WO2012098310A1 - Connecteur pour cable electrique blinde de vehicule - Google Patents

Connecteur pour cable electrique blinde de vehicule Download PDF

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Damien LECLERC
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Peugeot Citroen Automobiles Sa
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    • H01R11/12—End pieces terminating in an eye, hook, or fork
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    • H01R4/10—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation
    • H01R4/18—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping
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    • H01R4/184—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping for cylindrical elongated bodies, e.g. cables having circular cross-section comprising a U-shaped wire-receiving portion
    • H01R4/185—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping for cylindrical elongated bodies, e.g. cables having circular cross-section comprising a U-shaped wire-receiving portion combined with a U-shaped insulation-receiving portion
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    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/30—Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member
    • H01R4/34—Conductive members located under head of screw

Definitions

  • the present invention generally relates to an electrical connector for a shielded electrical cable mounted on a motor vehicle.
  • the document EP 1 164 664 describes a connector for connecting a cable through a wall.
  • This connector has many complex parts to manufacture, which makes its price high, and moreover, the connection on the connected body is complicated: it requires a wall perpendicular to the electrical pin, the connection is complex because you have to put the pin, and then position the mounting plate on the perpendicular wall before screwing the connector on, so that the connection and handling operations are tedious.
  • An object of the present invention is to meet the disadvantages of the documents of the prior art mentioned above and in particular, first of all, to propose a connector connecting a shielded cable with a vehicle member while keeping the electrical continuity of the shielding, while providing ease of connection and placement for a mounting operator.
  • a first aspect of the invention relates to an electrical connector connecting at least one shielded electrical cable with a vehicle member, the connector comprising:
  • At least one power-fixing interface providing an electrical power connection between an electrical conductor of said at least one cable and an electrical circuit of the member
  • a protection fixing interface providing an electrical protective connection between a shielding of said at least one cable and the body
  • the two power and protection electrical connections being separated and electrically insulated from one another by insulation means
  • said at least one power attachment interface and the protective attachment interface are fixed to the member by one and the same fastening means.
  • the invention provides a practical solution for mounting the connector: there is only one and the same fastening means that allows to fix the two interfaces, that of protection and power.
  • the implementation by a mounting operator is then simplified because there is only one place to position the connector, a single fastener to handle, and a single mounting operation is sufficient to fix the two fastener interfaces.
  • the fixing interfaces being separated, there are no parts in the connector which are intended to hold them together, which simplifies manufacture.
  • the protection attachment interface comprises a first attachment axis and the power attachment interface comprises a second attachment axis, and the first attachment axis and the second attachment axis are coaxial.
  • Fixing interfaces have a common axis, which allows to fix them in the same place by the same fastening means.
  • the protective attachment interface is a protective lug having a fixing hole. This implementation makes it possible to limit manufacturing costs.
  • the power attachment interface is a power lug having a fixing hole. This implementation makes it possible to limit manufacturing costs.
  • the isolation means comprise a collar, a first and a second washer, the first washer being arranged between the member and the protective lug, the second washer being arranged between the protective lug and the power lug and the flange being arranged between the protective lug and the fixing means.
  • the protective attachment interface comprises means for maintaining said at least one cable.
