intense thermal stresses (-55-to + 200th) -, as well as significant mechanical forces, at least in the non-connect state . It must also stand in a hydrocarbon atmosphere.
Ces connecteurs doivent en outre entre étanches et commodes pour l'usager.These connectors must also be waterproof and convenient for the user.
La réalisation de tels connecteurs se heurte à des obstacles sérieux. Il fart en effet trouver une matière synthétique de base qui soit moulable sans matériel important, tout en tenant finalement les températures de 2000, et en dtant très rigide. The realization of such connectors faces serious obstacles. It is indeed necessary to find a basic synthetic material which can be molded without important material, while finally taking the temperatures of 2000, and being very rigid.
On observera par ailleurs que la réalisation d'un moule d la forme d'un connecteur laisse peu de place pour l'introduction de la matière synthétique à.l'in- térieur du moule. En effets seul un mince passage annulaire est disponible autour du câble pour ce moulage. It will also be observed that the production of a mold in the form of a connector leaves little room for the introduction of the synthetic material inside the mold. In effect only a thin annular passage is available around the cable for this molding.
On se heurte alors à une quasi impossibilité pratique dans la recherche dune matière synthétique qui soit capable de tenir les contraintes mécaniques et thermiques d'une part, et d'être coulée de façon convenable par un fin passage autre part. We then come up against a practical near impossibility in the search for a synthetic material which is capable of withstanding mechanical and thermal stresses on the one hand, and of being suitably cast by a fine passage on the other hand.
La présente invention vient apporter un procédé nouveau qui résoud cette difficulté. The present invention provides a new process which solves this difficulty.
On part d'une pièce métallique 1 formant support de connecteur, et munie de moyens de prise mdcanique (non représentés) destinés à coopérer avec une embase de tableau ou un connecteur homologue. We start from a metal part 1 forming a connector support, and provided with mechanical engagement means (not shown) intended to cooperate with a switchboard base or a homologous connector.
De manière connue, la pièce-support 1 loge intérieurement un épaulement 12, ou autre surface-support, sur laquelle peut venir se fixer une plaque 13 portant les picots de connexion 14. Intérieurement le fond 15 de la pièce 1 est conique. Extérieurement, il porte un chanfrein 10. In known manner, the support piece 1 internally houses a shoulder 12, or other support surface, on which can be fixed a plate 13 carrying the connection pins 14. Internally the bottom 15 of the piece 1 is conical. Externally, it has a chamfer 10.
Le fond de la pièce 1 est usiné -selon un plateau radial 11, annulaire, de diamètre maximum choisi, entourant un tube 16 creux, rendu extérieurement rugueux, par exemple par filetage, et percé d'orifices 17. The bottom of the part 1 is machined - according to a radial plate 11, annular, of maximum diameter chosen, surrounding a hollow tube 16, made externally rough, for example by threading, and pierced with orifices 17.
Séparément, on prépare un manchon cylindrique creux 2, de matière synthétique souple. Le manchon comporte un contour externe lisse et un contour interne rugueux 23. L'une (24) des extrémités du manchon est radiale et lisse. L'autre (21) est chanfreinde, et comporte de préférence, intérieurement, un décrochement 22, également lisse. Separately, a hollow cylindrical sleeve 2, of flexible synthetic material, is prepared. The sleeve has a smooth outer contour and a rough inner contour 23. One (24) of the ends of the sleeve is radial and smooth. The other (21) is chamfered, and preferably has, internally, a recess 22, also smooth.
Une telle pièce peut etre préparée par centri fugation de la manière illustrée sur la figure 2. Un pot cylindrique, démontable, 25 possède un fond 26, et, à l'opposé, une pièce de fermeture 27 de contour choisi pour définir avec le pot les formes 21 et 22. On prévoit des trous d'évent 29. Such a part can be prepared by centrifugation in the manner illustrated in FIG. 2. A cylindrical, removable pot, 25 has a bottom 26, and, on the other hand, a closing part 27 of contour chosen to define with the pot shapes 21 and 22. Vent holes 29 are provided.
Pour fabriquer cette pièce, on utilise une résine de la famille des élastomères de silicones bicomposants ou polymères polysiloxanes réticulables à température ambiante, ("Room Temperature Vulcanizing" ou
RTV), de préférence avec réticulation par hydrosilylation d'un composant à liaisons Si-H avec un composant à liaisons Si-C, et avec comme catalyseur un dérivé du platine. To make this part, a resin from the family of two-component silicone elastomers or polysiloxane polymers crosslinkable at room temperature ("Room Temperature Vulcanizing" or
RTV), preferably with crosslinking by hydrosilylation of a component with Si-H bonds with a component with Si-C bonds, and with a platinum derivative as catalyst.
