Brevet FR2004831A1 — publié le 19691205

Un élément de contact électrique, par exemple destiné à être utilisé dans un connecteur par le bord de circuits imprimés peut facilement être fabriqué par estampage à partir d'une tôle. Un tel élément de contact peut se composer d'une partie 5 de corps à partir de laquelle s'étend au moins un "bras de contact qui est sur le même plan que la partie de corps et qui présente une surface de contact, par exemple destinée à venir en contact avec un panneau à cirbuits imprimés, la surface de contact étant habituellement formée par un bord de l'ébauche. 10 Ces éléments de contact présentent l'inconvénient que la zone de la surface de contact est déterminée par l'épaisseur de la tôle à partir de laquelle l'élément de contact a été formé, de sorte qu'en particulier au cas où la tôle est très mince, la zone de la surface de contact peut être insuffisante pour for-15 mer une connexion électrique satisfaisante. De même, au cas où l'élément de contact est fabriqué à partir d'une tôle qui a été revêtue électrolytiquement, le revêtement électrolytique de la tôle ne confère aucun avantage dans la mesure où la composition de la surface de contact est impliquée, attendu que 20 la surface de contact est formée par un bord cisaillé de la matière. Bien qu'on ait proposé de former la surface de contact en recourbant un bord du bras perpendiculairement au plan du bras, la surface de contact ainsi formée est disposée sur un côté du plan du bras, de sorte qu'elle est nécessairement sup-25 portée dissymétriquement par le bras. Suivant un aspect de la présente invention, un élément de contact en tôle comprend un bras de contact sensiblement plat s'étendant à partir d'une partie de corps de l'élément de contact et auquel est incorporée une partie de contact ayant 30 une surface de contact, la partie de contact étant reliée au bras par deux bandes espacées dont chacune a été tordue héli-coïdalement en déplaçant la surface de contact du plan du bras pour qu'elle s'étende transversalement au plan du bras, de façon que les bandes maintiennent la partie de contact rigide par 35 rapport au bras. Suivant un autre aspect de l'invention, un procédé pour fabriquer cet élément de contact consiste à découper une ébauche dans- un morceau de tôle pour former le bras de contact et 69 08775 ■2. 2004831 la partie de corps avec une fente à proximité d'un bord du bras et s'étendant à peu près dans le sens longitudinal du bras, et à pousser un poinçon métallique effilé à travers la fente de façon à déplacer la partie de l'ébauche qui est disposée entre 5 la fente et le bord du bras pour qu'elle s'étende à peu près perpendiculairement et transversalement au plan du bras afin de former la partie de contact. Etant donné que la partie de contact se trouve transversalement au plan du bras au lieu de se trouver sur un côté de 10 ce plan, de sorte que la partie de contact est supportée au centre par les bandes, la zone de la surface de contact peut être avantageusement grande, même si la matière à partir de laquelle l'élément de contact est formé est très mince, sans que la partie de contact soit susceptible d'être acciàentelle-15 ment déformée. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif mais nullement limitatif plusieurs formes de réalisation conformes à 1'in-20 vention. Sur ces dessins : La figure 1 est une vue en perspective d'un élément de contact électrique destiné à un connecteur par le bord de circuits imprimés. 25 La figure 2 est une vue en perspective partielle en par tie en coupe d'un connecteur par le bord de circuits imprimés comprenant des éléments de contact suivant la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe transversale partielle à plus grande échelle montrant le connecteur de la figure 2 30 monté sur un premier panneau à circuits imprimés et associé au second panneau à circuits imprimés destiné à être associé au connecteur. La figure 4 est une vue en plan partielle à plus grande échelle d'une ébauche de tôle destinée à être utilisée pour fa-35 briquer les éléments de contact. La figure 5 est une autre vue en perspective partielle à plus grande échelle d'une partie de l'ébauche lorsqu'elle a été sectionnée de l'ébauche. 69 08775 -3- 2004831 La figure 6 est une vue en perspective à plus grande échelle d'un détail de la figure 1, qui a été formé à partir de la partie de l'ébauche représentée sur la figure 5. Les figures 7 et 8 sont des vues en coupe partielle 5 représentant la mise de la partie de l'ébauche représentée sur la figure 5 sous la configuration représentée sur la figure 6. La figure 9 est une vue en coupe suivant la ligne IX-IX de la figure 7. La figure 10 est une vue en coupe suivant la ligne X-X 10 de la figure 7. La figure 11 est une vue en coupe d'un connecteur électrique à fiche et à douille ; et La figure 12 est une vue en coupe suivant la ligne XII-XII de la figure 11. 