Brevet FR2578362A1 — publié le 19860905

1. La présente invention se rapporte à un élément de contact électrique femelle d'un type particulièrement ap- proprié pour l'utilisation dansdes centrales montées sur vé- hicules ainsi qu'à l'ensemble connecteur correspondant. On sait que pour ce type d'application on doit généralement réaliser des éléments de contact électrique relativement petits permettant de loger dans une borne de connexion plusieurs éléments de contact électrique au moyen desquels on fournit aux centrales non seulement l'alimenta- tion en énergie mais également les différents signaux de fonctionnement. La forme des portions d'accouplement de ces éléments de contact électrique doit assurer un contact sûr et durable et elle doit en même temps être telle qu'il y a réduction de l'effort d'accouplement entre les éléments de contact électrique femelles et mâles à quelques centaines de grammes; dans le cas contraire, les conditions de tra- vail pour les préposés aux accouplements répétitifs de ces bornes de connexion comprenant plusieurs éléments de con- tact électrique sont trop difficiles. La présente invention a pour objet de réaliser 2. un élément de contact électrique femelle et un ensemble con- necteur correspondant permettant d'éviter les inconvénients ci-dessus,par conséquent réalisés dans des dimensions relati- vement réduites et présentant une garantie de fonctionnement régulier et un effort d'accouplement relativement réduit. Selon la présente invention, on a réalisé un élé- ment de contact électrique femelle comprenant une première portion capable de recevoir un élément de contact électri- que mâle correspondant avec un effort d'accouplement relati- vement réduit et caractérisé en ce que cette première por- tion a une forme essentiellement cylindrique et présente un tronçon doté de zones de contact d'une surface relativement réduite. La présente invention sera bien comprise à la lec- ture de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels: Les figures 1 et 2 sont des vues en élévation et de côté de l'élément de contact électrique femelle selon la présentez invention; La figure 3 est une vue en coupe, à grande échelle, prise le long de la ligne III-III de la figure 1; La figure 4 est une vue développéee en plan de l'élé- ment de contact électrique femelle des figures 1 et 2; La figure 5 est une vue en perspective de l'élé- ment de contact électrique femelle des figures 1 et 2 pou- vant être couplé à un élément de contact électrique mâle; La figure 6 est une vue de côté et en coupe d'un premier mode de réalisation de l'ensemble selon la présente invention et comprenant les éléments de contact électrique de la figure 5; La figure 7 est une vue partielle en perspective d'une variante de réalisation de l'extrémité arrière de l'élément de contact électrique femelle de la figure 5; La figure 8 est une vue de côté et en coupe d'un deuxième mode de réalisation de l'ensemble connecteur selon 3. la présente invention et comprenant l'élément de contact électrique femelle de la figure 7; La figure 9 est une vue en perspective de l'en- semble connecteur de la figure 8 en position déconnectée; La figure 10 est une vue partielle de côté, en cou- pe, d'une variante de réalisation de l'élément de contact électrique femelle de la présente invention à l'intérieur du connecteur dans lequel il est logé. Dans les figures de 1 à 4,t'élément de contact électrique femelle selon la présente invention a pour réfé- rence 1 et présente à l'avant une première portion 2 de for- me essentiellement cylindrique, pouvant recevoir une partie avant 5 elle aussi essentiellement cylindrique, d'un élé- ment de contact électrique male 3 (illustré en figure 5). Cette portion 2 de l'élément de contact électrique femelle 1 présente une première partie 6 ayant une section essentielle - ment circulaire, avec un tronçon central 7 pourvu de zones de contact d'une surface relativement réduite ainsi que nous allons l'expliquer de manière plus détaillée par la suite, et une deuxième partie 8 opposée à la première partie 6 et ayant elle-aussi une section essentiellement circulaire. Ce tronçon central 7 -est constitué de 5 languettes 10, 11, 12, 13 et 14 d'un espacement angulaire régulier, et disposées parallèlement à l'axe longitudinal de l'élément de contact électrique femelle 1. Les languettes de 10 à 14 sont relati- vement souples et façonnées