Brevet FR2349972A1 — publié le 19771125

L'invention concerne les organes ou bornes de contact insérés dans les connecteurs électriques et destinés à être enclenchés avec des organes conducteurs complémentaires lorsque les parties correspondantes du connecteur sont assemblées. L'invention concerne en particulier des bornes perfectionnées de connecteurs du type à force d'insertion faible ou nulle. Le principe de fonctionnement de ces connecteurs est en général de superposer les organes opposés de contact sans les enclencher les uns avec les autres lorsque les parties du connecteur sont rapprochées, puis de faire suivre aux organes de contact opposés un mouvement transversal les enclenchant les uns avec les autres. De nombreux brevets et, notamment, la demande de brevet des Etats-Unis d'dmérique no 535 307, déposée le 23 décembre 1974, concernent le problème posé pour l'obtention des meilleurs organes ou bornes de contact, éléments de connecteurs, plaquettes à circuit imprimé, etc. Ainsi, les brevets des Etats-Unis d'Amérique no 3 145 067, no 3 683 317, no 3 351 891, no 3 587 037, no 3 324 447, no 2 938 190, n 3 160 459 et no 3 880 488 décrivent des organes de contact ou bornes. Certaines des caractéristiques demandées aux bornes de connecteurs électriques et présentées par organe de contact selon l'invention sont la facilité d'insertion, le verrouillage automatique en place, une bonne retenue associée à un démontage simple en cas de nécessité, une interchangeabilité entre les bornes males et femelles du connecteur, et une certaine solidité associée à une flexibilité suffisante pour assurer un contact électrique franc en permettant un mouvement flexible lors de l'arrivée en position d'enclenchement ou de contact. Certaines des caractéristiques utiles présentées par l'organe de contact selon llinvention, mais non par les organes de ce type de l'art antérieur sont (a) une diminution au minimum de l'espace d'air entourant la borne après quelle a été mise en place dans son logement ou son canal réalisé dans le support isolant. L'un des problèmes les plus importants se posant aux connecteurs électriques est la perte de conductivité due à la corrosion et à d'autres détériorations analogues. Ces détériorations sont dues en partie aux matières polluantes portées par l'air et atteignant les bornes et leurs points de contact.Le refroidissement par circulation dlair forcée, fréquemment réalisé pour les appareils électroniques à montage modulaire et pour d'autres composants électroniques, accélère sensiblement le développement de cette corrosion dans le cas où d'importantes quantités d'air circulent dans les ouvertures réalisées dans le connecteur et logeant les bornes de contact. (b) Un maintien excellent de la borne dans le support isolant. L'organe de contact selon l'invention repose particulièrement bien contre les parois du logement dans lequel il est introduit. (c) Un risque réduit de détérioration ou de dégagement de l'organe de contact, résultant d'une multiplication des trajets de conduction du courant électrique et d'une multiplication des organes de verrouillage ou de retenue de la borne dans son canal ou son logement, de manière que le bris de l'un des organes conducteurs ou de verrouillage n'affecte pas la qualité de la conduction ou du verrouillage. (d) Une simplicité de fabrication et de conception permettant la production de la borne de contact selon l'-in- vention en série par des opérations d'emboutissage ou d'estampage à la presse commandées automatiquement. L'organe de contact selon l'invention est conçu de manière à pouvoir être produit dans un groupe de postes de formage à la presse dont l'entrée est constituée par une presse de poinçonnagidans laquelle un ruban dqMétal est introduit. Cette simplicité de fabrication permet la mise en oeuvre d'un procédé sûr et peu coûteux. (e) Une simplicité d'insertion et de sortie de la borne, y compris plusieurs avantages tels que l'empêchement de toute insertion accidentelle de la borne 'a à ltenvers et une diminution de la tendance de la borne, pendant sa sortie ou son démontage, à arracher le Joint de caoutchouc associé à l'orifice réalisé dans la face arrière du boîtier du connecteur et par lequel les fils conducteurs passent. (f) Une bonne conception de la fixation d'un fil conducteur à l'extrémité extérieure du connecteur à l'aide d lé- léments qui favorisent un positionnement convenable de l'extrémité du fil avant son sertissage entre des pattes de la borne. L'organe ou la borne de contact selon l'invention, qui présente les avantages indiqués ci-dessus, comprend un corps métallique flexible