Brevet FR2465331A1 — publié le 19810320

-1- La présente invention se rapporte aux connecteurs électriques du type à fiche et réceptacle et, plus particuliè- rement, à des contacts hermaphrodites pour de tels connec- teurs. Les connecteurs électriques du type à fiche et ré- ceptacle sont utilisés dans de nombreuses applications pour connecter une ou plusieurs paires de fils correspondants. Les fils arrivant au réceptacle sont connectés à des terminaisons respectives et ceux arrivant à la fiche sont connectés à des terminaisons correspondantes. Chacune des terminaisons com- prend un contact électrique possédant une extrémité de ré- ception de fil et une extrémité d'engagement. Les extrémités d'engagement de contacts correspondants sont emboîtées pour former une continuité électrique lorsque la fiche et le ré- ceptacle sont accouplés. Il est connu d'utiliser dis contacts hermaphrodites, c'est-à-dire dont les extrémités d'eniNement des contacts coopérants sont de structure identique. L'avan- - tage des contacts hermaphrodites réside dans le fait que des contacts identiques sont utilisés à la fois pour la fiche et le réceptacle, d'o il résulte une économie de fabrication et d'entretien. Cependant, des difficultés ont été rencontrées antérieurement pour réaliser à bas prix des contacts herma- phrodites procurant une bonne connexion électrique et une faible force d'insertion, ce qui est capital pour les connec- teurs à multiples contacts. Une application importante des contacts hermaphro- dites est celle des connecteurs miniaturisés, tels que ceux employés dans les systèmes électroniques aéroportés. Pour de tels connecteurs,-les contacts doivent être très petits; par exemple: un contact doit présenter un diamètre d'environ 2,5 mm et une longueur d'environ 13 mm. En général, les con- tacts miniatures sont du type à broche et prise. Lorsque les contacts miniatures à broche et prise ont été introduits, ils étaient fabriqués par usinage de blocs métalliques afin de conserver les tolérances exigées pour les contacts coopérants. Ces dernières années, les contacts miniatures ont été fabri- qués à partir de feuilles métalliques par découpage et enrou- lement afin de réaliser ce qui est dénommé un contact "formé". Les contacts formés comprennent un ensemble tubulaire possé- dant une extrémité de réception de fil et une extrémité -2- d'engagement ainsi qu'un épaulement de montage ou de verrouil- lage ménagés entre ces extrémités. L'extrémité d'engagement du contact femelle est prévue avec plusieurs doigts de con- tact destinés à recevoir le contact mâle. Un contact de cette construction et son procédé de fabrication sont décrits dans le brevet Américain NO 4 072 394. Il est connu des contacts hermaphrodites selon lesquels chacun des contacts comprend une lame unique présen- tant une rainure définie par des bords en forme et se prolon- geant vers l'arrière depuis l'extrémité d'engagement de la lame. Une paire de tels contacts sont amenés en engagement en orientant les lames respectives dans des plans perpendi- culaires avec les rainures alignées et en insérant une lame dans l'autre en relation télescopique. Une difficulté rencon- trée avec cet agencement réside dans le fait que les lames sont inflexibles dans leur plan et qu'un bon contact élec- trique ne peut être obtenu qu'avec une forte-force d'inser- tion. Il est connu d'utiliser des contacts qui peuvent être insérés et extraits du corps de connecteur pour facili- ter l'accrochage initial et l'entretien. Généralement, le contact est pourvu d'un épaulement annulaire de montage ou de verrouillage ménagé entre les extrémités de réception et d'engagement et qui coopère avec un organe de rétention du connecteur. L'organe de rétention présente plusieurs doigts élastiques qui fléchissent pour permettre l'insertion du con- tact et qui viennent s'asseoir derrière l'épaulement pour maintenir en place le contact. Le contact peut être extrait en utilisant un outil spécial permettant d'écarter les doigts élastiques de l'épaulement. Un contact de ce type est décrit dans le brevet Américain NO 4 082 398. Par conséquent, un objet de la présente invention consiste à réaliser un contact électrique perfectionné de type hermaphrodite pourvu d'un agencement perfectionné de verrouillage permettant l'insertion et le retrait du contact. Selon l'invention, il est réalisé un contact her- maphrodite qui présente une bonne connexion électrique ainsi qu'une faible force d'insertion, ce contact étant formé d'un corps tubulaire pourvu de plusieurs doigts de contact se pro- longeant axialement et présentant chacun une lame orientée - - -. ... - --- -3- radialement vers l'intérieur et destinée à venir en engagement avec des lames complémentaires d'un contact coopérant. De