Brevet FR2615045A1 — publié le 19881110

Dispositif de connexion rapide de circuits imprimés pour boîtiers modulaires. La présente invention a trait à des disposi- tifs de connexion rapide de circuits imprimés pour des boîtiers modulaires, par exemple des boîtiers d'appareils électriques modulaires. Les appareils électriques tels que ceux qui sont utilisés dans le domaine de l'équipement électrique de l'habitat, par exemple les sectionneurs, coupe-circuit, dis- joncteurs, relais, télérupteurs, minuteries, délesteurs, etc..., possèdent maintenant des boîtiers modulaires, c'est-à-dire dont les formes et les dimensions sont, en par- tant d'un module, conçues pour une standardisation des mon- tages et raccordements aux circuits électriques et notamment aux barres collectrices. - Le raccordement aux conducteurs de distribu- tion ou de commande, qu'il s'agisse de cables électriques souples isolés ou de barres collectrices, s'effectue grâce à des bornes à cage accessibles par des ouvertures convenable- ment disposées dans le boitier, le serrage du conducteur 2615'45 dans la borne à cage s'effectuant généralement au moyen d'une vis, vissée dans la cage. Ces appareils électriques tendent maintenant à assumer des fonctions complexes grâce à des moyens électroniques qu'il est judicieux de réaliser sous forme de circuit imprimé incorporé dans le boîtier modulaire. En outre, des fonctions particulières peuvent être prévues grâce à des circuits imprimés convenablement disposés dans des boîtiers modulaires propres dont la forme et les dimensions seraient conçues sur ceux des appareils énumérés précédemment. La présente invention se propose donc de fournir un dispositif de connexion rapide de circuit imprimé pour boîtiers modulaires qui permette de connecter, de façon simple, rapide et fiable, des conducteurs à un circuit imprimé situé dans le boîtier modulaire. Un autre objectif de l'invention est de four- nir un tel dispositif de connexion rapide qui permette une connexion dans des conditions ne modifiant aucunement les habitudes relatives à la connexion de conducteurs à des boîtiers modulaires. Un autre objectif encore est de réaliser un tel dispositif de connexion qui ne nécessite pas de transformation de la conception ou de la réalisation des boîtiers modulaires d'appareils existants. Un autre objectif encore est de réaliser un tel dispositif qui soit simple à fabriquer et à monter et particulièrement peu coûteux. L'invention a pour objet un dispositif de connexion rapide de circuits imprimés pour boitiers modu- laires, caractérisé en ce que le boîtier comporte, dans des logements usuels, des bornes de connexion à cage usuelles, et, pour une, plusieurs ou la totalité desdites bornes, chaque fois un organe de liaison électrique constitué prin- cipalement ou complètement par une lame de contact dont une extrémité pénètre dans la cage de borne et dont une autre extrémité, après un trajet obtenu par pliage et/ou découpage convenable de la lame, forme un contact, de préférence élas- tique, s'appliquant contre une surface de contact convenable du circuit imprimé. Dans une forme de réalisation préférée, l'extrémité de lame servant au contact avec le circuit imprimé présente une forme pliée déterminant une branche élastique s'appliquant contre l'élément de connexion ou sur- face convenable du circuit imprimé. La surface de connexion du circuit imprimé peut être constituée de façon quelconque, - par exemple sous forme d'une plage conductrice, sous forme d'un plot ou sous toute autre forme. Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, le circuit imprimé est simplement appliqué contre la partie de contact, de préférence élastique, de l'extrémité en question-de la lame de contact par l'action du couvercle de bottier lorsqu'il est mis en place, assurant simultanément lé main- tien en position du circuit imprimé. L'extrémité de lame pénétrant dans la borne peut y pénétrer depuis l'intérieur mais peut également, en variante, passer dans le logement sous la cage de la borne, puis être repliée, à l'extérieur, autour de la cage pour présenter une partie terminale qui y pénètre. Dans tous les cas, le serrage du conducteur qui pénètre dans la cage de la borne assure simultanément le serrage et le contact avec la lame de contact reliée au circuit imprimé. De façon avantageuse, la lame peut être sim- plement insérée dans le bottier, avec ses extrémités en place, sans aucun moyen assurant la liaison positive de la lame au boîtier, la lame étant simplement maintenue par l'engagement de l'une de ses extrémités dans la borne, d'une part, par la présence du circuit imprimé contre son autre extrémité, d'autre part, et éventuellement par une forme adaptée épousant les parois en rapport du bottier dont la fermeture assure le maintien définitif de la lame. Le cas échéant, un positionnement peut égale- ment résulter de découpes pratiquées dans le circuit imprimé, découpes traversées par la lame avant qu'elle ne soit repliée pour former l'extrémité de contact avec le cir- cuit imprimé. L'extrémité de contact avec le circuit imprimé, au lieu d'être élastique, peut, par exemple, comprendre des découpes, par exemple en dents de scie, qui s'écraseront sous l'effet de la pression lors de l'assemblage du boîtier qui assure le maintien de la carte de circuit imprimé. Le dispositif ainsi réalisé présente un très faible encombrement et permet un gain de surface active sur le circuit imprimé. Le montage des dispositifs de connexion peut être réalisé de façon extrêmement simple, par exemple par mise en place du boîtier modulaire sur un gabarit, puis mise en place au fond du boîtier d'un ensemble portebornes à cage sur lequel les bornes sont prémontées avec les lames en place, puis présentation du circuit imprimé qui va s'autocentrer et assurer par pression les contacts physiques avec les extrémités convenables des lames, la fixation définitive étant assurée par la fermeture du boîtier. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront à la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif, et se référant au dessin annexé dans lequel: la figure 1 représente, de façon schématique, un boîtier modulaire avec une carte à circuit imprimé, les figures 2, 3 et 4 représentent diverses vues en coupe d'une partie d'un tel boîtier modulaire muni de bornes en étages avec leurs lames respectives raccordées au circuit imprimé, la figure 5 représente une vue schématique d'une extrémité de la lame selon une variante de l'invention. En se référant à la figure 1, on voit un boitier modulaire représenté de façon schématique, le couvercle supérieur étant ôté. Ce boîtiers 1 présente, de façon usuelle, une base 2 pour l'accrochage sur un rail avec la partie en crochet fixe 3 et le crochet mobile 4 repoussé élastiquement. Aux deux extrémités de la base sont disposés deux logements de bornes dans lequels sont disposées les cages métalliques 5 de bornes, ces cages étant accessibles par des ouvertures latérales 6 pour l'introduction des câbles électriques, raccords de barres collectrices, etc... Le vissage s'effectue par les ouvertures supérieures 7 des logements. Dans le boîtier 1, on vient mettre en place une carte de circuit imprimé 8 qui repose simplement contre le fond du boîtier. Lorsque l'on assemble le couvercle (non représenté), des nervures de ce couvercle viennent s'appliquer contre le circuit imprimé 8 pour maintenir celui-ci plaqué dans le fond comme représenté. En se référant aux figures 2 à 4, on voit un boîtier modulaire voisin mais du type présentant, à chaque extrémité de la. base 2, deux étages décalés, l'étage inférieur possédant une paire de bornes et l'étage supérieur une seule borne, et dont on voit les cages 5 avec leurs vis 9 emmenant la pièce 10 en étrier, usuelle dans les cages de bornes. La carte de circuit imprimé 8 est disposée contre le fond du boîtier et elle porte, en des emplacements proches des bornes pertinentes, des ponts en cuivre étamé usuels 11 forcés dans la carte de circuit imprimé 8 et élec- triquement reliés au circuit de la carte. Ces éléments de cuivre 11 constituent les plots par lesquels la carte doit être reliée électriquement aux conducteurs électriques extérieurs. La carte de circuit imprimé 8 est disposée parallèlement à l'une des faces latérales du bottier 1, à faible distance de cette face, et l'on voit que les différents plots en forme de cavalier 11 sont disposés au niveau d'encoches 12 pratiquées dans la périphérie de la carte de circuit imprimé au voisinage des bornes, la base de chaque plot 11, qui s'étend parallèlement à la carte, enjam- bant son encoche 12 de façon à être accessible pour le con- tact. Au lieu d'encoches périphériques, la carte pourrait aussi posséder des perforations. Chacune des bornes représentées sur le dessin possède sa propre lame de contact. Les lames de contact sont référencées 13, 14, 15. Elles sont réalisées en un matériau conducteur, par exemple du laiton. La lame 13 possède une première extrémité plane 13a qui pénètre dans le logement de la borne pertinente 5 et traverse la cage de cette borne au voisinage du fond de la cage. L'extrémité 13a peut avan- tageusement avoir une forme de T dont les branches, qui empêchent un retrait hors de la cage 5 vers l'intérieur du boîtier, peuvent pénétrer dans des creusures du logement tel que, par exemple, une rainure 16, de façon à assurer un positionnement au fond de la cage tout en autorisant, de préférence, un certain débattement. Après un coude à la sor- tie du logement, la lame 13 descend vers la base du boîtier contre lequel elle chemine jusqu'à se rapprocher du plot 11 avec lequel elle doit coopérer. Au niveau de ce plot, elle forme une extrémité repliée 13b dont la partie extrême 13c forme une lamelle élastique pénétrant dans l'encoche 12 de la carte de circuit imprimé et venant s'appliquer élastique- ment, et dans une direction perpendiculaire à la base du plot 11 et sensiblement parallèle au plan de la carte, con- tre cette base du plot 11 qui est accessible dans l'encoche, assurant ainsi un contact électrique avec la carte de cir- cuit imprimé. De même, la lame de contact 14 présente une première extrémité 14a, identique à celle dé la lame 13 et pénétrant dans le logement o elle traverse la cage, la par- tie terminale étant élargie à la façon d'un T pour venir se loger dans les creusures 16, ce qui interdit une extraction de la lame hors de la cage 5. La lame de contact 14 se pour- suit cette fois-ci dans un plan parallèle à l'axe du loge- ment de borne et s'étend vers le haut jusqu'à venir former une partie d'extrémité à angle droit 14b, dont la branche terminale 14c vient s'appliquer contre le plot 11 correspon- dant. La lame de contact 15 possède une forme simi- laire avec une extrémité 