Brevet FR2465329A1 — publié le 19810320

La présente invention, faite dans le cadre de la Division des Connecteurs Cannon, concerne un connecteur pour câble en nappe et se rapporte, plus particulièrement, à un connecteur dont les broches à contacts autodénudants sont à un pas différent de celui des conducteurs du câble en nappe à raccorder, les dispositions proposées par l'invention permettant d'utiliser directement un tel câble sans apporter aucune modification au connecteur tout en conservant la configuration du câble en nappe. Dans l'inductrie électronique, on emploie couramment des câbles en nappe et des connecteurs à contacts auto-dénudants pour réaliser les interconnexions. De tels câbles se présentent sous la forme de rubans plats constitués par la juxtaposition de conducteurs métalliques noyés dans une matière isolante souple, espacés les uns des autres selon un pas correspondant à celui des contacts auto-dénudants des connecteurs. Ces contacts sont souvent constitués par une fourche à deux dents dont l'écartement. est tel que si l'on exerce une pression sur le câble en nappe, chaque fourche perce l'isolant environnant le conducteur qui lui correspond, tranche cet isolant et mord le matériau du conducteur lui-même assurant ainsi un bon contact électrique et une bonne tenue mécanique du conducteur entre les dents de sa fourche. Les avantages de ce type d'interconnexion sont nombreux et l'on peut citer, entre autres par rapport aux méthodes de raccordement par soudage ou connexions enroulées, la réduction de l'espace et du poids nécessaires à l'interconnexion, la souplesse d'utilisation, la réalisation rapide, la manipulation aisée, ces avantages entrainant évidemment une réduction des coûts. Cependant, compte tenu de ses applications électroniques, l'interconnexion par câble en nappe doit se faire avec des éléments de faibles dimensions. C'est ainsi que le diamètre des conducteurs du câble en nappe est de l'ordre de 3/10 de millimètre, le pas de ces conducteurs et des contacts du connecteur étant, par exemple, de 1,27 mm. Il apparaît donc indispensable que les dimensions soient suffisamment rigoureuses, notamment en ce qui concerne le pas des conducteurs et des contacts, pour que l'interconnexion se fasse sans problème et de façon fiable. C'est la raison pour laquelle des connecteurs particuliers ont été créés pour répondre à l'utilisation de câbles en nappe. Or, bien avant que n'apparaisse sur le marché ce type nouveau de câble, il existait déjà des connecteurs miniatures, de forme générale rectangulaire, à une seule rangée ou à double rangée de broches, dont l'encombrement est très voisin de celui des nouveaux connecteurs pour câbles en nappe. Ces connecteurs ayant largement fait leurs preuves et ayant d'indiscutables qualités sont toujours largement utilisés. En outre, la partie de leurs broches destinée au raccordement qui était prévue pour le soudage ou pour recevoir une connexion enroulée peut se présenter également sous forme de contacts arrangés pour 1 ' auto-dénudage des conducteurs à raccorder de manière à permettre l'emploi de câbles en nappe. Toutefois, un problème se pose alors car le pas des broches de raccordement de ces connecteurs rectangulaires est différent de celui des conducteurs des cibles en nappe ; ainsi, par exemple, le pas des contacts d'une mâne rangée dans ce type de connecteur est de 2,76 mm tandis qu'il est de 1,38 nun entre les contacts de deux rangées différentes dans le cas d'un connecteur à double rangée de broches.On voit donc que, même dans l'hypothèse d'utilisation la plus favorable où l'on raccorderait deux conducteurs voisins du câble sur deux contacts voisins appartenant à chacune des deux rangées de broches, il y aurait une différence de 0,1 mn (1,38 mn - 1,27 mu ). Cette différence cumulée avec les différences existant également pour les autres conducteurs du câble, il apparaît évident que l'interconnexion directe par contacts auto-dénudants et câble en nappe est impossible avec les connecteurs rectangulaires miniatures. Cependant, comme il est intéressant que ces connecteurs puissent etre reliés facilement à d1 autres connecteurs ayant leurs broches au pas des câbles en nappe, on a prévu des dispositions qui permettent d'adapter le pas des broches des connecteurs