Dans le mode de réalisation actuellement pré féré, on place à l'intérieur du pot la résine Rhodorsil
RTV 147, vendue par Rhône Poulenc, chargée de silice.In the currently preferred embodiment, the Rhodorsil resin is placed inside the pot.
RTV 147, sold by Rhône Poulenc, loaded with silica.
L'ensemble est porté à 150 et soumis par centrifugation à une accélération de 100 g pendant 20 mn. Cela préserve une bonne répartition de la charge dans la résine.The whole is brought to 150 and subjected by centrifugation to an acceleration of 100 g for 20 min. This preserves a good distribution of the charge in the resin.
D'autres élastomères de silicones peuvent également convenir.Other silicone elastomers may also be suitable.
Après refroidissement convenable, le pot de centrifugation est démonté. Au moins une demi-heure avant son usage ultérieur, la pièce 2 est munie, sur sa face interne rugueuse 23, d'un enduit primaire d'accrochage tel que le produit MB de Rhône Poulenc. After proper cooling, the centrifuge pot is disassembled. At least half an hour before its subsequent use, the part 2 is provided, on its rough internal face 23, with a primary bonding coating such as the product MB from Rhône Poulenc.
Le manchon 2 est ensuite mis en place sur la pièce-support 1, son fond plat 24 reposant sur le plateau 11, et son contour externe formant étanchéité avec le bord dudit plateau 11. The sleeve 2 is then placed on the support piece 1, its flat bottom 24 resting on the plate 11, and its external contour forming a seal with the edge of said plate 11.
On procède alors à la mise en place du câble et de ses connexions électriques, de manière générale connue. We then proceed to the installation of the cable and its electrical connections, generally known.
Le câble 4 comporte une gaine externe 41 en Viton (marque déposée) et une âme interne 42 logeant les conducteurs 44.The cable 4 has an outer sheath 41 made of Viton (registered trademark) and an inner core 42 housing the conductors 44.
Ceux-ci sont reliés aux picots 14 de la plaque 13, et la cavité 50 est remplie, par l'intérieur du tube 16, d'une matière formant écran thermique, du genre silicone
Rhodorsil RTV 148 de Rhône Poulenc. Cette matière est de la même famille que RTV 147, avec cependant une viscosité plus faible. De préférence, des contrôles électriques sont effectués avant la réalisation de ce remplissage, et les éventuels défauts sont corrigés.These are connected to the pins 14 of the plate 13, and the cavity 50 is filled, by the interior of the tube 16, with a material forming a heat shield, of the silicone type.
Rhodorsil RTV 148 from Rhône Poulenc. This material is from the same family as RTV 147, but with a lower viscosity. Preferably, electrical checks are carried out before this filling is carried out, and any faults are corrected.
On notera que l'âme 42 est défaite jusque légè- rement au-dessus de l'embouchure du tube 16, tandis que la gaine externe 41 est dénudée au moins jusqu'au premier tiers de la hauteur du manchon 2. It will be noted that the core 42 is defeated until slightly above the mouth of the tube 16, while the outer sheath 41 is stripped at least up to the first third of the height of the sleeve 2.
Si nécessaire a les éléments du câble et l'ext6- rieur du tube 16 sont également munis d'un enduit primaire d'accrochage, dans les conditions précédemment indiquées. If necessary, the elements of the cable and the exterior of the tube 16 are also provided with a primary bonding coating, under the conditions indicated above.
Après cela, par exemple à l'aide d'une potence convenable, on maintient le câble 4 en position centrée par rapport aux pièces 1 et 2. After that, for example using a suitable bracket, the cable 4 is kept in a centered position relative to the parts 1 and 2.
On prépare alors un mélange, préchauffé à 850C, d'une résine époxyde du genre novolaque ou du genre Diglycidyl-éther de Bisphénol A' - (DGEBA) avec une charge de fibres de verre courtes (quelques mm) et d'alumine hydratée, et un durcisseur et un accélérateur de réticulation convenables. Le mdlange est dégazé sous vide. Il est ensuite introduit à l'intérieur de la pièce 2 pour remplir complètement (30) la cavité qu'elle définit avec la pièce 1 et son tube 168 jusqu'd affleurer le dderoche- ment 22. A mixture is then prepared, preheated to 850C, of an epoxy resin of the genus Novolak or of the genus Diglycidyl-ether of Bisphenol A '- (DGEBA) with a load of short glass fibers (a few mm) and hydrated alumina, and a suitable hardener and crosslinking accelerator. The mixture is degassed under vacuum. It is then introduced inside the part 2 to completely fill (30) the cavity which it defines with the part 1 and its tube 168 until it is flush with the recess 22.
L'ensemble est porté à 850Ca puis soumis à un gradient de température par paliers de 25 C à raison de 2 heures au moins par palier, jusqu'd atteindre 2000. The whole is brought to 850Ca then subjected to a temperature gradient in stages of 25 C at a rate of at least 2 hours per stage, until reaching 2000.