15a ayant exactement la même forme que les extrémités 13a et t4a des autres lames. A la sortie du logement, la lame 15 s'étend vers le haut sur une courte distance avant de former une extrémité 15b décalée vers le côté et dont la branche terminale 15c vient s'appliquer élastiquement avec la force de contact nécessaire contre le plot 11 pertinent. Bien entendu, les formes des lames peuvent être différentes en fonction des trajets s'étendant entre la cage de la borne pertinente et le plot de carte pertinent: Dans l'exemple représenté, dans lequel le boîtier modulaire 1 n'est pas destiné à contenir un appareil électrique mais simplement la carte de circuit imprimé 8, les cages 5 des bornes ne se poursuivent pas vers l'intérieur par des conducteurs autres que les lames de con- tact 13, 14 ou 15. Par contre, si l'invention est appliquée à un boîtier contenant un appareil, électromécanique, les connexions vers la carte électronique seront réalisées selon l'invention, alors que celles assurant une liaison vers un mécanisme sont réalisées différemment. En se référant à la figure 5, on voit une variante de réalisation dans laquelle le boîtier 1, dont on voit, en section, le fond, est refermé par un couvercle la muni de plusieurs nervures ou reliefs lb destinés à main- tenir la carte de circuit imprimé 8. On a représenté schématiquement une partie d'une lame de contact 17 dont l'extrémité (non représentée) pénètre dans une cage de borne et possède une forme qui est de préférence identique à celle des extrémités 13a, 14a et 15a. La seconde extrémité 17b s'applique contre la face intérieure du boîtier 1 et présente une partie écartée 17c pour le contact proprement dit, l'extrémité de cette partie 17c se poursuivant par une courte branche 17d qui est à nouveau en contact avec le bottier 1. Lorsque l'on referme le couvercle la, les ner- vures ou reliefs 16 viennent repousser la carte de circuit imprimé 8 perpendiculairement à son plan et les plots 11 déforment les extrémités conductrices 17c des lames 17. Le plot 11 peut alors avantageusement être remplacé par une portion conductrice, ou piste, de la surface cuivrée du cir- cuit imprimé. Une telle carte de circuit imprimé 8 n'a pas besoin d'encoche. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter diverses modifications de forme ou de matériau sans pour cela s'éloigner ni de son cadre ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Dispositif de connexion rapide de circuits imprimés pour boîtiers modulaires, caractérisé en ce que le boîtier (1) comporte, dans des logements usuels, des bornes de connexion à cage usuelles (5), et, pour une, plusieurs ou la totalité desdites bornes, chaque fois un organe de liaison électrique (13, 14, 15) est constitué principalement ou complètement par une lame de contact dont une extrémité (13a, 14a, 15a) pénètre dans la cage de borne (5) et dont une autre extrémité (13b, 14b, 15b, 17c), après un trajet obtenu par pliage et/ou découpage convenable de la lame, forme un contact s'appliquant contre une surface de contact convenable (11) du circuit imprimé (8). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité de lame servant au contact avec le circuit imprimé (8) présente une forme pliée déterminant une branche élastique (13c, 14c, 15c) s'appliquant contre la surface de contact (11) du circuit imprimé (8). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité de lame servant au contact avec le circuit imprimé présente des découpes susceptibles de s'écraser sous l'effet de la pression lors de l'assemblage du boîtier qui assure le maintien de la carte de circuit imprimé, réalisant ainsi le contact avec la sur- face de contact (11) du circuit imprimé (8). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le circuit imprimé (8) est appliqué contre ladite autre extrémité (13b, 14b, 15b, 17c) servant au contact avec le circuit imprimé, par l'action d'un couvercle de boîtier (la) qui assure simultanément le maintien en position du circuit imprimé. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'extrémité de lame (13a, 14a, 15a) pénétrant dans la cage de borne présente une forme de T dont les branches empêchent un retrait à travers la cage. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'une extrémité de lame pénètre dans des creusures (16) limitant le débattement de l'extrémité de lame dans la cage. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'extrémité de lame (13b, 14b, 15b) destinée à s'appliquer contre la sur- face de contact (11) du circuit imprimé, vient s'appliquer contre cette surface dans une direction sensiblement parallèle au plan de la carte. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'extrémité de lame (13b, 14b, 15b) destinée à s'appliquer contre une sur- face de contact (11) du circuit imprimé, vient s'appliquer dans une direction sensiblement perpendiculaire au plan de la carte de circuit imprimé. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que la surface de contact de la carte de circuit imprimé est'réalisée par un plot (11) en forme d'étrier. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que la surface de contact de la carte de circuit imprimé est réalisée par une portion (piste) de la surface cuivrée du circuit imprimé. 11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la base du plot (11) enjambe une encoche ou une perforation de la carte.