FR2826520A1 - Procede de realisation d'une traversee electrique hermetique de cloison, et traversee obtenue - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de réalisation d'une traversée électrique hermétique d'une cloison (1) dotée d'une lumière traversante (25), ladite traversée comprenant un dispositif de connexion électrique multi-conducteurs traversant comprenant une pluralité de contacts électriques (2) et des moyens (4), dits moyens supports isolants, de maintien relatif et d'isolation électrique desdits contacts, et formant, d'un premier côté (1a) au moins de la cloison, une prise de branchement électrique, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de mise en place des moyens supports isolants (4) et des contacts électriques (2) dans la lumière traversante (25), et d'application d'un matériau de scellement durcissable (6) entre les moyens supports isolants (4) et une face de la cloison (35), dite face de scellement, délimitant ladite lumière traversante et s'étendant d'un côté à l'autre de la cloison.

Description

<Desc/Clms Page number 1>

PROCEDE DE REALISATION D'UNE TRAVERSEE ELECTRIQUE
HERMETIQUE DE CLOISON, ET TRAVERSEE OBTENUE
L'invention concerne un procédé de réalisation d'une traversée électrique hermétique de cloison, formant, d'un côté au moins de la cloison, une prise de branchement électrique. Elle s'étend à une cloison munie d'une telle traversée, et à un dispositif de connexion électrique destiné à être mis en oeuvre dans le procédé susmentionné.

Certains dispositifs tels que les engins spatiaux sont destinés à évoluer dans des environnements proches du vide. Ces engins sont composés d'éléments ou compartiments hermétiques, renfermant des dispositifs électroniques (à pression atmosphérique) qu'il est parfois nécessaire d'accoupler électriquement à d'autres dispositifs situés à l'extérieur du compartiment hermétique.

De même, de nombreuses technologies dans les domaines de l'électronique, du spatial, du traitement des matériaux, de l'automobile, de l'optique, de l'agro-alimentaire, du médical, etc., nécessitent de travailler sous vide, voire sous ultravide, dans des enceintes hermétiques prévues à cet effet (exemple : dépôt sous vide par évaporation, ablation laser, pulvérisation cathodique, simulation spatiale). Les différents appareils présents au sein de l'enceinte (analyseurs de surfaces, sources de particules, robots, manipulateurs, évaporateurs, appareils de chauffage ou de refroidissement, appareils de mesure, etc. ) sont pilotés et contrôlés depuis l'extérieur de l'enceinte.

La transmission de signaux électriques entre les appareils situés à l'intérieur de l'enceinte sous vide ou de l'engin spatial et ceux situés à l'extérieur s'effectue au moyen de traversées électriques hermétiques ménagées dans une cloison de ladite enceinte ou dudit engin, assurant, de façon hermétique, le passage ou la connexion de fils conducteurs à travers ladite cloison.

Les traversées électriques de cloison connues sont réalisées par un connecteur hermétique, fixé sur la cloison de façon hermétique. Les connecteurs utilisés sont de deux types : connecteur avec scellement verre-métal ou connecteur avec scellement résine. Les connecteurs avec scellement verre-métal comprennent un bloc métallique de réception d'une pluralité de contacts électriques, scellés sur ledit bloc au moyen de verre ou de céramique fondu (e). Un tel connecteur est notamment décrit par

<Desc/Clms Page number 2>

US-4 960 391. Les connecteurs avec scellement résine sont généralement formés d'un boîtier périphérique métallique renfermant des tiges conductrices traversantes et un bloc support isolant pour le maintien relatif et l'isolation électrique desdits contacts entre eux, les différents éléments constitutifs du connecteur (notamment contacts, bloc support isolant et boîtier périphérique) étant scellés entre eux de façon hermétique au moyen d'une résine du type époxy. Un tel connecteur est décrit, entre autres, par FR 2 783 105. Il est à noter que l'utilisation d'un scellement verre-métal, en raison de son procédé de mise en oeuvre par coulage de verre en fusion à haute température (susceptible de détériorer les contacts électriques), est limitée aux contacts massifs mâle-mâle. Dans le cas de contacts femelles, seul le scellement par la résine, réalisé à des températures inférieures, est envisageable.

Le connecteur hermétique est ensuite fixé de façon hermétique sur la cloison à traverser. Le boîtier ou bloc métallique extérieur du connecteur présente à cet effet une bride périphérique, comprenant des alésages destinés à recevoir des vis de fixation, et un logement de réception d'un joint torique permettant d'assurer l'étanchéité entre le boîtier ou bloc métallique et la face de la cloison sur laquelle celui-ci est fixé.

Les traversées de cloison ainsi obtenues présentent des taux de fuite variant de 10-6 à 10-9 mbar. /s, mesuré selon un test à l'Hélium tel que celui décrit par la norme NF A09492. Toutefois, ces taux se détériorent rapidement lorsque les traversées sont soumises à des cycles de température d'amplitude et de fréquence importantes. En effet, un connecteur tel que celui décrit par FR 2 783 105 ne présente pas moins de quatre types d'élément de matériaux différents (contact électrique, bloc isolant, boîtier métallique extérieur, couche de résine), auxquels s'ajoute la cloison, réalisée dans un cinquième matériau. Les matériaux intervenant présentent des conductibilités thermiques différentes ; les chocs thermiques subis au cours des cycles de température successifs donnent naissance à des contraintes susceptibles d'altérer l'herméticité de la traversée. A noter de plus qu'un tel connecteur est soumis à des différences de pression très importantes (l'un des côtés du connecteur est en général à pression atmosphérique, l'autre côté étant exposé à des pressions inférieures à 10-6 mbar, et pouvant atteindre 10-"mar), qui ne sont pas sans conséquence sur sa pérennité.

