Brevet FR2601512A1 — publié le 19880115

"Connecteur électrique à force d'insertion nulle" La présente invention se rapporte aux connecteurs séparables pour circuits imprimés, et a notamment pour objet un connecteur à force d'insertion nulle. La présente invention peut être utilisée pour l'établissement des connexions entre les circuits d'un module et entre des modules d'un appareillage radio- électrique faisant appel aux circuits imprimés, aussi bien que dans des dispositifs de commutation. Dans les connecteurs à force d'insertion nulle, 15 qui sont largement connus actuellement et qui utilisent des mécanismes à cames, des mécanismes à roues dentées et vis sans fin, des mécanismes à barre coulissante, le facteur limitant le nombre de positions de contact est l'effort que l'on doit appliquer pour pouvoir ouvrir 20 les contacts au moyen de l'un des mécanismes prévus à cet effet. La création des connecteurs à force d'insertion nulle s'avère de plus en plus difficile vu la possibilité de gauchissement, la non planéité des cartes à connecter et la dispersion des tolérances des cir25 cuits imprimés. De plus, les connecteurs du type connu se caractérisent par le fait que leurs mécanismes prévus pour l'ouverture des contacts de prise de courant, se distinguent par une structure complexe, une technologie difficile et une faible fiabilité de fonctionne30 ment. On connaît un connecteur à force d'insertion nulle (GB-B 1542889), comportant un support avec un bottier isolant et une rangée de contacts, une barre à cames disposée le long des contacts, un mécanisme d'entraînement pour assurer les mouvements longitudinaux de ladite barre et un élément qui assure l'interaction en5 tre la barre à cames et le support lorsque ladite barre à cames effectue un mouvement longitudinal, et qui réalise le déplacement diagonal de cette dernière par rapport au support lui permettant d'ouvrir les contacts. La fermeture des contacts se fait quand le mécanisme d'en10 trainement commence à tourner dans le sens contraire. Le fait que tous les contacts se ferment et s'ouvrent en même temps, qonne lieu à des charges mécaniques élevées que doit supporter le mécanisme d'entraînement ce qui limite le nombre de contacts pouvant être utili15 sés dans le connecteur, provoque une usure intense du mécanisme d'entraînement et rend plus complexe la conception du connecteur. On connaît un connecteur électrique à force d'insertion nulle (DE-B 2707122), comportant un boîtier iso20 lant avec des alvéoles abritant des contacts élastiques de prise de courant, et avec une rainure longitudinale en II ou s' introduit une barre qui provoque le serrage des contacts et qui constitue l'élément de fermeture des contacts. Une autre variante de réalisation de ce connec25 teur comporte des cames pouvant se déplacer dans le sens vertical et mises en place en regard de chaque paire de contacts, la mise en mouvement desdites cames se faisant sous l'action d'une barre ou d'un coulisseau. Selon la première variante de réalisation, la fer30 meture des contacts dans le connecteur se fait grâce au déplacement de la barre provoquant le serrage desdits contacts. Cela conduit à l'accroissement graduel de l'effort apparaissant lors de la fermeture de l'ensemble de contacts. Le déplacement des cames provoquant le serra35 ge des contacts à l'aide d'une barre ou d'un coulisseau permet de réduire l'effort nécessaire à fermer les contacts. La deuxième variante d'exécution du connecteur se distingue par une structure complexe. De plus, les contraintes mécaniques apparaissant dans les contacts sont maximales lorsque ces contacts sont à l'état fermé et dans ce cas, on voit apparattre une déformation résiduelle dans les contacts du connecteur ce qui rend moins fiable le contact avec l'élément à commuter pendant le fonctionnement du connecteur. On connatt un connecteur à force d'insertion nulle (US-A 4275944), comportant un bottier isolant dont la paroi supérieure a une rainure longitudinale opérée pour abriter l'élément à commuter. Dans la paroi inférieure sont fixés des contacts élastiques de prise de 15 courant qui se rangent dans des alvéoles pratiquées dans les parois latérales dubo tier. Le bottier possède également un canal longitudinal qui est prévu pour les mouvements de va-et-vient d'une clé destinée à assurer