rectangulaires et celui des conducteurs des cibles en nappe. C'est ainsi que des appareils plus ou moins complexes, manuellement ou automatiquement, coupent l'isolant séparant les conducteurs du câble plat et, ceux-ci rendus libres les uns par rapport aux autres, écartent les conducteurs et les mettent au pas des contacts du connecteur. D'autres dispositions consistent à associer ces mimes contacts à un adaptateur qui ramène le pas desdits contacts à celui des conducteurs du c ble en nappe.Ces dispositions sont coûteuses, souvent compliquées et vont toujours à l'encontre de l'avantage qu'apporte l'utilisation du câble en nappe, à savoir la connexion rapide en une seule opération de l'ensemble des conducteurs du celle. * L'objet de l'invention est donc de pallier de tels inconvénients de façon simple et économique en se bornant à présenter de biais aux contacts auto-dénudants le câble en nappe selon un angle approprié, à adopter une disposition particulière pour lesdits contacts et à prévoir un serre-c ble et son couvercle aménagés de telle sorte qu'ils rattrapent le biais du câble en nappe à l'intérieur du connecteur et ramènent la partie de ce câble extérieure au connecteur pour qu'elle soit normalement dans l'axe de celui-ci. A cette fin, l'invention propose un connecteur rectangulaire miniature à double rangée de contacts auto-dénudants qui présentent, dans leur partie servant au dénudage et à la connexion du cabale, un désaxage par rapport à l'axe du reste de la broche de raccordement et de son logement dans le connecteur On utilise ce désaxage des contacts auto-dénudants pour que les contacts d'une même rangée du connecteur aient tous leurs fourches désaxées orientées dans la même direction et pour que, dans l'autre rangée, les fourches soient disposées à 1800 par rapport aux premières et soient orientées également dans une même direction mais opposée à la précédente.De plus, chaque contact de l'une ou l'autre des ranges de broches de raccordement est monté dans son logement de manière que l'axe de sa double fourche forme un certain angle - en l'occurrence 230 - par rapport à l'axe vertical du connecteur. La conjonction de ces deux dispositions permet d'utiliser, avec des câbles en nappe des connecteurs largement connus pour la fiabilité de leurscaractéristiques mais dont les logements recevant les broches de raccordement sont au pas moyen de 2 > 76 mm. alors que les conducteurs des cules en nappe sont généralement au pas de 1, 27mm. En effet, pour câbler un tel connecteur, il suffit de présenter le cible en nappe de biais, selon un angle de 230, et chaque conducteur se trouve alors dans l'axe d'une fourche de contact appartenant alternativement A 1 'une ou l'autre des deux rangées de broches du connecteur. Cependant, si ces dispositions apportent une solution en ce qui concerne l'adaptation du pas des conducteurs des câbles en nappe avec celui des contacts de certains types courants de connecteurs, il reste à pallier l'inconvénient qui résulte de la présentation de biais du câble sur le champ de contacts. En effet, ce biais se retrouve également dans la partie du câble extérieure au connecteur et le fait que cette partie ne soit pas dans l'axe du connecteur peut, dans certains cas, constituer une gêne, Pour y remédier, liinvention prévoit d'utiliser un serre-c3ble et un couvercle reliés entre eux par une charnière. Le serre-câble comporte des conduits qui le traversent de part en part et servent individuellement à introduire et à guider chaque conducteur du cible en nappe lors de sa mise en place en regard des contacts avant connexion. Le serre-câble comprend également des zones dont les reliefs particuliers imposent au cIble plat des pliages judicieux qui rattrapent son biais et le ramène dans l'axe du connecteur. De son cEt*, le couvercle présente des zones en relief et en creux complémentaires des précédentes qui ont pour but de coincer le câble selon ses pliages et de le maintenir fermement pour que les efforts mécaniques qu'il peut subir hors du connecteur ne se répercutent pas sur les contacts établis dans le connecteur. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent : - la figure 1, une vue simplifiée en bout d'un connecteur rectangulaire miniature de type connu présentant deux rangées de logements pour broches de connexion ; - les figures 2 et 3, des vues à grande échelle et en perspective d'un modèle de broches de connexion mâle et femelle utilisées par l'invention ; - la figure 4, une vue semblable à celle de la.figure I mais avec un certain nombre de logements équipés de leurs broches de connexion ; - la figure 5, une vue de la partie interne du serre-câble servant a l'introduction des conducteurs du câble en nappe dans leurs contacts et au logement de ces derniers ;; - la figure 6, une vue partiellement arrachée et en coupe des différents moyens mis en oeuvre lors du raccordement d'un câble en nappe mais préalablement à la connexion ; - la figure 7, une vue semblable à celle de la figure 6 mais apres la connexion du câble en nappe sur les contacts du connecteur ; - la figure 8, une vue en perspective du serre-câble et de son couvercle tels que proposés par l'invention - la figure 9, une vue en perspective des éléments de la figure 8 après fermeture du couvercle sur le câble en nappe et le serre-câble ; - la figure 10, une vue en perspective des divers pliages qu'imposent au câble en nappe le serre-câble et son couvercle. On va commencer la description en se reportant tout d'abord à la figure 1 qui illustre de façon simplifiée la vue en bout d'un connecteur rectangulaire miniature de type connu et, notamment, les logements I de l'isolant 2 de ce connecteur. Ainsi qu'on peut le constater, ces logements sont disposés en deux rangées ; l'entr'axe 3 - ou pas - entre deux logements d'une même rangée est de 2,76 mn tandis qu'il est de la moitié, soit 1,38 mm pour le pas 4 entre deux logements appartenant respectivement à l'une et l'autre rangées. Or, pour des raisons, entre autres, de coût, de continuité d'approvisionnement, de fabrication de ce type de connecteur, il ne peut pas être question de modifier ces pas pour les amener aux valeurs de 1,27 mm (et 2,54 mm) qui correspondent aux pas des conducteurs des câbles en nappe. On a donc prévu, dans l'invention, de conserver les isolants 2 tels que celui apparaissant sur la figure I mais d'utiliser des broches de connexion ayant des contacts auto-dénudants dont la configuration permette de les disposer dans les logements 1 de manière que leur pas corresponde à celui des conducteurs des câbles en nappe. Ces broches de connexion font.l'objet des figures 2 et 3, la broche de la figure 2 comportant une fiche mâle 5, la broche de la figure 3 présentant une douille femelle complémentaire 6. Il va de soi que, dans un même boîtier 2, on ne monte que des broches à fiche 5 ou que des broches à douille 6 Selon qu'il s'agit de connecteurs mâles ou femelles. Néanmoins, on remarquera que la partie de ces broches servant au contact auto-dénudant est identique sur les deux figures. Elle est constituée par deux fourches 7 et 8 semblables qui ménagent chacune entre leurs deux dents une fente 9 ou 10 assurant la coupure de l'isolant d'un conducteur de câble plat, puis le logement et le contact avec ce même conducteur selon une méthode bien connue qui ne sera pas décrite.De même, ne sera pas décrit le rôle de la collerette 11 qui sert, de façon classique, au maintien de la broche dans son logement 1 (figure 1) grâce à l'action de languettes élastiques de rétention 12 comme illustré par la figure 6. On notera, cependant, que la broche présente sur les côtés deux ergots 11' symétriques provenant de la découpe de la bande support d'estampage dont la largeur légèrement supérieure au diamètrede la cavité de l'isolant du connecteur permet d'obtenir un serrage mécanique prévenant toute rotation de cette broche après insertion dans la cavité suivant une position spéciale qui sera decrite ultérieurement.On notera aussi que le chant 13 semicirculaire est au même niveau que le fond des fentes 9 et 10 de sorte que, quand le conducteur dénudé est au fond de la fente correspondante, la partie voisine du câble en nappe repose sur le chant 13 ainsi qu'on le verra plus facilement sur la figure 4. On notera aussi que la fente 9 ou 10 n'est pas dans l'axe de la broche mais déportée par rapport à cet axe pour des raisons qui vont être expliquées maintenant. En se reportant à la figure 4, on voit que certains logements 1 de l'isolant 2 ont été équipés de broches telles que celles