<Desc/Clms Page number 3>

Par ailleurs, ces traversées sont particulièrement onéreuses du fait du nombre important d'éléments entrant dans leur réalisation, et des faibles tolérances d'usinage exigées.

L'invention vise à proposer une traversée électrique hermétique de cloison, adaptée aux applications extrêmes susmentionnées (en terme de température et de pression notamment), et qui présente de plus des taux de fuite améliorés et des coûts de fabrication inférieurs.

En particulier l'invention vise à proposer une traversée pérenne et fiable, présentant un taux de fuite inférieur à 10' mbar. /s, et réalisée à partir d'un nombre réduit d'éléments.

L'invention vise également à proposer un procédé de réalisation d'une traversée électrique de cloison qui soit économique, simple et fiable, et qui comprenne un nombre réduit d'étapes et de manipulations.

Pour ce faire, l'invention concerne un procédé de réalisation d'une traversée électrique hermétique d'une cloison-notamment destinée à séparer deux milieux de pressions différentes-dotée d'une lumière traversante, ladite traversée comprenant un dispositif de connexion électrique multi-conducteurs traversant formant, d'un premier côté au moins de la cloison, une prise de branchement électrique et comprenant une pluralité de contacts électriques et des moyens, dits moyens supports isolants, de maintien relatif et d'isolation électrique (entre eux) desdits contacts, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - mise en place des moyens supports isolants et des contacts électriques dans la lumière traversante, - application d'un matériau de scellement durcissable entre les moyens supports isolants et une face de la cloison, dite face de scellement, délimitant ladite lumière et s'étendant d'un côté à l'autre de la cloison. A noter que, dans toute la suite, les faces principales de la cloison situées de chaque côté de celle-ci sont dites faces latérales.

Par"contact électrique", on entend une tige métallique conductrice, ou l'extrémité d'une telle tige, formant une fiche mâle ou femelle apte à conduire le courant par mise en contact avec une autre fiche de type conjugué. Par"dispositif de connexion électrique multi-conducteurs traversant", on entend un dispositif permettant de

<Desc/Clms Page number 4>

relier électriquement une pluralité de contacts (appartenant dans le dispositif) situés d'un côté de la cloison à une pluralité de contacts ou de fils conducteurs situés de l'autre côté de la cloison, chacun des contacts situés du premier côté étant connecté électriquement à un fil conducteur ou à un contact situé du second côté par tout moyen mono-conducteur adapté (fil ou tige métallique). Un tel dispositif comprend, dans un mode de réalisation simple, une pluralité de tiges métalliques traversantes dont les extrémités constituent des contacts électriques de part et d'autre de la cloison, et dont les corps centraux font office chacun de moyens mono-conducteurs reliant électriquement deux contacts en regard selon une direction transversale (prise par rapport à la cloison). Par"sceller"deux éléments, on entend fixer entre eux (par collage par exemple) et de façon hermétique lesdits éléments. Un"matériau de scellement durcissable"est un matériau pouvant être appliqué sous forme liquide ou pâteuse et apte, une fois durci, à sceller deux éléments.

Selon l'invention, les moyens supports isolants du dispositif de connexion sont donc directement scellés sur la cloison, par interposition d'une couche de matériau de scellement entre une face des moyens supports isolants et la face de scellement. En particulier, on interpose une couche de matériau de scellement entre la face de scellement et une face périphérique des moyens supports isolants s'étendant en regard de ladite face de scellement. Si les moyens supports isolants présentent une épaisseur (dimension selon la direction transversale) inférieure à celle de la cloison, on peut, en variante ou en combinaison, déposer une couche de matériau de scellement entre la face de scellement et les moyens mono-conducteurs (fils ou tiges conductrices) situés en saillie d'une face intérieure (c'est-à-dire s'étendant à l'intérieur de la cloison) libre des moyens supports isolants, de façon à remplir intégralement la lumière traversante.

En d'autres termes, le dispositif de connexion est exempt de boîtier périphérique extérieur, contrairement aux dispositifs antérieurs (voir notamment FR- 2 783 105). La suppression de ce boîtier permet de réduire les risques de fuite en limitant le nombre d'interfaces entre deux éléments de matériaux différents. Ces interfaces constituent en effet les points sensibles de la traversée électrique : l'étanchéité du scellement réalisé entre deux éléments adjacents peut être altérée par d'éventuelles malfaçons survenues lors de la réalisation du scellement (apparition de bulles d'air lors du coulage d'une résine de scellement thermodurcissable par exemple) ou par les tensions

<Desc/Clms Page number 5>

mécaniques existant dans cette région générées par des conditions d'exploitations (pression et température) extrêmes.

De plus, en raison de leur structure, les dispositifs antérieurs nécessitent la réalisation d'une double étanchéité (hormis celle réalisée entre les contacts électriques et le bloc support isolant) : une première entre le bloc isolant et le boîtier extérieur (fixation hermétique réalisée au moyen d'une résine époxy par exemple), et une deuxième entre ledit boîtier extérieur et la cloison (fixation hermétique réalisée au moyen de vis et d'un joint torique sur une face latérale de la cloison). En supprimant le boîtier métallique des dispositifs antérieurs, l'invention permet de limiter le nombre d'éléments nécessaires pour assurer l'herméticité de la traversée (suppression du joint torique), éléments susceptibles de s'user ou d'être défectueux. Par ailleurs, cette suppression se traduit par une réduction notable du coût de fabrication de la traversée électrique, à la fois en terme de matières premières et/ou composants utilisé (e) s, et en terme de main d'oeuvre et frais connexes (temps de fabrication réduit).

