FR3098026A1 - Connecteur électrique solidarisé à un élément conducteur longiforme, notamment pour un dispositif de purification de gaz d’échappement - Google Patents

Connecteur électrique solidarisé à un élément conducteur longiforme, notamment pour un dispositif de purification de gaz d’échappement Download PDF

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Abstract

Connecteur électrique solidarisé à un élément conducteur longiforme, notamment pour un dispositif de purification de gaz d’échappement Le connecteur électrique (10) est solidarisé à un élément conducteur longiforme (22), et s’étend dans une direction longitudinale entre une première extrémité de connexion (10a) et une seconde extrémité (10b) depuis laquelle s’étend l’élément conducteur longiforme (22). Le connecteur électrique (10) comprend un passage longitudinal (24) dans lequel s’étend en partie l’élément conducteur longiforme (22) jusqu’à la première extrémité (10a), l’élément conducteur longiforme (22) étant solidarisé avec le connecteur électrique (10) à cette première extrémité (10a). Figure pour l'abrégé : Figure 1

Description

Connecteur électrique solidarisé à un élément conducteur longiforme, notamment pour un dispositif de purification de gaz d’échappement
La présente invention concerne un connecteur électrique solidarisé à un élément conducteur longiforme. Un tel connecteur électrique est par exemple destiné à équiper un dispositif de purification de gaz d’échappement équipant une ligne d’échappement d’un moteur à combustion, notamment dans un véhicule automobile, ou tout autre véhicule, ou pour toute autre application.
Dans le cas d’un dispositif de purification de gaz d’échappement, l’élément conducteur longiforme équipe des moyens de chauffage du dispositif de purification. En effet, un tel dispositif de purification comporte habituellement un bloc de purification, celui-ci, ainsi que les gaz d’échappement, étant chauffés par les moyens de chauffage, afin d’optimiser la conversion catalytique des gaz polluants.
Pour des raisons liées au montage du dispositif de purification, le connecteur électrique est généralement solidarisé à l’élément conducteur longiforme alors que ce dernier est déjà agencé dans le dispositif de purification. Il en résulte que cette solidarisation est parfois difficile à effectuer, l’accès à la zone de jonction entre le connecteur électrique et l’élément conducteur longiforme étant limité.
L’invention a notamment pour but de faciliter la solidarisation entre un connecteur électrique et un élément conducteur longiforme.
On notera que, bien que le contexte présenté ci-dessus soit celui d’un dispositif de purification, l’invention est applicable de manière plus générale à tout dispositif envisageable nécessitant un connecteur électrique solidarisé à un élément conducteur longiforme, et plus particulièrement lorsque la zone de jonction entre ce connecteur électrique et cet élément conducteur longiforme est peu ou pas accessible.
Ainsi, l’invention a notamment pour objet un connecteur électrique solidarisé à un élément conducteur longiforme, le connecteur électrique s’étendant dans une direction longitudinale entre une première extrémité de connexion et une seconde extrémité depuis laquelle s’étend l’élément conducteur longiforme, caractérisé en ce que le connecteur électrique comprend un passage longitudinal dans lequel s’étend en partie l’élément conducteur longiforme jusqu’à la première extrémité, l’élément conducteur longiforme étant solidarisé avec le connecteur électrique à cette première extrémité.
Grâce à l’invention, la solidarisation est réalisée à la première extrémité du connecteur électrique, qui est facilement accessible à l’extérieur du dispositif, plutôt qu’à la seconde extrémité du connecteur électrique, qui est peu ou pas accessible.
Un connecteur électrique selon l’invention peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toute combinaison techniquement envisageable.
- L’élément conducteur longiforme comporte une première partie s’étendant dans le connecteur électrique entre les seconde et première extrémités du connecteur électrique, et une seconde partie s’étendant hors du connecteur électrique depuis la seconde extrémité du connecteur électrique, la seconde partie de l’élément conducteur longiforme étant au moins partiellement recouverte d’une gaine isolante électriquement.
- L’élément conducteur longiforme est solidarisé à la première extrémité du connecteur électrique par brasage, soudage ou sertissage.
