FR3064119A1 - Ensemble conducteur, connecteur, boitier, et procede de fabrication de connecteur electrique - Google Patents

Abstract

Ensemble conducteur, comportant deux cosses (12A,12B) ayant des extrémités de jonction (14A,14B) en regard l'une de l'autre mais séparées par un interstice (15) ; et un joint (20) en polymère conducteur, disposé au moins dans l'interstice (15) et reliant électriquement lesdites extrémités de jonction. La présence du joint en polymère conducteur permet de disposer l'ensemble conducteur dans une cloison et d'assurer une liaison étanche durable entre l'ensemble conducteur et la cloison. Procédé de fabrication pour obtenir un connecteur électrique incluant un tel connecteur et une cloison.

Description

DOMAINE DE L'INVENTION

L'invention concerne un ensemble conducteur assurant le passage d'un courant électrique d'un espace à un autre, et pouvant être mis en œuvre « de manière étanche », c’est-à-dire sans que l'ensemble conducteur ne permette à des éléments (particules, gaz, fluides) de passer de l'un de ces espaces à l'autre. L'un de ces espaces peut notamment être le volume intérieur d'un boîtier électronique, dont on veut assurer l'étanchéité afin de garantir sa continuité de fonctionnement et de prévenir des dommages susceptibles d'affecter les composants électroniques placés dans le boîtier.

Plus généralement, un tel ensemble conducteur peut aussi servir à connecter deux conducteurs ou câbles électriques de manière étanche, sans permettre aucun passage (de particules, de liquide ou de gaz) entre les conducteurs ou câbles, notamment le long des conducteurs électriques. Cette étanchéité peut être particulièrement importante pour des ensembles conducteurs configurés pour être utilisés immergés dans la mer.

ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE

Dans ce domaine d'application, un exemple de connecteur, décrit dans le brevet EP1606857, permet de faire passer un courant électrique à travers une cloison, via un conducteur électrique qui traverse la cloison.

Pour assurer l'étanchéité au niveau de la cloison, ce connecteur comporte un élément d'étanchéité ou joint d'étanchéité disposé autour du conducteur électrique. On obtient ainsi un connecteur étanche par double surmoulage de conducteurs électriques par des matières plastiques. Cette solution permet une plus grande liberté dans le choix des matériaux de surmoulage et donc un accroissement des performances d'étanchéité et de durée de vie.

Cependant, ce connecteur présente à terme un risque de perte d'étanchéité : lors du cycle de vie de l'ensemble conducteur les performances d'étanchéité peuvent être réduites due à une perte d'adhérence entre les matériaux. Ce phénomène est corrélé aux différences de comportement physique entre le métal du conducteur électrique et la matière du joint ; par exemple, des micro-fissures peuvent apparaître au niveau de l'interface « plastique/métal », c'est-à-dire au niveau de l'interface entre le joint (constitué en matière dite « plastique ») et le conducteur électrique. Dans ce cas, à cause de ces micro-fissures, l'étanchéité n'est plus assurée au niveau de la cloison.

Par conséquent, il existe un besoin pour un ensemble conducteur, apte à assurer le passage d'un courant électrique d'un espace à un autre et à être mis en œuvre de manière étanche, et cela de telle sorte que l'étanchéité puisse être assurée de manière durable.

L'objectif de l'invention est d'apporter une réponse à ce besoin. PRESENTATION DE L'INVENTION

Cet objectif est atteint au moyen d'un ensemble conducteur, comportant deux cosses ayant des extrémités de jonction en regard l'une de l'autre mais séparées par un interstice, et un joint en polymère conducteur, disposé au moins dans l’interstice et reliant électriquement lesdites extrémités de jonction.

Dans ce document, le terme 'conducteur' ne concerne que la conductivité électrique et non la conductivité thermique ou autre.

L'ensemble conducteur peut éventuellement comporter, en plus des deux cosses, une ou plusieurs cosses supplémentaires.

Dans un mode de mise en œuvre, l'ensemble conducteur est placé dans un support, qui assure sa protection mécanique et son soutien. Le support peut éventuellement être configuré pour maintenir ensemble plusieurs ensembles conducteurs, afin d'assurer plusieurs voies (ou connexions) électriques simultanément.

L'ensemble comprenant le support et un ou éventuellement plusieurs ensembles conducteurs constitue un connecteur.

Le support est une pièce quelconque, généralement rigide, dans laquelle passe(nt) le ou les ensembles conducteurs. Le support est disposé autour du ou des joints du ou des ensembles conducteurs, et est lié de manière étanche avec celui-ci ou ceux-ci, c'est-à-dire de manière à empêcher toute circulation (de particules, liquide, gaz) d'une cosse à l'autre.

Le support est de préférence réalisé en matériau isolant thermiquement et électriquement, comme par exemple un thermoplastique. La fonction du support est de maintenir le ou les ensemble(s) conducteurs tout en assurant l'étanchéité, d'assurer l'isolation électrique entre les différents ensemble(s) conducteurs, d'assurer leur maintien mécanique vis-à-vis de l'environnement et des fonctionnalités désirées.