Le procédé selon l'invention permet de réaliser une traversée comprenant au moins une prise de branchement dont les contacts électriques (mâles ou femelles) affleurent au niveau de la face latérale de la cloison, et qui nécessite l'emploi de moyens adaptateurs, du type de ceux connus sous le nom de"savers", pour le raccordement à une prise usuelle d'un appareil connu. Mais il permet également de réaliser une traversée de cloison présentant une prise de branchement électrique pouvant être raccordée directement à une prise usuelle. Pour ce faire, avantageusement et selon l'invention, le procédé comprend les étapes suivantes : - mise en place des contacts dans la lumière traversante de telle sorte qu'ils s'étendent en saillie d'une première face latérale de la cloison située du premier côté de celle-ci, fixation sur la première face latérale, autour de la lumière traversante, au moyen de vis par exemple, d'une façade présentant une bride périphérique de fixation (de la façade sur ladite face latérale) et un encadrement périphérique s'étendant selon une direction au moins sensiblement transversale et étant adapté pour former, avec les contacts saillants, la prise de branchement électrique.

Avantageusement et selon l'invention, on utilise, en tant que moyens supports isolants, au moins un bloc support isolant en matériau synthétique rigide

<Desc/Clms Page number 6>

comprenant une pluralité de lumières traversantes de réception des contacts électriques.

Le procédé selon l'invention comprend alors préférentiellement les étapes suivantes : réalisation, sur la face de scellement, d'un épaulement périphérique de positionnement du bloc support isolant, - mise en place et scellement des contacts électriques dans le bloc support isolant, positionnement dudit bloc support isolant contre l'épaulement, puis application du matériau de scellement.

Dans une version préférée, le bloc support isolant est positionné de façon à former du premier côté de la cloison, dans le prolongement de la première face latérale, une extrémité latérale de la traversée ; et le matériau de scellement est appliqué depuis le second côté de la cloison. Avantageusement et selon l'invention, une façade est fixée sur la première face latérale avant application (depuis le second côté) du matériau de scellement de façon à maintenir le bloc support isolant contre l'épaulement pendant ladite application (c'est-à-dire pendant l'opération de scellement du bloc support isolant sur la cloison).

Le bloc support isolant est positionné, le cas échéant, de façon à s'étendre en saillie de la première face latérale en vue de former, avec la façade et une pluralité de contacts électriques femelles saillants par rapport à ladite face latérale, une prise de branchement femelle. En variante, le bloc support isolant est positionné de façon à présenter une face extérieure affleurant sensiblement au niveau de la première face latérale, en vue de former, avec la façade et une pluralité de contacts électriques saillants mâles, une prise de branchement mâle.

Avantageusement et selon l'invention, pour la réalisation d'une traversée électrique hermétique formant prise de branchement sur chacune des faces latérales de la cloison, le procédé comprend les étapes suivantes : - utilisation de tiges conductrices traversantes présentant chacune des extrémités formant contacts électriques, (on entend par"tige traversante"une tige conductrice, ou une association de deux (ou plus) tiges dans le prolongement l'une de l'autre, présentant une longueur totale supérieure ou égale à une épaisseur de la cloison prise au voisinage de la lumière traversante),

<Desc/Clms Page number 7>

utilisation, à titre de moyens supports isolants, de deux blocs supports isolants en matériau synthétique rigide, destinés à être en regard selon la direction transversale, - réalisation, sur la face de scellement, de deux épaulements périphériques de positionnement des deux blocs supports isolants, - mise en place et scellement de chaque tige conductrice dans l'un premier des blocs supports isolants, - insertion du premier bloc support isolant (muni des tiges conductrices) dans la lumière traversante depuis le premier côté de la cloison ; positionnement dudit premier bloc contre l'un premier des épaulements ; fixation d'une première façade sur la première face latérale, - application, depuis le second côté de la cloison, d'au moins un matériau de scellement entre le premier bloc support isolant et la face de scellement de façon à remplir une portion de la lumière s'étendant au minimum entre le premier bloc support isolant et le second épaulement, avant durcissement du matériau de scellement, insertion du second bloc support isolant dans la lumière depuis le second côté de la cloison (avec insertion des tiges conductrices dans les lumières traversantes du second bloc support isolant prévues à cet effet) ; positionnement dudit second bloc contre le second épaulement ; fixation d'une seconde façade sur la seconde face latérale.

A noter que la couche de matériau de scellement déposée s'étend préférentiellement légèrement au-delà du second épaulement de sorte que ledit matériau remonte, lors de la mise en place du second bloc support isolant, entre ledit bloc et la face de scellement en vue de permettre de fixer hermétiquement le second bloc support sur la cloison.

Avantageusement et selon l'invention, l'étape d'application d'au moins un matériau de scellement comprend : une application, depuis le second côté de la cloison, d'un premier matériau de scellement entre le premier bloc support isolant et une portion de face de scellement en regard, une application, depuis le second côté de la cloison, d'un deuxième matériau de scellement (de façon à remplir une portion de la lumière s'étendant

<Desc/Clms Page number 8>

au minimum entre le premier bloc support isolant et le second épaulement), la mise en place du second bloc support isolant s'effectuant donc avant durcissement du deuxième matériau de scellement.

Le deuxième matériau de scellement peut être appliqué après durcissement du premier matériau de scellement. En variante, avantageusement et selon l'invention, l'application du deuxième matériau de scellement est effectuée avant durcissement du premier matériau de scellement. Cette caractéristique permet d'obtenir le durcissement concomitant des deux matériaux de scellement, de favoriser la cohésion entre les deux couches ainsi formées, et d'éviter par conséquent une éventuelle délamination du scellement. Un tel procédé est par ailleurs rapide puisqu'il s'effectue sans phase d'attente entre deux étapes successives.