- Le passage longitudinal débouche à la seconde extrémité du connecteur électrique par une embouchure évasée.
- Le passage longitudinal comporte un premier segment et un second segment, le premier segment s’étendant entre la première extrémité et le second segment, et le second segment s’étendant entre le premier segment et la seconde extrémité, le premier segment étant plus étroit que le second segment.
- Le connecteur électrique comprend une partie centrale dans laquelle le passage longitudinal est ménagé, une pièce extérieure à collerette destinée à coopérer avec le boîtier, et un ensemble intermédiaire intercalé radialement entre la partie centrale et la pièce extérieure à collerette, l’ensemble extérieur comportant au moins une partie isolante électriquement, de manière à isoler électriquement la partie centrale de la pièce extérieure à collerette.
L’invention concerne également un procédé de fabrication du connecteur électrique tel que défini précédemment, caractérisé en ce qu’il comporte :
- une étape de réalisation du passage longitudinal dans le connecteur ;
- une étape d’insertion de l’élément conducteur longiforme dans le passage longitudinal, depuis la seconde extrémité vers la première extrémité, et
- une étape de solidarisation de l’élément conducteur longiforme avec le connecteur électrique à la première extrémité.
L’invention concerne également un dispositif de purification de gaz d’échappements, comportant des moyens de chauffage comprenant au moins un élément conducteur longiforme, caractérisé en ce qu’il comporte un connecteur électrique solidarisé à l’élément conducteur longiforme, tel que défini précédemment.
Avantageusement, l’élément conducteur longiforme est enroulé en bobine autour d’un bloc de purification du dispositif de purification, le bloc de purification intégrant des éléments inductifs.
L’invention concerne enfin un véhicule de transport, notamment véhicule automobile, comportant une ligne d’échappement, caractérisé en ce que la ligne d’échappement comporte un dispositif de purification tel que défini précédemment.
Différents aspects et avantages de l’invention seront mis en lumière dans la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en se référant aux figures annexées, parmi lesquelles :
La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d’un connecteur selon un premier exemple de mode de réalisation de l’invention ;
La figure 2 est une vue partielle en coupe longitudinale d’un dispositif de purification de gaz d’échappement, comprenant le connecteur de la Figure 1 ;
La figure 3 est une vue similaire à la figure 1 d’un connecteur selon un deuxième exemple de mode de réalisation de l’invention.
On a représenté, sur la figure 1, un connecteur électrique 10 selon un premier exemple de mode de réalisation de l’invention.
Dans l’exemple décrit, le connecteur électrique 10 équipe un dispositif de purification de gaz d’échappement 11. Il pourrait toutefois en variante équiper n’importe quel dispositif envisageable nécessitant un connecteur électrique.
Le dispositif de purification 11 est représenté sur la figure 2. Le dispositif de purification 11 est destiné à être agencé dans une ligne d’échappement de moteur à combustion, par exemple dans un véhicule ou dans une installation fixe.
Le dispositif de purification 11 comporte un boîtier extérieur de logement 12 de type classique, s’étendant dans une direction longitudinale, c’est-à-dire parallèlement à un axe longitudinal X.
Le dispositif de purification 11 comporte par ailleurs un bloc de purification 14, logé dans le boîtier extérieur de logement 12.
Le boîtier extérieur de logement 12 comporte avantageusement une partie d’entrée évasée 12a, par exemple tronconique, s’élargissant depuis une ouverture d’entrée 16a vers le bloc de purification 14. Cette partie d’entrée évasée 12a est destinée à être connectée à un conduit amont de la ligne d’échappement.
En variante, le diamètre du conduit amont est sensiblement égal à celui du bloc de purification, auquel cas le boîtier extérieur de logement 12 ne comporte pas de partie d’entrée évasée.
Le boîtier extérieur de logement 12 comporte également avantageusement une partie de sortie évasée 12b, par exemple tronconique, s’élargissant depuis une ouverture de sortie 16b vers le bloc de purification 14. Cette partie de sortie évasée 12b est destinée à être connectée à un conduit aval de la ligne d’échappement.