l'ouverture et la fermeture des contacts élastiques de prise de courant. La clé est réalisée sous forme d'une tige à section constante dans sa partie fonctionnelle. Chacun des contacts de prise de courant a des bras courbés qui entrent en contact avec l'élément à commuter et des tenons assurant le montage des contacts dans les alvéoles. Le long du connecteur, des coussinets élastiques prennent place entre les bras des contacts pour former un canal assurant le déplacement de la clé. Malgré le fait que l'effort de frottement de la clé, qui apparaît lors de l'ouverture des bras des con30 tacts, devient moins important grâce aux coussinets disposés entre la clé et les extrémités intérieures des bras des contacts, on constate l'accroissement de l'effort d'introduction de la clé à mesure qu'augmente le nombre de contacts ouverts ce qui rend limitative la 35 quantité admissible de contacts dans le connecteur. La présente invention vise à créer un connecteur à force d'insertion nulle dont la structure permet d'augmenter le nombre de contacts pouvant être utilisés dans le connecteur, en raison de la réduction de l'effort né5 cessaire pour ouvrir les contacts de prise de courant, et d'améliorer, grâce à la forme des contacts, la fiabilité du contact entre les bras élastiques des contacts de prise de courant et les conducteurs de l'élément à commuter dans des conditions de secousses vibratoires et 10 quand l'élément à commuter connait des écarts de planéité, tout en augmentant la durée de vie du connecteur. Le problème posé est atteint grâce au fait que dans un connecteur électrique à force d'insertion nulle comportant un boîtier isolant avec une fente longitudi15 nale aménagée dans sa paroi supérieure pour recevoir un élément à commuter, des contacts élastiques de prise de courant fixés dans la paroi inférieure du boîtier et logés dans des alvéoles pratiquées dans les parois latérales du boîtier et une clé effectuant l'ouverture et la - fermeture des contacts élastiques de prise de courant, le boîtier possédant un canal longitudinal, permettant pour la clé les mouvements de va-et-vient, selon l'invention, - la clé est réalisée sous la forme d'une tige dotée d'au moins une saillie qui, lors du déplacement de la clé, coopère avec les extrémités intérieures des bras élastiques des contacts de prise de courant et se présente sous la forme d'un ellipsoide dont les génératrices sont symétriques par rapport à l'axe longitudinal de la tige et que, de plus, dans chacune des alvéoles, la paroi orien30 tée à l'encontre de l'extrémité de la clé se déplaçant dans le sens assurant l'ouverture des contacts élastiques de prise de courant est munie de saillies qui sont disposées d'une part et d'autre dela fente longitudinale de la paroi supérieure du boîtier et dont les surfa35 ces extérieures sont embrassées par les extrémités inté- rieures des bras des contacts de prise de courant respectifs lorsqu'ils sont à l'état ouvert. Il est avantageux que chacun des contacts élastiques de prise de courant ait un pied en forme de T, fixé en porte-à-faux dans la paroi inférieure du bottier et dont les extrémités de la partie horizontale se prolongent par des bras élastiques en forme de U, tout en étant symétriques par rapport à la partie verticale du pied et pouvant contacter par leurs surfaces d'extrémité intérieu10 res les surfaces latérales extérieures des saillies réalisées sur l'une des parois de chacune des alvéoles, lesdites extrémités libres des bras étant dirigées l'une à l'encontre de l'autre. La présente invention permet de rendre plus sim15 ple la structure du connecteur à force d'insertion nulle, d'accroître le nombre de contacts pouvant être utilisés dans le connecteur, d'améliorer la fiabilité du connecteur et d'augmenter la durée de son service. Dans l'exposé qui suit, l'invention est expliquée 20 par la description d'un exemple de sa mise en oeuvre avec référence aux dessins, sur lesquels: la figure 1 représente une vue d'ensemble d'un connecteur à force d'insertion nulle monté sur une plaque de commutation avec une plaque de circuit imprimé 25 à commuter, conformément à la présente invention; la figure 2 représente une coupe transversale d'un contact élastique de prise de courant logé dans une alvéole du bottier et se trouvant en état libre, conformément à la présente