Brevet FR2344146A1 — publié le 19771007

La présente invention concerne les connecteurs électriques, en particulier ceux d'entre eux dits à montage rapide qui ont pour but d'assurer une connexion par la prise d'un contact électrique directement à partir d1un conducteur galné appartenant éventuellement à un cale électrique isolé par une gaine, en évitant une opération préalable de dénudage du ou des conducteurs électriques isolés inclus dans le câble. Plusieurs dispositifs de connecteurs dits à montage rapide ont été divulgués dans les dernières années. On peut citer en particulier le dispositif décrit au cours des journées de la "THIRD ANNUAL CONNECTOB CONFEFENCE" tenue à Brigthon en Octobre 1972 (cf : Compte-rendu Co'pte-rendu de la ConS'erence pages 87 à 106). De tels dispositifs comportent généralement, un premier élément porte-contacts fait d'un matériau isolant et porteur d'au moins une pièce de contact, d'autre part, un couvercle en matériau isolant, évidé en un ou plus d'un compartiment destiné à servir de logement individuel pour chacune des pièces de contact portées par le premier élément.Dans ce genre de dispositif, typiquement, chacune des pièces de contact comporte une lamelle conductrice métallique ayant une de ses extrémité façonnée en deux branches de contact entre lesquelles est ménagE un espacement pour recevoir un conducteur avec lequel une connexion doit être établie des pointes et des arêtes de coupe complètent la pièce. Ordinairement l'extré- mité façonnée en deux branches est celle de l'entrée côté mâle du connecteur ; elle coopère avec un conducteur en forme de borne. L'autre extrémité du côté femelle, supporte les pointes et les arêtes de coupe.L'application par pression ou serrage du couvercle sur le porte-contact provoque la mise en place de la pièce de contact dans le logement du couvercle la traversée des pointes et des arêtes de coupe dans la gaine isolante du conducteur et l'etablissement d'un contact électrique sur le conducteur localement dénudé. On a proposé diverses améliorations à ce genre de dispositif en particulier pour instaurer, sans risquer de dégrader le conducteur lui-même, un contact réglé automatiquement sur la surface dégamée du conducteur, et ce, en dépit d'une disparité de diamètre des conducteurs à relier.Cette exigence s'impose chaque fois que le connecteur doit permettre la liaison électrique à partir d'un c ble plat contenant plusieurs conducteurs de calibre different ranger s côte a côte. En outre tous les connecteurs classiques de ce type nécessitent pour leur mise en oeuvre correcte des appareils spéciaux pour aligner, disposer, et en particulier pour presser l'un sur l'autre les deux éléments du connecteur, couvercle sur porte-contact. Un autre inconvénient de ce type de connecteur réside dans le fait que si l'on veut intervenir sur un seul des conducteurs on est contraint de démonter tout l'ensemble.Dans le but de fournir un connecteur à montage rapide d'une mise en oeuvre plus simple sur lequel on puisse stteindre individuellement chaque conducteur, qui soitfacile à réaliser, fiable et d'un prix de revient abordable, la présente invention propose un connecteur électrique à montage rapide ayant pour fin d'assurer une connexion directement sur au moins un fil conducteur isolé appartenant éventuellement à un cible électrique isolé dans lequel une pluralité de conducteurs sont inclus, connecteur comprenant au moins un porte-contacts en matériau isolant pourvu d'au moins un évidement dans lequel est logée une pièce de contacts, faite en un matériau conducteur résilient en forme de pince à deux branches, rigidement solidaires entre elles en au moins une région en laquelle est ménagé un élément saillant formant butée perpendiculaire à l'axe de la pince et remarquable en ce que ltéviderent du porte-contacts servant de logement électriquement isolé à la pièce de contact contribue au fonctionnement de cette dernière en exerçant, au moyen d'au moins une zone de ses parois, une compression sur les branches de la pince, en ce que la pince de la pièce de contact est façonnée de manière à ménager entre les extrémités de ses deux branches deux entrées, coalimnées, opposées, chacune ante à recevoir un conducteur sur lequel est pris un contact eleetrique ; la première entrée étant située du côté mâle du connecteur, la seconde du côté femelle, et en ce que la zone de la compression exercée par les parois du porte-contacts