Avantageusement et selon l'invention, le ou les matériau (x) de scellement utilisé (s) est (sont) une (des) résine (s) thermodurcissable (s). Les (ou la) résines utilisées peuvent être choisies parmi le groupe suivant : résines époxy, résines polyuréthannes, résines cyano-acrylate, céramique moulable. Elle (s) présente (nt) préférentiellement des caractéristiques physiques lui (leur) permettant à la fois d'être coulée (s) à une température n'engendrant aucune déformation ni détérioration des moyens mono-conducteurs (tiges conductrices) et/ou contacts électriques (température compatible avec l'utilisation de contacts femelles), et de durcir et rester sous forme solide rigide à température ambiante.

Dans le cas où l'on utilise deux matériaux de scellement différents au cours du procédé précédemment décrit, on utilise préférentiellement, à titre de premier matériau, une première résine (ou autre matériau de scellement) présentant une viscosité de l'ordre de 80 à 100 Pa. s, et, à titre de deuxième matériau, une deuxième résine (ou autre matériau de scellement) présentant une viscosité de l'ordre de 10 à 20 Pa. s.

Cette caractéristique permet d'éviter des coulures indésirables de la première résine : lorsqu'elle est appliquée, la première résine, visqueuse, reste confinée entre le premier bloc support isolant et la face de scellement. La quantité de première résine appliquée est approximative ; elle est préférentiellement limitée à celle nécessaire pour fixer le premier bloc support isolant sur la cloison et obturer l'espace entre ledit premier bloc et la face de scellement, en vue d'éviter des coulures indésirables de la deuxième résine, plus liquide, lors de son application. Une couche périphérique de

<Desc/Clms Page number 9>

première résine, d'épaisseur (selon la direction transversale) voisine de celle du premier bloc support isolant, est conforme à l'invention.

La deuxième résine est avantageusement beaucoup plus fluide pour combler les éventuels espaces laissés libres par la première résine et surtout permettre un remplissage rapide de la lumière, sans risque d'apparition de bulles d'air ni remontées incontrôlées de la résine. Le procédé selon l'invention permet de s'affranchir d'une opération de dégazage de la résine (préalable et/ou postérieure à son coulage). Le gain de temps réalisé se traduit par une diminution des coûts de fabrication. De surcroît, dans le cas avantageux où la deuxième résine est coulée avant polymérisation de la première résine, les deux résines durcissent en même temps : il y a interpénétration des deux résines et tout risque de délamination entre les deux couches est supprimé.

Avantageusement et selon l'invention, on utilise une même composition de résine pour l'ensemble du procédé, les viscosités souhaitées pour les première et deuxième résines étant obtenues par adjonction à ladite composition de catalyseurs différents.

Le cas échéant, la ou les résine (s) utilisée (s) est/sont préchauffée (s) à une température comprise entre 30 et 60 C avant d'être appliquée (s) (coulées). Chaque bloc support isolant et une partie au moins de la cloison comprenant la lumière traversante sont alors également préférentiellement préchauffés à une température comprise entre 30 et 60 C avant application (coulage) de la (des) résine (s), pour éviter d'éventuels chocs thermiques pouvant entraîner une polymérisation ponctuelle anticipée de la résine au moment de son coulage ou une mauvaise adhérence.

Avantageusement et selon l'invention, des rainures et/ou des reliefs sont réalisé (e) s sur la face de scellement en vue d'améliorer l'ancrage du (des) matériau (x) de scellement sur cette face. De façon similaire, dans le cas où chaque contact est scellé sur les moyens supports isolants à l'aide d'un matériau de scellement durcissable du type résine époxy par exemple, des rainures et/ou des reliefs sont avantageusement réalisé (e) s sur chaque contact en vue d'améliorer l'ancrage dudit matériau de scellement sur ledit contact.

L'invention s'étend à une traversée électrique hermétique d'une cloison, comprenant un dispositif de connexion électrique multi-conducteurs traversant formant, d'un côté au moins de la cloison, une prise de branchement électrique et

<Desc/Clms Page number 10>

comprenant une pluralité de contacts électriques et des moyens supports isolants pour le maintien relatif et l'isolation électrique desdits contacts, caractérisée en ce que lesdits moyens supports isolants sont directement scellés sur la cloison par au moins une couche périphérique d'un matériau de scellement durci. Ladite traversée comprend préférentiellement une pluralité de contacts électriques s'étendant en saillie d'au moins une face latérale de la cloison, et une façade, fixée sur ladite face latérale, présentant une bride périphérique de fixation et un encadrement périphérique s'étendant transversalement et formant avec lesdits contacts saillants la prise de branchement.

L'invention concerne également un dispositif de connexion électrique, caractérisé en ce qu'il est constitué par une pluralité de contacts électriques agencés de part et d'autre du dispositif, chacun des contacts situés d'un premier côté étant relié électriquement à l'un des contacts situés de l'autre côté par des moyens monoconducteurs adaptés, et des moyens de maintien relatif et d'isolation électrique desdits contacts et/ou moyens mono-conducteurs. En particulier, le dispositif de connexion est constitué d'une pluralité de tiges conductrices traversantes dont les extrémités constituent des contacts électriques, et de moyens de maintien relatif et d'isolation électrique desdits tiges conductrices. En d'autres termes, le dispositif de connexion selon l'invention est exempt de boîtier extérieur. Un tel dispositif est destiné à être mis en oeuvre dans un procédé de réalisation de traversée électrique hermétique selon l'invention.

L'invention s'étend également à une cloison comprenant au moins une lumière traversante de réception d'un dispositif de connexion électrique, caractérisée en ce que ladite lumière traversante présente une face s'étendant d'un côté à l'autre de la cloison, dite face de scellement, comprenant au moins un épaulement en vue de permettre le positionnement et le scellement direct sur ladite face de scellement d'un bloc support isolant du dispositif de connexion.

L'invention concerne également un procédé de réalisation d'une traversée électrique hermétique de cloison, une traversée de cloison et un dispositif de connexion électrique multi-conducteurs traversant, caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus et ci-après.

