Brevet FR2344977A1 — publié le 19771014

La présente invention concerne le domaine des connecteurs électriques. Elle concerne tout spécialement les connecteurs électriques, notamment à grand nombre de contacts (par exemple cent ou deux cents contacts), comportant des douilles portées par un corps isolant et destinées à coopérer avec des broches correspondantes, lesdites douilles étant agencées de façon à exercer un effort de pincement variable pour permettre l'introduction ou le retrait desdites broches avec un effort de pression faible ou nul entre douilles et broches, la pression de contact des douilles sur les broches étant effectuée en fin d'introduction des broches dans les douilles, ledit effort de pincement variable étant assuré par des moyens de commande actionnés par un déplacement axial du corps isolant. Dans des connecteurs connus de ce type, on a déjà proposé de réalier, d'une part, les douilles sous forme d'éléments tubulaires à orifice évasé et à parois munies de plusieurs fentes longitudinales régulièrement réparties qui délimitent des languettes élastiques tendant à se déformer, au repos, vers une position de pression minimum, et, d'autre part, les moyens de commande sous forme de manchons cylindriques entourant les douilles, ces manchons étant poussés vers l'avant élastiquement sous l'action de ressorts pour écraser les parties évasées des languettes et les presser contre les broches, en position connectée. Si les douilles employées dans les connecteurs connus décrits ci-dessus ont donné toute satisfaction en cours d'utilisation, il n'en demeure pas moins que les pièces mises en oeuvre sont nombreuses, de fabrication délicate, et que l'ensemble est d'un prix de revient élevé. Ces inconvénients s'expliquent essentiellement par la nécessité de commander simultanément, pour chaque broche,le déplacement radial des languettes élastiques constituant chaque douille,et et ce à l'aide d'un élément unique annulaire constitué par le manchon. Linvention a pour but d'éliminer cet inconvénknt en p - posant une douille ne comportant qu'une seule pièce mobile, dont le déplacement radial peut alors être assuré par des moyens de commande agissant latéralement par rapport à la douille et de réalisation plus simple que dans les douilles déjà connues. Conformément à l'invention, une partie longitudinale de la paroi de chaque douille est constituée par une pièce mobile radialement qui peut occuper, sous l'action des susdits moyens de commande, d'une part, une position écartée pour laquelle l'introduction ou le retrait de la broche correspondante s'effectue avec un effort de pression faible ou nul et, d'autre part, une position pincée pour laquelle ladite pièce mobile est pressée sur la susdite broche. Dans un mode de réalisation préféré, la douille est essentiellement constituée par un berceau présentant une fente axiale située sensiblement dans sa partie médiane et par une lame élastique constituant sa partie mobile, ladite lame élastique étant incurvée transversalement avec une concavité tournée vers l'intérieur et présentant dans sa partie centrale un bossage saillant vers l'extérieur et dépassant la paroi extérieure du berceau pour coopérer avec les moyens de commande. Dans ce cas, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions qui suivent - les moyens de commande comprennent une cavité rainure axiale, ou de préférence évidement annulaire) ménagée dans la partie du corps isolant située au moins en regard de la fente axiale du berceau, ladite cavité présentant une profondeur qui varie longitudinalement et qui est maximale vers l'arrière - des moyens de fixation sont prévus pour solidariser la lame élastique au berceau - lesdits moyens de fixation comprennent, d'une part, un arceau situé vers la partie centrale du berceau, arceau dont la surface extérieure diamétralement opposée au berceau est munie d'un méplat et, d'autre part, une partie aplatie située en arrière du bossage saillant de la lame élastique, et destinée à coopérer avec le méplat de l'arceau - lesdits moyens de fixation comprennent en outre, d'une part, une gorge prévue sur les surfaces latérales extérieures de l'arceau