L'une des principales applications d'un ensemble conducteur ou d'un connecteur selon l'invention est d'assurer une ou plusieurs connexions électriques à travers une cloison, tout en maintenant une étanchéité parfaite entre les deux côtés de la cloison.

L'ensemble conducteur ou le connecteur selon le cas est alors configuré pour traverser la cloison tout en maintenant les deux côtés de la cloison séparés de manière étanche, et cela de manière durable, conformément à l'objectif de l'invention.

Dans l'ensemble 'cloison-ensemble conducteur' ou 'cloisonconnecteur', l'étanchéité est assurée au niveau d'une surface appelée 'enveloppe d'étanchéité'. Cette surface traverse la cloison, le support, le(s) joint(s), et les interfaces formées entre ceux-ci. Avantageusement, cette surface ne traverse pas les cosses : l'étanchéité est assurée au niveau du joint.

Cet agencement est intéressant du fait que pour maintenir l'étanchéité au niveau de la surface d'étanchéité de manière durable, la plus grande difficulté se trouve aux interfaces. L'invention permet d'éviter qu'il y ait une interface plastique-métal, dont l'étanchéité est difficile à assurer de manière durable.

Selon le mode de réalisation, l'enveloppe d'étanchéité franchit une ou deux interfaces (voire davantage).

La configuration est différente selon que l'ensemble conducteur (ou les ensembles conducteurs) sont maintenus ou non par un support.

Dans un premier mode de réalisation, on n'a pas recours à un support, et la cloison est en contact direct avec le joint. L'invention vise alors notamment un boîtier comprenant une paroi (qui correspond à la cloison indiquée précédemment) et un ensemble conducteur tel que défini précédemment, et dont la paroi est en contact direct avec le joint de manière à assurer une jonction étanche avec celui-ci sur toute la périphérie du ou des ensembles conducteurs. L'enveloppe d'étanchéité traverse alors une seule interface, formée entre la paroi et le joint du ou des ensembles conducteurs.

Pour assurer l'étanchéité au niveau de cette interface, la paroi est de préférence composée d'un matériau compatible avec le joint.

De manière alternative, on utilise un connecteur pour le passage de la cloison ; le ou les ensembles conducteurs sont alors maintenus mécaniquement par un support. La cloison est alors liée au joint du ou des ensembles conducteurs non pas directement, mais par l'intermédiaire du support.

L'invention vise alors notamment un connecteur comprenant un (au moins un) ensemble conducteur tel que défini précédemment, et un support, qui entoure le joint et est lié de manière étanche avec celui-ci. Le support entoure le joint de préférence sur toute la périphérie de celui-ci (sur 360°). L'étanchéité entre le joint et le support peut alors être réalisée seulement entre les surfaces en regard du joint et du support.

(Dans certains modes de réalisation, le support peut entourer le joint seulement sur une partie de la périphérie de celui-ci.)

Le support peut par exemple être surmoulé autour du joint.

L'invention vise alors également un boîtier comprenant une paroi et un connecteur tel que défini précédemment, et dont la paroi entoure le support et est liée de manière étanche avec le connecteur sur toute la périphérie de celui-ci. Lorsque le support entoure l'ensemble conducteur sur toute sa périphérie, le boîtier comporte donc deux interfaces étanches : l'interface entre le joint et le support, et l'interface entre le support et la paroi du boîtier (la cloison).

Par conséquent :

- dans le cas où la cloison est en contact direct avec le joint, la seule interface que traverse l'enveloppe d'étanchéité est l'interface entre la cloison et le joint, c'est-à-dire une interface qui peut être réalisée uniquement entre matières plastiques. (Les matières plastiques utilisées peuvent éventuellement être 'chargées', c'est-à-dire comporter des éléments autres que des polymères, comme par exemple des charges métalliques, des agents d'amélioration de la résistance au feu, etc) ;

- dans le cas où la cloison est en contact avec le joint par l'intermédiaire d'un support, l'étanchéité est assurée à la fois au niveau de l'interface cloison/support, et de l'interface support/joint. Chacune de ces interfaces peut être réalisée uniquement entre matières plastiques.

Dans un cas comme dans l'autre, grâce au fait que l'enveloppe d'étanchéité traverse uniquement une ou plusieurs interfaces « plastique/plastique », mais aucune interface « plastique/métal », il est possible d'assurer de manière durable des niveaux d'étanchéité élevés. De plus, avantageusement il existe de larges possibilités pour le choix du matériau du joint, de la cloison et le cas échéant du support, de telle sorte que les interfaces que traverse l'enveloppe d'étanchéité soient étanches.

Le joint doit être dimensionné de manière à pouvoir conduire le courant d'une cosse à l'autre de l'ensemble conducteur. Dans ce but, la conductivité du polymère conducteur et l'agencement du joint (notamment sa géométrie) sont déterminés de telle sorte que la résistance globale de l'ensemble conducteur (c'est-à-dire la résistance mesurée entre les cosses) soit la plus faible possible.