des figures 2 et 3, seule la partie arrière prévue pour le contact étant visible sur la figure. Deux dispositions ont été prises en ce qui concerne la mise en place de ces broches : elles sont toutes placées de façon que le plan qui passe par l'axe 14 des fentes 9 et 10 de chaque paire de contacts 7 et 8 fasse un angle - en l'occurrenoede 230 - avec le plan qui passe selon l'axe 15 du connecteur ; de plus, dans une même rangée, tous les contacts 7 et 8 sont situés du même côté par rapport à l'axe 16 de leurs propres broches mais, dans la rangée supérieure, ils sont déportés à droite par rapport à l'axe 16 tandis que, dans la rangée inférieure, ils sont déportés à gauche par rapport à ce même axe. Etant donné que les axes des logements 1 - correspondant d'ailleurs aux axes 16 - sont séparés par une distance 3 (firuge 1) de 2,76 mm, on voit que la distance 17 séparant les axes 18 et 19 des fentes des contacts d'une même rangée est égale à 2,76 mm x cosinus de 239, soit 2,54 mm. Il en va de même avec la distance 20 qui correspond à la distance séparant les axes 19 et 21 des fentes de deux contacts appartenant chacun à une rangée différente puisque cette distance découle de l'entr'axe (figure 1) égal à 1,38 mm x cosinus de 23 , ce qui donne pour la cote 20 une valeur de 1,27 mm. On voit donc que le fait d'adopter les deux dispositions décrites ci-dessus permet d'obtenir des contacts ayant leurs fentes auto-dénudantes à un pas identique à celui des conducteurs du câble en nappe actuellement le plus utilise, tout en conservant le même type de contact que ce soit pour l'une ou l'autre rangée du connecteur. En effet, lors de la description des figures 2 et 3, on a noté que les fentes 9 et 10 des contacts étaient dans un plan qui se trouvait déporté par rapport à un plan parallèle passant par l'axe longitudinal de la broche de connexion. On retrouve cet écart entre ces deux plans sur la figure 4 ; il correspond, pour chaque contact, à la distance 22 entre l'axe 23 de la fente des deux fourches 7 et 8 d'un contact et l'axe 24 du reste de la broche de connexion solidaire de ce morne contact.Le désaxage 22 des fentes des contacts permet de laisser libre la partie située au droit du -chant 13 semi-circulaire (voir également les figures 2 et 3). Cette partie sert au passage du conducteur voisin, dans le crible plat, de celui dont son propre contact assure la connexion. De cette façon, non seulement les contacts sont au pas des conducteurs du câble plat mais ils ont une configuration qui permet de loger chaque conducteur du câble plat sans qu'il touche jamais d'autre contact que celui qui le dénude et le connecte. Pour que ses conducteurs soient disposés selon les axes 18, 19, 21, 23 (ainsi que les axes semblables des autres contacts), le câble en nappe doit être présenté en biais dans le connecteur, selon un angleOL(figure 4) de 230. Pour ce faire, le serre-câble 25 des figures 5; 6, 7, 8 et 9 comporte des conduits 26 qui le traversent de part en part et dont le diamètre correspond à celui des conducteurs munis de leur gaine isolante, le pas de ces conduits étant le même que celui des conducteurs du câble en nappe. Il-est donc très facile d'introduire ces conducteurs dans les conduits 26 puis de pousser le câble jusqu'au moment où il ressort de la longueur nécessaire au câblage en chaîne de plusieurs connecteurs ou bien laisser le câble en léger retrait par rapport aux sorties des conduits 26 afin d'éviter tout court-circuit intempestif. Or, ces conduits 26 sont pratiqués dans la matière isolante selon un angle de 23 par rapport à l'axe du connecteur. On voit qu'ainsi, après introduction dans les conduits 26, les conducteurs du câble en nappe sont chacun dans l'axe des fentes d'une fourche de contact de connecteur et sont prêts à ltopération d'auto-connexion. On se trouve alors dans la situation qui est illustrée par la figure 6 ; celle-ci est une vue de côté du connecteur et du serre-câble, ce dernier étant coupé selon l'axe d'un conduit 26 au niveau d'une fourche de contacts 7 et 8. Cette coupe du serre-câble 25 fait apparaître des dispositions internes que l'on va examiner en relation avec la figure 5. Une paroi 27 constitue le fond qui vient en butée contre la face arrière 28 du connecteur.Elle comporte, au droit de