En variante, le diamètre du conduit aval est sensiblement égal à celui du bloc de purification, auquel cas le boîtier extérieur de logement 12 ne comporte pas de partie de sortie évasée.
Le boîtier extérieur de logement 12 comporte enfin une partie intermédiaire 12c s’étendant, dans la direction longitudinale, entre les parties d’entrée 12a et de sortie 12b. La partie intermédiaire 12c présente par exemple une forme générale de révolution autour de l’axe longitudinal X. Cette partie intermédiaire 12c entoure le bloc de purification 14.
Ainsi, les gaz d’échappement sont destinés à circuler dans le boîtier extérieur 12, depuis l’ouverture d’entrée 16a jusqu’à l’ouverture de sortie 16b, en traversant le bloc de purification 14.
Le boîtier extérieur de logement 12 est de préférence réalisé dans un métal non magnétique, de préférence un acier non magnétique, par exemple un acier inoxydable austénitique.
Le bloc de purification 14 intègre au moins un élément inductif 18, et de préférence une pluralité d’éléments inductifs 18. On rappellera qu’un élément inductif est un élément dans lequel un courant électrique est induit lorsqu’il est soumis à un champ magnétique.
Les éléments inductifs 18 sont par exemple des tiges métalliques, agencées parallèlement les unes par rapport aux autres, et parallèlement à l’axe longitudinal X.
Le bloc de purification est par exemple réalisé en cordiérite.
Afin de soumettre les éléments inductifs 18 à un champ magnétique, le dispositif de purification 10 comporte un dispositif d’induction 20, logé dans le boîtier extérieur 12 et entourant le bloc de purification 14. En d’autres termes, le dispositif d’induction 20 est disposé radialement entre le bloc de purification 14 et la partie intermédiaire 12c du boîtier extérieur 12.
On rappellera qu’un dispositif d’induction 20 est un dispositif apte à générer un champ magnétique.
Dans l’exemple décrit, le dispositif d’induction 20 comporte une bobine entourant le bloc de purification 14. Cette bobine est formée par un élément conducteur longiforme 22 enroulé en entourant le bloc de purification 14.
L’élément conducteur longiforme 22 s’étend entre deux connecteurs électriques 10, dont l’un est visible sur la figure 2. L’élément conducteur longiforme 22 est connecté, à chacune de ses extrémités, à l’un respectif de ces deux connecteurs électriques 10.
Le connecteur électrique 10, représenté sur la figure 1, sera décrit ci-dessous plus en détail. L’autre connecteur électrique est identique, si bien que la description du connecteur électrique 10 sera également valable pour l’autre connecteur électrique.
Chaque connecteur électrique 10 traverse le boîtier extérieur 12, par exemple la partie d’entrée 12a, afin d’être accessible depuis l’extérieur du dispositif de purification 10, pour pouvoir être relié à une source d’alimentation électrique. Chaque connecteur électrique 10 est solidarisé, de préférence soudé, au boitier 12.
Chaque connecteur électrique 10 s’étend dans la direction longitudinale, parallèlement à l’axe longitudinal X.
Dans une variante non représentée, le connecteur électrique 10 peut s’étendre dans une autre direction, par exemple une direction radiale perpendiculaire à l’axe longitudinal X. Toutefois, la solution dans laquelle les connecteurs électriques 10 s’étendent dans la direction longitudinale est préférée, car plus aisée à mettre en œuvre.
Avantageusement, chaque connecteur électrique 10 est radialement décalé par rapport au bloc de purification 14, c’est-à-dire qu’il ne s’étend pas en regard de ce bloc de purification 14 dans la direction longitudinale. Ainsi, chaque connecteur électrique 10 est agencé à proximité de la périphérie du boitier extérieur 12.
Le connecteur électrique 10 s’étend dans la direction longitudinale entre une première extrémité 10a de connexion, extérieure au boîtier 12, destinée à être connectée à un élément complémentaire de manière classique, et une seconde extrémité 10b, intérieure au boîtier 12. L’élément conducteur longiforme 22 s’étend dans le boîtier 12 au-delà de cette seconde extrémité 10b, comme cela est représenté sur la Figure 2.