Dans ce but on prévoit de préférence que le polymère conducteur ait une conductivité supérieure à 1000 S/m, voire 10000 S/m, ou plus préférentiellement encore supérieure à 100000 S/m.

Le polymère conducteur utilisé pour constituer le joint peut être notamment choisi parmi deux types de conducteurs : les polymères conducteurs intrinsèques et extrinsèques.

Les polymères conducteurs extrinsèques comportent des charges métalliques (fibre, poudre) ou encore de noir de carbone dispersé(es) au sein d'une matrice polymère, ce qui leur confère une haute conductivité. La géométrie et la dispersion des charges sont des éléments importants pour l'obtention d'une conductivité homogène et élevée. La conductivité est assurée par percolation.

A titre d'exemple on peut citer comme conducteurs extrinsèques des composites préparés par dispersion de billes de verre argentées dans une matrice copolymère Ethylène-Acétate de Vinyle ou élastomères (par exemple le PRESEAL TPE 6080 (marque déposée)). Ces composites peuvent présenter des conductivités atteignant des valeurs de l'ordre de 100 000 S/m.

D'autres composites conducteurs extrinsèques sont formés par des matrices de polyamide 6 chargées par des fibres de cuivre et des grains d'étain (présentent des conductivités allant jusqu'à 200000 S/m) (par exemple le Schulatec Tin Co 50 (marque déposée)).

D'autre part, les polymères conducteurs intrinsèques sont des matériaux polymères conjugués (c'est-à-dire que la chaîne principale du polymère comporte alternativement des liaisons simples et multiples). La conductivité du matériau est obtenue en réalisant un dopage sous la forme d'une oxydation ou d'une réduction.

Parmi les polymères conducteurs intrinsèques se trouvent notamment le trans-polyacetylene (PA), le polypyrrole (Ppy), le polythiophene, le poly(3,4- éthylènedioxythiophene) (PEDOT), la polyaniline (PANI) sous forme de sel d'éméraldine.

Pour la réalisation d'un connecteur comportant un ensemble conducteur selon l'invention et un support disposé autour du joint de l'ensemble conducteur, tout procédé ou tout agencement permettant d'obtenir un contact étanche entre le support et le joint peut être utilisé.

Comme cela a été indiqué précédemment, la jonction entre le joint et la cloison peut être directe (contact direct entre le joint et la paroi du boîtier). Dans ce cas, la paroi du boîtier peut par exemple être surmoulée autour du joint. Dans ce but (mais pas exclusivement), la paroi du boîtier peut être réalisé en un matériau présentant une température de fusion supérieure à celle du joint, afin de réaliser une refusion (fusion supplémentaire) de la matière du joint.

De manière alternative, la jonction entre le joint et la paroi du boîtier peut être indirecte, et se faire par l'intermédiaire d'un support.

La qualité de l'adhérence entre la cloison et le joint conditionne la durabilité du connecteur. De préférence, et en particulier lorsqu'il est en contact direct avec le joint, la cloison est réalisée en matériau compatible avec le joint. Lorsque la liaison entre la cloison et le joint se fait via un support, celui-ci de préférence doit être réalisé en un matériau à la fois compatible avec le joint et avec la cloison ; ce matériau est appelé matériau polymère intermédiaire ou matériau primaire d'adhérence.

La notion de compatibilité entre deux matériaux se traduit par l'homogénéité, ici à l'échelle macroscopique, des propriétés du mélange des matériaux.

Les phénomènes mis en jeux dans l'adhésion de deux matériaux peuvent être entre autre mécaniques, et résulter de l'état de surface, de la porosité et/ou de la rugosité des matériaux ; chimiques, et résulter de la formation de liaison covalentes entre les deux matériaux, et/ou de l'interdiffusion entre les matériaux, ce qui suppose la solubilité mutuelle de ceux-ci.

La compatibilité de deux matériaux peut être vérifiée de la manière suivante : on homogénéise par malaxage un mélange des deux matériaux portés à l'état liquide. On laisse refroidir le mélange ainsi obtenu et l'on examine ensuite une section de ce mélange par exemple avec un microscope électronique à balayage. Si les matériaux sont compatibles, leur mélange ainsi obtenu est homogène et présente une seule phase ; il est impossible d'identifier des inclusions. Les matériaux sont alors considérés comme étant miscibles et donc compatibles.

Notons que dans certains cas, les matériaux peuvent n'être compatibles que sous réserve que certaines conditions de température, de pression, ou autre, soient respectées lors de leur mise en œuvre (par exemple pendant les opérations de fabrication, de mélange, d'homogénéisation, et/ou éventuellement de refroidissement).

De manière générale, les formes des deux cosses de l'ensemble conducteur peuvent être quelconques.