de manière à réaliser pour chacu- ne d'elles, une arête 15 tournée vers l'intérieur de la première portion 2, de sorte à constituer une zone de con- tact d'une surface relativement réduite sur la partie 5 de l'élément de contact électrique mâle 3, comme décrit ci- après. Les languettes 10, 12 et 14 présentent leurs extré - mités en une pièce avec la première partie 6 et la deuxiè- me partie 8 à l'extrémité du tronçon central 7, tandis que les languettes 11 et 13 présentent une base en une pièce avec la deuxième partie 8 et sont libres à l'autre extré- mité tournée vers la première partie 6. Les arêtes 15 sur 2'578362 4. les différentes languettes de 10 à 14 se trouvent à des hauteurs différentes: plus particulièrement, les arêtes sur les languettes 10 et 14 se trouvent à mi-hauteur par rapport aux languettes, l'arête 15 sur la languette 12 est décalée vers la deuxième partie 8 et les arêtes 15 sur les languettes 11 et 13 sont dirigées vers les extrémités supé- rieures libres de celles-ci. Au-dessous de la deuxième par- tie 8 de la première portion 2, vers la zone arrière de l'élé- ment de contact électrique femelle 1 il existe une deuxième portion 16, toujours solidaire, présentant des ouvertures 17 qui en améliorent la flexibilité, comme expliqué ultérieure- ment et enfin une troisième portion 18 d'une forme essentiel- lement cylindrique avec des ailettes découpées 19 qui se trou- vent en saillie vers l'extérieur de la portion 18. A l'extré- mité-arrière de l'élément de contact électrique femelle 1 on trouve des portions 21 et 22 avec section en U pour réaliser la connexion électrique par agrafage sur des câbles conduc- teurs 23 et sur la gaine isolante 24 d'un câble de connexion électrique extérieur 25. Comme le montre la figure 4, l'élé- ment de contact électrique femelle 1 est réalisé par décou- page d'une tôle métallique plane qui est ensuite façonnée et pliée pour prendre-une configuration cylindrique, de ma- nière à déterminer l'élément de contact électrique femelle 1 suivant l'illustration de la figure 1, avec une fente 31 sur son axe correspondant à la zone de raccrochement des bords latéraux de la tôle métallique. Comme le montre la figure 5, l'élément de contact électrique mâle 3 est réalisé lui aussi par découpage d'une tôle métallique qui est ensuite façonnée et pliée pour pren- dre une forme essentiellement cylindrique et présentant une fente longitudinale 34, avec une partie 5 et une partie ar- rière 32 d'implantation et de connexion électrique vers d'autres composants, séparées entre elles par une portion intermédiaire 33 d'un diamètre supérieur. Comme le montre la figure 6, cette portion inter- médiaire 33 est positionnée dans un logement 36 d'une sec- tion supérieure à celle d'un trou ménagé au fond d'une 5. cavité 53 d'un étui isolant 37 contenant plusieurs éléments de contact électrique males 3 disposés verticalement et avec la partie terminale 32 logée dans un trou d'une base 38 constituant également le support de l'étui isolant 37. Les différents éléments de contact électrique femelles 1 sont à leur tour placés dans un étui isolant 40 dans lequel ils sont espacés parallèlement, et présentant pour loger ces différents éléments de contact électrique femelles 1, une première cavité avant 41, une deuxième cavité intermédiai- re 42 et une troisième cavité arrière 43. La première cavité avant 41 contient, avec un diamètre beaucoup plus grand, la première portion 2,la deuxième portion 16 et le premier tron- çon de la troisième portion 18 dans laquelle se trouvent les ailettes découpées 19 dont l'extrémité libre est appuyée sur le fond de la cavité 41 de manière à empêcher la sortie de l'élément de contact électrique femelle 1 par suite d'une traction sur le câble électrique 25. La deuxième cavité in- termédiaire 42 contient la deuxième partie de la portion 18 dont elle a à peu près le même diamètre de manière à repré- senter un moyen de guidage et de blocage à l'intérieur de l'étui isolant 40. A l'extrémité de cette portion 18 on trou- ve des ailettes 45 tournées vers l'extérieur qui reposent sur le fond de la troisième cavité arrière 43 et bloquent ainsi l'introduction de l'élément de contact électrique fe- melle 1 dans l'étui isolant 40; cette troisième cavité ar- rière 43 contient les portions 21 et 22 de l'élément de con- tact électrique femelle 1 avec la connexion au câble élec- trique 25. Les