Conformément à l’invention, le connecteur électrique 10 comporte un passage longitudinal 24 central, s’étendant dans la direction longitudinale entre les première 10a et seconde 10b extrémités du connecteur électrique 10.
L’élément conducteur longiforme 22 s’étend en partie dans ce passage longitudinal 24, jusqu’à la première extrémité 10a. L’élément conducteur longiforme 22 est alors solidarisé avec le connecteur électrique à cette première extrémité 10a, par exemple par soudage ou par sertissage, ou de préférence par brasage.
Avantageusement, l’élément conducteur longiforme 22 étant subdivisé en une première partie s’étendant dans le connecteur électrique 10 entre les seconde 10b et première 10a extrémités du connecteur électrique, et une seconde partie s’étendant hors du connecteur électrique 10 depuis la seconde extrémité 10b du connecteur électrique 10, la seconde partie de l’élément conducteur longiforme 22 est au moins partiellement recouverte d’une gaine isolante électriquement.
On notera que, lors de l’assemblage de l’élément conducteur longiforme 22 avec le connecteur électrique 10, l’élément conducteur longiforme 22 est inséré dans le passage longitudinal 24 depuis la seconde extrémité 10b du connecteur électrique 10. Afin de faciliter cette insertion, le passage longitudinal 24 débouche préférentiellement à la seconde extrémité 10b du connecteur électrique par une embouchure évasée 26. Bien entendu, l’embouchure 26 est évasée en s’élargissant depuis l’intérieur du passage longitudinal 24 vers l’extérieur, pour faciliter l’insertion de l’élément conducteur longiforme 22 dans le passage longitudinal 24.
Par ailleurs, toujours afin de faciliter l’insertion de l’élément conducteur longiforme 22 dans le passage longitudinal 24, le passage longitudinal 24 est plus large du côté de la seconde extrémité 10b. En d’autres termes, le passage longitudinal 24 comporte un premier segment 24a et un second segment 24b, de largeurs différentes. Le premier segment 24a s’étend entre la première extrémité 10a et le second segment 24b, et le second segment 24b s’étend entre le premier segment 24a et la seconde extrémité 10b. Le premier segment 24a présente une première section dans un premier plan transversal perpendiculaire à la direction longitudinale, et le second segment 24b présente une seconde section dans un second plan transversal parallèle au premier plan transversal. La première section définit une première aire, et la seconde section définit une seconde aire, telles que la première aire est inférieure à la seconde aire. Plus particulièrement, dans le cas où les première et seconde sections sont circulaires, la première section présente un diamètre inférieur à celui de la seconde section.
Les premier 24a et second 24b segments sont séparée par un épaulement évasé 24c, s’élargissant depuis le premier segment 24a vers le second segment 24b.
Dans l’exemple décrit, le connecteur électrique 10 est formé de plusieurs parties assemblées entre elles, à savoir une partie centrale 28 dans laquelle le passage longitudinal 24 est ménagé, une pièce extérieure à collerette 31, et un ensemble intermédiaire 29 radialement intercalé entre la partie centrale 28 et la pièce extérieure à collerette 31.
L’ensemble intermédiaire 29 comporte dans l’exemple décrit une partie extérieure 30, et une partie intermédiaire 32.
La pièce extérieure à collerette 31 est destinée à coopérer avec un bord d’une ouverture ménagée dans le boitier 12, dans laquelle le connecteur électrique 10 est agencé. Dans ce mode de réalisation, la partie intermédiaire 32 est intercalée radialement entre la pièce extérieure à collerette 31 et la partie centrale 28.
Au moins l’une des parties extérieures 30 et intermédiaire 32 est de préférence réalisée en un matériau isolant électriquement, afin d’isoler électriquement la partie centrale 28 de la pièce extérieure à collerette 31. De préférence, tout l’ensemble extérieur (donc la partie extérieure 30 et la partie intermédiaire 32) est réalisé en matériau isolant électriquement.
A cet effet, les parties extérieure 30 et intermédiaire 32 sont par exemple fabriquées en céramiques telles que des oxydes d’aluminium, en verre, ou en tout autre bon isolant électrique (présentant une résistivité supérieure à 1012Ω.m, et une rigidité diélectrique supérieure à 30kV/mm à 20°C) et résistant à des températures de l’ordre de 500°C.