à peu près plat et réalisé d'une seule pièce, qui comporte, à une première extrémité, des pattes destinées à s'appliquer sur un fil conducteur, et à son autre extrémité un tronçon de contact pouvant etre dévié dans une direction perpendiculaire au plan du corps lorsque ce tronçon est enclenché avec un tronçon de contact complémentaire. De plus; le corps comporte, entre ses extrémités, deux branches longitudinales et à peu près parallèles, pouvant fléchir élastiquement dans le plan du corps lorsque la borne est insérée dans son logement ou son passage ou en est sortie.Chaque branche comporte un organe indépendant destiné à conduire l'éner- gie électrique le long de la borne et à entrer en contact avec une partie complémentaire de la paroi du logement de manière à retenir la borne convenablement positionnée dans son logement. L'organe de contact selon l'invention peut etre con çu de manière a' ne pas présenter toutes les caractéristiques énumérées ci-dessus. En d'autres termes, il peut etre conçu de manière à présenter certaines de ces caractéristiques dans diverses combinaisons. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 est une vue en perspective de la borne ou de l'organe de contact selon l'invention avant son insertion dans un support isolant et avant sa fixation à un fil corr- ducteur devant être relié au connecteur dans lequel cette borne doit etre montée les figures 2 à 4 sont des coupes longitudinales partielles d'un connecteur électrique assemblé et comportant deux bornes de contact opposées, analogues à celles représentées sur la figure 1, la figure 2 étant une coupe partielle dans un plan vertical qui montre les deux bornes placées l'une audessus de l'autre, mais sans contact, la figure 3 étant une coupe partielle, dans un plan vertical, qui montre les deux bornes en contact l'une avec autre et la figure 4 étant une coupe partielle, dans un plan vertical, montrant en plan les deux bornes de contact ; la figure 5 est une vue en plan de l'une des bornes de contact avant son montage les figures 6 et 7 sont une élévation et une vue en bout, respectivement, de la borne de la figure 5 ; et la figure 8 est une coupe suivant la ligne 8-8 de la figure 6. La figure 1 représente la borne ou l'organe 10 de contact selon l'invention qui comprend trois parties principales, à savoir un tronçon 12 de contact à une première extrémité, un tronçon 14 de fixation à un fil conducteur à son autre extrémité et un tronçon intermédiaire 16 de liaison qui s'emboite dans le logement de la borne et la maintient en position après son montage. Les figures 2 à 4 représentent les éléments avec lesquels l'organe 10 de contact selon l'invention est destiné à etre utilisé. Les figures 2 à 4 représentent notamment deux bornes identiques opposées 10 en position de montage. Ces bornes 10 sont disposées dans des canaux ou logements 18 et 19 réalisés dans deux supports isolants 20 et 21 constitués de blocs moulés dans une matière diélectrique convenable et montés avantageusement dans des boîtiers métalliques qui constituent les deux parties complémentaires d'un connecteur électrique. Les deux boîtiers forment une broche et une prise, ou une partie male et une partie femelle qui s'associent lorsque le connecteur est assemblé. La figure 2 représente les deux bornes 10 maintenues à une certaine distance l'une de l'autre par leurs supports 20 et 21 qui occupent les positions dans lesquelles ils sont représentés. La figure 3 représente les bornes 10 en contact l'une avec 11 autre par suite d'un déplacement des deux supports 20 et 21. Comme mentionné précédemment, il est avantageux que les organes ou bornes 10 de contact associés soient identiques, afin de simplifier les problèmes de fabrication et d'inventaire. Les deux bornes opposées 10 ne diffèrent que par leur, positions qui sont inversées l'une par rapport à l'autre, c'est-à-dire que la borne montée dans le support 20 est retournée par rapport à celle montée dans le support 21. Les logements 18 et 19 des deux supports diffèrent par certains détails, comme décrit ci-après. Comme représenté en détail sur les différentes figures, le tronçon 14 de fixation à un fil conducteur de chaque borne ou organe 10 de contact selon l'invention comporte deux. jeux de pattes de sertissage courbées vers l'extérieur du plan initial de l'ébauche de métal à partir de laquelle la borne a été réalisée. L'extrémité de laborne 10 comporte ainsi deux pattes opposées 22 et 24 destinées à etre serties sur la gaine isolante entourant l'âme conductrice d'un fil. Deux autres pattes séparées 26 et 2gJ destinées à etre serties sur l'âme