étuis isolants 37 et 40 ont des colliers d'extrémité, respectivement, 51 et 52. Le fonctionnement de l'élément de contact électri- que femelle 1 de la présente invention et de l'ensemble con- necteur correspondant est le suivant. L'étui isolant 40 contenant les différents élé- ments de contact électrique femelles 1 est introduit dans la cavité 53 de l'étui isolant 37 contenant les différents 6. éléments de contact électrique mâle 3 jusqu'à obtenir l'ac- crochage d'une ailette élastique 47 de l'étui isolant 37 sur un crochet extérieur 48 de l'étui isolant 40 (figure 6). En même temps se produit l'introduction de la partie avant 5 des différents éléments de contact électrique mâles3 dans les pre- mières portions 2 des éléments de contact électrique femelles 1, avec un effort d'accouplement relativement réduit de l'or- dre de 300 grammes chacun. Cet effort d'accouplement est rela- tivement modeste dans la mesure o les zones de contact entre les éléments de contact électrique femelle 1 et mâle 3 sont assez réduites et se limitent pour l'essentiel aux arêtes 15 des différentes languettes 10 à 14 qui reposent sur la par- tie avant 5; en effet, la première partie 6 dont la sec- tion est circulaire ne sert qu'à amorcer l'introduction de la partie avant 5 de l'élément de contact électrique mâle 3 et les zones de contact ne sont présentes que dans le tron- çon central 7 de la première portion 2; par ailleurs, les zo- nes de contact n'agissent pas toutes simultanément et l'effort d'accouplement se produit à des moments différents pendant la phase d'introduction, étant donné qu'elles sont espacées le long de l'axe du tronçon central 7 comme nous l'avons décrit plus haut. Une réduction de cet effort d'introduction est obtenue également grâce à la flexibilité relative de ces lan- guettes de 10 à 14 et est améliorée par la présence des lan- guettes 11 et 13 qui ne sont assujetties qu'à une seule de leur extrémité permettant ainsi d'espacer davantage l'arête de contact par rapport aux arêtes 15 des languettes inté- grales 10, 12 et 14. Le nombre de ces arêtes de contact 15 permet de toute façon de réaliser le débit de courant néces- saire. La réalisation de la cavité avant 41 dont le diamètre est plutôt supérieur à celui de la première portion 2 de l'accouplement électromécanique de l'élément de contact électrique femelle 1, permet d'obtenir une adaptation de la position pendant la phase d'introduction, ce qui a pour ef- fet la réduction de l'effort d'accouplement; cet effet posi- tif est atteint également grâce aux ouvertures 17 dans la 7. portion 16 qui permettent d'améliorer l'orientation d'adap- tation de ladite première portion 2 par rapport à la portion 18 qui est par contre bloquée dans la cavité intermédiaire 42 de l'étui isolant 40. La réduction de cet effort d'accou- plement est réalisée en outre par les éléments de contact élec- trique femelles 2 et 3 qui sont obtenus à partir de tôle mé- tallique découpée, façonnée et pliée en forme de cylindre; les fentes 31 et 34 ainsi produites permettent dans la phase d'introduction l'adaptation des diamètres respectifs des élmjnents de contact 1 et 3. La figure 7 montre une variante de réalisation de la zone arrière de l'élément de contact électrique femelle 1 qui se prête à la connexion au câble extérieur 25 par l'in- termédiaire du découpage de la gaine d'isolation. Plus parti- culièrement, l'élément de contact électrique femelle 1 ne présente pas les deux portions 21 et 22 avec des sections en U, mais présente une portion unique 55 en forme de canal, dont la base 57 dispose de deux ailettes 56 repliées vers le haut et positionnées perpendiculairement à la base 57 placées entre deux aires de bossages 58 réalisées sur les cloisons latérales 59 du canal 55; entre ces deux ailettes 56 se trou- ve une fente 60 d'une largeur plutôt inférieure au diamètre du câble 25; il s'ensuit que, lors de l'introduction du câ- ble électrique 25, la gaine isolante 24 est découpée par les bords des ailettes 56, réalisant ainsi la connexion élec- trique avec les câbles conducteurs 23 (figure 8). Les tron- çons d'extrémité des cloisons latérales 59 sont ensuite re- pliées orthogonalement vers l'intérieur ouvrant entre eux une fente 62 d'une largeur légèrement inférieure au diamètre du câble 25,propre à réaliser le seul assujettissement de fixation pour la gaine isolante 24. La figure 8 représente une