La partie intermédiaire 32 comporte une surface intérieure coopérant avec une surface complémentaire de la partie centrale 28. Cette surface intérieure et cette surface complémentaire sont de préférence cylindriques de génératrices parallèle à la direction longitudinale.
La partie intermédiaire 32 comporte par ailleurs une surface extérieure coopérant avec une surface complémentaire de la partie extérieure 30 et de la pièce extérieure à collerette 31. La surface extérieure est tronconique, inclinée par rapport à la direction longitudinale, de sorte que, lorsque la partie intermédiaire 32 est serrée contre la partie extérieure 30 dans la direction longitudinale, la partie intermédiaire 32 se retrouve radialement pincée entre la partie extérieure 30 et la partie centrale 28. Par ailleurs, la pièce extérieure à collerette 31 est longitudinalement serrée entre la partie extérieure 30 et un épaulement de la partie intermédiaire 32.
Afin d’effectuer ce serrage, le connecteur électrique 10 comporte un écrou 34 vissé sur une partie filetée de la partie centrale 28 et coopérant avec la partie extérieure 30 pour la pousser vers la partie intermédiaire 32. La partie intermédiaire 32 est par ailleurs en butée avec un épaulement 36 ménagé à une extrémité de la partie centrale 28, du côté de la seconde extrémité 10b. Ainsi, lorsque l’écrou 34 est serré, la partie extérieure 30 est serré entre cet écrou 34 et la pièce extérieure à collerette 31, la pièce extérieure à collerette 31 est serrée entre la partie extérieure 30 et la partie intermédiaire 32, et la partie intermédiaire 32 est serrée entre la pièce extérieure à collerette 31 et l’épaulement 36.
On notera que l’ensemble extérieur 30, 32 permet également d’isoler électriquement l’écrou 34 de la pièce extérieure à collerette 31.
On notera également que la pièce extérieure à collerette 31 pourrait en variante également être réalisée en un matériau isolant électriquement.
En revanche, la partie centrale 28 est réalisée en matériau conducteur électrique. En effet, la connexion électrique se fait par l’intermédiaire de cette partie centrale 28. De préférence, l’écrou 34 est également réalisé en matériau conducteur électrique.
De préférence, un second écrou 35 est vissé sur la partie centrale 28, de manière à être serré contre l’écrou 34, pour enserrer un élément d’alimentation électrique (non représenté) entre l’écrou 34 et le second écrou 35. Cet élément d’alimentation électrique est ainsi relié électriquement à la partie centrale 28, donc à l’élément conducteur longiforme 22.
L’élément d’alimentation électrique est par exemple une cosse électrique.
On notera que d’autres modes de connexion sont possibles en variante. Par exemple, la partie centrale 28 a une forme de prise male destinée à coopérer avec une prise femelle. Par exemple, on peut envisager des modes de connexion de type olive-trou, vis-clip, etc.
On a représenté, sur la figure 3, un connecteur électrique 10 selon un deuxième exemple de mode de réalisation de l’invention. Sur cette figure, les éléments analogues à ceux du premier mode de réalisation sont désignés par des références identiques.
Conformément à ce second mode de réalisation, l’ensemble intermédiaire 29 est formé d’une seule pièce, formée par un anneau 38 intercalé entre la pièce extérieure à collerette 31 et la partie centrale 28.
L’anneau 38 est de préférence réalisé en un matériau isolant électriquement, afin d’isoler électriquement la partie centrale 28 de la pièce extérieure à collerette 31.
A cet effet, l’anneau 38 est par exemple fabriqué en céramique telle qu’en oxyde d’aluminium, en verre, ou en tout autre bon isolant électrique (présentant une résistivité supérieure à 1012Ω.m, et une rigidité diélectrique supérieure à 30kV/mm à 20°C) et résistant à des températures de l’ordre de 500°C.
On notera que, dans ce second mode de réalisation, le connecteur électrique 10 ne comporte que ledit second écrou 35, destiné à être serré contre un épaulement de la partie centrale 28, pour enserrer un élément d’alimentation électrique entre ce second écrou et cet épaulement.