Le plus souvent, chacune de ces deux cosses est de forme allongée suivant un axe, et les deux axes des cosses s'étendent suivant une même direction. Cette direction est appelée la direction commune des deux cosses. Les cosses peuvent soit être alignées suivant un même axe, soit avoir des axes parallèles décalés l’un par rapport à l’autre. Cela dit, les deux axes principaux des deux cosses peuvent aussi ne pas être alignés.

La forme des extrémités de jonction des cosses de l'ensemble conducteur est choisie de manière à favoriser le passage du courant d’une cosse à l’autre. Dans ce but, différentes formes peuvent être choisies (et ie cas échéant combinées).

Dans un mode de réalisation, les extrémités de jonction présentent des surfaces de jonction en regard qui sont non planes, et/ou non perpendiculaires à la direction des cosses, et/ou présentent une complémentarité de formes.

Ces surfaces de jonction sont les surfaces extérieures des cosses qui sont en regard l'une de l'autre, et à travers lesquelles transite l'essentiel du courant qui passe d'une cosse à l'autre.

Le fait que les surfaces de jonction soient non planes, et/ou non perpendiculaires à la direction commune des cosses, et/ou présentent une complémentarité de formes permet d’augmenter l’aire des surfaces de jonction en regard l'une de l'autre, et ainsi de diminuer la résistance globale de l'ensemble conducteur.

Lorsque les surfaces de jonction sont non perpendiculaires à la direction commune des cosses, elles peuvent notamment former un angle supérieur à 20°, voire à 40°, voire plus préférentiellement encore, supérieur à 60°, par rapport à la direction commune des cosses.

Dans un mode de réalisation, les surfaces de jonction des deux cosses sont principalement (sur au moins 80% de leur aire) situées à distance constante l'une de l'autre.

La forme des cosses est de préférence sélectionnée de manière à favoriser l’adhérence entre le joint et la cosse. Pour permettre cette retenue, différents modes de réalisation peuvent être adoptés.

Dans un mode de réalisation, au moins une première desdites cosses présente une surface de retenue de cosse, au niveau de laquelle elle est en contact avec le joint, ladite surface de retenue de cosse formant un angle d'au moins 20° (et de préférence au moins 40°, voire plus préférentiellement encore au moins 60°) par rapport à une direction de ladite première cosse de manière à empêcher une séparation entre ladite au moins une première desdites cosses et le joint.

De manière générale, au moins l'une des cosses peut présenter notamment un trou, un épaulement, une marche, et/ou une surface rugueuse, etc, dont au moins une surface constitue une surface de retenue de cosse agencée de manière à empêcher une séparation de la cosse par rapport au joint.

Le joint peut remplir tout ou partie de l'interstice formé entre les surfaces de jonction.

Généralement, il s'étend également à l'extérieur de l'interstice, autour des cosses. Ainsi dans un mode de réalisation, le joint forme un manchon autour des cosses. Il contribue ainsi à fixer mécaniquement les cosses l'une à l'autre. De plus, la surface de contact entre le joint et la cloison peut ainsi être relativement grande, ce qui permet de répondre plus facilement aux exigences de tenue mécanique et de faible résistance électrique.

L'une de ces exigences est notamment la résistance à l'arrachement, c'est-à-dire la capacité du connecteur à résister à une traction appliquée à l'une des cosses (suivant la direction commune des cosses) et tendant à l'écarter de l'autre cosse.

Pour prendre en compte cette exigence, dans un mode de réalisation le joint présente une surface de retenue de joint, prévue pour être en contact avec une pièce disposée autour du joint (c'est-à-dire en général un support, ou parfois directement la paroi du boîtier), ladite surface de retenue de joint formant un angle d'au moins 20° (voire de préférence au moins 40°, voire encore plus préférentiellement, au moins 60°) par rapport à la direction des cosses de manière à empêcher un déplacement relatif du joint suivant une direction axiale d'une des cosses vis-à-vis de la pièce disposée autour du joint.

De manière plus générale, pour empêcher cette séparation, le joint peut présenter notamment un trou, un épaulement, une marche, et/ou une surface rugueuse, etc., dont au moins une surface constitue une surface de retenue de joint agencée de manière à empêcher un déplacement relatif du joint suivant une direction axiale d'une des cosses vis-à-vis d'une pièce disposée autour du joint.

Dans un mode de réalisation les surfaces de retenue de joint peuvent être prévues sur des projections ou des saillies aménagées sur le joint et sensiblement perpendiculaires par rapport à la direction de l’axe des cosses.

Comme l'ensemble conducteur est destiné à passer à travers un support disposé autour du joint de l'ensemble conducteur, on comprend que les dispositions indiquées ci-dessus sont prévues pour que les surfaces de retenue de joint empêchent tout déplacement relatif axial entre le joint et le support.

L'Ensemble conducteur selon l'invention peut être fabriqué par un procédé de fabrication d'ensemble conducteur comportant les étapes suivantes :

b) on met en place deux cosses de telle sorte que des extrémités de jonction de celles-ci soient disposées en regard l'une de l'autre mais séparées par un interstice ;

c) on remplit au moins une partie de l’interstice avec un joint en polymère conducteur, de telle sorte que le joint relie électriquement les extrémités de jonction.