variante de réalisa- tion de l'ensemble connecteur par rapport à la version de la figure 6, dans laquelle l'élément de contact électrique femelle 1 présente la zone arrière comme le montre la 8. figure 7, tandis que l'élément de contact électrique mâle 3 présente dans la portion intermédiaire 33 une cavité annu- laire 65 dans laquelle peut s'introduire élastiquement à enclenchement une saillie annulaire 66 réalisée dans un trou de passage 36' d'un diamètre constant (ce qui permet l'intro- duction de l'élément de contact électrique mâle 3 dans l'étui isolant de l'extérieur ou du côté de la cavité 53). Comme le montre encore mieux la figure 9, sur le collier 51 de l'étui isolant 37, autour des trois côtés contigus (un principal 1o et deux mineurs) de la cavité 53, se trouve réalisée intégra- lement une cloison 68 ayant une fonction de guidage lors de l'introduction de l'étui isolant 40. Ainsi que le montre étalement la même figure 9, sur les cloisons latérales plus grandes de l'étui isolant 40, se trouvent des cavités 70 de polarisation (ainsi que des saillies 71 correspondantes sur les cloisons latérales de l'étui isolant 37) remplis- sant la fonction d'empêcher toute erreur de positionnement ou d'introduction entre les différentes paires d'étuis 37 et 40; la réalisation en forme circulaire des cavités in- ternes de l'étui 40 contenant les éléments de contact élec- trique femelle 1 permet de réaliser ces moyens de polarisa- tion pour l'étui isolant 40 sous la forme desdites cavités dans les interstices existant entre ces cavités-inter- nes plutôt que sous la forme de saillies externes; on ob- tient ainsi une dimension extérieure réduite pour les étuis isolants et par conséquent aussi pour l'ensemble con- necteur. La figure 10 montre enfin une variante de réali- sation de l'élément de contact électrique femelle 1 et de l'étui isolant correspondant 40; en effet par rapport à la configuration de la figure 6 les deux cavités 42 et 43 sont définies par une cavité. unique 75 de forme tronconique à sec- tion décroissante vers la cavité avant 41, à laquelle elle est reliée par un gradin, et sur la portion 18 de l'élément de contact électrique femelle 1, se trouve une saillie 9. annulaire 76 ayant pour fonction d'encastrer la portion 18 dans la cavité 75. Les avantages obtenus grâce à l'élément de con- tact électrique femelle de la présente inventibn avec son en- semble connecteur sont clairement-mis en évidence par ce qui précède, étant donné qu'avec des dimensions relativement ré- duites de ces éléments de contact électrique femelle 1 et mâle 3, de l'ordre de 2 mm, on parvient à obtenir une garan- tie de contact sûr et durable, avec des efforts d'accouple- ment relativement réduits,appropriés pour un type de montage entièrement automatisé (par ailleurs l'orientation angulai- re relative entre les éléments de contact électrique 1 et 3 est tout à fait indifférente). Il est aussi clair qu'aux formes de réalisation décrites et illustrées des éléments de contact électrique femelle et mâle et de l'ensemble connecteur correspondant de la présente invention, il est possible d'apporter des modifications et des variantes dont la forme et les dispo- sitions ne sortent pas du cadre de l'invention. Par exemple l'élément de contact électrique ma- le 3 peut être réalisé en une seule pièce massive par tour- nage. De même la partie arrière 32 de cet élément de con- tact électrique mâle 3 au lieu d'être installée dans la base 38 pourrait être connectée à des câbles électriques et avoir la configuration terminale des éléments de con- tact électrique femelle 1 comme l'indique, par exemple, les figures 5 ou 7. Le nombre des languettes 10, 11, 12, 13 ou 14 peut être modifié ainsi que le nombre des languettes en une pièce avec une seule partie d'extrémité; l'extrémité libre peut être tournée vers la première partie 6 ou vers la deuxième partie 8. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de varian- tes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 10. REVENDICATIONS 1 - Elément de contact électrique femelle (1) comprenant une première portion (2) pouvant recevoir un élé- ment de contact électrique mâle (3) correspondant, avec un effort d'accouplement relativement réduit, caractérisé en ce que la première portion (2) a une forme essentiellement cylindrique et présente un tronçon (7) ayant des zones de contact (15) d'une surface relativement réduite. 