D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante qui se réfère aux figures annexées

<Desc/Clms Page number 11>

représentant des modes de réalisation préférentiels de l'invention donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, et dans lesquelles : - la figure 1 est une coupe schématique selon un plan perpendiculaire à la cloison d'une traversée électrique hermétique selon l'invention, les figures 2a à 2e représentent des vues en perspective éclatée de portions d'une traversée électrique hermétique selon l'invention, illustrant un procédé de réalisation de la traversée conforme à l'invention.

La figure 1 illustre une traversée électrique d'une cloison 1 qui présente à cet effet une lumière traversante 25. La lumière 25 est usinée de façon à présenter un premier épaulement 28 orienté vers un premier côté de la cloison, référencé la, défini par la face latérale 27 de ladite cloison, et un deuxième épaulement 29 orienté vers l'autre côté 1 b de la cloison correspondant à la face latérale 26.

La traversée comprend une série de contacts 2 mâles situés du côté de la face latérale 27 et maintenus en position relative par un bloc support isolant 4, dit bloc mâle, et une deuxième série de contacts 3 femelles situés de l'autre côté et maintenus en position relative par un second bloc support isolant 5, dit bloc femelle. Le bloc mâle 4 est en effet traversé par une série de lumières 36 de réception des contacts 2 ; le bloc femelle 5 présente des lumières traversantes 37 similaires accueillant les contacts 3. A noter que les contacts peuvent être du type signal, puissance, coaxial ou haute tension.

Chaque contact mâle 2 correspond à l'extrémité (dite extrémité extérieure, orientée vers l'extérieure de la cloison) d'une tige métallique conductrice 7, qui comprend de plus, en partie centrale, un collet 9 de positionnement de la tige 7 dans le bloc mâle 4 et, à l'autre extrémité (dite extrémité intérieure), un second contact électrique 11 mâle. Le collet 9 de la tige 7 vient en appui contre un épaulement ménagé dans la lumière 36 du bloc 4.

De façon similaire, chaque contact femelle 3 correspond à une extrémité extérieure d'une tige conductrice 8, qui comprend également un second contact électrique 12 femelle, et un collet 10 central de positionnement de la tige 8 sur le bloc femelle 5, destiné à venir en butée contre un épaulement ménagé dans la lumière 37 dudit bloc. Chaque tige mâle-mâle 7 est accouplée à une tige femelle-femelle 8 en regard : à cet effet, l'extrémité intérieure 11 (contact mâle) de la tige 7 est emboîtée dans l'extrémité intérieure femelle 12 (contact femelle) de la tige 8, de façon à permettre le passage de

<Desc/Clms Page number 12>

signaux électriques entre les deux tiges ainsi accouplées. Le contact femelle 12 est éventuellement serti et/ou soudé sur le contact mâle 11 conjugué. Chaque association d'une tige 7 et d'une tige 8 forme des moyens mono-conducteurs permettant de véhiculer un signal électrique d'un côté à l'autre de la cloison et possédant, de chaque côté, un contact électrique pour le raccord desdits moyens traversants à l'un des contacts d'une prise de branchement d'un appareil quelconque.

Le bloc support isolant 4 comprend deux parties : un premier tronçon 4a intérieur, dont les dimensions dans un plan parallèle à la cloison correspondent au jeu près à celles de la portion centrale de lumière 25 située entre les deux épaulements 28 et 29, et une embase 4b extérieure, de dimensions supérieures correspondant à celles de la portion de lumière située entre l'épaulement 28 et la face latérale 27. L'épaulement 31 du bloc 4 formé à la frontière de ces deux parties vient en appui contre l'épaulement 28 de la cloison ; et la face périphérique du bloc 4 est à une distance sensiblement constante et très faible (correspondant au jeu nécessaire-non représenté-pour mettre en place le bloc 4 dans la lumière 25 et réaliser une couche périphérique minimale de matériau de scellement) de la face de scellement 35. L'épaisseur (dimension selon la direction transversale) de l'embase 4b correspond sensiblement à la distance entre l'épaulement 28 et la face latérale 27 de la cloison, de sorte que la face extérieure 30 du bloc mâle 4 est située dans un même plan que la face latérale 27 de la cloison.

Une façade 13 est fixée sur la face latérale 27 pour former, avec les contacts mâles 2 s'étendant en saillie de la face extérieure 30 du bloc mâle 4, une prise de branchement mâle. La façade 13 comprend un encadrement 17, consistant en une paroi transversale périphérique, de dimension transversale légèrement supérieure à la longueur des contacts 2 (c'est-à-dire de la partie saillante des tiges 7), encadrant lesdits contacts 2 et délimitant ainsi la prise de branchement. La façade est fixée sur la face latérale 27 au moyen d'une bride 15 traversée par une série de vis 20 et de rondelles 21 et 22. Ladite bride 15 vient par ailleurs en appui contre une portion périphérique de la face extérieure 30 du bloc mâle 4 (les dimensions de l'embase 4b dudit bloc sont prévues en conséquence, en fonction des dimensions de la prise de branchement à réaliser), de façon à maintenir le bloc 4 plaqué contre l'épaulement 28.

Le bloc femelle 5 comprend également deux parties : un tronçon extérieur 5a et une embase 5b de fixation dans la lumière 25, lesdites parties définissant

<Desc/Clms Page number 13>

un épaulement 34. Le tronçon extérieur 5a contient les contacts femelles 3, et forme, avec lesdits contacts et avec l'encadrement 18 d'une façade 14 (qui vient habiller les parois périphériques du tronçon extérieur 5a), une prise de branchement électrique femelle. Les dimensions (épaisseur et dimensions prises dans un plan parallèle à la cloison) du tronçon extérieur 5a sont celles souhaitées pour la prise de branchement femelle à réaliser.