  • the cable is then held in place by the connector itself, the risks of tearing and / or rupture are then limited.
  • the protective attachment interface comprises means for connection by pressure with the shielding of said at least one cable and a rigid ring for taking up the pressure forces is arranged under the shielding.
  • This ring of effort or ferrule makes it possible to avoid that the internal insulation of the shielded cable does not flow in the time, and the electrical contact will be guaranteed, even after a long period of use.
  • the connector comprises an electrically conductive protective housing, in electrical contact with the protective fixing interface and able to cover the connector when it is fixed on the body.
  • the link is fully protected and the risk of electromagnetic interference from other devices is reduced.
  • the connector comprises at least two power attachment interfaces, each providing an electrical connection between a shielded electrical cable and a corresponding electrical circuit of the vehicle member, the shields of each cable being connected to the mounting interface of protection.
  • the invention makes it possible to connect several shielded cables by limiting the costs because there is only one protection fixing interface connecting all the shields.
  • a second aspect of the invention is a motor vehicle comprising at least one electrical connector according to the first aspect of the invention.
  • FIG. 1 represents an isometric view of a connector according to the invention
  • FIG. 2 shows a longitudinal section of the connector of Figure 1 connected to a vehicle member.
  • FIG. 1 shows a connector 10 adapted to connect a shielded cable 100 to a vehicle member.
  • the connector 10 comprises a protective lug 20 and a power lug 30 which are separated and insulated from each other by insulating means 40.
  • the cable 100 is held in place on the lug 20 by lugs 21 which are crimped on the outer insulation 120 of the cable 100.
  • the cable is stripped so as to have its shield 1 10, which is in electrical contact with lugs 22 of the terminal 20 which are crimped on the
  • the cable 100 is finally completely stripped of its shield and its internal insulation to present its main electrical conductor 130 so as to be able to connect it. electrically to a power terminal 30.
  • the latter is crimpedly connected to the electrical conductor 130 by tabs 31.
  • the two lugs 20 and 30 each comprise a fixing hole, of which we only see the fixing hole 35 of the power lug 30, and which serve to fix the connector 10 on the same fastening part of the body to be connected. . Thanks to the insulating means 40 interposed between the lugs 20 and 30, the power and protection circuits or shielding are distinct and the risks of disturbance are controlled.
  • Figure 2 shows a longitudinal section of the connector 10 connecting the shielded cable 100 to a fastening pin 200 of the member to be connected.
  • the cable 100 held in place on the protective lug 20 by the lug 21 crimped on the outer insulator 120.
  • the lug 22 is crimped on the shield 1 10.
  • a rigid ring for taking up crimping forces 50 is inserted between the shield 1 10 and the internal insulator 140.
  • the cable 100 is completely stripped at its end, so that the electrical conductor 130 can be crimped on the power terminal 30 by the tabs 31.
  • the two lugs 20 and 30 are positioned on the stud 200 and are fixed thereto by a nut 210.
  • a first isolation washer 45 is arranged between the stud 200 of the body and the 20
  • a flange 47 is inserted between the protective lug 20 and the stud 200
  • a second washer is arranged between the two lugs 20 and 30.
  • the second washer 40 comprises the flange 47, but it could be two independent parts or the first washer 45 which comprises the flange 47.
  • a low creep plastic material such as a poly-imide for example and in particular Kapton, marketed by DuPont.
  • the connector 10 makes it possible to easily fix the two terminals 20 and 30 on the same part, while guaranteeing the electrical insulation of the two circuits: that of power and that of protection or shielding. Concerning this last circuit, it must be connected to the mass of the vehicle. This can be done at the other end of the cable, or at the connector 10, providing a pressure contact with a portion of the body connected to ground with a portion of the terminal 20. This contact can be obtained through the displacement of the connector 10 when it is fixed on the stud 200. Finally, to ensure perfect shielding efficiency, the connector 10 can be enclosed in a metal casing connected to the protective lug 20.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