Pour intégrer l'ensemble conducteur à un support et obtenir ainsi un connecteur selon l'invention, on peut notamment procéder alors à l’étape suivante :

d) on forme un support autour du joint (réalisé généralement en polymère) de telle sorte que le support forme une jonction étanche avec celui-ci. Dans un mode de mise en œuvre préférentiel, le support est réalisé par surmoulage.

De préférence, le procédé est de plus mis en œuvre de telle sorte que le support entoure le joint, sur tout ou partie de la périphérie de celuici.

De préférence, le procédé est de plus mis en œuvre de telle sorte que le support soit lié de manière étanche avec le joint.

Selon une variante du procédé, plutôt que de fabriquer le support à la fin à l'étape d), il peut au contraire être formé préalablement, c'est-àdire avant les étapes b) et c).

Dans ce cas, le procédé comporte l'étape préalable suivante : a) on forme le support; puis, lors de l’étape b), on met en place les cosses dans des emplacements du support prévus à cet effet.

Le joint est alors formé à l'étape c) en profitant de la présence du support: dans ce mode de mise en œuvre, le support assure le maintien des cosses pendant l'étape c), et assure également le plus souvent une fonction de moule pour le formage du joint.

Dans cette variante également, le procédé est mis en œuvre de telle sorte que le support entoure le joint et soit lié de manière étanche avec celui-ci. La liaison étanche résulte généralement directement de l'étape c).

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation représentés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés, sur lesquels :

- la figure 1 est une vue schématique partielle d'un boîtier permettant une connexion électrique, dans un premier mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 2 est une vue schématique en coupe d'un boîtier permettant une connexion électrique, dans un deuxième mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 3A est une vue schématique partielle en perspective du boîtier représenté sur la figure 2 ;

- la figure 3B est une vue schématique en coupe d'un détail du boîtier représenté sur les figures 2 et 3A ;

- les figures 4A et 4B sont des vues schématiques partielles, respectivement en coupe longitudinale et transversale, d'un ensemble conducteur, dans un mode de réalisation de l'invention ;

- les figures 5A et 5B sont des vues schématiques partielles, respectivement en coupe longitudinale et transversale, d'un boîtier permettant une connexion électrique, dans un autre mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 6 est un vue schématique en coupe d'un ensemble conducteur, dans un autre mode de réalisation de l'invention ; et

- les figures 7A, 7B et 7C représentent les trois étapes d'un exemple de mise en œuvre du procédé selon l'invention pour la réalisation d'un connecteur électrique.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

Dans les différentes figures, les éléments (ou parties d'éléments) identiques ou similaires portent la même référence numérique.

En faisant référence à la figure 1, un boîtier 100 permettant une connexion électrique, représentant un premier mode de réalisation de l'invention, va maintenant être décrit.

Le boîtier 100 comporte une paroi 102 et une pluralité de connecteurs. La paroi 102 est une paroi externe du boîtier 100, mais l'invention peut être mise en œuvre que la cloison 102 soit une paroi externe ou non. Seul un connecteur 10, et une partie de la cloison externe 102 du boîtier 50 sont représentés sur la figure 1. La cloison 102 sépare donc un côté extérieur au boîtier 50, noté A, de l'intérieur du boîtier, noté B.

L'ensemble conducteur 10 comprend deux cosses 12A et 12B, et un joint 20.

Chaque cosse 12A,12B est métallique ; dans l'exemple présenté, elle est formée par une petite tige en alliage de cuivre de forme droite (rectiligne), de section circulaire. Les deux cosses sont alignées suivant un axe X commun.

Chacune des cosses 12A,12B présente deux extrémités : une première extrémité, dite extrémité « de jonction » 14A,14B ; et une deuxième extrémité 16A,16B du côté opposé à l'extrémité de jonction.

Les extrémités de jonction 14A,14B sont en regard l'une de l'autre mais séparées par un interstice 15. L'interstice 15 est donc délimité axialement (par rapport à l'axe X) par des surfaces de jonction en forme de disque, formées aux extrémité des extrémités de jonction 14A,14B.

Dans l'ensemble conducteur 10, l'interstice 15 est rempli par un joint 20 en polymère conducteur.

Le joint 20 remplit non seulement l'interstice 15, mais forme un disque de faible épaisseur, centré sur l'axe X, s'étendant axialement entre les surfaces de jonction 18A,18B, et dont le rayon est supérieur à celui des cosses 12A,12B.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention la forme des cosses peut être modifiée pour faciliter la préhension ou autre. L'état de surface des cosses peut être configuré spécifiquement, notamment par des traitements de surfaces, pour améliorer l'adhérence entre les cosses 12A,12B et le joint 20, afin d'optimiser la conduction du courant électrique.