pré- férence, la lame orientée radialement vers l'intérieur est terminée par des bords chanfreinés afin de constituer un coin et les doigts sont espacés également de manière que des lames coopérantes d'un contact identique viennent s'emboîter dans les espaces entre les lames voisines avec les bords chanfrei- nés en engagement face à face. Le corps tubulaire posséde une paroi cylindrique en métal élastique et chaque doigt est un cantilever séparé des doigts voisins par des rainures axiales ménagées dans la paroi. L'extrémité de chaque lame est chan- freinée selon une partie inclinée qui va du bord interne à l'extrémité afin de faciliter l'insertion d'un contact coo- pérant dans l'autre. De préférence, le contact est fabriqué depuis une feuille métallique plane pour constituer un con- tact formé. En outre, il est réalisé selon l'invention un con- tact permettant l'insertion et le retrait dans le connecteur à l'aide d'un moyen de verrouillage qui assure la rétention du contact dans un organe de support. A cet effet, le contact est pourvu d'épaulements élastiques de verrouillage formés chacun d'un ressort à lame en forme de U faisant saillie du corps tubulaire. Cet objet et ces caractéristiques et d'autres en- core de la présente invention apparaîtront plus clairement de la description détaillée qui suit ainsi que des dessins y an- nexés, étant bien entendu que ceux-ci ne sont donnés qu'à ti- tre d'exemple nullement limitatif. Sur les dessins: La Fig. 1 est une vue en perspective du contact selon l'invention; La Fig. 2 est une vue explosée d'un connecteur électrique possédant de multiples contacts selon l'invention; La Fig. 3 est une vue en coupe d'une paire de con- tacts coopérants selon l'invention; La Fig. 4 représente un flan métallique depuis le- quel le contact est formé; La Fig. 5 représente le contact selon l'invention monté dans un corps de connecteur; La Fig. 6 est une vue prise selon la ligne 6-6 de -4- la Fig. 5; La Fig. 7-est une vue prise selon la ligne 7-7 de la Fig. 6; La Fig. 8 représente une autre forme de réalisation de l'invention; et La Fig. 9 représente un. flan métallique permettant de fabriquer la forme de réalisation de la Fig. 8. En se reportant maintenant aux dessins, on y voit un contact hermaphrodite destiné à être utilisé dans des con- necteurs électriques séparables. Le contact est destiné à être monté dans une garniture isolante d'un corps de connecteur, comme une fiche ou un réceptacle. Le contact est de type for- mé, c'est-à-dire qu'il est fabriqué depuis une fine feuille métallique par découpage et enroulement. Un contact 10 est représenté à la Fig. 1 qui com- prend, d'une manière générale, un corps tubulaire 12 possé- dant une extrémité de réception de fil 14 et une extrémité d' engagement 16. Le corps tubulaire est pourvu d'un moyen de verrouillage 18 qui est destiné à verrouiller le contact dans un organe de support. La Fig. 2 représente un connecteur électrique du type dans lequel l'invention peut être utilisée. Ce connec- teur comprend une fiche 2 possédant une enveloppe 3 qui con- tient une plaque 4 en matière isolante dans laquelle sont montés une pluralité de contacts 10. Le connecteur comprend en outre un réceptacle 6 possédant une enveloppe 7 qui con- tient une plaque 8 en matière isolante dans laquelle sont montés-une pluralité de contacts 10' qui sont identiques aux contacts 10. La fiche 2 et le réceptacle 6 sont destinés à être orientés et rapprochés l'un de l'autre pour se trouver en accouplement, Chacun des contacts 10 de la fiche 2 est placé en correspondance avec un contact 10' du réceptacle 6 de manière que des paires de contacts correspondantes vien- nent en engagement lorsque la. fiche--et le réceptacle sont accouplés. En se reportant à nouveau à la Fig. 1, on y voit que le corps tubulaire 12 comprend une paroi cylindrique 20 en-métal élastique, comme du cuivre au béryllium. Ce corps est formé par découpage-et enroulement d'une feuille de métal plane et comprend une couture 22 qui définit une paire - 5- d'organes d'emboîtement 24. L'extrémité d'engagement 16 du corps tubulaire 12 comprend un jeu de quatre doigts de contact identiques 30 qui sont espacés également autour de la périphérie de la pa- roi cylindrique 20. Chacun des doigts de contact 30 se pro- longe axialement depuis la paroi 20. Chaque doigt de contact est un cantilever présentant une racine 36 et une extrémi- té libre 32 qui est plane. Chaque doigt est séparé d'un doigt voisin par une rainure axiale 34. Chaque doigt 30 possède une lame orientée radialement vers l'intérieur 38 qui s'étend de l' extrémité libre 32 à un point situé entre cette dernière et la racine 36. Chaque lame 38, comme il apparaît mieux à la Fig. 3, se termine par des bords chanfreinés 40 et 42 qui constituent