conductrice du fil, sont situées à peu de distance des pattes 22 et 24. Des nervures 30 de serrage (figure 8) peuvent etre formées à la surface intérieure des pattes 26 et 28 de sertissage afin d'augmenter l'effet de retenue exercé par ces pattes sur le fil conducteur. Comme représenté en bout sur la figure 7 et en coupe sur la figure 8, les pattes 26 et 28 sont initialement refermées en partie suivant un rayon plus petit que celui suivi par les pattes 22 et 24 destinées à être serties sur la gaine isolante. Comme représenté en élévation, l'extrémité intérieure du tronçon 14 de fixation à un fil de la borne 10 comporte une partie inclinée 32 qui aboutit à une partie plate intermédiaire 16 de connexion de la borne. De plus, un ergot ou une patte 34 est réalisé de manière à s'incliner dans la direction opposée à celle de la partie 16, et à faire saillie de l'ex trémité de cette partie. La partie intermédiaire 16 de connexion de la borne 10 comporte deux branches ou côtés 36 et 38 espacées latéralement et à peu près parallèles, s'étendant longitudinalement entre le tronçon 14 de fixation à un fil et le tronçon 12 de contact. Chacune des branches 36 et 38 comporte une encoche destinée à s'enclencher avec une paroi du logement. Ainsi, la branche 36 comporte une encoche 40 et la branche 38 comporte une encoche 42. Ces encoches 40 et 42 sont espacées longitudinalement l'une de l'autre, de manière qu'elles ne gênent pas le rapprochement des deux branches 36 et 38 l'une de l'au- tre lorsque la borne est introduite dans son logement réalisé dans le support isolant. Le tronçon extrême 12 de contact de la borne selon l'invention présente avantageusement une surface légèrement convexe 44 qui entre en contact avec la surface 44 correspon dantè de la borne opposée lorsque ces deux dernières sont amenées en position d'enclenchement, comme représenté sur la figure 3. Les figures 2 à 4 montrent la forme des canaux ou logements 18 et 19 des bornes. Bien que ces figures ne représentent qutune seule paire de logements 18 et 19, il est évident que les supports isolants moulés 20 et 22 présentent normalement un grand nombre de ces logements. La section droite de- ces derniers est à peu près rectangulaire, car les bornes sont du type à lame, c'est-à-dire que leur enclenchement stef- fectue par contact face contre face résultant d'un mouvement transversal relatif des supports 20 et 21, plutôt que d'un mouvement télescopique comme c'est le cas des bornes à broche et douille. Les extrémités intérieures des logements 18 et 19 diffèrent. En effet, le logement 18 présente une ouverture extrême 46 relativement profonde dans la direction verticale (dans l'orientation des figures 2 à 4), alors que le logement 19 présente une ouverture extrême 48 peu profonde dans la direction verticale et s'élevant en 50. Chacun des logements 18 et 19 comprend une partie intermédiaire peu profonde, qui est très étroite dans la direction verticale, c'est-à-dire dont la largeur ne dépasse que légèrement l'épaisseur du tron çon intermédiaire 16 de la borne 10.La partie intermédiaire étroite 52 du logement 18 est sensiblement plus longue que la partie intermédiaire étroite 54 du logement 19 en raison de la longueur de l'ouverture 48 de ce dernier. Les figures 2 et 3 montrent les raisons de ces différences. En effet, la grande dimension verticale de l'ouver- ture intérieure 46 du logement 18 permet à la borne 10 faisant saillie de l'extrémité intérieure du logement 19 de pénétrer dans cette ouverture 46. La figure 2 représente les tronçons 12 de contact des bornes opposées placés l'un au-dessus de l'autre (ou se chevauchant), mais non en contact. La figure 3 représente les tronçons 12 des bornes opposées 10 en contact avec avec l'autre à la suite d'un mouvement relatif trans- versal ou vertical-de leurs supports 20 et 21.En position de contact, la face supérieure plane de la borne placée dans le logement 18 est appliquée avec force contre la paroi supérieure de l'ouverture 46, alors que le tronçon de contact de la borne placée dans le logement 19 est dévié vers le bas et vers le fond de l'ouverture 48. Il est évident que cette légère déviation flexible du tronçon de contact d'au moins l'une des bornes est nécessaire, en position d'enclenchement, à la réalisation d'un-bon contact électrique, car elle assure l'appli- cation d'une certaine pression élastique entre les bornes et la compensation de toute variation de l'espacement desdites bornes par suite de tolérances de fabrication. La figure 4, qui est une vue en plan des bornes 10 enclenchées, montre que chacun des logements 18 et 19 comporte deux