invention; la figure 3 représente une coupe transversale d'un connecteur lorsque les contacts sont à l'état ouvert, conformément à la présente invention; la figure 4 représente un connecteur au moment de l'ouverture des contacts, en vue de dessus suivant. la flèche A de la figure 1 avec coupe locale, conformément à la présente invention. Le connecteur à force d'insertion nulle comporte un bottier isolant 1 (fig. 1) dont la paroi inférieure 2 est fixée sur une plaque de commutation 3 à l'aide de colliers de retenue 4 et de vis 5. La paroi supérieure 6 du boîtier 1 a une fente longitudinale 7, prévue pour recevoir un élément à commuter, par exemple une plaque de circuit imprimé 8. Le connecteur comporte également une clé 9 réalisée, par exemple, sous forme d'une barre 10 plate ayant au moins une saillie 10 en forme d'ellipsoide dont les génératrices sont symétriques par rapport à l'axe longitudinal de la barre. Afin d'assurer les déplacements de la clé 9 dans le sens indiqué par la flèche 12, un canal longitudinal 11 est réalisé dans le boîtier 1. 15 Les surfaces latérales du boîtier 1 possèdent des alvéoles 13, disposées de façon symétrique et destinées à recevoir les contacts élastiques de prise de courant 14 (fig. 2, 3,). Chacun des contacts 14 a un pied 15 en forme de T 20 fixé dans la paroi inférieure 2 du boîtier 1 et qui aune queue 16 prévue pour le soudage du contact. Les extrémités du tronçon horizontal du pied 15 se prolongent par des bras élastiques 17 ayant une forme de U, qui sont symétriques par rapport à la partie verticale du pied 15. 25 Les extrémités libres 18 des bras 17 sont dirigées l'une à l'encontre de l'autre. L'aire de la section du pied 15 est inférieure à l'aire de la section de chacun des bras 17. La partie inférieure du pied 15 possède des bossages 19 assurant la fixation des contacts 14 dans la paroi infé30 rieure 2 du boîtier 1. En vue de maintenir les bras 17 en état ouvert, des saillies 21 (fig. 2, 3) sont prévues dans la paroi 20 de l'alvéole 13, ladite paroi 20 étant orientée à l'encontre de l'extrémité de la clé 9 (fig. 4) lorsque cette derniè35 re se déplace dans le canal longitudinal 11 dans le sens indiqué par la flèche 12. Le fonctionnement du connecteur électrique à force d'insertion nulle, objet de la présente invention, s'effectue de la façon suivante. Pour que la plaque de circuit imprimé 8 (fig. 1) puisse prendre sa place dans la fente longitudinale 7, la clé 9 s'engage dans le canal 11. En coopérant avec les surfaces d'extrémité intérieures des bras 17 (fig. 3) des contacts 14, la saillie 10 de la clé 9 écarte les bras 17 et, sous l'effet d'un effort longitudinal, les déplace dans le sens de mouvement de la clé 9 (fig. 1) de sorte que les bras 17 (fig. 3) embrassent les surfaces latérales extérieures des saillies 21. En poursuivant son mouvement dans le canal 11, la clé 9 (fig. 4) coopère successivement par sa 15 saillie 10, avec des contacts 14, en contactant deux ou trois contacts 14 simultanément, jusqu'à ce que tous les contacts 14 du connecteur soient ouverts. Ceci étant, la plaque à commuter 8 s'engage dans la fente longitudinale 7 (fig. 1). Pour fermer les contacts 14 (fig. 2) dans le 20 connecteur, on fait déplacer la clé 9 dans le sens contraire. Alors, la saillie 10 de la clé 9 dégage successivement les bras 17 (fig. 2) des contacts 14 et les enlève des saillies 21, en ramenant, par conséquent, les contacts 14 dans leur état fermé. Sous l'action des forces 25 engendrées par la déformation élastique, les extrémités libres courbées 18 des bras 17 entrent en connexion avec les conducteurs imprimés de la plaque 8 (fig. 1). Pour que la plaque 8 puisse sortir du connecteur, on fait subir à la clé 9 un effort constant, égal à l'ef30 fort d'ouverture de deux à trois contacts 14 (fig. 4), pour que ladite clé 9 effectue son mouvement dans le canal 11 dans le sens indiqué par la flèche 12, jusqu'à ce que tous les contacts 14 soient ouverts. La clé 9 peut avoir plusieurs saillies 10 disposées 35 sur ladite clé 9 dans des endroits bien définis. Dans ce cas, la clé 9 est en mesure de remplir les fonctions d'un élément pouvant faire commuter des circuits électriques étant donné le fait que les contacts 14 du connecteur se répartissent en groupes de contacts 14 fermés et ouverts lorsque la clé 9 se