un coin dont la conicité est indiquée en A. Le bord de la lame à l'extrémité libre présente une partie in- clinée 43. Les doigts de contact 30 et les lames 38 sont sensiblement parallèles ou convergent légèrement vers l'extré- mité d'engagement 16. Le corps tubulaire est destiné à rece- voir l'extrémité dénudée d'un fil 70 (Fig.5) et ce fil est fixé par gaufrage. La Fig. 3 montre des contacts identiques 10 et ' en relation d'engagement. Dans cet état, les doigts 30 du contact 10 sont imbriqués avec les doigts 30' du contact '. Il est à remarquer que l'espace entre les bords chan- freinés 40 et 42 d'une paire de lames 38 voisines est de même forme et de même dimension que celui entre les bords chanfrei- nés 40 et 42 d'une même lame. En d'autres termes, les lames 38 sont espacées pour chaque contact 10 de manière que chaque lame 38' d'un contact identique 10' vienne s'ajuster entre une paire de lames 38 voisines avec les bords chanfreinés en engagement face à face. La partie inclinée 43 de chaque lame facilite l'insertion des lames d'un contact dans celles de l'autre. Avec les contacts orientés à 450 l'un par rapport à l'autre, ces contacts peuvent être poussés en relation coopé- rante sans aucune gêne d'un bout à l'autre. Les bords chan- freinés coagissent pour réaliser un emboîtement en coin qui procure une grande surface d'emboitement des contacts. Le moyen de verrouillage 18 comprend une pluralité d'épaulements radiaux 44 faisant saillie de la paroi 20 du corps tubulaire 12. Chaque épaulement 44 est de section en U -6- et forme un canal ouvert vers- l'intérieur s'étendant autour du corps tubulaire 12 et définissant une excroissance de ce dernier. Il est à remarquer que chaque épaulement 44 est sépa- ré d'un épaulement voisin par une fenêtre 46 ménagée dans la paroi 20 du corps tubulaire 12. Chacun des épaulements 44 constitue un ressort à lame qui s'étend vers l'extérieur du corps tubulaire et qui est destiné à fléchir selon l'axe de ce corps tubulaire. Une nervure de rigidité 48 est prévue longitudinalement sur l'épaulement 44. Les Fig. 5 et 6 représentent un unique contact 10 monté dans la fiche 2. La plaque isolante 4 est traversée par un passage 52 qui reçoit l'extrémité d'engagement 16 du con- tact et procure une surface de butée 53. Une plaque de réten- tion de contact 54 est placée derrière la plaque isolante 4 et est fixée par rapport à cette dernière dans l'enveloppe 3 de la fiche. La plaque de rétention 54 est pourvue d'un pas- sage circulaire 56 en alignement avec le passage 52. Comme il apparaît à la Fig. 6, quatre plates-formes 58 sont orientées radialement dans le passage 56 pour servir de support aux épaulements 44 du contact. Les plates-formes 58 sont également espacées et séparées les unes des autres par des encoches 60 qui sont de largeur suffisante pour laisser passer les épaule- ments 44. Comme il apparaît mieux à la Fig. 7, chaque plate- forme comprend une rampe 62 et une encoche voisine 64 qui sont ménagées dans la face avant de la plate-forme. Cette encoche est suffisamment large pour recevoir un épaulement 44. Le con- tact 10, après avoir été monté à l'extrémité d'un fil 70, est inséré dans le passage 56 avec les épaulements 44 en aligne- ment avec les encoches 60 et les parties avant des épaulements viennent s'asseoir contre la surface de butée 53 de la plaque isolante 4. Le contact 10 est poussé et tourné dans le sens dextrorsum de façon que les parties arrière des épaulements 44 viennent en engagement avec les rampes 62. Cette opération a pour effet de. faire fléchir ou de comprimer les épaulements 44 dans le sens axial et de permettre la rotation du contact jusqu'à ce que les épaulements se trouvent en alignement avec les encoches 64 respectives. Arrivés dans cette position, les épaulements 44 tombent dans les encoches 64 et verrouillent le contact en place. Ce dernier peut être extrait en sollici- tant vers l'avant l'extrémité de réception de fil 14 afin de -7- faire. fléchir ou de comprimer les épaulements 44 de manière qu'ils puissent être dégagés des encoches 64. Le contact est alors tourné dans le sens sénestrorsum jusqu'à ce que les épaulements se trouvent en alignement avec les encoches 60, et alors le contact est extrait du passage 56. Les contacts 10' sont montés dans le réceptacle 6 de la même manière que dans la fiche 2. Lorsque la fiche 2 et le réceptacle 6 sont accou- plés, les paires correspondantes de contacts 10 et 10' se trouvent en engagement. Chaque contact 10 est monté selon une orientation à 450 par rapport au contact 10' afin d'aligner les doigts de contact en vue de leur emboîtement. Le contact 10 est de préférence fabriqué en tant que contact formé par un procédé de découpage et d'enroule- ment. La Fig. 4 représente un flan de