2 - Elément selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que les zones de contact (15) sont disposées à deux niveaux différents au moins le long de l'axe du tronçon (7). 3 - Elément selon la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce que les zones de contact (15) sont réalisées, au moins en partie, par des portions (10, 11, 12, 13, 14) de la surface du tronçon (7) façonnées vers l'intérieur. 4 - Elément selon la revendication 3, caractéri- sé en ce que les portions sont en forme de languettes (10, 11, 12, 13, 14) relativement flexibles. 5 - Elément selon la revendication 4, caractéri- sé en ce que quelques-unes au moins (10, 12, 14) des languet- tes sont connectées aux deux extrémités à des parties (6, 8) de la première portion (2). 6 - Elément selon la revendication 4 et 5, carac- térisé en ce qu'au moins une (11, 13) des languettes est connectée à une seule de ses extrémités à une partie (8) de la première portion (2). 7 - Elément selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que les zones de con- tact (15) sont placées à un espacement angulaire égal. 8 - Elément selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la première por- tion (2) présente aux extrémités du tronçon (7), des par- ties (6, 8) d'une section essentiellement fermée et circu- laire. 11. 9 - Elément selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une deuxième portion (16) décalée par rapport à la première por- tion (2) vers l'extrémité de connexion à un cable électri- que (25) et disposant d'au moins une ouverture (17) réali- sée sur la surface afin d'en augmenter la flexibilité. - Elément selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'il est réalisé en tôle métallique découpée façonnée et pliée. 11 - Borne de connexion,caractérisée en ce qu'elle comprend un étui isolant (40) ayant la possibilité de loger en son intérieur (41, 42, 43) au moins un élément de con- tact électrique femelle (1) selon l'une des revendications précédentes. 12 - Borne de connexion selon la revendication 11, caractérisée en ce que le logement présente une première (41) et une deuxième partie (42, 75) espacées dans le sens de l'axe et contenant respectivement avec et sans assujet- tissement de positionnement, la première portion (2) et une portion (18) essentiellement centrale de l'élément de con- tact électrique femelle (1). 13 - Borne de connexion selon les revendications 11 ou 12, caractérisée en ce que l'élément de contact élec- trique femelle (1) présente des moyens (19, 45, 76) pouvant coopérer dans des portions (41, 43) du logement afin d'empê- cher un déplacement axial de l'élément de contact électrique femelle (1) par rapport à l'étui (40). 14 - Ensemble de connexion caractérisé en ce qu'il comprend une borne de connexion selon l'une des reven- dications 11 à 13. - Ensemble de connexion selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième étui iso- lant (37) ayant une cavité (53) de logement intérieur pour l'étui isolant (40) pour l'élément de contact électrique femelle (1) et comportant au moins un élément de contact 12. électrique male (3) d'une forme essentiellement cylindri- cue. 16 - Ensemble de connexion selon la revendication , caractérisé en ce que l'élément de contact électrique mâle (3) présente au moins une fente superficielle (34) pour en améliorer la flexibilité. 17 - Ensemble de connexion selon l'une des reven- dications 15 ou 16, caractérisé en ce que l'élément de con- tact électrique mâle (3) présente dans une portion intermé- diaire des moyens d'accouplement à enclenchement (65) et des moyens complémentaire (66) de positionnement réalisés dans le deuxième étui isolant (37). 18 - Ensemble de connexion selon l'une des reven- dications 15 à 17, caractérisé en ce que le deuxième étui / isolant (37) présente des moyens de guidage (68) pour l'amor- ce de l'introduction de l'étui isolant (40) pour l'élément de contact électrique femelle (1). 19 - Ensemble de connexion selon l'une des revendi- cations 15 à 18, caractérisé en ce que l'étui isolant (40) présente des cavités internes essentiellement circulaires pour loger l'élément de contact électrique femelle (1), et en ce qu'entre les cavités, dans les cloisons externes de l'étui (40), se trouvent des cavités (70) pour l'accouplement univoque à l'aide de moyens complémentaires (71) d'un second étui isolant (37) correspondant.