sur les branches de la pince est située au voisinage de l'entrée femelle du connecteur. Une caractéristique particulière d'une forme privilégiée de réalisation réside dans le fait que l'évidement de la pièce porte-contacts comporte au moins deux zones de largeur difrerentes : une première zone servant de logement à la partie centrale de la pince,a une largeur supérieure au débattenzent maximal des branches, une seconde zone de compression dont la largeur est inférieure à ltécartement des branches au repos, la seconde zone étant située au voisinage de l'entrée du côté femelle du connecteur. Une caractéristique de l'invention consiste en ce que, duché femelle du connecteur, chacune des deux branches de la pince supporte sur sa face interne au moins une paire d'ergots dénudeurs saillant vers l'intérieur de ladite pinee dans une direction qui fait avec celle de branche orientée vers l'intérieur du connecteur un angle inférieur à 90 . Selon l'invention les parois de ltévidement du porte-contacts qui coopèrent par compression avec les branches de la pince au voisinage de I'entrée femelle du connecteur sont rapprochées de manière à former un goulet de compression guidant le déplacement longitudinal desdites branches par glissement en friction en sorte que, sous l'effet d'une façe de traction appliquée vers l'extérieur du porte-contacts sur un fil conducteur isolé pris entre lesdites branches, les ergots internes mordant l'isolant du fil,dénudent le conducteur et établissent sur lui une prise de contact électrique qui se maintient ensuite lorsque,près la suppression de l'effort de traction,la pince revient à sa position de repos. Dans un mode de réalisation particulier chacune des extrémités libres des branches de la pince au voisinage de l'entrée femelle du connecteur est repliée à angle droit vers l'extérieur de manière à constituer un rebord en L accessible à I'extérieur du porte-contacts. Selon ltinvention le montage et le démontage d'un fil isolé du côté femelle de la pince ,comme celui d'une borne du côté male,est praticable individuellement pour le montage on procède à l'introduction du fil isolé entre les extrémités des branches de la pince en poussant le fil vers l'intérieur à partir de ltentrée femelle, quand une longueur prédéterminée a été mise en place à l'intérieur, on applique un effort de traction dirigé vers I'extérieur sur le fil, l'isolement est entame par les ergots dénudeurs par l'effet de cette manoeuvre, on relâche le fil et le contact électrique est établi, pour le démontage d'un fil de connexion monté du côté femelle on applique sur le fil à dénuder une force de poussée dirigée vers l'intérieur du connecteur, cette manoeuvre a pour effet de dégager ledit fil de la morsure des ergots denudeurs, ensuite en le tirant vers l'extérieur on le ddgage des branches de la pince. Selon l'invention le porte-contacts est réalisé en un matériau plastique et obtenu directement par moulage. Selon l'invention, de façon caractéristique, la position des paires d'ergots dénudeurs portées respectivement sur les faces internes de chacune des branches de la pince du côté femelle est alte m ée. L'invention prévoit pour le connecteur électrique une configuration modulaire qui se prête à une fabrication répétitive spatialement dans les deux dimensions de manière à fournir un connecteur b cules isolés multiples ; les portes-contacts multiples coplanaires peuvent etre associés par empilage soit qu'ils comportent individuellement des structures intercalaires du type couvercle, soit que la face inférieure d'un porte-contacts multiple coplanaire constitue la cloison isolant électriquement les pièces de contacts du porte-contacts supérieur des pieces de contact du porte-contacts situé immédiatement en-dessous du premier. L'assemblage peut être réalisé par empilage de structures de connecteurs multiples coplanaires par tous moyens classiques en particulier nar un moyen du tube "téton-trou borgne". En ce genre de réalisation le processus d'élaboration du porte-contacts par moulage d'un matériau plastique se prête au choix de structures étudiées aux fins de menager un assemblage univoque de grande précision. Tout en mettant en oeuvre un type de liaison mécanioue d'assemblage en lui-meme connu par "bossage-réplique" du type()téton-trou borgne" le moulage des supports permet la mise au point de formes privilégiées qui favorisent des arrangements nouveaux, spéciaux, et fonctionnels. Les