DISPOSITIF DE CONNEXION À BRIN(S) AUXILIAIRE(S) DE COUPLAGE THERMIQUE, ET FAISCEAU ÉLECTRIQUE CORRESPONDANT L'invention concerne le domaine de la connexion électrique, et plus précisément les dispositifs de connexion qui font éventuellement partie de faisceaux électriques de connexion. On entend ici par "dispositif de connexion" un dispositif comportant au moins un premier moyen de connexion, de type mâle (parfois appelé Zo languette) ou femelle (parfois appelé clip) et qui est conducteur électriquement et propre à être solidarisé de façon amovible à un second moyen de connexion de type femelle ou mâle et conducteur électriquement, et un brin électrique (fil, câble ou toron) comportant une portion dénudée solidarisée étroitement au premier moyen de connexion par tout moyen connu 15 (sertissage, soudage, collage ou vissage). Par ailleurs, on entend ici par "faisceau électrique" un groupe d'au moins deux dispositifs de connexion du type précité. Comme le sait l'homme de l'art, certains composants électriques ou électroniques, éventuellement implantés sur des circuits imprimés, 20 comportent des entrées/sorties raccordées à des faisceaux électriques via des connecteurs électriques comportant les seconds moyens de connexion précités. Lorsque ces composants électriques ou électroniques fonctionnent, ils peuvent générer de l'énergie calorifique qui induit un échauffement qui se propage par conduction vers chaque second moyen de connexion et chaque 25 premier moyen de connexion. De plus chaque premier moyen de connexion et chaque second moyen de connexion génèrent aussi de l'énergie calorifique du fait de leur résistance de contact, par effet joule, lorsqu'un courant les traverse. Un second moyen de connexion est en général inclus dans un 30 environnement confiné, par exemple dans un boîtier. L'énergie calorifique d'échauffement qui est contenue dans un tel second moyen de connexion est au moins partiellement transférée dans le premier moyen de connexion associé puis dans le brin du faisceau électrique auquel ce dernier est connecté, et ce brin diffuse cette énergie calorifique par conduction thermique (notamment) grâce à son âme (généralement en cuivre, mais non exclusivement). On comprendra donc que les faisceaux électriques qui raccordent les composants électriques ou électroniques précités, via leurs connecteurs électriques, servent également à évacuer une partie des calories qu'ils génèrent. L'inconvénient principal de ces faisceaux électriques réside dans leur poids relativement élevé du fait du matériau dans lequel est réalisée leur âme (généralement du cuivre). Or, dans certains domaines, comme par exemple celui des véhicules, on cherche à réduire le poids de leurs éléments afin de réduire les coûts de fabrication et les consommations d'énergie. Pour ce faire on peut réduire la section de l'âme des brins des faisceaux électriques. Cependant, une telle réduction induit non seulement une réduction de leur aptitude à évacuer des calories, mais également une augmentation de leur résistance interne et donc une augmentation de leur échauffement lors du passage du courant (par effet Joule). Par ailleurs, dans d'autres cas une augmentation de la consommation électrique nécessite une augmentation de la masse des faisceaux.