Connecteur électrique (10) reliant au moins un câble électrique blindé (100) avec un organe de véhicule, le connecteur (10) comportant: - au moins une interface de fixation de puissance assurant une liaison électrique de puissance entre un conducteur électrique (130) dudit au moins un câble (100) et un circuit électrique de l'organe, - une interface de fixation de protection assurant une liaison électrique de protection entre un blindage (110) dudit au moins un câble (100) et l'organe, les deux liaisons électriques de puissance et de protection étant séparées et isolées électriquement l'une de l'autre par des moyens d'isolation (40), caractérisé en ce que ladite au moins une interface de fixation de puissance et l'interface de fixation de protection sont fixées sur l'organe par un seul et même moyen de fixation (200, 210).

Description

CON N ECTE U R PO U R CABLE ELECTR I Q U E B LI N D E D E
VE H I C U LE
La présente invention concerne de manière générale un connecteur électrique pour un câble électrique blindé monté sur un véhicule automobile.
Les véhicules automobiles utilisent de plus en plus l'énergie électrique pour assurer le fonctionnement du moteur (véhicules hybrides ou électriques). Il y a donc un besoin de transporter des courants sous haute tension. L'inconvénient lié à ces courants de forte puissance est la génération d'ondes électromagnétiques néfastes aux autres appareils électriques du véhicule. Pour y remédier, il est connu d'utiliser des câbles blindés, mais il reste difficile de les connecter simplement aux organes alimentés tout en garantissant l'efficacité du blindage.
Il est connu dans l'art antérieur des dispositifs permettant de connecter un câble électrique blindé. Par exemple le document FR 2 913 541 décrit un connecteur permettant de garder la continuité électrique du blindage dans une connexion. Malheureusement, ce connecteur ne permet que la connexion entre deux câbles et non la connexion d'un organe de véhicule avec un câble blindé.
Par ailleurs, le document EP 1 164 664 décrit un connecteur permettant de brancher un câble au travers d'une paroi. Ce connecteur comporte de nombreuses pièces complexes à fabriquer, ce qui rend son prix élevé, et de plus, la liaison sur l'organe connecté est compliquée : il faut un mur perpendiculaire à la broche électrique, la connexion est complexe car il faut enfiler la broche, puis ensuite positionner la plaque de fixation sur le mur perpendiculaire avant de visser le connecteur dessus, de sorte que les opérations de connexion et de manipulation sont fastidieuses. Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients des documents de l'art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de proposer un connecteur reliant un câble blindé avec un organe de véhicule en gardant la continuité électrique du blindage, tout en offrant une facilité de connexion et de mise en place pour un opérateur de montage.
Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un connecteur électrique reliant au moins un câble électrique blindé avec un organe de véhicule, le connecteur comportant :
- au moins une interface de fixation de puissance assurant une liaison électrique de puissance entre un conducteur électrique dudit au moins un câble et un circuit électrique de l'organe,
- une interface de fixation de protection assurant une liaison électrique de protection entre un blindage dudit au moins un câble et l'organe,
les deux liaisons électriques de puissance et de protection étant séparées et isolées électriquement l'une de l'autre par des moyens d'isolation,
caractérisé en ce que ladite au moins une interface de fixation de puissance et l'interface de fixation de protection sont fixées sur l'organe par un seul et même moyen de fixation.
L'invention propose une solution pratique pour le montage du connecteur : il n'y a qu'un seul et même moyen de fixation qui permet de fixer les deux interfaces, celle de protection et de puissance. La mise en œuvre par un opérateur de montage est alors simplifiée car il n'y a qu'un endroit où positionner le connecteur, un seul moyen de fixation à manipuler, et une seule opération de montage suffit à fixer les deux interfaces de fixations. Par ailleurs, les interfaces de fixation étant séparées, il n'y a pas de pièces dans le connecteur qui sont destinées à les maintenir ensembles, ce qui permet de simplifier la fabrication.
De manière avantageuse, l'interface de fixation de protection comporte un premier axe de fixation et l'interface de fixation de puissance comporte un deuxième axe de fixation, et le premier axe de fixation et le deuxième axe de fixation sont coaxiaux. Les interfaces de fixation comportent un axe commun, ce qui permet de les fixer au même endroit par le même moyen de fixation.
Avantageusement, l'interface de fixation de protection est une cosse de protection comportant un trou de fixation. Cette mise en œuvre permet de limiter les coûts de fabrication.
Avantageusement, l'interface de fixation de puissance est une cosse de puissance comportant un trou de fixation. Cette mise en œuvre permet de limiter les coûts de fabrication.
Avantageusement, les moyens d'isolation comportent une collerette, une première et une deuxième rondelle, la première rondelle étant agencée entre l'organe et la cosse de protection, la deuxième rondelle étant agencée entre la cosse de protection et la cosse de puissance et la collerette étant agencée entre la cosse de protection et le moyen de fixation. La réalisation de ces moyens d'isolation électrique est particulièrement simple, ce qui permet de ne pas augmenter les coûts de fabrication et de plus, la mise en place est simple, ce qui permet un assemblage aisé pour un opérateur de câblage.