objets et caractéristiques de la présente invention apparaltront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins ci-annexés dans lesquels la figure 1 représente une vue dilatée,en perspective de la pièce de contact ; la figure 2 représente une vue de dessus de deux pinces dans leurs logements respectifs rnénagés dans un porte-contacts multiple.Les pinces sont visibles en deux positions différentes - en a la pince est dans la position de repos, - en b la pince, soumise à un effort de traction vers l'extérieur du câté femelle, est dans la position od s'établit le contact sur le conducteur ; la figure 3 représente une vue en perspective cavalière d'une forme de réalisation d'un porte-contacts individuel sans couvercle la figure 4 représente une vue en perspective arrachée d'une forme de réalisation d'un porte-contacts multiple obtenu par entoilage de quatre rangées de porte-contacts multiples coplanaires. Les principaux caractères de la pièce de contact sont illustrés par la vue de la figure 1. Cette pièce 1 est façonnée en forme de pince à deux branches, une branche supérieure 2 sur la figure et une branche inférieure 3. Les deux branches 2 et 3 sont rigidement solidaires entre elles dans leur région médiane. Elles sont solidaires l'une et l'autre de la plaque 4, pseudo-verticale sur la figure 1. Une paroi saillante 5 forme une butée, perpendiculairement a la plaque 14. La pince est façonnée de manière à former une pince à double entre. Entre les extrémités 6, 6' de ses deux branches 2 et 3 cambrées en trois régions, telles que 7, 8, 9 pour la pince 2, elle ménage une première entre qui est associée à l'entre mâle du connecteur. Entre les extrémités 10, 10' de sesbranches, elle ménage une deuxième entrée associée à l'entrée femelle du connecteur. Dans la forme de réalisation qu'illustre la figure 1 les deux branches 2 et 3 de la pince, la plaque de liaison 4 et la butée 5 sont obtenues à partir d'une meme lamelle de matériau conducteur résilient. Du côté mâle, les deux branches de pince sont cambrées de façon symetrique en trois endroits, visibles en 7, 8, 9 surla pince supérieure. Du côté femelle, les deux branches de pince sont cambrés en deux endroits signalés par les rérerences 11 et 12. La plaque de liaison 4 et l'élément de butée 5, peuvent etre obtenus par pliage lors de la mise en forme de la pince. Sur chacune des faces internes des branches 2 et 3 de la pince il est encore prévu, selon l'invention, au moins une paire d'ergots dénudeurs. Ces ergots peuvent etre constitués,comme il est représenté,par des lamelles saillant vers l'intérieur de la pince. La paire de lamelles portée par la branche 3 est visible sur la figure 1. Ces lamelles portent les références 13' et lb', la direction commune des lamelles fait un anale inférieur à 900 avec la direction de la branche 3 orientée vers la partie la plus interne de la pince, ctest-à- dire vers la droite de la figure.La paire d'ergots est située entre le premier cabrage 11' et le deuxième cambrage 12' de la partie interne de la branche 3. La face interne de la branche 2 porte, elle aussi, entre la région d'extrémité 10 et le cambrage 11 une paire d'ergots de meme configuration que ceux de la face interne de la branche 3. La lame en perspective de la figure 1 présentant la face externe de la branche 2 ne permet pas de voir cette paire d'ergots. tuant à leur disposition relative, les ergots dénudeurs solidaires de chacune des branches 2 et 3 ont une orientation symétrique par rapport à l'axe longitudinal médian M de la pince, et des positions alternes. La disposition alternée est prévue pour éviter qu'au moment cd la gaine est entamée, la matière arrachée ne vienne bourrer les passages et risquer de compromettre la bonne ohmnicité du contact. Le matériau dont est constituée la pince est un matériau conducteur, doué de propriétés de résilience. Ce peut être, par exemple, un alliage de cuivre du type bronze phosphoreux, ou autres. Fonctionnellement, la pince 1 est apte à recevoir, du côté mâle, une broche 31 représentée schématiquement en pointillé sur la figure 1 et, du côté femelle, un fil conducteur isole (non représenté sur la figure 1). La broche et le fil conducteur isolé sont reçus coaxialement, en sens opposé. Le fonctionnement de la pince sera expliqué plus en détail après la description des figures 2 qui va suivre. La figure 2 illustre la pince vue de dessus dans son logement dans le