Brevet FR2536593A1 — publié le 19840525

ELEMENT DE CONNEXION POUR ETABLIR UN CONTACT ELASTIQUE DE PRESSION AVEC AU MOINS UNE SURFACE CONDUCTRICE La présente invention concerne un élément de connexion pour établir un contact élastique de pression avec au moins une surface conductrice sur au moins une face d'une structure rigide plane, cet élément comprenant - un boîtier pourvu de moyens de guidage pour diriger la structure rigide selon un chemin déterminé dans le sens de son insertion dans le boîtier, - et au moins un élément de contact souple monté dans le boîtier et ayant un premier tronçon d'extrémité positionné initialement dans ledit chemin, un second tronçon d'extrémité solidaire d'un organe de raccordement fixé audit boîtier, et un tronçon central position né hors dudit chemin, - ledit premier tronçon d'extrémité étant agencé pour être entraîné par ladite structure lorsqu'elle se déplace le long dudit chemin dans le sens de son insertion dans le boîtier, de manière à incur ver ledit élément de contact et à amener ledit tronçon central en contact sans frottement avec ladite surface conductrice sur la face de la structure rigide, - dans lequel ledit élément de contact comporte au moins un support isa lant souple en forme de bande repliée en U, au moins une piste mé tallisée appliquée sur une première face dudit support et au moins un organe ressort agencé pour prendre appui sur 1'- autre face dudit support, de manière à appliquer ledit tronçon central dudit élément de contact avec une pression sensiblement constante contre ladite surface conductrice de ladite structure rigide. Un tel dispositif est par exemple décrit dans le certificat d'addition (demande nO 81/04585) au brevet principal nO 77/19271 . Dans ce dispositif, à chaque piste métallisée, appliquée sur une face du support isolant souple en forme de bande, correspond une lame ressort agencée pour prendre appui sur l'autre face de ce support et pour exercer une pression sensiblement constante destinée à appliquer le tronçon central du support contre la surface de la structure rigide ou, en d'autres termes, pour appliquer les pistes conductrices de la bande sur les pistes métallisées de la carte imprimée. Les lames ressort peuvent être individuelles mais sont de préférence réalisées en série, de façon à adopter une structure en forme de peigne ou de double peigne, dont chaque dent correspond à une piste conductrice du support isolant souple. Dans la pratique, il s'est avérez que la réalisation de ces lames élastiques est délicate et coûteuse. En outre lorsque le connecteur est soumis à des vibrations, les lames ressort peuvent entrer en résonnance et/ou subir des altérations ou un vieillissement qui diminuent leur efficacité et influencent négativement la fiabilité du connecteur. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients en réalisant un élément de connexion économique et fiable tel que défini ci-dessus, mais dans lequel les lames ressort, fragiles et coûteuses, ont été remplacées par des moyens simples et efficaces, faciles à fabriquer et à mettre en place et dont les propriétés physiques sont sensiblement constantes pendant toute la durée de vie de l'élément. Dans ce but, l'élément de connexion est caractérisé en ce que l'orga- ne ressort comporte une pièce cylindrique élastique, disposée entre les deux branches du U de manière à être constamment en appui contre les surfaces intérieures en regard de ces branches. Selon une forme de réalisation avantageuse, la pièce cylindrique élastique constituant l'élément ressort comporte une tige cylindrique pleine, réalisée en un matériau élastomère. Selon une autre forme de réalisation, la pièce cylindrique élastique constituant l'organe ressort comporte une tige tubulaire cylindrique réalisée en un matériau élastomère. La surface périphérique de cette tige cylindrique pleine ou tubulaire peut être lisse ou peut comporter des protubérances ou cannelures régulières ou irrégulières. En particulier, lorsque la structure rigide plane comporte une série de pistes métallisées parallèles entre elles et parallèles à la direction d'insertion de cette structure, la pièce cylindrique constituant l'organe ressort peut comporter une série de bourrelets circonférentiels espacés régulièrement les uns des autres, agencés de telle manière que chaque bourrelet corresponde à une piste métallisée de la structure rigide et à une piste