Avantageusement, l'interface de fixation de protection comporte des moyens de maintien dudit au moins un câble. Le câble est alors maintenu en place par le connecteur lui-même, les risques d'arrachement et/ou de rupture sont alors limités.
Avantageusement, l'interface de fixation de protection comporte des moyens de liaison par pression avec le blindage dudit au moins un câble et une bague rigide de reprise des efforts de pression est agencée sous le blindage. Cette bague de reprise d'effort ou férule permet d'éviter que l'isolant interne du câble blindé ne flue dans le temps, et le contact électrique sera garanti, même après une longue période d'utilisation.
Avantageusement, le connecteur comporte un boîtier de protection conducteur de l'électricité, en contact électrique avec l'interface de fixation de protection et apte à recouvrir le connecteur lorsqu'il est fixé sur l'organe. La liaison est totalement protégée et le risque de perturbation électromagnétique des autres appareils est réduit.
Avantageusement, le connecteur comporte au moins deux interfaces de fixation de puissance, chacune assurant une liaison électrique entre un câble électrique blindé et un circuit électrique correspondant de l'organe de véhicule, les blindages de chaque câble étant reliés à l'interface de fixation de protection. L'invention permet de relier plusieurs câbles blindés en limitant les coûts car il n'y a qu'une seule interface de fixation de protection reliant tous les blindages.
Un second aspect de l'invention est un véhicule automobile comportant au moins un connecteur électrique selon le premier aspect de l'invention.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 représente une vue isométrique d'un connecteur selon l'invention ;
- la figure 2 représente une coupe longitudinale du connecteur de la figure 1 relié à un organe de véhicule.
La figure 1 représente un connecteur 10 apte à relier un câble blindé 100 à un organe de véhicule. Le connecteur 10 comporte une cosse de protection 20 et une cosse de puissance 30 qui sont séparées et isolées l'une de l'autre par des moyens d'isolation 40. Le câble 100 est maintenu en place sur la cosse 20 par des pattes 21 qui sont serties sur l'isolant externe 120 du câble 100. Juste après ces pattes 21 , le câble est dénudé de sorte à présenter son blindage 1 10, qui est en contact électrique avec des pattes 22 de la cosse 20 qui sont serties sur le blindage 1 10. Le câble 100 est enfin complètement dénudé de son blindage et de son isolant interne pour présenter son conducteur électrique principal 130 de sorte à pouvoir le relier électriquement à une cosse de puissance 30. Celle-ci est connectée par sertissage sur le conducteur électrique 130 par des pattes 31 . Les deux cosses 20 et 30 comportent chacune un trou de fixation, dont on ne voit que le trou de fixation 35 de la cosse de puissance 30, et qui servent à fixer le connecteur 10 sur une même pièce de fixation de l'organe à connecter. Grâce aux moyens d'isolation 40 intercalés entre les cosses 20 et 30, les circuits de puissance et de protection ou de blindage sont bien distincts et les risques de perturbation sont maîtrisés.
La figure 2 représente une coupe longitudinale du connecteur 10 reliant le câble blindé 100 à un goujon de fixation 200 de l'organe à connecter. On voit le câble 100 maintenu en place sur la cosse de protection 20 par la patte 21 sertie sur l'isolant externe 120. La patte 22 est sertie sur le blindage 1 10. Pour garantir que l'isolant interne 140 ne fluera pas et que le contact électrique entre le blindage 1 10 et la cosse de protection 20 sera robuste dans le temps, une bague rigide de reprise des efforts de sertissage 50 est insérée entre le blindage 1 10 et l'isolant interne 140. Le câble 100 est complètement dénudé à son extrémité, de sorte que le conducteur électrique 130 puisse être serti sur la cosse de puissance 30 par les pattes 31 . Les deux cosses 20 et 30 sont positionnées sur le goujon 200 et y sont fixées par un écrou 210. Pour que les deux cosses soient parfaitement isolées électriquement, une première rondelle d'isolation 45 est agencée entre le goujon 200 de l'organe et la cosse 20 de protection, une collerette 47 est insérée entre la cosse 20 de protection et le goujon 200, et enfin une deuxième rondelle est agencée entre les deux cosses 20 et 30. Dans la variante représentée, la deuxième rondelle 40 comporte la collerette 47, mais cela pourrait être deux pièces indépendantes ou la première rondelle 45 qui comporte la collerette 47. Pour assurer une bonne tenue dans le temps de l'assemblage, on pourra utiliser une matière plastique à faible taux de fluage, tel qu'un poly-imide par exemple et en particulier du Kapton, commercialisé par DuPont. On comprend que le connecteur 10 permet de fixer aisément les deux cosses 20 et 30 sur la même pièce, tout en garantissant l'isolation électrique des deux circuits : celui de puissance et celui de protection ou de blindage. Concernant ce dernier circuit, il faut le relier à la masse du véhicule. Cela pourra être fait à l'autre extrémité du câble, ou au niveau du connecteur 10, en prévoyant un contact par pression avec une partie de l'organe reliée à la masse avec une partie de la cosse 20. Ce contact peut être obtenu grâce au déplacement du connecteur 10 lorsqu'il est fixé sur le goujon 200. Enfin, pour assurer une parfaite efficacité du blindage, on peut enfermer le connecteur 10 dans un boîtier métallique lié à la cosse de protection 20.
On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées. En particulier, il est fait référence à des liaisons électriques par sertissage, mais on peut également envisager de relier le blindage ou le conducteur principal à leurs cosses respectives par une soudure. Enfin, la protection du connecteur par un boîtier peut également être réalisée en recouvrant le connecteur par du scotch métallique ou de la tresse métallique.