déplace dans le sens direct et dans le sens contraire. La réalisation de la clé 9 sous forme d'une barre plane, ayant une zone sous forme d'une saillie ellipsoldale 10 coopérant pendant l'ouverture et la fermeture avec un, deux ou trois contacts 14 seulement, permet de réduire au minimum et de rendre constant l'effort d'ouverture et de fermeture des contacts 14 ce qui rend possible effectivement le développement des connecteurs ayant un nombre important de contacts 14. L'exécution des saillies 21 (fig. 2) assure que les surfaces d'extrémité intérieures des bras 17 ouverts des contacts élastiques 14 les embrassent successivement ce qui donne la possibilité de faire entrer avec un effort nul la plaque 8 (fig. 1) dans la fente longitudinale 7, 20 lorsque tous les contacts 14 sont ouverts. Le fait que, selon la présente invention le contact élastique 14 (fig. 2) est réalisé avec un pied 15 élastique en forme de T dont les extrémités libres forment les bras 17 en U qui sont symétriques par rapport 25 au pied 15, les extrémités libres 18 desdits bras 17 se dirigeant l'une vers l'autre, assurent au contact 14 une mobilité élastique dans le sens axial aussi bien que dans le sens transversal. La mobilité du contact 14 dans le sens axial assu30 re la mise en place succesive des bras 17 des contacts 14 sur les saillies 21 réalisées dans chaque alvéole 13 sur sa paroi 20 orientée à l'encontre du mouvement de la clé 9 (fig. 4) dans lesens de la flèche 12, ou le dégagement successif des bras 17 (fig. 3) des contacts 14 à partir 35 des saillies 21 quand la clé 9 effectue son mouvement dans la direction contraire. La mobilité du contact 14 dans le sens transversal assure la constance de la pression de contact et, par conséquent, une résistance de contact stable dans les contacts 14 lorsque le fonctionnement a lieu dans des conditions de secousses vibratoires et de chocs. Le connecteur à force d'insertion nulle, objet de la présente invention, se distingue par une structure simple, il est moins massif, plus fiable et se prête facilement à des réparations. REVENDICATIONS 1. Connecteur à force d'insertion nulle comportant un boîtier isolant (1) avec une fente (7) longitu5 dinale aménagée dans sa paroi supérieure (6) pour recevoir un élément à commuter, des contacts élastiques de prise de courant (14) fixés dans la paroi inférieure (2) du bottier (1) et se trouvant dans des alvéoles (13) réalisées dans les parois latérales du boîtier (1) et une clé (9) pour pouvoir ouvrir et fermer les contacts élastiques de prise de courant (14), le boîtier (1) possédant un canal longitudinal (11) permettant à la clé d'effectuer des mouvements de translation dans les deux sens opposés, caractérisé en ce que la clé (9) est réalisée sous forme 15 d'une barre ayant au moins une saillie (10) qui, lors du déplacementde la clé (9), coopère avec les surfaces d'extrémité intérieures des bras (17) des contacts élastiques de prise de courant (14) et se présente sous forme d'un ellipsoide dont les génératrices sont symétriques par rap2? port à l'axe longitudinal de la barre, et en ce que, dans chacune des alvéoles (13), la paroi (20) orientée à l'encontre de la partie d'extrémité de la clé (9), lorsque cette dernière se déplace dans le sens assurant l'ouverture des contacts élastiques de prise de courant (14), est 25 munie de saillies (21) qui sont disposées d'une part et d'autre de la fente longitudinale (7) de la paroi supérieure (6) du bottier (1) et dont les surfaces extérieures sont embrassées par les surfaces d'extrémité intérieures des bras (17) des contacts élastiques de prise de cou30 rant (14) lorsqu'ils sont à l'état ouvert. =- 2. Connecteur à force d'insertion nulle, selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des contacts élastiques de prise de courant (14) a un pied (15) en forme de T fixé en porte-à-faux dans la paroi inférieure (2) du bottier (1) et dont les extrémités de la partie horizontale se prolongent par des bras élastiques en for..e de U (17) symétriques par rapport à la partie verticale du pied (15) et pouvant contacter, par leurs surfaces d'extrémité intérieures, les faces extérieures des saillies (21) réalisées sur l'une des parois (20) de chacune des alvéoles (13), les extrémités libres (18) des bras (17) étant orientées l'une à l'encontre de l'autre.