L'invention a donc pour but de proposer une solution permettant, notamment, de mieux évacuer les calories qui sont contenues dans les premiers et les seconds moyens de connexion des connecteurs électriques de certains composants électriques ou électroniques. Elle propose à cet effet un dispositif de connexion du type défini dans l'introduction et comportant en outre au moins un brin auxiliaire thermiquement conducteur et comprenant une première extrémité solidarisée étroitement au premier moyen de connexion de manière à permettre l'évacuation d'une partie de l'énergie calorifique qu'il contient et qui est également contenue dans la portion dénudée du brin électrique lorsque cette portion dénudée et/ou son premier moyen de connexion fait (font) l'objet d'un échauffement. Le dispositif de connexion selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - chaque brin auxiliaire peut être de même nature que le brin électrique associé qui a une portion dénudée; - la portion dénudée du brin électrique et la première extrémité du brin auxiliaire peuvent être solidarisées étroitement au premier moyen de connexion au moyen d'une technique choisie parmi au moins le sertissage, le soudage, le collage et le vissage; - chaque brin auxiliaire peut constituer une partie du brin électrique qui prolonge sa portion dénudée; - en variante, la portion dénudée peut constituer une extrémité de son brin électrique, et chaque brin auxiliaire peut être indépendant de son brin électrique; - chaque brin auxiliaire peut comprendre une seconde extrémité, opposée à la première extrémité et libre; - la seconde extrémité libre peut être munie de moyens d'isolation; - en variante, chaque brin auxiliaire peut comprendre une seconde extrémité, opposée à sa première extrémité et solidarisée étroitement à un premier moyen de connexion; - le premier moyen de connexion, auquel est solidarisée la seconde extrémité d'un brin auxiliaire, peut être propre à être solidarisé de façon amovible à un connecteur sans être couplé à un second moyen de connexion. Dans ce cas, le brin auxiliaire est non fonctionnel d'un point de vue électrique et le connecteur sert uniquement à isoler et maintenir la seconde extrémité du brin auxiliaire; - en variante, le premier moyen de connexion, auquel est solidarisée la seconde extrémité d'un brin auxiliaire, peut être propre à être solidarisé de façon amovible à un second moyen de connexion qui est couplé électriquement et thermiquement au second moyen de connexion auquel est destiné à être solidarisé le premier moyen de connexion de son brin électrique. L'invention propose également un faisceau électrique comportant au moins deux dispositifs de connexion du type de celui présenté ci-avant et dont les brins électriques sont regroupés en définissant un éventuel toron. Le faisceau électrique selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - les brins auxiliaires des dispositifs de connexion peuvent faire partie du toron; - en variante, les brins auxiliaires des dispositifs de connexion peuvent être regroupés en définissant un autre toron; - les brins auxiliaires des dispositifs de connexion peuvent présenter des longueurs différentes; - les brins auxiliaires et/ou les brins électriques des dispositifs de connexion peuvent être destinés à être couplés thermiquement à une source de refroidissement et/ou de chauffage. L'invention est bien adaptée, bien que non limitativement aux véhicules, éventuellement de type automobile. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : - les figures 1 à 3 illustrent schématiquement et respectivement, dans des vues de côté, des parties de premier, deuxième et troisième exemples de réalisation de dispositif de connexion selon l'invention ayant un premier moyen de connexion de type femelle (ou clip) auquel sont solidarisés un brin électrique et un brin auxiliaire associé et dans lequel est inséré un second moyen de connexion de type mâle (ou languette), - la figure 4 illustre schématiquement, dans une vue de côté, une partie d'un quatrième exemple de réalisation d'un dispositif de connexion selon l'invention ayant un premier moyen de connexion de type femelle (ou clip) auquel sont solidarisés un brin électrique et une première extrémité d'un brin auxiliaire associé et dans lequel est inséré un second moyen de connexion de type mâle (ou languette), et un autre premier moyen de connexion de type femelle (ou clip) auquel est solidarisée une seconde extrémité du brin auxiliaire, les premiers moyens de connexion étant regroupés dans un premier connecteur de type porte clips, et le second moyen de connexion faisant partie d'un second connecteur de type porte languettes ou embase, - la figure 5 illustre schématiquement, dans une vue de côté, une partie d'un cinquième exemple de réalisation d'un dispositif de connexion selon l'invention ayant un premier moyen de connexion de type femelle (ou clip) auquel sont solidarisés un brin électrique et une première extrémité d'un brin auxiliaire associé et dans lequel est inséré un second moyen de connexion de type mâle (ou languette), et un autre premier moyen de