porte-contacts dans deux positions différentes en a la pince est en position de repos ; en b la pince est en position partiellement extraite de son logement du côté femelle du connecteur. Dans cette figure 2 sur laquelle les mêmes ré Nerences numériques désignent les mêmes objets que sur la figure 1 on distingue, vu de dessus, le portecontacts 20, il comporte un évidement 21 qui comprend, dans la forme de réalisation décrite, trois relions, ou zones, de largeurs différentes. La région d'entrée mâle du connecteur est située vers la droite de la figure, l'évidement dans cette région d'entrée a une largeur faible comme on le remarque en 22. La région médiane 21 est d'une largeur plus importante 11, la seconde région d'extrémité 23 du côté de l'entrée femelle est, elle aussi, rétrécie par rapport à la largeur maximale de la région médiane. Par construction les extrémités 10, 10' des branches de la pince du côté femelle sont par exemple cambrées en moins de points que les extrémités 6, 6' du côtk mâle. Il s'ensuit que leur débattement naturel peut prendre des proportions plus importantes. Par construction et selon l'invention, on a imposé à la région 23 de ltévidement une largeur 13 inférieure au débattement naturel des extrémités 10, 10' des branches au repos. Il s'ensuit que les parois internes de l'évidement forment dans cette région un goulet de compression prévu pour agir plus ou moins selon le degré d'enfoncement des branches à l'intérieur de leur logement. En effet la profondeur d'enfoncement règle la compression sur les extrémités 10, 10' puisque la région de ces extrémités sur lesquelles s'exerce la compression de la paroi interne du goulet sera plus ou moins éloignée des cambrages 11 et 12 (et 11', 12') des branches de pince. D'autre part, les paires d'ergots 13, 14 et 13', 14' sont alors comprises dans la partie plus large (l1) ainsi positionnées elles permettent d'introduire à fond un fil conducteur isolé entre les branches 2 et 3 jusqu'8 la butée 5. La figure en b illustre la position de la pince lorsau'on soumet le fil conducteur isolé 30 inclus entre les faces extrêmes 10, 10' à un effort de traction F dirige' vers l'extérieur, appliqué soit sur le fil soit sur la pince. Le fil conducteur isole 30, d'une part reste maintenu par compression contre les faces internes de la pince sur toute la largeur du goulet (13), d'autre part, il entraxe les branches 10, 10' vers l'extérieur, c'est-à-dire vers le côté gauche de la figure. Les ergots pénètrent dans la région de compression de largeur moindre 13. Le déplacement du fil étant orienté à l'encontre de leur pente, les ergots mordent dans la gaine isolante du fil, la déchirent et dénudent le conducteur ce qui a pour effet de ménager un contact ohmique entre eux et ledit conducteur. Comme les ergots portés par l'une et l'autre branche sont en position alterne, la matière arrachée ne peut pas venir former des bourrelets parasites. Ainsi la qualité du contact est assurée. A la suspension de l'effort de traction vers I'extérieur, les extrémités 10 et 10' qui étaient débordantes de l'entrée femelle du porte-contacts 20 reviennent en arrière sollicitées par l'effet de l'élasticité des branches. Elles reprennent la position de repos illustrée dans la figure 2a. Le contact électrique des ergots sur le conducteur se maintient fermement lorsque la pince a pris sa position de repos car les ergots restent appliqués sur les régions du conducteur sur lesquelles ils se sont incrustés. Le fonctionnement de la pince est donc à la fois très simple puisqu'il ne nécessite que deux gestes, savoir introduire le fil vers l'intérieur puis le tirer vers I'extérieur et très sur puisque le contact est immanquablement assure de façon ohmique et définitive. On ne s'étend pas dans la description sur la mise en place de la broche 31 du côté male du connecteur puisque la pince est,de ce côté,comparable à des pinces déjà connues et utilisées et que son fonctionnement par pincement de la broche entre les machoires 8, 8' est classique. La réalisation d'un connecteur selon l'invention est aisée. En effet la pince telle qu'elle est illustrée a la figure 1 est d'un façonnage simule par cambrage d'un métal résilient. La butée 5 est obtenue par de coupage de matière prélevéedans la plaque commune 4 de la pince ; la partie découpée est pliée à 900 pour constituer la plaque de butée 5. Une telle solution a déjà été adoptée pour d'autres connecteurs