L'embase 5b présente des dimensions dans un plan parallèle à la cloison correspondant au jeu près à celles de la portion de lumière s'étendant entre l'épaulement 29 et la face latérale 26, ces dimensions étant choisies supérieures à celles du tronçon extérieur 5a. La face intérieure 38 du bloc support 5 (ou de ladite embase 5b) vient en appui, sur sa périphérie, contre l'épaulement 29 de la face de scellement 35. L'embase 5b présente une épaisseur correspondant à la distance entre l'épaulement 29 et la face latérale 26 de la cloison, de sorte que l'épaulement 34 (ou face extérieure de l'embase) est situé dans un même plan que la face latérale 26. La bride 16 de fixation de la façade 14 sur la face latérale 26 vient coiffer l'épaulement 34 ; elle permet de maintenir rigidement ledit bloc femelle 5 dans la lumière 25 en plaquant l'embase 5b contre l'épaulement 29. Les moyens de fixation de la façade 14 sur la face latérale 26 sont similaires à ceux de la façade 13.

Le volume compris entre les deux blocs supports isolants est rempli par un ou plusieurs matériaux de scellement 6 tels que des résines époxy. Les parties gauche et droite de la figure 1 représentent chacune la moitié d'un mode de réalisation d'une traversée selon l'invention, l'autre moitié de la traversée étant obtenue par symétrie par rapport au plan A. La face de scellement 35 du mode de réalisation illustré sur la partie gauche de la figure 1 comprend avantageusement des rainures 23 de rétention du matériau de scellement 6 ; celle de la traversée illustrée sur la partie droite de ladite figure présente un aspect rugueux 24 (obtenu par usinage) pour les mêmes raisons.

Une telle traversée est réalisée de la façon suivante. La lumière 25 est usinée de façon à présenter une section moyenne dans sa partie centrale ayant des dimensions sensiblement équivalentes à celles des prises de branchements à réaliser de part et d'autre de la cloison. Une excavation est ménagée de chaque côté de la cloison pour former les épaulements 28 et 29. Des rainures 23 sont creusées dans la face de scellement 35, entre lesdits épaulements.

Chaque tige conductrice 7 est accouplée à une tige conductrice 8 (figure 2a) par emboîtement du contact mâle 11 de la tige 7 dans le contact femelle 12 de

<Desc/Clms Page number 14>

la tige 8 (en variante, on utilise des moyens mono-conducteurs traversants monoblocs). Les tiges conductrices 7 et le bloc support isolant 4 sont ensuite assemblés, par collage par exemple, en positionnant les collets 9 dans les gorges prévues à cet effet dans les lumières 36. On peut en particulier sceller simultanément l'ensemble des tiges 7 sur le bloc 4 en déposant une faible couche 39 de résine époxy sur la face intérieure 33 du bloc 4, autour des tiges 7 préalablement mises en place dans ledit bloc (figure 2b). La résine, liquide, s'infiltre dans le jeu (non représenté) existant entre chaque collet 9 et le bloc 4, jusqu'à l'épaulement de la lumière 36 contre lequel le collet 9 vient en appui. On pourrait aussi sceller individuellement chaque tige conductrice 7 dans le bloc 4 en déposant une perle de colle ou de résine époxy autour du collet 9 et/ou à l'intérieur de la lumière 36 de réception de la tige, avant mise en place de ladite tige 7 dans la lumière 36.

La cloison est disposée devant l'opérateur, côté la (face 27) orienté vers le haut (voir figure 2c). Le bloc support isolant 4 est mis en place dans la lumière 25, épaulement 31 contre l'épaulement 28 de la cloison. La façade 13 est fixée sur la face latérale 27, de sorte que le bloc support isolant 4 est maintenu mécaniquement dans sa position définitive.

Une composition de résine époxy fortement chargée est préchauffée à 50 C environ et homogénéisée à l'aide d'un agitateur mécanique. Une fraction du volume de composition préparée est prélevée et mélangée manuellement à un premier catalyseur en vue d'obtenir une première résine visqueuse (viscosité de l'ordre de 80 à 100 Pa. s.).

La cloison est retournée (voir figure 2d), de sorte que le côté Ib (face 26) est orientée vers la haut (il s'agit généralement de cloisons de dimensions réduites, constituant par exemple des bouchons d'enceinte sous vide). La cloison est par ailleurs disposée sur une plaque chauffante à une température de l'ordre de 50 C en vue de faciliter l'écoulement, le long de la face de scellement 35, des résines de scellement, et donc le remplissage de la lumière 25. Une faible quantité 6a de première résine préchauffée est coulée dans la lumière 25 ; elle s'infiltre dans le jeu (non représenté) existant entre le tronçon intérieur 4a du bloc support isolant et la face de scellement 35, jusqu'à l'épaulement 31 dudit bloc. La résine utilisée étant relativement visqueuse, elle ne coule pas au-delà dudit épaulement 31. A noter que le préchauffage permet également d'éviter une polymérisation anticipée de la première résine. Parallèlement, une fraction de

<Desc/Clms Page number 15>

la composition de résine initiale (préchauffée) est prélevée et mélangée manuellement à un second catalyseur en vue d'obtenir une seconde résine liquide (viscosité de l'ordre de 10 à 20 Pa. s. ).

Cette seconde résine est ensuite utilisée pour remplir la lumière 25 jusqu'à un point situé légèrement au-dessus de l'épaulement 29. Cette opération s'effectue sans dégazage de la résine. Un tel dégazage est en effet inutile compte tenu de la fluidité élevée de la résine coulée. Le bloc support isolant 5 est immédiatement mis en place dans la lumière 25 (figure 2e), face intérieure 38 contre l'épaulement 29, et la façade 14 est fixée sur la face latérale 26, de façon à emprisonner les deux blocs supports isolants dans les résines (ou"la résine", s'agissant d'une même composition initiale utilisée à des viscosités différentes) non encore durcies. On laisse ensuite polymériser la résine selon les recommandations du fabricant (24 heures minimum en général pour garantir un bon durcissement structural).