chaque fourche 7 ou 8 de contact, une ouverture borgne 29 (voir également la figure 5) dont la largeur et la longueur correspondent à l'encombrement d'une fourche de contact de façon à pouvoir en assurer le logement mais aussi le guidage. La profondeur de chaque ouverture borgne 29 est prévue pour être en rapport avec-la position ultime occupée par le contacts 7 et 8 à la fin de l'opération de connexion (figure 7). On notera que les deux ouvertures 29 correspondant aux deux fourches de contact d'une même broche de connexion ménagent entre elles, dans la matière isolante, un téton 30 dimensionné pour buter contre la gaine isolante du conducteur 31 sur l'espace séparant les deux fourches 7 - 8 du contact. A titre indicatif, on notera également que la figure 5 est une vue du serre-câble après retournement, c'est-à-dire que dans la position de connexion de la figure 6, les ouvertures 32 et 33 coopèrent avec les contacts non représentés du logement 34 de la figure 4 et les ouvertures 35 et 36 avec les contacts également non représentés du logement 37. C'est d'ailleurs pour la même raison de retournement que les lignes pointillées 38 et 39 correspondant aux bords extérieurs du câble plat sont orientées de façon symétrique par rapport aux axes tels 14, 18 de la figure 4. Dans ces conditions, en revenant à la figure 6, on voit que 1-' opé- ration de connexion consiste à exercer une force suffisante sur le serre-câble 25 dans la direction de la flèche 40 pour que tous les conducteurs 31 du câble en nappe soient simultanément dénudés et établissent un contact métallique avec les fourches 7 et 8 correspondantes. On est alors dans la situation illustrée par la figure -7 dans laquelle la paroi 27 est en butée contre la face arrière 28 du connecteur. En ce qui concerne le câble luimême, il est de biais par rapport à l'axe du connecteur comme illustré par la figure 8. Sur cette figure, on voit que le serre-câble 25 comporte une découpe délimitée par un fond 41 et deux parois 42 et 43 destinés à coopérer respectivement avec les faces 44, 45, 46 du couvercle 47. Celui-ci est rendu solidaire du serre-câble 25 au moyen d'une charnière souple 48. Dans cette découpe, on trouve en relief une rampe pyramidale 49 dont le couvercle 47 comporte l'empreinte femelle. Cette rampe pyramidale 49 présente trois faces libres identiques qui ont pour rôle d'imposer au câble en nappe 50 un pliage qui élimine sa position de biais et le ramène dans l'axe du connecteur.En effet, le câble 50 est rabattu manuellement entre les parois 42 et 43, puis le couvercle 47 est fermé jusqu'à ce que les faces 51 et 52 viennent au contact des faces 53 et 54 du serre-câble. La position "fermée" du couvercle 47 est illustrée par la figure 9 et l'on voit clairement la partie inférieure 55 du câble en nappe qui se trouve de biais par rapport à l'axe du connecteur alors que la partie supérieure 56, coincée par le couvercle, est normalement disposée selon cet axe. Un tel rattrapage angulaire de la position du câble est donc dû au pliage auquel est soumis le câble lorsqu'il est emprisonné contre les faces de la rampe pyramidale 49 (figure 8) par l'empreinte femelle de cette rampe pratiquée dans le couvercle 47 au moment où ce dernier est rabattu sur le serre-câble 25. Pour plus de clarté, on a représenté sur la figure 10 la vue en perspective de la portion de câble ayant été soumise au pliage après qu'elle ait été retirée du serre-câble. On reconnaît les parties 55 et 56 visibles sur la figure 9 et lton distingue clairement les zones 57 et 58 qui sont appliquées par le couvercle contre le fond 41 (figure 8) ainsi que les zones 59, 60 et 61 que ce même couvercle emprisonne contre les trois faces de la rampe 49 et dont le câble en nappe a conservé le profil. Il reste bien évident que la description qui précède n'a été faite qu'à titre d'exemple non limitatif et que d'autres variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Connecteur pour cible en nappe dans lequel les logements destinés à recevoir les broches de connexion à contacts en forme de fourche auto-dénudante sont espacés régulièrement les uns des autres1 sur une ou plusieurs rangées, selon un pas différent de celui des conducteurs du cIble en nappe, ledit connecteur étant caractérisé par le fait que axe de