et, d'autre part, des pattes saillant latéralement de la lame élastique au niveau de sa partie aplatie, lesdites pattes étant rabattues de manière à s'engager dans ladite gorge de l'arceau, afin que la lame soit solidarisée axialement au berceau. Grâce aux dispositions ci-dessus conformes à l'invention, les douilles du connecteur sont facilement déformables pour n'exercer aucune pression notable sur les broches au cours de l'introduction ou du retrait de celle-ci ; leurs éléments com posants sont peu nombreux et aisés à réaliser ; et de ce fait, le coût de fabrication de ces douilles est peu élevé. Mises à part ces dispositions particulières, l'invention en comprend certaines autres qui s'utilisent de préférence en meme temps et dont il sera plus explicitement question dans la description qui suit, prise en considération avec les dessins annexés sur lesquels - la figure i est une coupe axiale partielle d'un connecteur concerné par l'invention, en position connectée - la figure 2 représente, à plus grande échelle que la figure 1, une douille du connecteur de la figure i dans une première position opératoire - la figure 3 est une coupe transversale de la figure 2, selon la ligne III-ITI ; - la figure 4 représente à plus grande échelle que la figure 1, une douille de l'invention dans une seconde position opératoire - et la figure 5 est une coupe transversale de la figure 4 selon la ligne V-V. Il est tout d'abord utile de définir les termes "avant" et "arrière" qui seront utilisés dans la description. Par "partie avant" d'une pièce de l'élément de connecteur, on entend la partie de cette pièce qui est tournée vers l'autre élément de connecteur accouplable avec ledit élément, lorsque lesdwx éléments sont présentés l'un en regard de l'autre pour l'accouplement (côté AV sur la figure i). De même, par "partie arrière" d'une pièce, on entend sa partie qui est tournée vers les conducteurs électriques fixés à l'élément de connecteur (coté AR sur la figure 1). La figure 1 représente partiellement un connecteur concerné par l'invention, dans lequel sont seuls représentés les supports isolants des contacts électriques, abstraction faite de la forme générale (cylindrique ou parallélépipédique) du connecteur et des différentes bagues et enveloppes extérieures aux supports isolants qui servent à assurer le fonctionnement et 1 'étanchéité du connecteur. Le connecteur comprend un élément femelle A muni de douilles i débouchant à sa partie avant et d 'un élément mâle B muni de broches 2 aptes, en position connectée (représentée sur la figure i), à coopérer avec les douilles 1. Pour simplifier le dessin, on n'a représenté qu'une seule douille et une seule broche. Pour des raisons de standardisation et de réduction des coûts de fabrication, on a intérêt, comme représenté, de faire en sorte que, dans l'élément femelle A de connecteur, la liaison entre conducteurs électriques (non représentés) et douilles se fasse par l'intermédiaire de broches identiques aux broches 1, de telle façon que l'arrière de l'élément femelle A soit identique à l'élément male B. Selon ce mode de réalisation, on voit que - pour ce qui est de l'élément mâle B, il comporte essentiellement un corps isolant 3 avec culasse arrière 4, les broches 2 étant portées par ledit corps isolant 3 et traversant une plaque avant 5, les broches 2 étant fixées dans le corps isolant 3 de toute manière connue en soi, - et, pour ce qui est de l'élément femelle A, il comporte l'association d'une culasse arrière 6 et d'un premier corps isolant 7 (se présentant à l'arrière de l'élément), identique à l'ensemble 4, 3 de l'élément male B et portant des broches 8, avec un second corps isolant 9 (situé vers lavant de l'élément A) portant les douilles 1 agencées pour coopérer, dans leurs parties arrière, avec les broches 8 correspondantes et pour coopérer, dans leurs parties avant, avec les broches 2 de l'élément mâle B en position connectée, l'élément femelle A comportant en outre une plaque avant 10 traversée par les broches 2 en position connectée. On notera que les différentes parties 6, 7, 9 et 10, ainsi que les broches 8 et les douilles 1, sont assemblées une fois