Par ailleurs, le joint 20 peut éventuellement recouvrir en partie les cosses 12A, 12B, comme cela sera également présenté plus loin.

La cloison 102 du boîtier 100 est une cloison plane qui s'étend axialement, comme le joint 20, entre les plans des surfaces de jonction 18A et 18B. La cloison 102 est formée par surmoulage autour du joint 20. Elle est en outre fabriquée en matériau compatible avec celui-ci. Par suite, la cloison 102 forme un contact étanche avec le joint 20.

L'étanchéité entre les deux côtés A et B du boîtier 50 est donc assurée, au niveau de l'ensemble conducteur 10, conjointement par le joint 20 et la cloison 102, et par eux seuls (le joint 20 est en contact direct avec la cloison 102). Il n'y a donc qu'une interface entre deux matériaux, à savoir l'interface entre le matériau constituant la cloison 102, et le matériau constituant le joint 20. Grâce au choix de matériaux compatibles, et à un procédé de réalisation de la cloison 102 (par surmoulage) assurant un contact étanche entre le disque 20 et la cloison 102, une étanchéité complète, présentant une très grande tenue dans le temps, est réalisée.

Les figures 2, 3A et 3B présentent un boîtier 100 permettant une connexion électrique, constituant un deuxième mode de réalisation de l'invention.

Le boîtier 100 comprend un connecteur 50, fixé sur la paroi externe 102 du boîtier (représentée en pointillés). Le connecteur 50 comprend trois connecteurs 10 identiques, maintenus ensemble par un support 55. Le support 55 est surmoulé autour des connecteurs 10.

Le connecteur 50 peut être soit utilisé seul (sans le reste du boîtier 100), pour assurer la connexion avec des câbles électriques ou des conducteurs fixés à ses bornes 12A,12B (respectivement d'un côté et de l'autre du support 55), soit en étant intégré à un boîtier comme le boîtier 100.

Dans ce cas, le boîtier 100 peut être surmoulé sur le connecteur 50, ou bien on peut utiliser un joint torique pour assurer une jonction étanche entre le connecteur 50 et le boîtier 100

Le connecteur 50 permet de réaliser trois connexions électriques simultanées grâce à ses trois connecteurs 10, fixés parallèlement les uns aux autres à l'intérieur du support 55.

Ce support 55 est de forme quelconque et constitue une structure d'isolation et de maintien pour les connecteurs 10.

Il est lui-même fixé sur la paroi 102 du boîtier 50 et assure une liaison étanche entre la paroi 102 et les joints 20. Les joints 20 et le support 55 assurent ainsi l'isolation entre l'intérieur et l'extérieur du boîtier 50 (côtés A et B respectivement). Pour assurer la pérennité de la liaison entre la paroi 102 et les joints 20, le support 55 est de préférence en matériau compatible à la fois avec les joints 20 et avec la paroi 102.

Les joints 20 des trois connecteurs 10, fixés parallèlement au sein du support 55, assurent des connexions électriques parallèles entre les cosses 12A et respectivement 12B. Les joints 20 étant identiques, la description de ceux-ci est faite en référence seulement à l'un d'entre eux.

Le joint 20 a la forme d'un manchon. Il est formé par moulage (injection) autour des extrémités de jonction 14A,14B des cosses 12A,12B.

Il présente en outre deux nervures circonférentielles 22A,22B. Ces nervures sont formées sur la surface externe du joint 20. Chacune s'étend sensiblement dans un plan perpendiculaire à l'axe X des cosses.

Chacune de ces nervures présente une surface 24, dite « surface de retenue de joint», qui en section axiale telle que représentée sur la figure 3B forme un angle supérieur à 20° (en l'occurrence, un angle a égal à 65°) par rapport à l'axe X. Par suite, en cas de traction sur la cosse 12, les nervures 22A,22B engagent les surfaces internes correspondantes du support 55 au niveau des surfaces 24. Ce contact empêche le joint 20 de se déplacer axialement par rapport au support 55. Du fait de leur finesse, une partie de ces nervures circonférentielles peut être légèrement portée à l'état de fusion lors du surmoulage du support 55 autour des connecteurs 10. Cette fusion partielle permet que l'interface entre les joints 20 et le support 55 soit plus résistante, entraîne une évolution continue de la composition des matières plastiques à travers l'interface, et augmente la surface d'interface ce qui favorise l'adhérence entre le joint 20 et le support 55.

(Sur la figure 3B, la direction X indiquée est une direction parallèle à l'axe commun X des cosses, qui est représenté sur la figure 3A).

Par ailleurs, des dispositions similaires sont prises en ce qui concerne la forme des cosses 12A,12B, pour assurer que celles-ci soient maintenues de manière aussi fiable que possible par le joint 20, en garantissant une continuité électrique optimale entre celles-ci.

Dans ce but, les cosses 12A,12B peuvent être disposées et/ou agencées de différentes manière, comme par exemple les modes de réalisation présentés par les figures 4A-4B, 5A-5B et 6.