conductrice de l'élé- ment de contact en forme de bande. Par ce moyen, la pression exercée par l'organe ressort est renforcée dans les zones de contact. Il est toutefois possible d'obtenir un effet sensiblement similaire en ménageant des nervures sur la surface du boitier qui sert d'appui l'élément de contact souple en forme de bande. La tige cylindrique constituant l'organe ressort peut également comporter un renfort sous la forme d'un noyau axial rigide. La couche périphérique en élastomère pourra être lisse pu présenter des cannelures convenablement disposées pour exercer une contrainte prioritaire sur les zones de contact-. Les moyens de guidage du boîtier sont de préférence constitués par une fente axiale agencée pour recevoir la structure rigide lors de son insertion, et limitée latéralement par deux parois de ce boiter reliées à leur base. En coupe transversale, ce boîtier a une forme de U dont les branches servent d'appui, notamment dans la zone supérieure, à l'organe élastique exerçant une pression sensiblement constante sur l'élément de contact. Pour éviter une "ouverture des branches" du U ou une fatigue du boîtier en raison des contraintes exercées sur les parois latérales, la structure rigide peut comporter un capot agencé pour s'adapter sur le boîtier au moment de l'insertion et pour retenir latéralement iesdites parois de ce boîtier. En outre, le boitier peut comporter un organe de centrage qui coopère avec un organe complémentaire de la structure rigide pour assurer un positionnement précis de cette structure par rapport à l'élément de contact. A cet effet, on peut prévoir un système composé d'une fente ménagée dans la structure rigide et d'un téton ou une protubérance complémentaire solidaire du boîtier et s'engageant dans cette fente au moment de l'insertion. D'autre part, le boîtier comporte avantageusement des griffes de retenue agencées pour maintenir la structure rigide en position d'insertion. La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'une forme de réalisation préférée et du dessin annexé, dans lequel La figure 1 représente une vue schématique de l'élément de connexion selon l'invention, avant l'insertion de la structure rigide, La figure 2 représente une vue schématique de l'élément de connexion selon l'invention, après l'insertion de la structure rigide, La figure 3 représente une vue schématique en coupe transversale d'une autre forme de réalisation d'un élément de connexion selon l'invention, La figure 4 est une vue en perspective illustrant un mode de réalisation particulier de l'élément de connexion selon l'invention, La figure 5 est une vue en coupe axiale d'un organe ressort utilisé dans l'élément de connexion selon l'invention, La figure 6 est une vue en coupe transversale d'un autre organe ressort. de l'élément de connexion selon l'invention, La figure 7 représente une vue partielle en perspective d'une surface intérieure d'une paroi du boîtier, et La figure 8 est une vue en coupe partielle de l'élément de connexion selon l'invention, illustrant les moyens de retenue en position d'insertion de la structure rigide. En référence aux fig. 1 et 2, l'élément de connexion 10 décrit se compose d'un boîtier ll ayant une forme générale de U, comprenant deux branches ou parois latérales 12 et 13 reliées à leur base par un pont transversal 14. Ce pont comporte deux séries d'ouvertures 15 et 16, dans lesquelles sont engagées deux séries d'éléments de raccordement 17, 18 respectivement connectées aux pistes conductrices d'un élément de contact souple 19.Cet élément de contact 19 se compose, comme décrit dans le certificat d'addition mentionné en préambule, d'une bande souple ayant, avant son montage dans le boîtier, une forme sensiblement rectangulaire- et comportant deux séries opposées de pistes conductrices parallèles entre elles, les bandes d'une série étant séparées de celles de l'autre par une zone isolante et ayant, après son montage dans le boîtier, la forme de deux tJ juxtaposés ou de préférence d'un M, dont les extrémités libresdes deux bras sont par exemple connectées par sertissage aux deux séries d'organes de raccordement 17 et 18. Ce raccordement s'effectue de telle manière qu'à chaque organe de raccordement 17 ou 18 correspond une et une seule piste conductrice de l'élément de contact souple 19. I1 est bien ehtendu que l'élément de contact 19 pourrait ne comporter qu'une seule série