connexion de type femelle (ou clip) auquel est solidarisée une seconde extrémité du brin auxiliaire et dans lequel est inséré un second moyen de connexion de type mâle (ou languette), les premiers moyens de connexion étant regroupés dans un premier connecteur de type porte clips, et les seconds moyens de connexion faisant partie d'un second connecteur de type porte languettes ou embase, - les figures 6 à 8 illustrent schématiquement et respectivement, dans des vues de côté, trois exemples de réalisation différents d'un faisceau électrique comportant trois dispositifs de connexion selon l'invention. Les dessins annexés pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. L'invention a pour but d'offrir un dispositif de connexion (D) pouvant éventuellement faire partie d'un faisceau électrique (FE) et permettant d'évacuer une partie de l'énergie calorifique qui est contenue dans un premier moyen de connexion (MC1), auquel il est destiné à être solidarisé, et dans un second moyen de connexion (MC2), qui est couplé à ce premier moyen de connexion (MC1) et à un composant, organe ou équipement, électronique ou électrique. On comprendra que le composant (électronique ou électrique) génère en fonctionnement de l'énergie calorifique (ou des calories) qui doi(ven)t être évacuée(s) au moins partiellement par un ou plusieurs dispositifs de connexion (D) via un ou plusieurs premiers moyens de connexion (MC1), qui sont éventuellement regroupés dans la partie mâle ou femelle d'un premier connecteur électrique (CE1), et via un ou plusieurs seconds moyens de connexion (MC2), associés aux premiers moyens de connexion (MC1) et qui sont éventuellement regroupés respectivement dans la partie femelle ou mâle d'un second connecteur électrique (CE2). On considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que le composant électronique ou électrique est associé à un second connecteur électrique (ou embase) (CE2) comportant au moins deux moyens de connexion (MC2) de type mâle ou femelle et raccordés à des premiers moyens de connexion (MC1) de type femelle ou mâle de dispositifs de connexion (D) selon l'invention, et que ce composant électronique ou électrique et cette embase (CE2) sont implantés sur un circuit imprimé qui est logé à l'intérieur d'un boîtier électronique destiné, notamment, à le protéger. Mais, l'invention n'est pas limitée à cette application. Elle concerne en effet tout type de dispositif de connexion (D) dont le premier moyen de connexion (MC1), de type mâle ou femelle, est destiné à être solidarisé à un second moyen de connexion (MC2), de type femelle ou mâle, appartenant ou non à un connecteur électrique (de type femelle ou mâle), et destiné à être couplé à un composant (ou organe ou équipement) électronique ou électrique qui génère en fonctionnement de l'énergie calorifique (ou des calories). Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que le boîtier électronique est destiné à faire partie d'une architecture électrique et électronique (ou AEE) d'un véhicule, éventuellement de type automobile. Mais, l'invention n'est pas limitée à cette application. On a schématiquement représenté partiellement sur les figures 1 à 5 cinq exemples de réalisation de dispositif de connexion D selon l'invention.
Comme illustré, un dispositif de connexion D, selon l'invention, comprend un premier moyen de connexion MC1, un brin électrique BE et au moins un brin auxiliaire BA. Le premier moyen de connexion MC1 est de type mâle ou femelle, conducteur électriquement et agencé de manière à pouvoir être solidarisé (ou raccordé) de façon amovible à un second moyen de connexion MC2 de type femelle ou mâle et conducteur électriquement. Dans les différents exemples illustrés non limitativement sur les figures 1 à 5, chaque premier moyen de connexion MC1 est (non limitativement) de type femelle et chaque second moyen de connexion MC2 est (non limitativement) de type mâle. Plus précisément, chaque premier moyen de connexion MC1 se présente sous la forme d'un "clip" comportant une extrémité femelle EM qui est par exemple destinée à être logée dans une alvéole (ou un évidement) AL d'un premier connecteur électrique CE1 de type porte clips, et chaque second moyen de connexion MC2 se présente sous la forme d'un cylindre plein sensiblement circulaire qui constitue une languette qui est par exemple destinée à faire partie d'un second connecteur électrique (ou embase ou encore porte languettes) CE2 et à être insérée dans l'extrémité femelle EM d'un clip CE1 (voir figures 4 et 5). Mais, dans une variante, chaque premier moyen de connexion MC1 pourrait être de type mâle et chaque second moyen de connexion MC2 pourrait être de type femelle. Le brin électrique BE est un fil électrique ou un câble ou encore un toron comportant au moins une âme (par exemple en cuivre) logée dans une gaine G. Selon l'invention, chaque brin électrique BE comprend une portion dénudée PD (région où l'âme est dépourvue de gaine G) qui est solidarisée étroitement au premier moyen de connexion MC1 par tout moyen connu, comme par exemple par sertissage, soudage, collage ou vissage.
