Brevet FR2450510A1 — publié le 19800926

La préseute invention concerne le domaine des connecteurs électriques dits à faible force d'insertion et, plus particulierement, les éléments de contact utilisés dans de tels connecteurs. L'augmentation continue du nombre de contacts nécessaires pour certains types de connecteurs impose de réduire le plus pqssible la force qu'il faut exercer pour accoupler chaque élément mâle et l'élément femelle correspondant. Pour réduire la force à exercer pour accoupler un élément mâle et un élément femelle, on a depuis-longtemps donné, à- la partie terminale des éLéments mâles, une forme conique à bout arrondi ou une forme d'obus plutôt qu'une forme hémisphérique. En partant de l'hypo- these,qu'on pouvait a priori supposer exacte, qu'on obtient une réduction maximum de la force d'insertion en allongeant la zone de transition entre l'emplacement de première entrée en contact des éléments et l'emplacement de contact définitif sur la partie cylindrique d l'élé ment mâle, on est tout naturellement arrivé à proposer des éléments de contact mâles dont la partie terminale présente une génératriceappro- ximativement elliptique. En théorie, on est ainsi proche de la forme optimum, l'aug-- mentation de la force élastique de serrage exercee-par ltélément femelle sur l'élément mâle au fur et à mesure de l'insertion étant compensée dans une certaine mesure par la diminution de la pente de l'élément mâle. L'invention part d'une approche totalement différente, basée sur la constatation que les considérations théoriques qui ont conduit à la forme mentionnée ci-dessus ne sont pas totalement exactes et, surtout, ne tiennent pas compte des impératifs de fabrication. Du fait des tolérances de fabrication inévitables, le méca nisme de l'insertion est en fait complexe et deux stades doivent être considérés. Le premier stade d'insertion correspond à la prière venue en contact des éléments : il faut éviter que la pente de l'élément de contact mâle, au point de premiercpntact, soit trop importante, faute de quoi se produit un arc-boutement -qùi accroît éonsidérable- ment la force d'insertion. Or, le point de premier venue en contact n'est pas exactement défini, étant donné les défauts éyentuels d'ali gnement des éléments, dûs aux tolérances. Après contact initial, se produit une phase d'écartement des doigts ou palettes élastiques de la douille, au cours de laquelle l'effort d'insertion doit compenser les frottements et la force d'ou vertvire supplémentaire de la douille. Enfin, lorsque l'insertion est complète, il faut évidemment que ce soit la partie cylindrique de l'élément mâle qui soit en contact avec I'elément femelle. L'invention vise notamment à fournir un jeu d'éléments de contact répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'ils sont de réalisation économique tout en exigeant des forces d'insertion qui ne sont pas sensiblement différentes de celles obtenues avec les formes les plus complexes envisagées jusqu'ici. Dans ce but, l'invention propose notamment un jeu d'éléments de contact comprenant un élément mâle présentant une partie cylindrique de diamètre nominal D et une partie terminale fuselée et un élément femelle comportant une partie cylindrique et une partie terminale formée par des palettes élastiques séparées par des fentes, palettes déterminant une ouverture d'entrée de diamètre minimum nominal d0, caracterise en ce que ladite partie terminale fuselée a une lôn- gueur l.o comprise entre 2 D et 3,5 D, comporte un nez approximativement hémisphérique de diamètre dl au plus égal à do et une partie conique de raccordement avec la partie cylindrique. Les génératrices rectilignes de la partie conique se raccorderont généralement à celles de la partie cylindrique par une portion circulaire, de diamètre avantageusement de l'ordre de D. Les broches qui viennent d'être definies sont de fabrication facile et économique. Etant donné que e'est le diamètre dl qui est prépondérant en ce qui concerne la réduction des efforts lors du premier stade d'insertion et la longueur Lg qui est prépondérante lors du second stade, on peut facilement adapter la forme de l'élément mâle à toutes conditions particulières de fabrication se traduisant par des tolerances différentes. Une première comparaison entre l'élément de contact mâle proposé par l'invention et les contacts à faible force d'insertion antérieurement connus fait penser que la présence d'une partie conique est défavorable, car elle correspond à une pente constante et la compensation mentionnée plus haut ne s'effectue pas. Mais cette conclusion est erronée, car elle ne tient pas compte d'un élément pratique important : lors de la connexion, l'opérateur place d'abord le connecteur, c'est-à-dire engage les éléments mâles dans les éléments femelles, puis exerce une force d'engagement complet. Initialement, les deux demi-connecteurs sont immobiles l'un par rapport à l'autre.Par contre, en fin d'engagement, l'iner- tie du tiroir supportant le demi-connecteur en mouvement permet de dépasser aisément la position pour laquelle les éléments de contact femelles sont presque complètement dilatés. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère au dessin qui l'accompagne, dans Lequel - la figure 1 montre schématiquement un jeu d'éléments de contact mâle et femelle coopérant, - la figure 2 montre schématiquement, à grande échelle la partie terminale des éléments de la figure 1, les rapports entre les diverses dimensions tétant pas respectés pour plus de clarté. La figure 1 montre un élément de contact mâle 10, constitué par une broche, un élément de contact femelle 16, constitué par une douille, destinés à coopérer. Plusieurs centaines de jeux d'éléments mâles et femelles peuvent être prévus dans un même connecteur. Ces éléments de contact ont une constitution génerale classique : l'élé- ment mâle 10 comporte une tige cylindrique ll terminée à'avant par une partie fuselée 12 et prolongée à l'arrière par des renflements 13 et 14 servant au verrouillage de l'élément de contact dans un isolant de conu1ecteur et un tube 15 auquel vient se fixer un fil. L'élément de contact femelle 16 représente une partie tubulaire fractionnée à l'avant par des fentes 17 en deux lames ou palettes 18. La partie arrière de I'élément -16 a a même constitution que celle de l'élément 10. Ces jeux de contact peuvent être montés dans des connecteurs de nature quelconque, qu'il ntest donc pas nécessaire de décrire ici. La partie terminale de l'élément de contact mâle 10, montrée en figure 2, s'étend sur une longueur L0.- Si on désigne par D le diamètre de la partie cylindrique ll de la tige, on adoptera D \ La partie terminale fuselée de longueur Lg comporte un nez 19, de forme au moins approximativement hémisphérique et de diamètre dl, puis une partie tronconique 20 et, enfin, une partie 21 de raccordement entre la partie conique 20 et la partie cylindrique Il de la tige. Dans la pratique, la partie 21 sera de très courte longueur. Sa génératrice sera assimilable à un cercle de diamètre d2 tangent aux génératrices de la tige ll et de la partie conique 21. On adoptera généralement d2- D. La partie terminale de l'élément de contact femelle ou douille 16, également montrée en figure 2, est de forme tubulaire. Dans cette douille sont pratiquées, sur une longueur L2, les fentes 18 diamètralement opposées qui séparent deux palettes. Dans le mode de réalisation illustré en figure 2, les palettes ont une épaisseur qui décroît progressivement vers son extrémité ouverte, sur une longueur L1. Pratiquement, la partie terminale de la douille est d'abord découpee sur une portion de diamètre.constant, comme indiqué en tirets sur la figure 2, portion ayant une génératrice interne approximativement circulaire sur la longueur L1. Ensuite, les palettes sont pincées l'une vers l'autre de façon à définir une ouverture d'entrée de diamètre minimum dg. Une telle forme a, entre autres avantages, celui de se rapprocher d'un profil à résistance constante. Etant donné que le point de contact définitif-doit s'établir au-delà de la zone amincie de longueur L1, on adoptera généralement 0,6 Lo 4 L1 Par ailleurs, pour que l'insertion reste facile même en cas de défaut d'alignement, on prendra en général dl # d0 et 0,6 D # do # 0,8 D, les valeurs élevées de do correspondant aux valeurs seuils de Lo Enfin, on adoptera toujours une longueur de fente L2 supérieure à L1. Les matériaux constitutifs des éléments de contact et 11 état de surface seront comparables à ceux adoptés pour les connecteurs classiques à contacts multiples actuels. REVENDICATIONS 1. Jeu d'éléments de contact comprenant un élément présentant une partie cylindrique de diamètre nominal D et une partie terminale fuselee et un élément femelle comportant une partie cylindrique et une partie terminale formée. par des palettes élastiques séparées par des fentes, palettes déterminant une ouverture d'entrée de diamètre minimum nominal do, caractérisé en ce que ladite partie terminale fuselée a une longueur Lg comprise entre 2 D et 3,5 D, comporte un nez approximativement hémisphérique de diamètre dl au plus égal à do et une partie conique de raccordement avec la partie cylindrique de diamètre D. 2. Jeu d'éléments de contact suivant la revendication 1, caractérise en ce que les génératrices rectilignes de la partie conique se raccordent à celles de la partie cylindrique par une portion circulaire, dont le diamètre est avantageusement de l'ordre de D. 3. Jeu d'éléments de contact suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les palettes élastiques terminales de l'élément femelle ont une épaisseur décroissante sur une longueur L1 à partir de l'ouverture d'entrée, la longueur L1 étant comprise entre0,6 Lg et 0,8 L0. 4. Jeu d'éléments de contact suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les fentes séparant les palettes ont une longueur L2 supérieure à L1. 5. Connecteur électrique, caractérisé en ce qu'il comporte un nombre élevé de jeux d'éléments de contact suivant l'une quelconque des revendications précédentes.