On laisse ensuite refroidir jusqu'd la tempé- rature ambiante. The mixture is then allowed to cool down to room temperature.
Il a été observé que, durant ce processus, le manchon 2 se dilate a ce qui augmente le volume disponible pour le durcissement de la résine époxyde. Ce durcissement est accompagné d"un rétreints mais le manchon 2 vient, en se contractant finalement, absorber ce rétreint Cela assure une excellente étanchéité. It has been observed that, during this process, the sleeve 2 expands which increases the volume available for curing the epoxy resin. This hardening is accompanied by a shrinking but the sleeve 2 comes, by contracting finally, to absorb this shrinking This ensures an excellent sealing.
Le procédé pourrait s'arrenter là auquel cas le niveau de remplissage monterait jusqu9 l'embouchure du manchon. The process could end there, in which case the filling level would rise to the mouth of the sleeve.
Il est cependant préférable de faire comme précédemment indiqué e en arrentant le remplissage d'époxyde au droit du décrochement 22 Le creux disponible est alors muni d'un enduit primaire d'accrochage a comme précédemment indiqué
Après le temps d'attente requis, on coule dans ce creux une résine 31 du genre Rhodorsil RTV 147 non chargée, et dégazée si nécessaire. Lé dispositif est alors porté à la température de 850C au moins pendant 16 heures.It is however preferable to do as previously indicated e by stopping the epoxy filling at the right of the recess 22 The available hollow is then provided with a primary coating of attachment a as previously indicated
After the required waiting time, a hollow resin 31 of the Rhodorsil RTV 147 type is poured into this hollow, and degassed if necessary. The device is then brought to the temperature of 850C at least for 16 hours.
Enfin, on porte graduellement l'ensemble à 2000C de la même manière que précédemment ce qui permet notamment d'éviter des anomalies internes et/ou des bulles d'air. Finally, the assembly is gradually brought to 2000C in the same manner as above, which in particular makes it possible to avoid internal anomalies and / or air bubbles.
De préférence, les matière 2 et 31 sont colorées en noir, pour s'accorder avec la gaine de
Viton 41.Preferably, materials 2 and 31 are colored black, to match the sheath of
Viton 41.
Le connecteur ainsi obtenu est représenté sur la figure 1. Sa pièce métallique support 1 est reliée à étanchéité au manchon 2, qui est souple, résiste à l'arrachement, et assure également une liaison souple, par-l'intermédiaire du bloc 312 avec le câble 4. IntB-' rieurement, le bloc de résine époxyde 30, qui adhère fortement au tube 16, au. manchon 2, au cable lui-même et au bloc 31, assure une excellente tenue mécanique et thermique de l'ensemble. On observera enfin que le manchon 2 est commode à prendre à la main. The connector thus obtained is shown in FIG. 1. Its metallic support piece 1 is tightly connected to the sleeve 2, which is flexible, resists tearing, and also provides a flexible connection, via block 312 with the cable 4. IntB- 'rieurement, the block of epoxy resin 30, which strongly adheres to the tube 16, to. sleeve 2, to the cable itself and to block 31, ensures excellent mechanical and thermal resistance of the assembly. Finally, it will be observed that the sleeve 2 is convenient to take by hand.
Du fait que le manchon 2 est réalisé à part, à l'aide d'un dispositif de centrifugation simple, et qu'il' sert ensuite de moule pour la coulée de la résine époxyde, la fabrication du connecteur peut Autre faite en petite série sans équipements importants du genre moules sophistiqués et presses à injecter lourdes. Because the sleeve 2 is produced separately, using a simple centrifugation device, and that it then serves as a mold for the pouring of the epoxy resin, the manufacture of the connector can Other made in small series without significant equipment such as sophisticated molds and heavy injection molding machines.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit1 et sétend à toute variante incluse dans le cadre des revendications ci-après. Of course, the present invention is not limited to the embodiment described1 and extends to any variant included within the scope of the claims below.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8220934A FR2537793A1 (en) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | Electrical connector having high chemical, mechanical and thermal resistance and its method of manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8220934A FR2537793A1 (en) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | Electrical connector having high chemical, mechanical and thermal resistance and its method of manufacture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2537793A1 true FR2537793A1 (en) | 1984-06-15 |
| FR2537793B1 FR2537793B1 (en) | 1985-05-03 |
Family
ID=9280075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8220934A Granted FR2537793A1 (en) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | Electrical connector having high chemical, mechanical and thermal resistance and its method of manufacture |
Country Status (1)
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|---|---|
| FR (1) | FR2537793A1 (en) |
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- 1982-12-14 FR FR8220934A patent/FR2537793A1/en active Granted
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2537793B1 (en) | 1985-05-03 |
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