Chaque brin auxiliaire BA est thermiquement conducteur et comprend des première El et seconde E2 extrémités opposées. La première extrémité El est solidarisée étroitement au premier moyen de connexion MC1 auquel est également solidarisée étroitement la portion dénudée PD du brin électrique BE. Cette solidarisation peut se faire par tout moyen connu, comme par exemple par sertissage, soudage, collage ou vissage. Dans les différents exemples illustrés non limitativement sur les figures 1 à 5, la solidarisation de la première extrémité El et de la portion dénudée PD du brin électrique BE est faite simultanément par sertissage, par exemple au moyen d'une sertisseuse de type KOMAX ou par soudure à ultrasons. Il est important de noter que chaque brin auxiliaire BA doit être au minimum thermiquement conducteur de manière à permettre l'évacuation d'une partie de l'énergie calorifique qui est contenue dans son premier moyen de connexion MC1 et dans la portion dénudée PD lorsque cette dernière (PD) et/ou son premier moyen de connexion MC1 fait/font l'objet d'un échauffement induit par le second moyen de connexion MC2 associé et/ou par l'effet Joule généré les premiers MC1 et second MC2 moyens de connexion et dans le brin électrique BE en présence d'un courant électrique. Mais, chaque brin auxiliaire BA peut être également électriquement conducteur. Par conséquent, il peut éventuellement se présenter sous la forme d'un brin de type électrique (âme conductrice avec ou sans gaine G) qui peut être indépendant du brin électrique BE (comme illustré sur la figure 1, et dans ce cas la portion dénudée PD constitue une extrémité du brin électrique BE), ou qui peut constituer une partie repliée du brin électrique BE qui prolonge sa portion dénudée PD (comme illustré sur la figure 2). Dans ce dernier cas, la première extrémité El du brin auxiliaire BA constitue une partie de la portion dénudée PD du brin électrique BE.
On comprendra qu'un brin auxiliaire BA sert de radiateur de refroidissement pour un premier moyen de connexion MC1 d'un brin électrique BE et donc pour le second moyen de connexion MC2 auquel il est connecté. On notera qu'il n'est pas nécessaire qu'un brin auxiliaire BA soit aussi long que le brin électrique BE associé. En effet, la conduction thermique, qui permet d'évacuer les calories présentes dans un premier moyen de connexion MC1, n'est véritablement efficace que sur une distance de quelques centimètres à quelques dizaines de centimètres selon la section du brin (par exemple environ 30 cm dans le cas d'un brin auxiliaire BA comportant une âme en cuivre d'un diamètre de 0,5 mm2, ces brins étant souvent les plus nombreux dans un véhicule). Par conséquent, dans un véhicule on peut par exemple utiliser des brins auxiliaires BA compris entre environ 20 cm et environ 40 cm de long. Comme illustré sur les figures 1 et 2, la seconde extrémité E2 d'un brin auxiliaire BA peut être libre (c'est-à-dire rattachée à aucun élément). Dans ce cas, et comme illustré non limitativement sur la figure 3, lorsqu'elle (E2) comprend une gaine G logeant une âme conductrice électriquement, elle peut être éventuellement munie de moyens d'isolation MI afin que son âme ne soit pas au contact d'un autre élément conducteur électriquement. Tout type de moyen d'isolation MI permettant d'isoler électriquement une extrémité de câble électrique peut être utilisé (domino, borne de type Wago, ruban adhésif de type chatterton, par exemple). Mais, on peut dans certains cas particuliers également envisager que le brin auxiliaire BA ne comporte qu'une âme (conductrice électriquement) dépourvue de gaine G afin de favoriser l'évacuation des calories dans l'air extérieur, par exemple si le signal qu'il véhicule est un potentiel de masse. Mais dans une variante, la seconde extrémité E2 d'un brin auxiliaire BA peut être rattachée à un élément directement ou indirectement (comme illustré sur les figures 4 et 5). Plus