bossages qui se logent dans les encoches présentées par les branches flexibles et séparées des bornes 10. Un premier côté du logement 18 comporte un bossage 56 proche de l'extré- mité intérieure de l'ouverture 46, et le coté opposé de ce meme logement comporte un bossage 58 plus éloigné de l'extrémité intérieure de l'ouverture 46 que le bossage 56. Un coté du logement 19 comporte un bossage 60 relativement proche de l'extrémité intérieure de l'ouverture 48, et l'autre coté de ce même logement comporte un bossage 62 relativement éloigné de ltextrémité intérieure de l'ouverture 48.Les bossages intérieur et extérieur des logements 18 et 19 sont inversés, c'est-à-dire que le bossage intérieur 56 (proche de l'ouver- ture 46) est situé sur le côté supérieur du logement, dans lto- rientation de la figure 42 et que le bossage intérieur 60 (proche de l'ouverture 48) est situé sur le côté inférieur du lo gement, de sorte que les bossages 58 et 62 les plus éloignés sont situés respectivement sur le côté inférieur et sur le côté supérieur de leur logement, dans l'orientation de la figure 4. Cette disposition empoche tout montage accidentel à lrenvers d'une borne dans son support.En effet, en cas d'un tel montage, la-borne se verrouillerait en position alors que son tronçon 14 de fixation à un fil ferait saillie du support. Les ouvertures extérieures 64 du logement 18 et 66 du logement 19 sont destinées à loger les tronçons extremes élargis 14 des bornes. Le montage des bornes 10 dans les logements de leur support est précédé de la fixation de chaque borne sur un fil conducteur associé. A cet effet, l'extrémité 68 du fil 70 est d'abord amenée enbutée contre l'organe en saillie 64 qui constitue une butée convenable de positionnement du fil. Un outil convenable de sertissage est ensuite utilisé pour sertir les pattes 26 et 28 sur le tronçon dénudé du fil 70 et pour sertir les pattes 22 et 24 sur la gaine isolante 72 de ce fil. Après que chaque borne a été reliée à son fil conducteur, elle est prête à Entre introduite dans son logement. Au cours de cette insertion, les côtés ou tranches espacées 36 et 38 de son tronçon intermédiaire 16 sont déviés l'un vers l'autre afin que l'introduction puisse etre poursuivie jusqu'a ce que la borne atteigne sa position d1insertion totale. Lorsque cette position est atteinte, l'encoche avant 42 de la branche 38 est alignée longitudinalement sur le bossage avant 56 ou 60 de la paroi du logement, et l'encoche arrière 40 de la branche 36 est alignée longitudinalement sur le bossage arrière 58 ou 62 de la paroi du logement. Dès que cette position est at-teinte, l'élasticité des branches 36 et 38 provoque leur rappel vers l'extérieur de manière que les encoches s'enclenchent audessus des bossages des parois des logements et verrouillent ainsi automatiquement la borne dans sa position d'insertion. Lorsqu'il est ensuite nécessaire d'enlever la borne de son lo gement, un outil convenable peut être introduit par ltextrémi- té intérieure du logement afin de rapprocher les branches 36 et 38 l'une de l'autre suffisamment pour que les encoches se dégagent des bossages et pour que la borgne puisse ainsi entre retirée. L'enclenchement de verrouillage ou de retenue des bossages et des encoches peut être réalisé de la même manière en cas d'inversion de leur orientation, c'est-à-dire dans le cas où les encoches sont réalisées dans les parois des logements et les bossages font saillie latéralement des branches flexibles des bornes. Il ressort de manière évidente de la description pr & cédente que l'organe ou la borne de contact selon l'invention présente les avantages indiqués précédemment. Un bref rappel de ces avantages peut être souhaitable. (a) L'espace d'air entourant la borne placée dansson logement est réduit au minimum. La seule possibilité d'écoulement d'air résulte du léger jeu dû à la tolérance de montage entre le tronçon intermédiaire 16 des bornes opposées et les parties intermédiaires étroites 52 et 54 des logements 18 et 19 (voir figures 2 et 3). (b) Les figures montrent clairement le maintien particulièrement efficace de chaque borne dans son logement. Clia- que borne repose sur une grande surface horizontale, dans lto- rientation des figures, et les côtés des logements assurent une retenue efficace. (c) Chacune des branches parallèles 36 et 38 constitue un circuit électrique indépendant entre le fil conducteur et le tronçon de contact de la borne, et un organe élas tique indépendant qui maintient la borne dans sa position d'insertion. Cette conception entraîne une multiplicité des organes s'opposant à toute diminution de la