15 Gomme représenté sur la figure 1, un élément de contact électrique en forme de fourche 2, étampé et façonné à partir d'une tôle, comprend une partie de corps 4 à partir dés extrémités opposées de laquelle s'étendent des bras de contact 6 et 8 définissant des évidements parallèles 16 qui coopèrent avec 20 la partie 4. Un montant de support central 10 de section'sensiblement en U s'étend à partir de la partie 4 dans le sens opposé aux bras 6 et 8, en supportant des pieds 12 et 14 qui font saillie à partir de la partie 4 de chaque côté du montant 10 et dans le même sens que ce dernier. Une languette de blocage 25 18 découpée à la presse fait saillie au centre de la partie 4. Les bras 6 et 8 présentent des nervures de renforcement longitudinales estampées 20 et des extrémités pointues 24. Des parties de contact arquées 25 sont reliées aux bras 6 et 8 par des bandes espacées 28 et 30 pour former des orifices à peu près 30 semi-circulaires 29, les bandes et les parties de contact étant solidaires des bras. Les parties de contact 25 forment des surfaces de contact arquées 26 qui sont arquées l'une vers l'âutre et qui sont espacées l'une de l'autre pour recevoir entre elles un bord d'un panneau 54 à circuits imprimés (figure 3)« Les 35 bandes 28 et 30 ont été écrouies par torsion, comme décrit en détail ci-dessous, de façon à maintenir rigidement les parties de contact 25 par rapport aux bras 6 et 8» Etant donné que les surfaces 26 ont été formées, comas décrit ci-dessous/ à partir BAD ORIGNAL 69 08775 -4» 2004831 de surfaces de la tôle qui ont été initialement dans le plan des bras 6 et 8, les surfaces 26 ont une étendue beaucoup plus grande que ce serait le cas si elles avaient été formées à partir de bords cisaillés de la tôle suivant la technique connue 5 mentionnée ci-dessus. Comme représenté sur les figures 2 et 3, une série d'éléments de contact 2 sont montés dans un boîtier isolant 32 à minces parois fait, par exemple, d'une matière plastique synthétique ou d'un papier isolant» le,bottier 32 qui a approxi-10 mativement une forme d'élément en TJ, présente une base 34 à partir de laquelle s'étendent des parois latérales 36 ayant des parties 38 faisant saillie vers l'intérieur surmontées par des parties 40 dirigées obliquement vers l'extérieur formant une ouverture destinée à recevoir un panneau 54 à circuits imprimés 15 (figure 3). la base 34 présente des orifices transversaux parallèles 42 espacés les uns des autres dans le sens longitudinal du coîtier 32» Les éléments de contact 2 sont assemblés au boîtier 32 en les introduisant dans les orifices 44 jusqu'à ce que. les extrémités pointues 24 des bras 6 et 8 fassent saillie 20 à travers les orifices 44 formés dans les parties 38 et que les languettes de blocage 18 des parties 4 se logent contre la surface interne de la base 34, de façon que les éléments de contact 2 soient fixés dans le boîtier 32. Les languettes de blocage 18 sont rigides, la base 34 fléchissant afin de permettre 25 l'entrée des languettes 18 dans les orifices 42. Les éléments de contact servent à maintenir les parois latérales 36 du boîtier 32 en relation espacée, le boîtier servant à son tour à supporter les éléments de contact 2 en relation juxtaposée parallèle. 30 En service^ on monte le connecteur formé par les éléments de contact 2 et le boîtier isolant 32. sur un panneau principal 46 à circuits imprimés en introduisant les montants 10 des éléments de contact 2 dans des orifices 48 formés dans le panneau 46 jusqu'à ce que les pieds 12 et 14 viennent en. contact avec 35 la surface supérieure (en observant la figure 3) et en soudant, en 50, les parties d'extrémité des montants 10, parties qui font saillie à partir de la surface inférieure (en observant la figure 3) du panieaa 46- % des conducteurs imprimés 52 BAD ORIGINAL- 69 08775 -5^ 2004831 du panneau 46. le panneau secondaire 54 peut être introduit dans le connecteur pour venir en contact avec les bords supérieurs (en observant la figure 3) des parties 4 des éléments de contact 2 et de façon que les surfaces de contact 26 de ces 5 éléments viennent en contact électriquement avec des conducteurs imprimés 58 du panneau 54 pour connecter ces conducteurs aux conducteurs 52. On va décrire maintenant la fabrication des éléments de contact 2 en se référant aux figures 4 et 10. On estampe d'abord 10 une bande de tôle mince pour'former une ébauche allongée, dont une partie est représentée sur la figure 4 et à partir de laquelle on peut obtenir une série des éléments de contact 2. Sur la figure 4, diverses parties de l'ébauche portent les mêmes numéros de référence que les parties correspondantes des 15 éléments de contact finis 2 qui fournissent ces parties de l'ébauche mais affectées de l'indice "prime". Des orifices 29' voisins de parties 