La traversée obtenue est éventuellement testée sous hélium pour déterminer son taux de fuite.

Il est à noter que dans le cas d'une cloison devant recevoir plusieurs traversées électriques, les différentes étapes du procédé selon l'invention sont préférentiellement effectuée en parallèle pour l'ensemble des traversées.

Il va de soi que l'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes par rapport aux modes de réalisation précédemment décrits et représentés sur les figures.

En particulier, le procédé selon l'invention permet de réaliser des traversées mâle-femelle (exemple illustré), mâle-mâle ou femelle-femelle. Il permet également de réaliser des traversées ne présentant qu'une seule prise de branchement, chaque contact de ladite prise, correspondant à une extrémité d'une tige conductrice, étant directement relié à un fil conducteur serti dans l'extrémité opposée de la tige. Dans ce dernier cas, la traversée comprend un unique bloc support isolant. A noter qu'une traversée munie de deux prises de branchement (contacts de part et d'autre de la traversée) et comprenant un unique bloc support isolant, directement scellé sur la cloison par au moins une couche périphérique de matériau de scellement, et dans lequel les deux séries de contacts sont scellées, est conforme à l'invention.

<Desc/Clms Page number 16>

Avantageusement, une cloison comprend une pluralité de traversées différentes (signal/puissance/haute tension...., mâle/mâle, mâle/femelle, femelle/femelle).

Par ailleurs, dans l'exemple illustré, les moyens mono-conducteurs permettant de transmettre le courant électrique entre un contact situé d'un premier côté de la cloison et le contact associé situé du second côté comprennent deux tiges conductrices raccordées l'une à l'autre par une extrémité formant contact (contact mâle pour la tige 7 et contact femelle conjugué pour la tige 8). En variante, il peut s'agir d'une unique tige conductrice, usinée de façon monobloc, dont la première extrémité correspond au contact 2 et la seconde extrémité correspond au contact 3. Il peut également s'agir d'un fil conducteur serti, d'un côté, dans l'extrémité arrière du contact 2, et, de l'autre côté, dans celle du contact 3.

Le nombre de contacts, la forme des prises de branchement, les proportions des blocs supports isolants et de la cloison, etc., ne sont pas limités à ceux représentés.

Claims (23)

1. REVENDICATIONS 1/-Procédé de réalisation d'une traversée électrique hermétique d'une cloison (1) dotée d'une lumière traversante (25), ladite traversée comprenant un dispositif de connexion électrique multi-conducteurs traversant comprenant une pluralité de contacts électriques (2) et des moyens (4), dits moyens supports isolants, de maintien / relatif et d'isolation électrique desdits contacts, et formant, d'un premier côté (la) au moins de la cloison, une prise de branchement électrique, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - mise en place des moyens supports isolants (4) et des contacts électriques (2) dans la lumière traversante (25), - application d'un matériau de scellement durcissable (6) entre les moyens supports isolants (4) et une face de la cloison (35), dite face de scellement, délimitant ladite lumière traversante et s'étendant d'un côté à l'autre de la cloison.
2. 2/-Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - mise en place des contacts (2) dans la lumière traversante (25) de telle sorte qu'ils s'étendent en saillie d'une première face latérale (27) de la cloison située du premier côté de celle-ci, fixation sur la première face latérale (27), autour de la lumière traversante (25), d'une façade (13) présentant une bride périphérique (15) de fixation et un encadrement périphérique (17) s'étendant selon une direction au moins sensiblement transversale et étant adapté pour former, avec les contacts (2) saillants, la prise de branchement électrique.
3. 3/-Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on utilise, en tant que moyens supports isolants, au moins un bloc support isolant (4) en matériau synthétique rigide comprenant une pluralité de lumières traversantes (36) de réception des contacts électriques (2).
4. 4/-Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - réalisation, sur la face de scellement (35), d'un épaulement périphérique (28) de positionnement du bloc support isolant (4),

   <Desc/Clms Page number 18>

   mise en place et scellement des contacts électriques (2) dans le bloc support isolant (4), positionnement dudit bloc support isolant contre l'épaulement (28), puis application du matériau de scellement (6).
5. 5/- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bloc support isolant (4) est positionné de façon à former du premier côté (la) de la cloison, dans le prolongement de la première face latérale (27), une extrémité latérale de la traversée, et en ce que le matériau de scellement (6) est appliqué depuis le second côté (lob) de la cloison.
6. 6/-Procédé selon les revendications 2 et 5, caractérisé en ce que la façade (13) est fixée avant application du matériau de scellement (6) de façon à maintenir le bloc support isolant (4) contre l'épaulement (28) pendant ladite application.
7. 7/-Procédé selon les revendications 2 et 5 ou selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bloc support isolant (5) est positionné de façon à s'étendre en saillie de la première face latérale (26) en vue de former, avec la façade (14) et une pluralité de contacts électriques (3) femelles saillants par rapport à ladite face latérale (26), une prise de branchement femelle.
8. 8/-Procédé selon les revendications 2 et 5 ou selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bloc support isolant (4) est positionné de façon à présenter une face extérieure (30) affleurant au moins sensiblement au niveau de la première face latérale (27), en vue de former, avec la façade (13) et une pluralité de contacts électriques (2) saillants mâles, une prise de branchement mâle.
9. 9/-Procédé selon l'une des revendications 1 à 8 pour la réalisation d'une traversée électrique hermétique formant prise de branchement sur chacune des faces latérales (26,27) de la cloison, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - utilisation de tiges conductrices traversantes (7,8) présentant chacune deux extrémités formant contacts électriques, - utilisation, à titre de moyens supports isolants, de deux blocs supports isolants (4, 5) en matériau synthétique rigide, destinés à être en regard selon la direction transversale, - réalisation, sur la face de scellement (35), de deux épaulements périphériques (28,29) de positionnement des deux blocs supports isolants,