de pistes conductrices. Toutefois, il est évident que le dispositif se prête particulièrement bien à un agencement symétrique tel que représenté en particulier sur les fig. 1 et 2. L'élément de contact est fixé, dans sa partie centrale, à la périphérie d'un coulisseau 20 logé dans la fente ménagée entre les parois latérales 12 et 13 du boîtier et définissant le chemin, déterminé dans le sens de l'insertion dans le boîtier de la structure rigide plane 21, qui est en fait une carte imprimée pourvue, sur chacune de ses deux faces planes, d'une série de pistes métallisées (non représentées), qui correspondent respectivement aux pistes conductrices de l'élément de contact 19. Alors que l'organe ressort, destiné à appuyer avec une pression sensiblement constante les pistes conductrices de l'élément de contact 19 contre les pistes métallisées de la carte imprimée 21, était constitué, dans le dispositif du certificat d'addition susmentionné, par un double peigne de lames ressorts, cet organe ressort est, dans le cadre de la présente invention, constitué par deux pièces cylindriques élastiques 22 et 23, disposées sensiblement entre les branches et de préférence au fond de chacun des replis supérieurs de l'élément de contact souple. Le diamètre de ces pièces cylindriques 22 et 23 est sensiblement égal à la distance qui sépare les surfaces intérieures des deux branches en regard de la bande souple 19 repliée comme le montre la fig. 1.On constate, sur les deux.fig. 1 et 2, que les surfaces 24 et 25 des deux parois latérales 12 et 13 du boîtier 11 sont légèrement en biais de telle manière que les couloirs 26 respectivement 27, à l'intérieur desquels cheminent à la fois les pièces cylindriques 23 et 22 et les plis de l'élément de contact souple 19 enroulé autour de ces pièces cylindriques, se rétrécissent de haut en bas danse sens de l'insertion de la structure rigide ou carte imprimée 21. De cette manière, les pièces cylindriques élastiques 22 et 23 s'écrasent quelque peu latéralement au cours de l'insertion de la carte imprimée 21, ce qui a pour effet d'accroître la compression qu'exercent ces pièces sur l'élément de contact 19 et d'améliorer le contact électrique entre les pistes conductrices de l'élément de contact 19 et les pistes métallisées de la carte imprimée.On notera que pendant le déplacement des pièces cylindriques 22 et 23 au cours de l'insertion de la carte imprimée 21, lesdites pièces cylindriques roulent sans glisser respectivement dans le sens des flèches A et B, en se déformant quelque peu en raison de la restriction en largeur des couloirs correspondants, et exercent une pression sensiblement uniforme sur la zone de contact. On notera que le but principal de l'invention, qui consiste à remplacer les organes de contact en forme de peigne ou de barrette métallique par un organe de construction simple et économique ne subissant pratiquement pas d'altération dans le temps, est rempli par la mise en place des pièces cylindriques 22 et 23. Par ailleurs, comme les systèmes antérieurs, le contact entre les pistes métallisées de la carte imprimée 21 et les pistes conductrices de l'élément de contact 19 s'effectue sans frottement. Selon le choix du matériau composant les pièces cylindriques élastiques 22 et 23, la pression de contact peut être relativement élevée. Un profilage spécial des surfaces 24 et 25 permet de renforcer la pression de contact dans des zones déterminées, par exemple dans la zone de contact correspondant à l'insertion totale de la carte imprimée 21. La fig. 3 illustre une autre forme de réalisation de l'élément de connexion selon l'invention. Dans ce dispositif, les parois latérales 32 et 33 du boîtier 30 comportent des surfaces intérieures 34 et 35, dont le profil est agencé de telle manière que la compression exercée par les pièces cylindriques élastiques 36 et 37 'soit maximale lorsque l'insertion de la carte imprimée 31 est totale, comme le montre la figure.Pour éviter une "ouverture" des parois latérales 32 et 33 du boî- tier 30, c'est-à-dire une fatigue de la liaison entre la base (non représentée) du boîtier et lesdites parois latérales, la carte imprimée 31 est pourvue d'un capuchon 38 qui coiffe l'extrémité supérieure du boîtier 30 et sert de renfort, empêchant la déflexion des parois la térales 32 et 33 par réaction contre l'effet de compression exercé par les pièces cylindriques élastiques 36 et 37. Pour