Tout d'abord, pour minimiser la résistance de contact entre les cosses (c'est-à-dire la résistance telle qu'on peut la mesurer entre l'extrémité 16A de la cosse 12A et l'extrémité 16B de la cosse 12B), il est préférable de minimiser la distance entre les surfaces de jonction 18A,18B, et inversement de maximiser l'aire de ces surfaces (c'est-à-dire, l'aire des surfaces en regard aux extrémités 14A,14B des cosses 12A,12B).

Dans ce but, dans le mode de réalisation illustré par les figures 4A et 4B, les cosses 12A et 12B sont de section transversale rectangulaire, les axes XA, XB des cosses 12A,12B sont décalés (tout en étant tous deux dirigés suivant la même direction), ce qui permet avantageusement que les surfaces de jonction 18A,18B soient disposées face à face sur une longueur suivant l'axe X qui peut être aussi importante que nécessaire. Dans ce mode de réalisation, les surfaces de jonction 18A,18B sont des surfaces extérieures des deux cosses, disposées à faible distance l'une de l'autre dans des plans parallèles situés de part et d'autre du plan XY.

Un autre mode de réalisation d'un boîtier permettant une connexion électrique selon l'invention est illustré par les figures 5A et 5B.

Sauf indication contraire, dans ce mode de réalisation le boîtier 100 présenté est identique à celui présenté sur la figure 1.

Dans ce mode de réalisation, les cosses 12A,12B sont de section transversale rectangulaire. Contrairement au mode de réalisation des figures 4A-4B, elles sont coaxiales d'axe X.

De plus, chacune des extrémités 14A,14B présente un décaissement 17A,17B, au niveau (axialement) duquel l'épaisseur des cosses est réduite de plus de la moitié suivant la direction Z. Cela permet qu'aux extrémités 14A,14B des cosses 12A,12B, les surfaces de jonction 18A,18B aient une aire élevée, tout en conservant la coaxialité des cosses 12A,12B.

Enfin, dans ce mode de réalisation les formes des cosses 12A-12B, du joint 20 et de la cloison 102 ont été optimisées pour empêcher la séparation de la cosse extérieure 12A par rapport à la paroi externe 102 du boîtier 100 (Fig.5A).

Ainsi, la cosse 12A présente un épaulement 30 et des trous 32, ainsi que des surfaces rugueuses 34, agencés de manière à présenter des surfaces de retenue de cosse 19 servant à empêcher une séparation de la cosse 12A par rapport au joint 20.

Dans le même but, pour transmettre les efforts axiaux du joint 20 à la paroi externe 102, le joint 20 présente un épaulement 40 et des trous 42, ainsi que des surfaces rugueuses 44, agencés de manière à présenter des surfaces de retenue de joint servant à empêcher une séparation du joint 20 par rapport à la paroi externe 102.

Sur la figure 5A a été représentée de plus en trait mixte la position de l'enveloppe d'étanchéité S pour l'ensemble conducteur 10. Cette enveloppe S est la surface au niveau de laquelle l'ensemble conducteur 10 assure l'étanchéité entre le côté Ά' et le côté Έ' de la paroi 102. La surface d'étanchéité S, comme on le voit sur la figure 5B, présente uniquement une interface I, entre la paroi 102 et le joint 20: elle ne présente aucune interface entre une matière plastique et un métal (notamment le métal des cosses), ce qui fait qu'avantageusement elle présente uniquement une interface pour laquelle il est possible d'assurer l'étanchéité de manière durable. Comme la paroi 102 est liée de manière étanche au joint 20 au niveau de cette interface, aucun fluide ne peut passer d'un côté à l'autre de l'ensemble conducteur (du côté A au côté B) en suivant cette interface.

Un autre mode de réalisation d'un connecteur selon l'invention est illustré par la figure 6.

Sauf indication contraire, dans ce mode de réalisation l'ensemble conducteur présenté est identique à celui représenté sur la figure 1.

Dans ce mode de réalisation, les cosses 12A,12B sont à nouveau de section transversale rectangulaire et, comme dans le mode de réalisation précédent, elles sont coaxiales d'axe X.

Cependant, chacune des extrémités 14A,14B est déformée de manière à former des ondulations. Ces ondulations sont agencées de manière à permettre une coopération de forme entre les extrémités 14A,14B. Cette coopération de forme a un double effet : d'une part, cela maximise l'aire des surfaces de jonction 18A,18B ; de plus, cela crée des surfaces de retenue de cosse 19, formant un angle de plus de 20° par rapport à l'axe X : ces surfaces 19 sont orientées de manière à empêcher la séparation des cosses par rapport au joint 20. Sur la figure 6, on a représenté par une flèche F un effort de traction appliqué à la cosse 12A. Les surfaces de retenue de cosse 19 indiquées forment un angle supérieur à 20° par rapport à l'axe X, et permettent ainsi d'empêcher que la cosse 12A ne soit extraite du joint 20 en cas de traction sur la cosse 12A dans la direction F.