   <Desc/Clms Page number 19>

   mise en place et scellement de chaque tige conductrice (/ dans l'un premier (4) des blocs supports isolants, - insertion du premier bloc support isolant (4) dans la lumière traversante (25) depuis le premier côté (la) de la cloison ; positionnement dudit premier bloc contre l'un premier (28) des épaulements ; fixation d'une première façade (13) sur la première face latérale (27), - application, depuis le second côté (lob) de la cloison, d'au moins un matériau de scellement (6) entre ledit premier bloc support isolant (4) et la face de scellement (35) de façon à remplir une portion de la lumière s'étendant au minimum entre le premier bloc support isolant (4) et le second épaulement (29), avant durcissement du matériau de scellement (6), insertion du second bloc support isolant (5) dans la lumière depuis le second côté (lob) de la cloison ; positionnement dudit second bloc contre le second épaulement (29) ; fixation d'une seconde façade (14) sur la seconde face latérale (26).
10. 10/-Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'étape d'application d'au moins un matériau de scellement comprend : une application, depuis le second côté (lob) de la cloison, d'un premier matériau de scellement (6a) entre le premier bloc support isolant (4) et une portion de face de scellement (35) en regard, application, depuis le second côté (lob) de la cloison, d'un deuxième matériau de scellement (6b), la mise en place du second bloc support isolant (5) s'effectuant avant durcissement de ce second matériau de scellement.
11. 11/-Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'application du deuxième matériau de scellement (6b) est effectué avant durcissement du premier matériau (6a) de scellement.
12. 12/-Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le ou les matériau (x) de scellement (6a, 6b) utilisé (s) est (sont) une (des) résine (s) thermodurcissable (s).
13. 13/-Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la ou les résine (s) utilisée (s) est/sont choisie (s) parmi le groupe suivant : résines époxy, résines polyuréthannes, résines cyano-acrylate, céramique moulable.

    <Desc/Clms Page number 20>
14. 14/-Procédé selon l'une des revendications 10 ou 11 et selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que l'on utilise une première résine (6a) présentant une viscosité de l'ordre de 80 à 100 Pa. s, et une deuxième résine (6b) présentant une viscosité de l'ordre de 10 à 20 Pa. s.
15. 15/-Procédé selon l'une des revendications 10 ou 11 et selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que l'on utilise une même composition de résine pour les premier et deuxième matériaux de scellement (6a, 6b), les viscosités souhaitées étant obtenues par adjonction à ladite composition de catalyseurs différents.
16. 16/-Procédé selon l'une des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que la ou les résine (s) utilisée (s) est/sont préchauffée (s) à une température comprise entre 30 et 60 C avant d'être appliquée (s).
17. 17/-Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que chaque bloc support isolant (4, 5) et une partie au moins de la cloison (1) comprenant la lumière traversante (25) sont préchauffés à une température comprise entre 30 et 60 C avant application de la (des) résine (s).
18. 18/-Procédé selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que des rainures (23) et/ou des reliefs (24) sont réalisé (e) s sur la face de scellement (35) en vue d'améliorer l'ancrage du (des) matériau (x) de scellement (6a, 6b) sur cette face.
19. 19/-Procédé selon l'une des revendications 1 à 18, dans lequel les contacts sont scellés sur les moyens supports isolants au moyen d'un matériau de scellement durcissable, caractérisé en ce que des rainures et/ou des reliefs sont réalisé (e) s sur chaque contact en vue d'améliorer l'ancrage dudit matériau de scellement sur ledit contact.
20. 20/-Traversée électrique hermétique d'une cloison, comprenant un dispositif de connexion électrique multi-conducteurs traversant formant, d'un côté au moins de la cloison, une prise de branchement électrique et comprenant une pluralité de contacts électriques (2,3) et des moyens supports isolants (4, 5) pour le maintien relatif et l'isolation électrique desdits contacts, caractérisée en ce que lesdits moyens supports isolants sont directement scellés sur la cloison (1) par au moins une couche périphérique d'un matériau de scellement durci.

    <Desc/Clms Page number 21>
21. 21/-Traversée selon la revendication"Lu7c r ctérisée en ce qu'elle comprend une pluralité de contacts électriques (2,3) s'étendant en saillie d'au moins une face latérale (26,27) de la cloison, et une façade (13,14), fixée sur ladite face latérale, présentant une bride périphérique (15, 16) de fixation et un encadrement périphérique (17,18) s'étendant transversalement et formant avec lesdits contacts saillants la prise de branchement.
22. 22/-Dispositif de connexion électrique destiné à être mis en oeuvre dans une traversée électrique selon l'une des revendications 20 ou 21, caractérisé en ce qu'il est constitué par une pluralité de tiges (7,8) conductrices traversantes, dont les extrémités (2,3) constituent des contacts électriques, et des moyens (4, 5) de maintien relatif et d'isolation électrique desdites tiges conductrices.
23. 23/-Cloison comprenant au moins une lumière traversante (25) de réception d'un dispositif de connexion électrique selon la revendication 22, caractérisée en ce que ladite lumière traversante présente une face (35) s'étendant d'un côté (la) à l'autre (lob) de la cloison, dite face de scellement, comprenant au moins un épaulement (28,29) en vue de permettre le positionnement et le scellement direct sur ladite face de scellement d'un bloc support isolant (4, 5) du dispositif de connexion.