précisément, dans les exemples non limitatifs illustrés sur les figures 4 et 5, la seconde extrémité E2 du brin auxiliaire BA est solidarisée étroitement à un autre premier moyen de connexion MC1 (qui fait partie du premier connecteur (porte clips) CE1. Dans ce cas, et comme illustré non limitativement, il n'est pas nécessaire que cet autre premier moyen de connexion MC1 soit solidarisé de façon amovible à un autre second moyen de connexion MC2 associé, qui ferait partie du second connecteur électrique (ou porte languettes) CE2. Dans les exemples des figures 4 et 5, l'autre premier moyen de connexion MC1, qui équipe la seconde extrémité E2 du brin auxiliaire BA, est similaire à celui auquel est solidarisée sa première extrémité E1, et dans l'exemple de la figure 5 l'autre second moyen de connexion MC2, qui est connecté à cet autre premier moyen de connexion MC1, est similaire à celui auquel est connecté le premier moyen de connexion MC1 auquel est solidarisée sa première extrémité El.
Cet autre premier moyen de connexion MC1 est donc ici un clip à extrémité EM de type femelle, tandis que l'autre second moyen de connexion MC2 (de la figure 5) est une languette de type mâle. Dans cette variante, on peut, dans certains cas particuliers, également envisager que le brin auxiliaire BA ne comporte qu'une âme (conductrice électriquement) dépourvue de gaine G afin de favoriser l'évacuation des calories dans l'air extérieur, par exemple si le signal qu'il véhicule est un potentiel de masse. On notera que les premiers moyens de connexion MC1 qui équipent respectivement les première El et seconde E2 extrémités d'un brin auxiliaire BA peuvent être éventuellement de types différents. On notera également que dans l'exemple non limitatif de la figure 4, le premier moyen de connexion MC1 qui équipe la seconde extrémité E2 du brin auxiliaire BA est électriquement non fonctionnel. En d'autres termes, il ne sert qu'à permettre la solidarisation de la seconde extrémité E2 d'un brin auxiliaire BA à un premier connecteur électrique CE1 auquel est solidarisé le brin électrique BE associé, pour éviter qu'elle se déplace librement. On comprendra qu'il (MC1) est ici logé dans une alvéole AL libre et non fonctionnelle de l'embase du premier connecteur électrique CE1. Dans l'exemple non limitatif de la figure 5, le premier moyen de connexion MC1 et le second moyen de connexion MC2, qui sont couplés à la seconde extrémité E2 du brin auxiliaire BA, sont électriquement fonctionnels. En d'autres termes le premier moyen de connexion MC1 sert non seulement à permettre la solidarisation de la seconde extrémité E2 d'un brin auxiliaire BA au premier connecteur électrique CE1 auquel est solidarisé le brin électrique BE associé, pour éviter qu'elle se déplace librement, mais également, via l'autre second moyen de connexion MC2, à permettre le couplage électrique et thermique au second moyen de connexion MC2 auquel est solidarisé le premier moyen de connexion MC1 du brin électrique BE. Le couplage électrique et thermique est assuré par un élément MCP électriquement et thermiquement conducteur qui relie les deux seconds moyens de connexion MC2. Il s'agit par exemple d'une piste de circuit imprimé ou d'une plaque métallique ou encore d'une portion de câble en cuivre. Cet agencement est destiné à permettre l'utilisation optimale de l'ensemble du brin auxiliaire BA pour évacuer des calories et pour limiter l'échauffement par effet joule du point de contact des premier MC1 et second MC2 moyens de connexion du brin électrique BE en répartissant le courant qui circule dans le brin électrique BE entre les deux paires de moyens de connexion MC1 et MC2 respectivement du brin électrique BE et du brin auxiliaire BA. Comme dans le cas précédent (figure 4), l'autre premier moyen de connexion MC1, qui équipe la seconde extrémité E2 du brin auxiliaire BA, est ici logé dans une alvéole AL libre du premier connecteur électrique CE1.
