Brevet FR2610455A1 — publié le 19880805

DisDositif de connexion à autoverrouillage Pour carte présentant des Places de contact en bout. La présente invention concerne les systèmes comportant des cartes munies de plages de contact électrique en bout et destinées à être introduites dans un boitier muni d'un dispositif de connexion permettant d'établir des liaisons électriques avec les plages de contact de la carte. L'invention trouve une application particulièrement importante dans les systèmes de lecture de cartes dites intelligentes ou à mémoire, constituées par une plaque de quelques millimètres d'épaisseur contenant des composants électroniques de mémorisation et de traitement de données, qui doit porter un grand nombre de contacts, dépassant souvent 40. Le dispositif de connexion doit être à même de subir sans dégradation plusieurs dizaines de milliers d'opérations de connexion et de déconnexion. L'invention ne se limite cependant pas à ce cas particulier et elle est utilisable chaque fois qu'il est nécessaire ou souhaitable de disposer d'un dispositif de connexion devant subir, entre entretiens ou réparations, un grand nombre d'opérations. On connaît déjà des lecteurs de carte comportant un mécanisme d'entraînement qui prélève la carte et la met dans une position de lecture déterminée o elle reste, hors d'accès de l'utilisateur, pendant toute la durée de la transaction. Ces lecteurs sont coûteux et volumineux. Ils ne sont guère acceptables que pour les terminaux bancaires. On connaît également des lecteurs simples dans lesquels on enfonce simplement la carte dans un boîtier jusqu'à une position nominale de butée, pour laquelle il y a établissement de liaisons électriques entre des plages de contact prévues sur la carte et des contacts glissants appartenant au lecteur. Cette solution a l'inconvénient de provoquer une usure rapide des surfaces de contact. L'invention vise à fournir un dispositif de connexion à autoverrouillage pour carte présentant des plages de contact électrique en bout, répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'il est de constitution simple, en ce qu'il réduit l'usure des contacts et permet en conséquence un nombre élevé de connexions et de déconnexions entre opérations d'entretien ou de réparation, et en ce qu'il assure un autoverrouillage de la carte dans une position de consigne des éléments de contact. Dans ce but, l'invention propose un dispositif de connexion comprenant: un bottier de réception muni d'un couloir d'introduction de la carte, présentant une butée limitant l'insertion de cette dernière, des lames flexibles de contact placées de façon à venir en appui contre lesdites plages avant venue en appui de la carte contre la butée et à exercer sur la carte un effort tendant à l'écarter de la butée; et un verrou élastique porté par le boitier, la partie terminale de la carte, la came et le verrou ayant une constitution telle que l'insertion de la carte jusqu'à sa position de butée et le retour sous l'action des lames provoquent le verrouillage de la carte dans la position de contact déterminée qu'une seconde poussée de la carte libère la came du verrou. Le terme "carte' utilisé ci-dessus et dans l'ensemble de la description doit être interprété de façon large et ne désigne pas obligatoirement un objet plat d'une seule pièce. Dans l'application de l'inven- tion à un dispositif de connexion appartenant à un système de lecture de carte à mémoire par exemple, la 'carte" au sens du présent brevet sera généralement constituée par un corps, constituant la partie active et contenant les composants électroniques, et un cadre dans lequel est contenu le corps et qui est muni d'une bar- rette formant connecteur, munie des plages de contact. Le verrou peut avoir des constitutions extrême- ment variées. Il peut notamment comporter une lame terminée par un téton de verrouillage qui s'engage dans une came en forme de rainure ménagée dans la partie terminale de la carte, sur une arête latérale de cette dernière, cette lame étant flexible transversalement au plan de la carte et portée par un levier mobile autour d'un axe perpendiculaire au plan d'introduction de la carte. Pour éviter que l'utilisateur de la carte ne puisse l'arracher pour la retirer, ce qui risquerait de briser le verrou, -le couloir ménagé dans le boîtier a avantageusement une profondeur telle que l'arête de la carte opposée à celle qui porte les plages de contact vient affleurer l'entrée du couloir lorsque la carte est en butée. Pour éviter le risque d'établissement accidentel de liaison électrique avec les contacts, ou de pollu- tions par exemple par les doigts de l'utilisateur, les plages de contact électrique sont avantageusement disposées au fond d'encoches ou de rainures parallèles pratiquées sur la partie terminale de la carte et débouchant sur l'arête située à l'avant dans le sens de l'introduction. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en pers- pective, avec arrachements, montrant la constitution de principe des moyens de verrouillage- mécanique d'un dispositif suivant l'invention; la figure 2 est un schéma, en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1, montrant le mode détablis- sement de la liaison entre les plages de contact d'une carte et les lames de contact du boîtier; - la figure 3 montre une constitution réelle possible des divers moyens montrés en figure 1 et 2, vue depuis le dessus de la figure 1; - les figures 4A à 4E montrent les positions successives prises par le verrou et la came lors des opérations de connexion et de déconnexion. Le dispositif de connexion suivant l'invention peut être regardé comme comportant des moyens portés par chacune des cartes à utiliser et des moyens portés par chacun des appareils de lecture destinés à les recevoir. La carte 10 dont une fraction apparaît sur la figure 1, se présente sous forme d'une plaque de quel- ques millimètres d'épaisseur. Elle est généralement constituée par un corps 12 constituant la partie active et contenant les composants électroniques et un cadre 13 contenant le corps 12 et muni d'un connecteur 14. Le cadre sera généralement constitué en plastique renforcé isolant et fabriqué par moulage. Dans la tranche terminale du connecteur 14 sont ménagées des rainures parallèles 16, dont une seule est montrée schématiquement en figure 1 et 2. Le fond de chaque rainure est revêtu, sur la majeure partie de la sa longueur, d'une plage métallique de contact électri- que 20. Le jeu isolant qui subsiste entre les contacts d'une part, les grandes faces et la tranche 18 du connecteur d'autre part, permet d'éviter que le contact métallique ne soit souillé par les doigts du manipu- lateur de la carte. La carte est généralement munie de moyens de détrompage interdisant de l'enfoncer dans une orienta- tion incorrecte. Ces moyens, pouvant avoir n'importe laquelle des constitutions classiques, ne sont pas représentés. Ils peuvent être constitués par une nervure ménagée parallèlement à l'une des tranches latérales de la carte et destinée à coopérer avec une saillie prévue dans chaque appareil de lecture et qui, de plus, parti- cipe au guidage de la carte. L'appareil de lecture n'est pas représenté dans son ensemble sur les figures. Sa constitution générale est fixée par les caractéristiques de la carte. Il comporte un lecteur proprement dit 22 ayant un boîtier 24 dans lequel est prévu un couloir 26 d'insertion et de guidage de cartes fermé par un fond 30 constituant butée. La partie terminale du couloir 26, à proximité du fond, est élargie de façon à constituer une chambre 32 dont le rôle apparaitra plus loin. Le boîtier 24 porte des lames élastiques en nom- bre égal à celui des plages de contacts 20 et disposés au même écartement. Les lames ont une partie médiane encastrée dans le boitier 24 et deux parties terminales. La partie terminale arrière de chaque lame constitue une patte de raccordement avec une carte de circuit imprimé 34 appartenant au dispositif de lecture (figure 2). La partie terminale avant est libre et constitue un contact électrique élastique, terminé par un bossage d'appui. Au repos les lames ont la disposition représentée en traits pleins sur la figure 2 et prennent appui contre la paroi de la chambre 28 comme indiqué en 36. Ces lames sont prévues pour fléchir sous la poussée de la carte 10, jusqu'à venir éventuellement en butée contre le fond 30 du couloir qui limite l'insertion de la carte. Les lames peuvent être constituées en bronze phosphoreux ou en bronze au béryllium et avoir une épaisseur d'environ 0,2 mm et une longueur de leur partie avant libre d'une dizaine de millimètres. Dans le mode de réalisation illustré, deux jeux de lames sont prévus, les lames d'un jeu étant disposées en quinconce par rapport aux lames de l'autre. Mais cette disposition n'est pas obligatoire et on pourrait également prévoir un seul jeu de lames. Le dispositif de connexion comporte encore des moyens d'autoverrouillage & connexion et déconnexion par poussée. Une partie de ces moyens est portée par le cadre 10. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures ils comprennent une came ménagée sur l'une des tranches latérales du cadre 13. Dans la pratique cependant, on aura intérêt à prévoir une came de chaque côté, pour mieux fixer la position de verrouillage de la carte et assurer la symétrie. Cette came 38, qui sera décrite en détail plus loin, coopère avec un verrou élastique 40 porté par le boitier 24. Ce verrou se compose d'un levier coudé 42 et d'une lame élastique 46. Le levier coudé 42 est monté sur le boitier de façon à pouvoir tourner autour d'un axe 44 perpendiculaire au plan d'introduction de la carte 10. Le débattement angulaire du levier est limité par les dimensions d'un chambrage ménagé pour le recevoir dans le boîtier 24. Dans le bras du levier 42 muni de l'axe 44 est encastrée la lame élastique de verrouillage 46 capable de fléchir perpen- diculairement au plan d'introduction de la carte, de part et d'autre de la position de repos dans laquelle elle est montrée en figure 1. La figure 3 montre une constitution possible du verrou 40 porté par le boitier 24. On voit que l'ensem- ble constitué par le levier 42 et la lame élastique 44 est emprisonné dans le chambrage du boîtier. La lame élastique 46 peut se déplacer légèrement dans le plan de la carte en déformant le bras du levier 42 écarté de l'axe 44, mais elle ne peut par contre se déplacer vers l'intérieur à cause de son appui. La lame 46 est par contre libre de flechir dans un plan perpendiculaire au plan d'introduction de la carte, guidée par glissement dans le couloir 26. La came 38 peut notamment avoir la constitution montrée schématiquement sur les figures 4A et 4B qui sont des vues en perspective, respectivement de dessus depuis l'arrière et de dessous depuis l'avant. Pour simplifier la description de la came, on appelera par la suite surfaces frontales' celles qui ont une orientation telle que lorsqu'on enfonce la carte elles tendent à déformer la lame élastique 46, "surfaces de recul" celles qui ne permettent pas d'exercer un tel effort. La came occupe, sur la tranche latérale du cadre 13, une largeur 22. Elle présente à l'avant une face frontale inclinée 48 dont la largeur est de 22 sur la tranche avant du bottier 13 et se réduit à 2 à l'arriè- re. Au repos, la lame élastique 46 est disposée de telle façon qu'une saillie terminale 50 qu'elle porte soit en face du début de la face frontale 48. Celle-ci est inclinée par rapport au plan de la carte de façon que l'introduction progressive de la carte fléchisse la lame 46 vers le bas. La surface 48 se raccorde à une surface 49 (figure 4B) parallèle à la direction d'introduction, le long de laquelle la saillie 50 glisse en étant retenue latéralement par un flanc 52 dont la distance à la tranche latérale de la carte est égale à 2. Lorsque l'introduction de la carte est suffisante pour que la saillie 50 arrive au bout de la surface 49 la lame 46 se redresse et la saillie, toujours retenue par le flanc 52, est emprisonée dans le dièdre constitué de deux surfaces de recul 54 (figure 4A). La came présente une autre surface frontale 56 faisant un angle avec le plan d'introduction de la carte, placée de façon à fléchir la lame élastique 46 vers le haut et à permettre à la saillie 50 de quitter son appui contre le flanc 52 pour venir en appui contre un second flanc 58, cette fois à distance 22 de la tranche latérale. La saillie 50 est alors libre de quitter la carte en glissant le long d'une surface de recul oblique 60. Le dispositif qui vient d'être décrit fonctionne de la façon suivante. Lorsqu'on introduit la carte 10, le connecteur vient en butée contre les lames de contact 32 (comme in- diqué en traits pleins sur la figure 2). Si on continue d'enfoncer la carte 10, les lames 36 fléchissent. La lame élastique 46 du verrou 40 vient alors en contact avec la surface frontale 48 et, au fur et à mesure de l'enfoncement, il se produit: - un glissement de la lame élastique 46 du verrou jusqu'à ce qu'elle dépasse la surface 50, pour provoquer le verrouillage; - une flexion des lames 32, qui peuvent venir jusqu'à la position indiquée en 32a sur la figure 2. Au cours de la flexion des lames 32, leurs zones de contact se déplacent très légèrement par rapport aux plages 16 et assurent un autonettoyage de ces dernières. Lorsque l'on relache la carte, les