25' de l'ébauche qui doivent former les parties de contact 25 de l'élément de contact fini 2, ont la forme de fentes à côtés parallèles au lieu d'être 20 d'une forme semi-circulaire comme le sont les orifices 29 de l'élément de contact fini. On sectionne d'abord l'ébauche suivant les lignes 57 à 59 sûr la figure 4 afin de séparer de l'ébauche une section 55 (dont une partie seulement est représentée) à partir de laquelle 25 un élément de contact individuel 2 doit être formé. On déplace ensuite chaque partie 25' de la section séparée 55» partie qui se trouve dans le plan de la section 55, dans un plan s'étendant perpendiculairement au plan de l'ébauche pour former une des parties de contact 25, cette opération étant réalisée au 30 moyen d'une matrice 62 (figures 7 et 8) ayant un orifice approximativement semi-circulaire 64 destiné à coopérer avec un poinçon 60 (figures 7 à 10). Un évidement 65 formé sur le côté gauche (comme représenté sur les figures 7 et 8) de l'orifice 64 sert à guider la partie 25' vers sa position finale comme décrit 35 en détail ci-dessous. Un élément de serrage 67 est prévu pour fixer en place la section 55 pendant cette opération. Comme représenté sur les figures 9 et 10, le poinçon 60 a une section droite approximativement semi-circulaire s'effilant, en raison 69 08775 -6» 2004831 d'une surface inclinée 66» en une pointe (figure 7) qui est di-mensionnée pour pénétrer dans 11orifice 291 » Lorsqu'on fait avancer le poinçon 60 de la position de la figure 7 vers celle de la figure 8, la surface inclinée 66 du 5 poinçon 60 porte contre le bord de gauche (en observant la figure 7) de la fente 29' f de sorte que les tensions latérales appliquées sur les parties 28* et 30' formant les bandes (représentées en particulier sur la figure 5), à proximité de l'orifice 29' recevant le poinçon 60, déplacent la partie 25' 10 vers la gauche (en observant la figure 7) et tordent hélicoïda-lement les parties 28' et 30' et également les allongent légèrement lorsqu'on fait osciller la partie 25' de la position de la figure 7 vers la position de la figure 8 suivant un angle de 90°. Finalement, le coin inférieur gauche (comme repré-15 senté sur la figure 8) de la partie 25' se loge dans 1'évidement 65» de sorte que la partie 25 est mise en place avec précision (comme représenté sur la figure 8} pour qu'elle s'étende perpendiculairement au reste de la section 55 de l'ébauche et pour qu'elle s'étende sur une distance sensiblement égale de 20 chaque côté du plan médian M de la section 55. La configuration de la partie 25 lorsqu'elle est complètement formée est représentée en particulier sur la figure 6. Du. fait qu'elles ont été tordues hélicoïdalement comme décrit ci-dessus, les parties 28' et 30' par lesquelles la par-25 tie 25' est reliée aux parties 6' et 8* de la section 55 sont écroules, de sorte qu'elles sont capables de supporter les parties finalement formées 25 sans fléchir par rapport aux bras 6 et 8 lorsque le connecteur et le panneau 54 sont mis en contact. Toutefois, pendant la mise en contact, les bras 6 et 8 30 fléchissent en bloc à mesure qu'on fait avancer le panneau 54, de sorte qu'une force de contact préalablement déterminée est appliquée par l'intermédiaire des surfaces 26 contre le panneau 54, les parties 25 étant à peu près non déformées. Un élément de contact formé comme décrit ci-dessus peut 35 avoir une longueur de 1,5 centimètre environ et une épaisseur de matière de 0,20 millimètre tout en présentant une résistance convenable et en offrant une surface de contact convenable. Comme il ressort de la figure 4, les seules pertes de dé- 69 08775 2004831 -7- chets subies en fabriquant l'élément de contact proviennent du découpage du métal au poinçon à partir des orifices représentés de l'ébauche. D'importantes pertes dues aux déchets sont évitées dans les zones des parties 10' de l'ébauche à partir 5 desquelles les montants 10 doivent être relevés, en raison du fait qu'en formant le montant 10 d'un élément de contact, la partie appropriée 10' de l'ébauche est découpée à l'emporte-pièce entre les parties 25 de l'ébauche qui doivent former lea parties 25 d'un autre élément de contact. 