contact 80 qui a été découpé dans une feuille de métal pour former le contact 10. Le flan de contact est de forme plane et ses parties-qui cor- respondent à celles de la Fig. 1 sont identifiées par un même numéro de référence, mais portant un double prime. Il est à remarquer que les bords chanfreinés, tels que les bords 42", sont formés avec le flan dans son état plan. Egalement, tan- dis que le flan est plan, les lames 38" sont courbées dans une position perpendiculaire à la partie plane des doigts 30". Le flan est alors enroulé pour former le corps tubulaire avec les bords venant en engagement à la couture 22" et les orga- nes d'emboîtement 244" venant aussi en engagement. Si cela est désiré, des nervures de rigidité 48" sont formées dans les épaulements 44". Les épaulements sont formés en appliquant une force axiale sur le corps tubulaire pour écraser partiel- lement et courber vers l'extérieur les épaulements 444" afin de former la section en U des épaulements 44. Les doigts de contact 30 sont préformés de manière à être sensiblement pa- rallèles ou de converger légèrement vers l'extrémité d'enga- gement 16. Une autre forme de réalisation est représentée aux Fig. 8 et 9. Dans cette forme de réalisation, un contact 100 est le même que le contact 10 excepté qu'il n'y a que trois doigts de contact au lieu de quatre. La Fig. 8 est une vue fragmentaire montrant des contacts identiques 100 et 100' en relation d'engagement avec les doigts respectifs 300 et 300' -8imbriqués. La Fig. 9 représente un. flan'-de. contact 800 qui est découpé depuis. une.-feuille de métaIlpour:former le con- tact 100. Il est à remarquer que le flan pourvu de trois doigts de contact 300" offre plus d'espace, notamment pour former les bords chanfreinés, tels que les bords 420", des lames 320". Un contact possédant trois doigts de contact pré- sente une.-force d'insertion plus:faible et une surface de contact moindre qu'un contact similaire à quatre doigts de contact. -9- REVENDICATIONS 1. Contact hermaphrodite pour connecteur électri- que, ce contact (10) comprenant un corps tubulaire (12) pos- sédant une extrémité de réception de fil (14), une extrémité d'engagement (16) et, entre celles-ci, un moyen de verrouil- lage (18), l'extrémité d'engagement (16) présentant une plu- ralité de doigts de contact (30) se prolongeant axialement du corps (12), caractérisé en ce que chaque doigt de contact (30) possède une lame (38) faisant saillie radialement vers l'intérieur et se terminant par des bords chanfreinés (40,42) qui constituent un coin, l'espace entre les bords chanfreinés (40,42) de lames (38) voisines étant sensiblement de la même dimension et de la même forme qu'une lame (38) à ses bords chanfreinés, et en ce que les lames (38) du contact (10) sont destinées à venir s'emboîter dans un contact identique (10') avec l'extrémité d'engagement (16) du contact (10) étant in- sérée axialement dans l'extrémité d'engagement du contact identique (10') avec chaque lame (38) du contact (10) se trouvant entre des lames voisines (38') du contact identique (10'). 2. Contact selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps tubulaire (12) possède une paroi cylindri- que (20) en métal élastique, et en ce que chaque doigt de contact (30) est un cantilever séparé des doigts voisins par des rainures axiales (34) ménagées dans la paroi (20). 3. Contact selon la revendication 2, caractérisé en ce que les doigts de contact (30) sont sensiblement paral- lèles, et en ce que chaque lame (38) présente une partie in- clinée (43) allant de son bord interne à son extrémité libre. 4. Contact selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de verrouillage (18) comprend une plura- lité d'épaulements radiaux (44), chacun de ceux-ci faisant partie intégrante de la paroi (20) et définissant un canal circonférentiel ouvert vers l'intérieur. 5. Contact selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque épaulement (44) présente une nervure de ri- gidité (48) s'étendant dans un plan passant par l'axe du corps tubulaire (12). 6. Contact selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque épaulement (44). est constitué par une ressort -10- à lame en.forme de U faisant.'saillie vers l'extérieur du corps tubulaire (12). 7. 'Contact selon -la revendication 6, caractérisé en ce que le corps tubulaire (12) définit une. fenêtre (46) de chaque côté de chacun des épaulements (44), et en ce que chaque ressort à lame en forme de U est constitué par un segment déformé de la paroi: (20) entre les. fenêtres (46). 8. Contact selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre de doigts de contact (30) est de quatre. '9. Contact selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre de doigts de contact (30) est de trois.