lames élastiques 32 la repoussent vers l'arrière jusqu'au moment o la carte est retenue par les lames élastiques 46 du verrou dans la position montrée en figure 4C. Pour éviter que l'utilisateur de la carte n'ait la tentation de retirer ensuite cette dernière en l'ar- rachant, il est préférable que le couloir 26 ait une profondeur correspondant à la longueur de la carte, de façon qu'elle ne déborde que de quelques millimètres lorsqu'elle est en position de lecture. On peut même prévoir, dans la face avant du bottier 24, un évidement correspondant à la taille d'un doigt. Pour déverrouiller la carte, il suffit d'exercer une seconde poussée sur cette dernière pour l'amener de nouveau en butée. Comme le montre la figure 4D, une poussée exercée dans la direction de la flèche F amène la surface frontale inclinée 56 sous la lame élastique 46 et la soulève au dessus de la surface de recul 60. L'élasticité du levier 42 fait alors passer la saillie 50 de la lame 46 au dessus de la surface de recul 60, jusqu'à ce qu'elle soit en contact de glissement avec le flanc 58. Si on relache alors la carte, les lames élasti- ques de contact 32 la repoussent et la saillie 50 glisse le long de la surface de recul 60 et s'échappe au dessus de la carte, comme le montre la figure 4E. On voit que l'invention permet de réduire l'usure due au frottement des contacts, du fait que le déplacement de ces derniers est de quelques dizièmes de millimètres seulement. Du fait que le contact définitif s'établit pour une position des lames élastiques de contact intermédiaire entre les positions de butée (comme le montre la figure 1) les liaisons s'effectuent sur des zones nettoyées. L'invention est susceptible de nombreuses va- riantes de réalisation en particulier en ce qui concerne les moyens de verrouillage à connexion et déconnexion par poussée et il doit être entendu que la portée du présent brevet s'étend à toutes variantes restant dans le cadre des revendications ci-jointes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de connexion pour carte présentant des plages de contact électrique (20) en bout, compre- nant un boîtier de réception (22) muni d'un couloir (26) d'introduction de la carte présentant une butée limitant l'insertion de cette dernière, caractérisé en ce qu'il comprend: des lames flexibles (32) de contact électri- que placées de façon à venir en appui contre lesdites plages (20) avant venue en appui de la carte contre la butée et à exercer sur la carte un effort tendant à l'écarter de la butée; et un verrou élastique (40) porté par le boîtier et coopérant avec une came (38) ménagée sur la partie terminale de la carte, la came et le verrou ayant une constitution telle que l'insertion de la carte (10) jusqu'à sa position de butée et le retour sous l'action des lames flexibles de contact électrique provoquent le verrouillage de la carte dans la position de contact déterminée et qu'une seconde poussée de la carte libère la came du verrou. 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le verrou comprend un levier coudé (42) et une lame élastique (46), le levier coudé étant monté sur le boîtier de façon à pouvoir tourner autour d'un axe (44) perpendiculaire au plan d'introduction de la carte et la lame élastique étant capable de fléchir perpendiculairement au plan d'introduction de la carte, de part et d'autre d'une position de repos, pour suivre le profil de la came. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le couloir (26) a une longueur telle que la carte vient dans sa position de butée lorsque son extrémité arrière affleure l'entrée du couloir. 4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les plages de contact (20) sont ménagées au fond de rainures parallèles (16) prévues 1 1 dans la tranche terminale avant de la carte. 5. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que la carte comporte des moyens de détrompage. 6. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que lesdites lames flexibles de contact électrique (32) ont une forme telle qu'elles glissent sur lesdites plages de part et d'autre de la position de contact définitif au cours du mouvement d'insertion de la carte pour que les déplace- ments provoqués par la connexion se traduisent par un autonettoyage desdites plages. 7. Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que la came (38) comporte des surfaces d'action sur la lame élastique (40) ayant la disposition montrée en figure 4A des dessins.