classiques. Les ergots peuvent etre obtenus aussi par découpage au préjudice de chacune des branches. Un cambrage suit ltopération de pliage. Ils peuvent aussi être individuellement réalisés sous forme de languettes, ensuite fixées en leur base sur le matériau de la branche par tout moyen mécanique classique. Le façonnage du porte-contacts tel que celui représenté à la figure 3 en matériau isolant est le résultat d'une simple opération de moulage. On voit sur la figure 2 deux porte-contacts individuels 20 et 20'. Il est facile de reproduire par une seule opération de moulage une suite de tels porte-contacts individuels,continûent associés entre eux par des parties pleines, telle la partie pleine 200 entre les porte-contacts 20 et 20' sur la figure 2. Une telle forme de groupement coplanaire se prête à être moulée et démoulée sans difficultés spéciales, On choisit pour matériau plastique un matSriau à bonne rigidité mécanique résistant à ltusure,tel le matériau commercialisé sous le nom de 'NOPYL". Ce matériau a une rigidité comparable à celle d'un acier. On remarque sur les figures 3 et h les bords 15, 15', repliés en L, des extrémités 10, 10' des branches du côté femelle. Ces bords saillants permettent une irise de contact électrique individuelle-sans intervention sur l'ensemble d'un montage groupé comme celui de la figure 4. Enfin il peut être avantageux de réaliser des groupements modulaires dont la repétition se développe dans deux directions orthogonales. La figure 14 montre un groupement de ce genre. Un premier mode de réalisation d'un tel connecteur multiple consiste à empiler en hauteur des rangés de connecteurs multiples coplanaires déjà décrits. Un second mode de réalisation consiste à obtenir par moulage direct du matériau plastique une telle structure. On doit remarquer que la structure de connecteur selon l'invention est très avantageuse car elle permet de faire l'économie d'une pièce isolante le couvercle. On a vu plus haut que dans les connecteurs classiques une structure de couvercle fermée sur la structure porte-contact est nécessaire. Selon l'invention une telle structure n'est pas indispensable. En effet il suffit de donner au porte-contact une hauteur "h" supérieure à la somme des épaisseurs du fond isolant 24 et la pince de connexion 1 se trouvera tota liement isolée électriouement au plan inférieur par le fond isolant 24, latéralement par les deux parois latérales du porte-contact 20 et au plan supérieur par les rebords 25 qui dépassent la côte d'affleurement de la pince 1 enfermée dans son logement. Dans la structure emnilée le fond du porte-contact coplanaire supérieur sert à isoler les pinces de connexion de la rangée supérieure de celles de la rangée sous-jacente. Un couvercle peutetre placé mais il n'est,en rien,indispensable. En effet chaque pince peut être introduite dans son logement 20 soit par enfilage dans le sens de la longueur soit par introduction verticale de haut en bas dans le logement 21. Un avantage considérable de l'invention consiste dans le fait que la pince est abordable de ltextérieur ce qui autorise la prise de contact directe sur une connexion individuelle. Or dans toutes les dispositions connues, il est nécessaire de démonter tout le connecteur pour contrôler ltétat d'une seule connexion. Enfin les fils conducteurs isolés du côté femelle peuvent être introduits indiff'eremment,soit dans chaque pince à I'extérieur du porte-contacts, les pinces sont ensuite enfilées chacune dans un logement individuel,soit dans chaque pince préalablement insérée à l'intérieur de son logement dans le porte-contact ainsi que la représente la figure 3. Le connecteur selon l'invention présente aux essais de durée une fiabilité élevée qui en font un connecteur de premier ordre spécialement pour la téléphonie. On peut encore prévoir divers autres aménagements de réalisation de l'in- ventiez, en particulier une butée pour limiter mécaniquement le débattement de sortie des branches 10 et 10' de la pince lors de la prise de contact. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec des exemples de réalisation particuliers, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. REvF;NDICATIS 1. Connecteur électrique à montage rapide destiné à assurer une connexion à partir d'au moins un fil conducteur isolé par une gaîne,appartenant éventuellement à un câble électrique isolé dans lequel une pluralité de conducteurs isolés sont disposés cote à côte, comprenant au moins un porte-contacts en matériau isolant pourvu d'un évidement dans lequel est logée une pièce de contactes, faite en un matériau conducteur résilient en forme de pince à deux branches, rigidement solidaires entre elles en au moins une région en laquelle est ménagé un élément saillant formant butée perpendiculaire à l'axe de la pince, connecteur caractérisé en ce que - l'évidement du porte-contacts servant de logement électriquement isolé à la pièce de contact contribue au fonctionnement de cette dernière en exerçant, au moyen d'au moins une zone de ses parois,une compression sur les branches de la pince ; - la pince de la pièce de contact est façonnée de manière à ménager entre les extrémités de ses deux branches deux entrées, coalignées, opposées, chacune apte à recevoir un conducteur et à prendre contact sur lui, la première entrez étant située du côté mule du connecteur, la seconde entrée du côté femelle - et en ce que la zone de compression des parois du porte-contacts sur les branches de la pince est située au voisinage de 1 'entre femelle du connecteur. 2. Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ltévidement de la pièce porte-contacts comporte au moins deux zones de largeur diffe'rentes, une première zone de logement dont la largeur est supérieure au débattement maximal des branches, une seconde zone de compression dont la largeur est inférieure à ltécartement des branches au repos, la seconde zone étant située au voisinage de ltentrée du côté femelle du connecteur. 3. Connecteur électrique selon la revendication 1 et la revendication 2, caracterisé en ce que du côté femelle du connecteur chacune des deux branches de la pince supporte sur sa face interne au moins une paire d'ergots dénudeurs saillant vers l'intérieur de la pince dans une direction qui fait avec celle de la branche orientée vers l'intérieur un angle inf'erieur à 900. 4. Connecteur électrique selon la revendication 1, earactérisé en ce que les parois de l'évidement du porte-contacts oui coopèrent par compression avec les branches de la pince au voisinage de l'entrée femelle du connecteur, forment un goulet de compression guidant le M placement longitudinal desdites branches par glissement en friction, en sorte que, sous l'effet d'une force de traction appliquee vers l'extendeur du porte-contacts sur un fil isolé pris entre lesdites branches, les ergots internes mordant l'isolant du fil, dénudent le conducteur et établissent sur lui une prise de contact électrique qui se maintient ensuite lorscutaprès la suppression de lteffort de traction la pince revient å sa position de repos. 5. Connecteur électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'en leur extrémité libre à l'entre femelle du connecteur les deux branches de la pince sont chacune pliées à angle droit vers ltextérieur de manière à constituer un rebord en L accessible de l'extérieur. 6. Connecteur électrique selon la revendication 1 et la revendication 4, caractérisé en ce que pour retirer le fil pris entre les branches du côté femelle du connecteur il suffit de lui appliquer une force de poussée dirigée vers l'intérieur du connecteur de manière à le dégager de la morsure des ergots dénudeurs et ensuite de ltextraire en le tirant vers l'extérieur. 7 Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le porte-contacts est réalisé enun matériau plastique et obtenu par moulage. 8. Connecteur électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la paire d'ergots dénudeurs portée par la face interne de la première branche de la pince du côté de I'entrée femelle est décale, dans le sens de la longueur, de la paire d'ergots dénudeurs portée par la seconde branche. 9. Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le porte-contacts étant pourvu d'une pluralité d'évidements semblables dans le même plan horizontal, reçoit une pluralité de pinces semblables à deux entrées opposées et coalignées de façon à former un connecteur pour cales à conducteurs isolés multiples. 10. Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le porte-contacts est formé d'un empilage de porte-contacts coplanaires, tel un connecteur coplanaire selon la revendication précédente, de façon à former plusieurs étages de connexions empiles, l'assemblage de l'empilage étant de prérerence fait au moyen de perçages verticalement coalignés prévus dans le matériau isolant du porte-contacts et enfilés en superposition.