pour toutes au cours du montage de l'élément de connecteur B, et que, en ce qui concerne son utilisation, l'élément B est identique à un élément muni de douilles à queues de type conventionnel. En ce qui concerne maintenant plus spécialement les douilles 1, elles sont agencées de façon quelles puissent être écartées vers une position de pression nulle sous l'action de moyens de commande. Pour assurer la fonction opératoire desdits moyens de commande, on prévoit un déplacement axial du second corps isolant 9, dont la partie avant est amenée au contact de la plaque avant 10 au début d'assemblage ou de séparation mécaniques des éléments A et B, et dont la partie arrière est ramenée au contact du premier corps isolant 7 en fin d'assemblage et/ou de verrouil lage ou de séparation mécaniques des deux éléments A et B. LentraSnement du corps isolant 9 entre les deux positions susindiquées peut être effectué par tous moyens appropriés sortant du cadre de la présente invention et dont quelques exemples seront donnés plus loin. Comme on peut le voir sur la figure 1 et comme on le voit mieux sur les figures 2 et 4, chaque douille 1 est constituée essentiellement de trois pièces, savoir - une pièce allongée ou berceau 11, métallique, destiné à guider les broches 2 et 8 lors de leur introduction ou de leur retrait et apte à assurer éventuellement une liaison électrique entre lesdites broches - une lame allongée élastique 12 assurant le contact électrique entre les broches 2 et 8 en position connectée, - et une enveloppe métallique cylindrique 13 ayant essentiellement pour rôle de maintenir assemblés le berceau Il et la lame 120 Le berceau Il est constitué par un élément tubulaire de diamètre intérieur légèrement supérieur à celui des broches 2 et 8, cet élément étant usiné pour ne laisser subsister des parties annulaires qu'en trois endroits : deux parties annulaires 14 situées respectivement à ses extrémités, et une partie annulaire ou berceau 15 situé légèrement en arrière de son plan médian transversal. Entre chacune des parties annulaires d'extrémités 14 et l'arceau 15, la matière a été éliminée sensiblement sur une demicirconférence de manière à constituer des gouttières 16 (voir aussi figure 3). En outre, la partie de la surface extérieure de l'arceau 15 diamétralement opposée aux gouttières 16 est usinée pour présenter un méplat 17 (voir aussi la figure 5) dans un but qui sera explicité ultérieurement. Enfin, les parois latérales de l'arceau 15 sont munies d'une gorge 18, pouvant avoir sensiblement la meme largeur que le méplat 17, la gorge pouvant avantageusement, pour en faciliter la réalisation, entourer complètement le berceau, d'un côté du méplat au côté opposé (comme représenté sur les figures). La lame élastique 12 présente une configuration dans laquelle on peut distinguer, d'arrière en avant, quatre parties - une partie flexible 19 destinée à coopérer avec la broche 8 et incurvée transversalement, la concavité étant tournée vers la broche 8 de manière que cette partie 19 épouse sensiblement la courhure de la broche 8 et assure ainsi avec celle-ci un bon contact électrique - une partie plate 20 dont la longueur correspond sensiblement à la longueur du méplat 17 de l'arceau 15, cette partie plate 20 reposant sur le méplat 17 - un bossage 21 saillant en direction opposée de l'ar- ceau 15, ce bossage faisant saillie hors de l'enveloppe 13, - et enfin une autre partie flexible 22 destinée à coo pérer avec la broche 2 et incurvée transversalement, la concavité étant tournée vers la broche 2 pour obtenir un bon contact électrique entre les deux pièces, cette partie flexible 22 constituant élément mobile de la douille 1 dont le déplacement radial permet l'insertion ou le retrait de la broche 2 avec un effort de pression nulle entre douille et broche (ou plutôt en lame et broche), comme cela sera expliqué plus en détail ultérieurement. On notera que la lame 12 comporte en outre deux pattes latérales 23 saillant de part et d'autre de la partie plate 20 (voir figure 5), ces pattes 23 ayant sensiblement la même largeur que la gorge 18 et étant recourbées de manière qu'en position de montage de la lame 