Enfin, un procédé de fabrication d'un connecteur électrique va être présenté en relation avec les figures 7A à 7C. Ce procédé comporte les étapes suivantes :

a) on forme un support 55.

b) on met en place deux cosses 12A,12B dans des emplacements du support 55 prévus à cet effet, de telle sorte que les extrémités de jonction 14A,14B des cosses-ci soient disposées en regard l'une de l'autre mais séparées par un interstice 15.

c) puis, on remplit au moins une partie de l'interstice 15 avec un joint 20 en polymère conducteur, de telle sorte que le joint relie électriquement lesdites extrémités de jonction 14A et 14B.

Pour la mise en œuvre du procédé, le support 55, les cosses 5 12A,12B et le joint 20 sont agencés ou réalisés de telle sorte que le support 55 entoure le joint 20 et soit lié de manière étanche avec celui-ci.

Quoique la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des différentes modifications et changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En outre, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation évoqués peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.

Claims (13)

1. REVENDICATIONS

   1. Ensemble conducteur (10), comportant :

   deux cosses (12A,12B) ayant des extrémités de jonction (14A,14B) en regard l'une de l'autre mais séparées par un interstice (15) ; et un joint (20) en polymère conducteur, disposé au moins dans l’interstice (15) et reliant électriquement lesdites extrémités de jonction.
2. 2. Ensemble conducteur (10) selon la revendication 1, dans lequel les extrémités de jonction (14A,14B) présentent des surfaces de jonction (18A,18B) en regard qui sont non planes et/ou non perpendiculaires à une direction (X) desdites cosses, et/ou présentent une complémentarité de formes.
3. 3. Ensemble conducteur (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les deux cosses (12A,12B) s'étendent suivant une même direction (X), et au moins une première (12A) desdites cosses présente une surface de retenue de cosse (19), au niveau de laquelle elle est en contact avec le joint, ladite surface de retenue de cosse (19) formant un angle d’au moins 20° par rapport à la direction desdites cosses de manière à empêcher une séparation entre ladite au moins une première desdites cosses (12A) et le joint (20).
4. 4. Ensemble conducteur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel au moins l'une des cosses (12A) présente un épaulement (30), un trou (32), et/ou une surface rugueuse (34), dont au moins une surface constitue une surface de retenue de cosse (19) agencée de manière à empêcher une séparation de la cosse (12A) par rapport au joint (20).
5. 5. Ensemble conducteur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dont les deux cosses s'étendent suivant une même direction (X), et dans lequel le joint présente une surface de retenue de joint (24), prévue pour être en contact avec une pièce disposée autour du joint, ladite surface de retenue de joint (24) formant un angle d’au moins 20° par rapport à la direction desdites cosses de manière à empêcher un déplacement relatif du joint (20) suivant une direction axiale d'une des cosses (12A) vis-à-vis de la pièce disposée autour du joint (20).
6. 6. Ensemble conducteur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le joint (20) présente un épaulement (40), un trou (42) et/ou une surface rugueuse (44), dont au moins une surface (24) constitue une surface de retenue de joint agencée de manière à empêcher un déplacement relatif du joint (20) suivant une direction axiale d'une des cosses (12A) vis-à-vis d'une pièce disposée autour du joint (20).
7. 7. Boîtier (100) comprenant une paroi (102) et un ensemble conducteur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, la paroi (102) étant en contact direct avec le joint (20) de manière à assurer une jonction étanche avec celui-ci sur toute la périphérie de l'ensemble conducteur (10).
8. 8. Boîtier (100) selon la revendication 7, dont la paroi (102) est en matériau compatible avec le joint (20).
9. 9. Connecteur (100) comportant un ensemble conducteur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, et un support (55) qui entoure le joint, et est lié de manière étanche avec celui-ci.
10. 10. Connecteur (100) selon la revendication 9, dans lequel le support (55) est surmoulé autour du joint (20).
11. 11. Boîtier (100) comprenant une paroi (102) et un connecteur (50) selon la revendication 9 ou 10, la paroi (102) entourant le support (55) et étant liée de manière étanche avec le connecteur (50) sur toute la périphérie de celui-ci.
12. 12. Boîtier (100) selon la revendication 11, dans lequel le support (55) est réalisé en un matériau à la fois compatible avec le joint (20) et avec la paroi (102).
13. 13. Procédé de fabrication d'un ensemble (50) de connexion électrique, comportant les étapes suivantes :

    a) on forme un support (55) ;

    b) on met en place deux cosses (12A,12B) dans des emplacements 5 du support (55) prévus à cet effet, de telle sorte que des extrémités de jonction (14A,14B) de celles-ci soient disposées en regard l'une de l'autre mais séparées par un interstice ; puis

    c) on remplit au moins une partie de l’interstice avec un joint (20) en polymère conducteur, de telle sorte que le joint relie électriquement

    10 lesdites extrémités de jonction (14A,14B).

    1/4 , .100

    4—102

    2/4

    X