10 Les éléments de contact décrits ci-dessus sont destinés à être utilisés avec des panneaux à circuits imprimés d'une épaisseur notable, par exemple d'une épaisseur de 1,27 millimètre, les parties 25 étant espacées d'une distance légèrement inférieure à cette distance. Toutefois, au cas où. les éléments 15 de contact sont destinés à être utilisés avec des panneaux ou des substrats beaucoup plus minces, ayant une épaisseur par exemple de 0,50 millimètre ou moins, il ne serait pas possible de découper à l'emporte-pièce les parties 10' entre les parties 25', étant donné que ces parties exigeraient, d'être espacées 20 l'une de l'autre d'une distance de 0,38 millimètre environ ou moins. Les éléments de contact 2 pourraient être disposés dans un boîtier isolant rigide classique au lieu d'être disposés dans le boîtier 32. Dans ce cas, un des bras 6 ou 8 peut être 25 omis au cas où un contact ne doit être établi que d'un côté d'un panneau à circuits imprimés.' Comme représenté sur lès figures 11 et 12, deux éléments de contact analogues à ceux décrits ci-dessus sont destinés à former un connecteur à fiche et à douille plutôt qu'un connec-30 teur par le bord à circuits imprimés. Sur les figures 11 et 12, les pièces remplissant un rôle analogue à celles décrites en se référant aux figures 1 à 3 et 6 portent les mêmes numéros de référence que sur ces figures, mais affectées de l'indice a. Chaque- élément de contact 2a sur la figure 11 diffère de l'élé-35 ment de contact 2 en ce que les parties de contact 25a de l'élément 2a ont, après avoir été fabriquées par le procédé décrit ci-dessus en se référant aux figures 5 à 10, été mises sous une forme de section droite arquée, comme représenté sur la figure 1 BAD ORIGINAL 69 08775 -8- 2004831 de façon à présenter des surfaces de contact arquées 26a qui sont arquées à l'écart l'une de l'autre pour recevoir entre elles une fiche électrique (non représentée), les surfaces de contact 26a étant normalement en contact l'une avec l'autre par 5 leurs extrémités, comme représenté sur la figure 12. Le boîtier 32a, qui peut être fait de la même matière que celle du boîtier 32, a une forme de boîte rectangulaire plutôt qu'une forme d'élément en U et présente deux ouvertures 100 fornées dans sa paroi supérieure 101, chacune étant prévue pour recevoir une .10 fiche (non représentée) destinée à être introduite entre les surfaces de contact arquées 26a alignées avec 11 ouverture 100» Les deux éléments de contact 2a sont séparés l'un, de l'autre par des rabats 102 relevés à partir de la base 34a du boîtier 32a. Les éléments de contact 2a sont introduits et fixés dans 15 le boîtier 32a d'une façon analogue à celle selon laquelle les éléments de contact 2 sont introduits et fixés dans le boîtier 32 comme décrit ci-dessus. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et représentées et est susceptible de re~ 20 cevoir diverses variantes rentrant dans le cadre-et l'esprit de l'invention. 69 08775 -9- 2004831 BEi'EimigAaîioNs 1°) - Elément de contact électrique en tôle, caractérisé en ce qu'il comprend un bras d© contact sensiblement plat qui s'étend à partir d,1 une partie de corps de l'élément de contact 5 et auquel est incorporée une partie de contact ayant une surface de contact qui est disposée à partir du plan du bras, ladite partie de contact étant reliée au bras par deux bandes espacées dont chacune a été torduô hélicoïdalement en déplaçant ladite surface de contact de façon qu'elle s'étende transversale lement au plan du bras, de sorte que les bandes supportent rigidement la partie de contact par rapport au bras» 2°) - Elément de contact électrique suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la surface de contact est divisée en deux parties égales par le plan médian du bras, 15 3°) - Elément de contact suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la surface de contact forme un arc s'étendant entre les bandes et dans le sens longitudinal du bras» 4°) - Elément de contact suivant la revendication 3, ca-20 ractérisé par un bras supplémentaire» les surfaces de contact des deux bras étant espacées l'une de l'autre et étant arquées l'une vers l'autre pour recevoir entre elles un bord d'un panneau à circuits imprimés. 5°) - Elément de contact suivant la revendication 1, ca-25 ractérisé par un bras supplémentaire, la surface de contact de chaque bras étant arquée en l'observant en section droite, les arcs formés par les surfaces de contact étant écartés l'un de l'autre pour recevoir entre eux une fiche électrique. 6°) - Procédé de fabrication d'un élément de contact sui-30 vant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : découper une ébauche dans un morceau de tôle pour former le bras de contact et la partie de corps, l'ébauche présentant une fente à proximité d'un bord du bras et s'éten-dans approximativement dans le sens longitudinal du bras et pous-35 ser un poinçon métallique effilé à travers la fente de façon à déplacer la partie de l'ébauche disposée entre la fente et le bord du bras pour qu'elle s'étende à peu près perpendiculairement au plan du bras pour former la partie de contact. 69 0877S -10- 2004831 7°) - Procédé suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que 1 • introduction du poinçon à travers la fente entraine la partie de l'ébauche disposé® antre la fente et le bord du bras contre une surface de guidage d© façon que ladite 5 partie de l'ébauche soit fixée par la surface de guidage, son plan étant sensiblement perpendiculaire au plan du bras.