12 sur l'arceau 15, les pattes 23 se logent dans la gorge 18 en épousant sa courbure. Cette disposition fort simple permet de solidariser axialement par simple emboStement la lame 12 au berceau 11. On remarquera que la configuration de la lame 12 est telle que, si on considère la partie plate 20 comme plan moyen de référence, les autres parties de la lame sont situées de part et d'autre de ce plan : le bossage 21 est en saillie vers l'exté- rieur et les parties flexibles 19 et 22 sont rabattues vers l'intérieur de la douille, de manière à être repoussées élastiquement radialement vers l'extérieur par les broches, respectivement 8 et 2, lorsque celles-ci sont enfoncées dans la douille. Quant à l'enveloppe extérieure 13, elle se présente sous forme d'un tube dont le diamètre intérieur est légèrement supérieur au diamètre extérieur du berceau il et dont les extrémités sont découpées pour former des pattes 24. Cette disposition permet l'introduction du berceau Il et de la lame 12 à l'intérieur de l'enveloppe et leur maintien dans cette position par rabatte- ment des pattes 24. Sensiblement en son milieu, l'enveloppe 13 comporte une ouverture 25 de dimensions suffisantes pour laisser passage au bossage 21 de la lame 12. La douille 1 ayant la constitution décrite ci-dessus, on peut donc constater que, l'extrémité avant de la lame 12 tendant élastiquement à s'écarter vers une position de pression nulle et dégageant, dans ladite position, l'orifice de la partie annulaire 14 située vers lavant du berceau 11, il suffit d'exercer sur le bossage 21, grâce à des moyens de commande appropriés, une force radiale dirigée vers l'intérieur de la douille pour déplacer l'ex- trémité 22 de la lame 12 en direction de la gouttière 16 située en regard, Ces moyens de commande peuvent de ce fait être réalisés d'une façon simple dès lors qu'ils sont liés au déplacement axial du corps isolant 9 que l'on a mentionné précédemment. Sensiblement au niveau de l'ouverture 25 de l'enveloppe 13 de la douille 1-, la paroi au logement axial 26, traversant le corps isolant 9 et dans lequel est disposée la douille 1, comporte un évidement 27 ayant une profondeur variable, cette profondeur étant maximale vers l'arrière de l'évidement et rattrapant par une partie inclinée le niveau de la surface du logement 26 Bien que cet évidement 27 puisse se présenter sous forme d'une rainure d'axe longitudinal, il est cependant préférable, pour en faciliter la réalisation, qu'il soit constitué par un évidement annulaire comprenant une première partie cylindrique 28, située vers I 'arrière, et une partie tronconique 29 située vers l'avant, la profondeur de la partie cylindrique 28 étant sensiblement égale à la saillie du bossage 21 de la lame 12. En outre, bien que cela ne soit pas représenté sur les figures pour ne pas en compliquer la lecture, il est souhaitable que le corps isolant 9 soit réalisé en deux tronçons, l'évidement cylindrique 28 étant réalisé dans la face avant du tronçon arrière et l'évidement tronconique 29 étant réalisé dans la face arrière du tronçon avant, les deux tronçons étant ensuite solidarisés définitivement de toute façon appropriée. Comme cela a été déjà dit, une fois ltélfiment femelle A de connecteur achevé, la broche 8 coopère en permanence avec la douille 1 eta de ce fait, la partie flexible arrière 19 de la lame 12 reste en appui continuel sur la broche 8. De ce fait, on remarquera que la lame 12 est constamment en appui sur trois points : sa partie arrière 19 s'appuie sur la broche 8, sa partie plate 20 s'appuie sur le méplat 17 de l'arceau 15 du berceau Il en même temps que les pattes 23 s'appuient dans le fond de la gorge 18 et, enfin, le bossage 21 s'appuie contre l'isolant, au fond de l'évidement 27. On va maintenant décrire le fonctionnement de la douille 1, en supposant que la broche 8 est déjà en place comme représenté sur les figures 2 et 4. Au repos, c'est-8-dire l'élément femelle B n'étant pas engagé avec l'élément mtle A, le corps isolant 9 est repoussé élastiquement contre le corps isolant 7 sous l'action de moyens connus en soi qui n'entrent pas dans le cadre de la présente invention. De ce fait le