conduction électrique et aux dégagements accidentels. (d) La borne selon l'invention peut etre produite en grande série de manière efficace et sûre par plusieurs opé- rations de formage à la presse. Il est évident que la fabrication de la borne selon l'invention est aisée et qu'elle n'implique allcune opération anormalement difficile. (e) Du fait de la grande simplicité d'insertion et de sortie, comme décrit précédemment, toute insertion accidentelle d'une borne à l'envers apparalb immédiatement, car la borne dépasse alors de son logement. De plus, lorsque la borne est retirée de son logement, le risque de détérioration du Joint en caoutchouc formé autour de l'extrémité du fil conducteur est faible. (f) La fixation simplifiée du fil conducteur à l'extrémité extérieure de la borne résulte principalement de la conception de cette dernière qui permet à l'organe 34 en saillie d'assumer une fonction do butée de positionnement de l'extrémité du fil, ce qui simplifie la conception et le fonctionnement de l'outil de sertissage. il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à organe de contact décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REYENDIChTIONS 1. Organe de contact destiné à un connecteur électrique qui comprend un support présentant un logement, caractérisé en ce qu'il comporte un corps métallique allongé, flexible à peu près plat et réalisé d'une seule pièce, dont la première extrémité est destinée à être reliée électriquement à un fil conducteur et dont la seconde extrémité est destinée à porter contre un autre organe de contact, la seconde extrémité du corps étant amenée contre l'autre organe de contact par un déplacement dans une direction qui ne fait pas partie du plan du corps, cette seconde extrémité ayant une flexibilité suffisante pour eAtre déviée hors dudit plan lorsqu'elle porte contre l'autre organe de contact, le corps comportant un tronçon intermédiaire qui comprend deux branches latérales et longitudinales, situées à une certaine distance l'une de l'autre et présentant chacune une encoche ouverte vers l'extérieur et destinée à loger un bossage complémentaire situé dans le logement présenté par le support, chaque encoche présentant deux épaulements opposés et les encoches des deux branches étant espacées longitudinalement l'une de l'autre, chacune desdites branches latérales- ayant une flexibilité suffisante pour dévier dans le plan du corps et se rapprocher l'une de l'autre afin de perméttre un mouvement longitudinal de cette branche dans le logement jusqu'à ce que l'encoche de ladite branche soit alignée sur le bossage complémentaire, la flexibilité de la branche emboîtant automatiquement ladite encoche sur le bossage. 2. Borne de contact destinée à astre montée dans un connecteur électrique qui présente un ou plusieurs logements conçus pour recevoir chacun une telle borne, cette dernière étant caractérisée en ce qu'elle comporte un corps pouvant fléchir au moins partiellement et destiné à etre introduit dans un logement et à en être retiré, ce corps comportant, à proximité d'une première extrémité, un tronçon de contact destiné à astre amené en contact électrique avec une autre borne par un déplacement dans une direction donnée, le corps comportant également deux tronçons flexibles et parallèles, pou vant fléchir dans des directions opposées et dans leur plan au cours de l'insertion du corps dans son logement et au cours de la sortie dudit corps du logement, chaque tronçon flexible présentant deux épaulements opposés destinés à s'enclencher avec des épaulements complémentaires du logement, les deux épaulements de l'un des tronçons flexibles étant plus proches, dans la direction longitudinale, d'une extrémité du corps que les deux épaulements de l'autre tronçon flexible. 3. Borne selon la revendication 2, caractérisée en ce que le tronçon de contact du corps peut fléchir dans ladite direction donnée. 4. Borne selon la revendicatioi 2, caractérisée en ce que le corps est constitué d'une seule pièce réalisée par emboutissage. 5. Borne selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'extrémité du corps opposée au tronçon de contact comprend des premiers organes destinés à etre serrés sur la gaine isolante d'un fil conducteur, et des seconds organes destinés à être serrés sur l'âme conductrice du fil. 6. Borne selon la revendication 5, caractérisée en ce que le corps comporte un organe qui fait saillie à proximité du tronçon de contact, légèremeJlt au-delà des seconds organes destinés à être serrés sur l'ami conductrice du fil, de manière que cette dernière ne puisse dépasser ledit organe en saillie.