Claims

R EVE N D I CATI ON S
1 . Connecteur électrique (10) reliant au moins un câble électrique (100) blindé avec un organe de véhicule, le connecteur (10) comportant :
- au moins une interface de fixation de puissance assurant une liaison électrique de puissance entre un conducteur électrique (130) dudit au moins un câble (100) et un circuit électrique de l'organe,
- une interface de fixation de protection assurant une liaison électrique de protection entre un blindage (1 10) dudit au moins un câble (100) et l'organe, les deux liaisons électriques de puissance et de protection étant séparées et isolées électriquement l'une de l'autre par des moyens d'isolation (40), caractérisé en ce que ladite au moins une interface de fixation de puissance et l'interface de fixation de protection sont fixées sur l'organe par un seul et même moyen de fixation (200, 210).
2. Connecteur électrique (10) selon la revendication 1 , l'interface de fixation de protection comportant un premier axe de fixation et l'interface de fixation de puissance comportant un deuxième axe de fixation, caractérisé en ce que le premier axe de fixation et le deuxième axe de fixation sont coaxiaux.
3. Connecteur électrique (10) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'interface de fixation de protection est une cosse de protection (20) comportant un trou de fixation.
4. Connecteur électrique (10) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'interface de fixation de puissance est une cosse de puissance (30) comportant un trou de fixation (35).
5. Connecteur électrique (10) selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens d'isolation comportent une collerette (47), une première (45) et une deuxième (40) rondelle, la première rondelle (45) étant agencée entre l'organe et la cosse de protection (20), la deuxième rondelle (40) étant agencée entre la cosse de protection (20) et la cosse de puissance (30) et la collerette (47) étant agencée entre la cosse de protection (30) et le moyen de fixation.
6. Connecteur électrique (10) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'interface de fixation de protection comporte des moyens de maintien (21 ) dudit au moins un câble.
7. Connecteur électrique (10) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'interface de fixation de protection comporte des moyens de liaison (22) par pression avec le blindage (1 10) dudit au moins un câble (100) et en ce qu'une bague rigide de reprise des efforts de pression (50) est agencée sous le blindage (1 10).
8. Connecteur électrique (10) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier de protection conducteur de l'électricité, en contact électrique avec l'interface de fixation de protection et apte à recouvrir le connecteur (10) lorsqu'il est fixé sur l'organe.
9. Connecteur électrique (10) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux interfaces de fixation de puissance, chacune assurant une liaison électrique entre un câble électrique blindé et un circuit électrique correspondant de l'organe de véhicule, les blindages de chaque câble étant reliés à l'interface de fixation de protection.
10. Véhicule automobile comportant au moins un connecteur électrique selon l'une des revendications 1 à 9
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