la fente de la fourche auto-dénudante de chaque contact d'au moins une rangée est désaxé par rapport à l'axe commun de la broche de connexion correspondante et du logement de cette broche dans le connecteur, les contacts de cette rangée du connecteur ayant tous leur fourche désaxée orientée du même côté par rapport audit axe commun, chaque broche étant disposée dans son logement pour que le plan passant par l'axe de la fente de la fourche auto-dénudante forme un angle avec le plan passant par l'axe vertical du connecteur, cet angle ayant la valeur adéquate pour que les conducteurs du câble en nappe soient individuellement dans l'axe d'une fente de fourche auto-dénudante. 2 - Connecteur pour câble en nappe conforme à la première revendication, caractérisé par le fait que l'angle formé par le plan passant par les axes de la fente de chaque fourche de contact et le plan passant par l'axe vertical du connecteur a une valeur dont le cosinus est égal au rapport du pas des conducteurs du câble en nappe avec le pas des logements des broches dans le connecteur. 3 - Connecteur pour câble en nappe conforme à la première revendication1 dans lequel on utilise un serre-câble pour réaliser simultanément le dénudage et la connexion de tous les conducteurs du câble en nappe ainsi qu'un couvercle pour éviter que les efforts de traction subits par le câble soient transmis aux conducteurs raccordés aux contacts du connecteur, ledit connecteur étant caractérisé par le fait que le serre-cAble comporte des conduits qui le traversent de part en part, le nombre de ces conduits, leur diamètre et leur distance entre axes correspondant respectivement à ceux relatifs aux conducteurs du câble en nappe, ces conduits étant parallèles les uns aux autres et disposés selon un même plan perpendiculaire aux fentes des fourches de contact du connecteur, ltaxe longitudinal desdits conduits formant avec l'axe vertical dudit connecteur un angle tel que défini dans la seconde revendication. 4 - Connecteur pour câble en nappe conforme à la troisième revendication, caractérisé par le fait que la face du serre-câble destinée à coopérer avec les fourches de contact du connecteur comporte des ouvertures borgnes dont les dimensions et les emplacements sont prévus pour assurer le logement des fourches de contact pendant et après l'opération de dénudage et de connexion des conducteurs du câble, lesdites ouvertures coupant orthogonalement lesdits conduits. 5 - Connecteur pour cIble en nappe conforme à la troisième revendication, caractérisé par le fait que le serre-câble comporte1 sur la partie arrière opposée à celle coopérant avec les fourches de contact du connecteur, une découpe en forme générale de "U" dont la largeur correspond à celle du câble en nappe, ladite découpe servant de logement à une rampe pyramidale dont la base est solidaire d'une paroi de la découpe tandis que son sommet est voisin de l'autre paroi de la découpe. 6 - Connecteur pour câble en nappe conforme à la cinquième revendication, caractérisé par le fait que les trois faces libres de la rampe pyramidale sont destinées à recevoir le cIble en nappe auquel elles imposent des pliages selon des angles correspondant à ceux ménagés par lesdites trois faces, ces pliages ayant pour but d'éliminer la position angulaire par rapport à l'axe du connecteur occupée par le câble à la sortie desdits conduits et de l'amener dans une position ou cet axe et le sien propre se confondent. 7 - Connecteur pour câble en nappe conforme aux troisième et cinquième revendications, caractérisé par le fait que le couvercle comporte une empreinte correspondant en creux aux reliefs de ladite rampe pyramidale de manière à soumettre le cIble aux pliages en le forçant contre les faces de ladite rampe lors de la fermeture du couvercle sur le serre-cAble. 8 - Connecteur pour cIble en nappe conforme à la première revendication comportant au moins deux rangées de broches de connexion à contacts en forme de fourche auto-dénudante1 caractérisé par le fait que les contacts d'une même rangée du connecteur ont tous leur fourche désaxée orientée du méme caté par rapport audit axe commun de la broche de connexion mais du côté opposé à l'orientation de la fourche auto-dénudante désaxée des contacts de l'autre rangée du connecteur.