bossage 21 de la lame 12 s'appuie contre la partie haute de l'évidement 27 et l'extrémité 22 de la lame 12 est repoussée vers l'intérieur de la douille 1 (position pincée Au début de l'engagement mécaniquedes éléments A et B, au moment où les broches 2 s'approchent des trous pratiqués dans la plaque avant 10, le corps isolant 9 est ramené vers l'avant au contact de la plaque 10.Au cours du mouvement, le bossage 21 s'appuie élastiquement sur la partie inclinée 29 de l'évidement 27 et tend à dégager le passage emprunté par la broche 2 jusqu'à ce qu'il coopère avec la partie cylindrique 28. Elle occupe alors la position écartée (voir figures 2 et 3) pour laquelle la broche 2 peut pénétrer dans la douille 1 sans être en contact avec la partie flexible 22 de la lame 12 ou tout au moins, si ce contact existe, la lame 12 n'appuie pas suffisamment sur la broche 2 pour exercer une pression s'opposant à la pénétration de ladite broche0 Une fois la broche 2 complètement enfoncée dans la douille 1, c'est-à-dire vers la fin de la connexion mécanique des deux eléments A et B, ou vers la fin du verrouillage mécanique éventuel de cette connexion, le corps isolant 9 est repoussé vers l'arrière au contact du corps isolant 7, ce qui a pour conséquence, du fait de la coopération du bossage 21 de la lame 12 avec la partie inclinée 29 de l'évidement 27, que l'extrémité 22 de ia lame 12 s'appuie fermement sur la broche 2, mettant celle-ci en liaison électrique avec la broche 8 (voir figures 4 et 5). La déconnexion s'effectue selon le processus inverse de celui qui vient d'être décrit. Comme cela a été dit plus haut, les moyens a mettre en oeuvre pour assurer le déplacement du corps isolant selon la séquence décrite ci-dessus n'entrent pas dans le cadre de l'invention et peuvent etre de tous types connus, adaptés au type du connecteur considéré. A titre infcrmatif, de tels moyens sont décrits dans les demandes de brevet ançais siiivstes,toutes aumn ila demanderesse - 73 27 239 (publiée sous le nO 2 239 025) pour un connecteur cylindrique à bague tournante - 75 38 312 pour un connecteur parallélépipédique - 76 03 999 pour un connecteur rectangulaire pour carte à circuits imprimés. Bien entendu tous autres moyens appropriés peuvent convenir pour réaliser le déplacement en question. On notera que, bien que le corps isolant 9 soit mobile axialement, les douilles 1 sont, elles, fixes et maintenues en position par coincement entre la face avant de l'isolant 7 et la face arrière de la plaque avant 10. Cette disposition simple permet au corps isolant 9 de se déplacer librement sur les douilles lo En particulier, la douille qui est décrite peut être utilisée dans un élément femelle de connecteur de type conventionnel, ctest-à-dire sansque5iitedouille coopère, dans sa partie arrière, avec les broches. Il convient alors que la partie du berceau 11 située en arrière de 1'arceau 15 soit remplacée par une queue de toute forme souhaitable pour une liaison appropriée avec le conducteur électrique (liaison par soudure, par enroulement ou "wrapping", par sertissage) et que la partie flexible arrière 19 de la lame 12 soit éliminée. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS '-5 - 1. - Connecteur électrique, notamment à grand nombre de contacts, comportant des contacts femelles (du type douille) portés par un premier corps isolant et destinés à coopérer avec des contacts mâles correspondants (du type broche) portés par un second corps isolant, chaque contact femelle comportant une enveloppe externe et étant muni d'une partie longitudinale constituée par une pièce mobile radialement qui peut occuper, sous l'action de moyens de commande, d'une part, une position écartée pour laquelle l'introduction ou le retrait du contact mâle correspondant s'effectue avec un effort de pression faible ou nul et, d'autre part, une position pincée pour laquelle ladite pièce mobile est pressée sur le susdit contact mâle, la pression exercée par la pièce mobile étant obtenue en fin d'introduction des contacts mâles dans les contacts femelles, caractérisé en ce que ladite pièce mobile présente, pour coopérer avec les susdits moyens de commande, un bossage s'étendant vers l'extérieur et faisant saillie par rapport à llenveloppe externe du contact femelle, ladite enveloppe présentant une ouverture pour le passage du bossage saillant. 2. - Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce mobile est une lame élastique présentant, dans sa partie centrale, ledit bossage saillant vers l'ex intérieur 3. - Connecteur électrique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les contacts femelles sont encastrés dans le premier corps isolant qui les porte et dans lequel le second corps isolant possédé une face frontale de laquelle font saillie les contacts mâles qu'il porte, caractérisé en ce que les susdits moyens de commande sont constitués par une partie du premier corps isolant agencée pour pouvoir être déplacée selon la-direction dans laquelle s'étendent les contacts femelles et en ce que le premier corps isolant comporte, associée à chaque contact femelle, une cavité dans laquelle~s'étend le susdit bossage, cette cavité ayant une profondeur qui varie longitudinalement entre une profondeur maximum à l'arrière, pour laquelle la pièce mobile peut occuper une position écartée, et une profondeur minimun à l'avant, pour laquelle le fond de la cavité agit sur le susdit bossage saillant pour amener la pièce mobile dans sa position pincé. 4. - Connecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la cavité est une rainure longitudinale comprennent, vers 1arrière une partie de profondeur constante et, vers l'avant, une partie de profondeur diminuant de l'arrière vers l'avant. 5. - Connecteur électrique selon la revendication k, caractérisé en ce que la partie avant de la rainure a une profondeur qui diminue régulièrement de l'arrière vers l'avant et qui constitue une rampe rectiligne. 6. - Connecteur électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la cavité est un évidement annulaire qui comprend7 vers l'arrière, une partie cylindrique de profondeur constante et, vers lavant, une partie tronconique convergeant vers l'avant. 7. - Connecteur électrique selon lune quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le contact femelle comprend un berceau entouré par l'enveloppe externe et présentant une fente axiale située sensiblement dans sa partie médiane. 8. - Connecteur électrique selon la révendication 7, caractérisé en ce que des moyens de fixation sont prévus pour solidariser la lame élastique au berceau. 9. - Connecteur électrique selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de fixation comprennent, d'une part, sur le berceau, un arceau situé vers la partie centrale du berceau et, d'autre part, sur la lame élastique, des pattes saillant latéralement et rabattues de manière à épouser le contenu de la surface extérieure de l'arceau. 10. - Connecteur électrique selon la revendication 9, caractérisé en ce que des moyens de blocage en rotation sont prévus pour empêcher la lame élastique de tourner autour de l'arceau. 11. - Connecteur électrique selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de blocage en rotation sont constitués par une partie aplatie de la lame élastique et par un méplat sur l'arceau sur sa surface extérieure diamétralement opposée au berceau. 12. - Connecteur électrique selon l'une quelconque des revendications 9 à 1l, caractérisé en ce que des moyens de blocage longitudinal sont prévus pour empêcher la lame élastique de se déplacer longitudinalement par rapport à l'arceau. 13. - Connecteur électrique selon la revendication 12, caractérisé en ce que ces moyens de blocage longitudinal sont constitués par des gorges prévues sur la surface extérieure de l'arceau, gorges dans lesquelles s'engagent les pattes rabattues de la lame élastique. 14. - Connecteur électrique selon l'une quelconque des revendications 2 à 13, dans lequel l'élément femelle de connecteur comporte, à sa partie arrière, un deuxième corps isolant portant des broches auxquelles sont raccordés les conducteurs électriques, la partie avant des broches étant agencée pour coopérer avec la partie arrière des douilles, caractérisé en ce que la partie arrière des lames élastiques est en appui permanent sur les broches arrières.