faciliter une mise en place aisée et un centrage correct d'une carte imprimée 41 à l'intérieur d'un boîtier 42 d'un élément de connexion 40 représenté par la fig. 4, la carte peut être pourvue, par exemple en son milieu,au voisinage de son extrémité d'insertion, d'une fente 43 parallèle aux pistes conductrices 44 qui coopèrent avec une protubérance ou un pont 45 solidaire d'un capuchon de renfort 46 dont le role est sensiblement similaire au capuchon 38 de la fig. 3. Toutefois, le capuchon de renfort 46 est dans ce cas solidaire du boîtier 42 et non de la carte imprimée 41. I1 comporte, sur sa paroi supérieure, une fente axiale 47 qui définit l'embouchuré du chemin d'insertion de la carte dans l'élément de connexion. La fig. 5 représente une vue en coupe axiale d'une forme de réalisation particulière de la pièce cylindrique constituant l'organe ressort mentionné précédemmcnt. Cette pièce est constituée par un cylindre 50 en un matériau élastomère, dont la surface périphérique est pourvue d'un ensemble de bourrelets ou nervures annulaires 51, paral vièles entre elles et espacées les unes des autres. Chacun des bourre lests 51 correspond en fait à une piste conductrice de l'élément de contact en forme de bande et par conséquent également à une piste métallisée de la carte imprimée. La présence de ces bourrelets permet d'obtenir une compression prioritaire dans les zones de contact. Un effet similaire peut être obtenu par des nervures 61 ménagées le long de la surface intérieure d'une paroi 60 d'un boîtier tel que représenté partiellement par la fig. 7. Comme pour les bourrelets 51, les nervures 61 correspondent respectivement aux pistes conductrices de l'élément de contact et servent à renforcer la pression de contact dans les zones de contact. La fig. 6 représente une vue en coupe transversale d'une autre forme de réalisation de la pièce cylindrique constituant l'organe ressort. Selon cette réalisation, la pièce cylindrique comporte un noyau 70 réalisé en un matériau rigide tel qu'une matière synthétique ou un métal et une couche périphérique 71 en un matériau élastomère. La couche élastomère 71 peut avoir une surface périphérique lisse, comme représenté en traits pleins, ou peut comporter, comme la pièce représentée par la fig. 5, un ensemble de nervures 72 représentées en traits interrompus. La fig 8 représente une vue partielle en coupe illustrant le mode de fixation d'une carte imprimée 81 dans sa position d'insertion à l'intérieur d'un boîtier 82. A cet effet, la carte comporte au moins une encoche latérale 83, dans laquelle peut s'engager le bec 84 d'un crochet 85 solidaire d'un plot 86 portant deux lames souples 87. Les deux lames 87 sont disposées de telle manière qu'elles bloquent le crochet 85 en position lorsque la carte 81 est insérée dans le boîtier 82, et qu'elle libère ce crochet pour que le bec' 84 puisse se dégager de l'encoche 83 lorsque la carte imprimée 81 se trouve dans une position relevée. Le plot 86 est mécaniquement lié au coulisseau (non représenté sur cette figure), auquel est liée la zone centrale de llélé- ment de contact souple et sert à ramener ce coulisseau dans sa position haute lorsque la carte est retirée de l'élément de connexion. La présente invention n'est bien entendu pas limitée aux formes de réalisations décrites, mais peut subir différentes variantes évidentes pour l'homme de l'art. En particulier, la pièce cylindrique servant d'éIément ressort peut comporter une surface pourvue de protubérances irrégulières. En outre, comme le montre la fig. 2, l'élément ressort peut être constitué par un segment de tube et comporter une cavité intérieure cylindrique 52. Revendications 1. Elément de connexion pour établir un contact élastique de pression avec au moins une surface conductrice sur au moins une face d'une structure rigide plane, cet élément comprenant - un boîtier pourvu de moyens de guidage pour diriger la structure rigide selon un chemin déterminé dans le sens de son insertion dans le boîtier, - et au moins un élément de contact souple monté dans le boîtier et ayant un premier tronçon d'extrémité positionné initialement dans ledit chemin, un second tronçon d'extrémité solidaire d'un organe de raccordement fixé audit boîtier, et un tronçon central position né hors dudit chemin, - ledit premier tronçon d'extrémité étant agencé pour être entraîné par ladite structure lorsqu'elle se déplace le