De la même manière que dans le premier mode de réalisation, l’élément d’alimentation électrique est par exemple une cosse électrique.
On notera que l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits, mais pourrait présenter diverses variantes complémentaires sans sortir du cadre des revendications.
Par exemple, l’invention pourrait être appliquée à un dispositif de purification de gaz d’échappement à grille chauffante, auquel cas l’élément conducteur longiforme serait un câble d’alimentation de la grille chauffante.
On rappellera que l’invention peut également être appliquée pour n’importe quel dispositif nécessitant un connecteur électrique.

Claims (10)

  1. Connecteur électrique (10) solidarisé à un élément conducteur longiforme (22), le connecteur électrique (10) s’étendant dans une direction longitudinale entre une première extrémité de connexion (10a) et une seconde extrémité (10b) depuis laquelle s’étend l’élément conducteur longiforme (22), caractérisé en ce que le connecteur électrique (10) comprend un passage longitudinal (24) dans lequel s’étend en partie l’élément conducteur longiforme (22) jusqu’à la première extrémité (10a), l’élément conducteur longiforme (22) étant solidarisé avec le connecteur électrique (10) à cette première extrémité (10a).
  2. Connecteur électrique (10) selon la revendication 1, dans lequel l’élément conducteur longiforme (22) comporte une première partie s’étendant dans le connecteur électrique (10) entre les seconde (10b) et première (10a) extrémités du connecteur électrique, et une seconde partie s’étendant hors du connecteur électrique (10) depuis la seconde extrémité du connecteur électrique, la seconde partie de l’élément conducteur longiforme (22) étant au moins partiellement recouverte d’une gaine isolante électriquement.
  3. Connecteur électrique (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’élément conducteur longiforme (22) est solidarisé à la première extrémité (10a) du connecteur électrique (10) par brasage, soudage ou sertissage.
  4. Connecteur électrique (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le passage longitudinal (24) débouche à la seconde extrémité (10b) du connecteur électrique par une embouchure (26) évasée.
  5. Connecteur électrique (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le passage longitudinal (24) comporte un premier segment (24a) et un second segment (24b), le premier segment (24a) s’étendant entre la première extrémité (10a) et le second segment (24b), et le second segment (24b) s’étendant entre le premier segment (24a) et la seconde extrémité (10b), le premier segment (24a) étant plus étroit que le second segment (24b).
  6. Connecteur électrique (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une partie centrale (28) dans laquelle le passage longitudinal (24) est ménagé, une pièce extérieure à collerette (31) destinée à coopérer avec un boîtier (12), et un ensemble intermédiaire (29) intercalé radialement entre la partie centrale (28) et la pièce extérieure à collerette (31), l’ensemble extérieur (29) comportant au moins une partie isolante électriquement, de manière à isoler électriquement la partie centrale (28) de la pièce extérieure à collerette (31).
  7. Procédé de fabrication du connecteur électrique (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte :
    - une étape de réalisation du passage longitudinal (24) dans le connecteur (10) ;
    - une étape d’insertion de l’élément conducteur longiforme (22) dans le passage longitudinal, depuis la seconde extrémité (10b) vers la première extrémité (10a), et
    - une étape de solidarisation de l’élément conducteur longiforme (22) avec le connecteur électrique (10) à la première extrémité (10a).
  8. Dispositif (11) de purification de gaz d’échappements, comportant des moyens de chauffage comprenant au moins un élément conducteur longiforme (22), caractérisé en ce qu’il comporte un connecteur électrique (10) solidarisé à l’élément conducteur longiforme (22) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.
  9. Dispositif (11) de purification de gaz selon la revendication 8, dans lequel l’élément conducteur longiforme (22) est enroulé en bobine autour d’un bloc de purification (14) du dispositif de purification, le bloc de purification (14) intégrant des éléments inductifs (18).
  10. Véhicule de transport, notamment véhicule automobile, comportant une ligne d’échappement, caractérisé en ce que la ligne d’échappement comporte un dispositif de purification selon la revendication 8 ou 9.
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