Dans les différents exemples illustrés non limitativement sur les figures 1 à 8, chaque dispositif de connexion D ne comprend qu'un seul brin auxiliaire BA. Mais, chaque dispositif de connexion D pourrait comprendre plusieurs (au moins deux) brins auxiliaires BA, de manière à augmenter la quantité d'énergie calorifique qui peut être évacuée du second moyen de connexion MC2 échauffé associé et/ou du brin électrique BE associé. Dans un cas particulier, les brins auxiliaires BA supplémentaires peuvent éventuellement repartir d'un premier brin auxiliaire BA en formant une chaîne de façon à n'avoir au maximum que deux brins insérés par sertissage dans chaque premier moyen de connexion MC1. Comme illustré non limitativement sur les figures 6 à 8, un dispositif de connexion D peut par exemple faire partie d'un faisceau électrique FE. On notera qu'un faisceau électrique FE comporte au moins deux dispositifs de connexion D dont les brins électriques BE et/ou les brins auxiliaires BA sont éventuellement agencés sous la forme d'un unique toron (figures 6 et 8) ou de deux torons (figure 7). Plus précisément, dans l'exemple de réalisation de la figure 6, le faisceau électrique FE comprend trois dispositifs de connexion D dont les brins électriques BE sont agencés (ou regroupés) sous la forme d'un toron et dont les brins auxiliaires BA sont libres (c'est-à-dire ne font pas partie du toron). Dans l'exemple de réalisation de la figure 7, le faisceau électrique FE comprend trois dispositifs de connexion D dont les brins électriques BE sont agencés (ou regroupés) sous la forme d'un premier toron et dont les brins auxiliaires BA sont agencés (ou regroupés) sous la forme d'un second toron. Dans l'exemple de réalisation de la figure 8, le faisceau électrique FE comprend trois dispositifs de connexion D dont les brins électriques BE et les brins auxiliaires BA sont tous agencés (ou regroupés) sous la forme d'un toron commun. On notera que dans un même faisceau électrique FE les longueurs des différents brins auxiliaires BA peuvent être identiques ou différentes. Des longueurs différentes peuvent être notamment envisagées lorsque les brins auxiliaires BA sont de type électrique et que leur seconde extrémité E2 n'est pas isolée. Cela permet en effet d'éviter que les âmes des brins auxiliaires BA se contactent fortuitement au niveau des secondes extrémités E2.
On notera également que les brins auxiliaires BA et/ou les brins électriques BE des dispositifs de connexion D (éventuellement d'un faisceau électrique FE) peuvent être destinés à être couplés thermiquement à une source de refroidissement et/ou de chauffage. Ainsi, lorsque l'on utilise le dispositif de connexion D ou un faisceau électrique FE dans un véhicule, on peut envisager de placer une partie d'au moins un brin auxiliaire BA et/ou d'au moins un brin électrique BE dans un, ou au voisinage d'un, conduit d'une installation de chauffage et/ou climatisation dans lequel circule de l'air traité ou un liquide (chauffé ou refroidi), ou dans une entrée d'air extérieur, de manière à le(s) réchauffer ou refroidir (selon les besoins) pour réchauffer ou refroidir un composant ou un équipement via des seconds moyens de connexion MC2 auxquels il est couplé. Cela peut par exemple servir à réchauffer ou refroidir tout type d'organe, composant ou équipement, et notamment une batterie, un moteur électrique, un alternateur, un démarreur, par exemple, de manière à améliorer son fonctionnement et/ou sa durée de vie. En complément ou en variante, une seconde extrémité E2 de brin auxiliaire BA peut être connectée électriquement à la structure ou caisse d'un véhicule, afin d'évacuer vers celle-ci les calories qui sont issues d'un second moyen de connexion MC2 couplé à un organe, composant ou équipement générant de la chaleur. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation de dispositif de connexion et de faisceau électrique décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après.