long dudit chemin dans le sens de son insertion dans le boîtier, de manière à incu ver ledit élément de contact et à amener ledit tronçon central en contact sans frottement avec ladite surface conductrice sur la face de la structure rigide, - dans lequel ledit élément de contact comporte au moins un support isolant souple en forme de bande repliée en U, au moins une piste métallisée appliquée sur une première face dudit support et au moins un organe ressort agencé pour prendre appui sur l'autre face dudit support, de manière à appliquer ledit tronçon central dudit élément de contact avec une pression sensiblement constante contre ladite surface conductrice de ladite structure rigide, caractérisé en ce que l'organe ressort comporte au moins une pièce cylindrique élastique (22, 23, 36, 37, 50, 71) disposée entre les deux branches en regard du support en forme de bande de l'élément de contact (19), de manière à être constamment en appui contre les surfaces intérieures de ces branches. 2. Elément de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce cylindrique élastique constituant l'organe ressort com-. porte une tige cylindrique pleine (22, 23) réalisée en un matériau élastomère. 3. Elément de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce cylindrique constituant l'organe ressort comporte une tige cylindrique tubulaire (50) réalisée en un matériau élastomère. 4. Elément de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce cylindrique constituant l'organe ressort comporte une tige cylindrique comprenant un noyau cylindrique rigide(70)et une couche (71) réalisée en un matériau élastomère. 5. Elément de connexion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tige cylindrique de l'élément ressort présente une surface périphérique lisse. 6. Elément de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la tige cylindrique constituant l'organe ressort présente une surface périphérique pourvue de protubérances. 7. Elément de connexion selon la revendication 6, dans lequel la structure rigide plane comporte une série de pistes métallisées parallèles entre elles et parallèles à la direction d'insertion de cette structure, et dans lequel l'élément de contact comporte une série de pistes conductrices correspondant respectivement aux pistes métallisées de la structure rigide, caractérisé en ce que la pièce cylindrique constituant l'organe ressort comporte une série de bourrelets circonférentiels (51) espacés régulièrement les uns des autres, de telle manière que chaque bourrelet annulaire réponde à une piste métallisée de la structure rigide et à une piste conductrice de l'élément de contact en forme de bande. 8. Elément de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface intérieure des parois latérales du boîtier comporte des nervures parallèles entre elles et parallèles à la direction d'inser tion de la structure rigide, chacune de ces nervures correspondant en position à une des pistes conductrices de l'élément de contact. 9. Elément de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces intérieures (24,-25) des parois latérales (12, 13) du boîtier (11) sont inclinées vers l'intérieur dans le sens de l'insertion de la structure rigide (21), de manière à resserrer les couloirs (26, 27) ménagés entre ces surfaces de parois elles surfaces planes de la structure rigide. 10. Elément de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un capuchon (38) solidaire de l'extrémité d'insertion de la structure rigide (31), ce capuchon étant agencé pour s'adapter sur l'extrémité supérieure du boîtier (30) et maintenir latéralement les parois (32, 33) latérales de ce boîtier. 11. Elément de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un capuchon (46) solidaire du boîtier (42), ce capuchon comportant une rainure d'insertion (47) ménagée dans sa paroi supérieure, le capuchon (46) ayant une forme générale de U dont l'écartement des branches correspond sensiblement à l'écartement des surfaces extérieures des parois latérales du boîtier. 12. Elément de connexion selon la revendication 11, caractérisé en ce que le capuchon (46) comporte au moins une barre transversale (45) agencée pour s'engager dans une rainure (43) ménagée au voisinage de 1-'extrémité d'insertion de la structure rigide (41), cette fente (43) étant parallèle à la direction d'insertion et ayant une largeur sensiblement égale à ladite traverse (45).