Brevet FR2667993A1 — publié le 19920417

L'invention concerne un dispositif de con- nexion à enfichage pour la liaison mécanique et le raccordement électrique par enfichage d'unités d'appa- reillage électronique, comprenant un connecteur mâle et un connecteur femelle. Les unités d'appareillage électronique aux- quelles l'invention est applicable sont, par exemple r des ordinateurs portatifs et des postes de branchement d'un réseau ("docking stations") ou des imprimantes. Pour relier deux unités de ce type l'une à l'autre, il faut d'une part établir et conserver la coordination mécanique des boîtiers l'un par rapport à l'autre et assurer d'autre part, en même temps que la liaison mécanique est établie, l'enfichage ou embrochage mutuel de connecteurs électriques multipolaires qui sont mécaniquement très sensibles Outre la précision néces- saire lors de l'assemblage, cette opération demande un effort relativement important En raison de l'effort à déployer, des couples de basculement indéfinis risquent d'être produits lors de l'établissement de la liaison, ce qui risque d'entraîner l'endommagement des contacts à fiches sensibles. Les connexions électriques multipolaires connues à enfichage, produisent obligatoirement aussi une liaison mécanique, mais la solidité de cette liaison ne suffit pas pour maintenir les boîtiers des deux unités de façon fiable ensemble, en évitant l'applica- tion d'efforts aux contacts électriques lorsque, par exemple, l'une des unités de l'appareillage est heurtéena accidentellement. Il faut donc assurer une liaison mécanique supplémentaire, séparée, qui doit être aussi discrète et peu encombrante que possible pour des motifs d'esthé- tique, ne doit pas nécessiter des explications et doit25 être d'un maniement mécanique simple De plus, une telle liaison mécanique doit avoir une construction indépendante de la forme spécifique des boîtiers, afin que même des unités d'appareillage totalement diffé- rentes puissent être reliées de la même façon entre elles. D Partant de ce qui précède, l'invention vise à concevoir un dispositif de connexion, du type mentionné au début, de manière que des unités d'appareillage électronique différentes puissent être reliées mécani- quement de façon solide entre elles, que l'effort à O déployer pour établir et rompre la liaison à enfichage soit aussi faible que possible et que le maniement soit simple et sûr. Conformément à l'invention, on obtient ce résultat par le fait qu'un dispositif de verrouillage mécanique est prévu séparément d'un connecteur mâle électronique dans une première unité d'appareillage et comporte au moins deux éléments de verrouillage en forme de plaques s'étendant obliquement par rapport à la direction d'enfichage du connecteur mâle, qui peuvent ^ être déplacés transversalement à la direction d'enfi- chage du connecteur mâle au moyen d'un dispositif de commande, de manière qu'après leur engagement suivant la direction d'enfichage du connecteur mâle dans des évidements récepteurs prévus pour la réception des éléments de verrouillage dans une autre ou seconde unité d'appareillage, ils attaquent cette autre unité d'appa- reillage derrière des faces de coin de celle-ci et montent sur ces faces. En d'autres termes, selon l'invention, les deux unités sont d'abord approchées l'une de l'autre dans la direction d'enfichage de la liaison électrique à établir, de manière que les éléments de verrouillage saillants de la première unité pénètrent dans les évidements prévus pour leur réception dans la paroi arrière de la seconde unité Ensuite, le dispositif de commande est manoeuvré, avec le résultat que les éléments de verrouillage montent sur les faces de coin et que, de ce fait, les deux unités sont tirées l'une vers l'autre et que la liaison électrique à enfichage est ainsi établie également. Avec le dispositif selon l'invention, la liaison électrique est établie, à partir d'une position définie et avec guidage, d'une manière qui évite des couples de basculant risquant de provoquer des endomma- gements De plus, grâce à la prévision de coins, on obtient une démultiplication qui est fonction de l'angle de coin prévu -, avec le résultat que la ma- noeuvre du dispositif de commande doit s'effectuer sur un trajet plus long mais demandant un faible effort pour établir la liaison mécanique et électrique, pour la- quelle il suffit en fait d'une petite course à partir de la position initiale précédemment décrite o les deux unités sont approchées l'une de l'autre. Une autre caractéristique de l'invention prévoit que les éléments de verrouillage présentent des saillies supports qui sont guidées le long d'une fente horizontale dans la zone des faces de coin et pénètrent dans celles-ci De ce fait, les saillies supports peuvent s'étendre directement dans le sens de l'éloig- nement des éléments de verrouillage, sans que cela25 entrave le mouvement de montée des éléments de ver- rouillage sur les faces de coin ou plans inclinés Il est cependant possible aussi de prévoir des saillies supports de configuration coudée, mais cela nécessite- rait des évidements plus grands dans la paroi arrière du second appareil. Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif de commande est formé par une tige de com- mande guidée parallèlement à la paroi extérieure pourvue du connecteur mâle dans la première unité, de manière35 qu'elle dépasse d'une paroi latérale de cette unité d'appareillage se raccordant à la paroi extérieure Cela signifie que même après que les deux unités d'appa- reillage à réunir ont été approchées l'une de l'autre, la tige de commande peut être manoeuvrée commodément depuis le côté, par exemple par enfoncement, puisqu'elle 5 dépasse d'une paroi latérale Ainsi, on peut exercer à peu près librement un effort suffisamment important sur la tige, par le pouce, dans un geste très facile Les parois latérales opposées du boîtier de la première unité peuvent donc présenter des perçages par lesquels10 passe la tige de commande et qui servent en même temps au guidage de la tige. Il est avantageux que la tige de commande et le trajet ou la course pour sa manoeuvre soient dimen- sionnés de manière que, à chaque position de fin de course, une extrémité de la tige affleure essentielle- ment la paroi latérale correspondante du boîtier de l'unité et que l'autre extrémité de la tige dépasse de l'autre paroi latérale. Selon un autre mode de réalisation, le dispo- sitif de commande est formé par une tige de commande de forme plate, qui est guidée sur la paroi arrière de la première unité d'appareillage, portant le connecteur mâle, au moyen d'un profil de guidage, en particulier un profil en T ou en queue d'aronde, de manière que la tige25 soit déplaçable longitudinalement et que son côté extérieur libre soit aligné avec la paroi arrière portant le connecteur mâle. Pour ce mode de réalisation, il est également avantageux que, à l'état verrouillé, la tige de commande de forme plate présente une extrémité saillante qui puisse être rabattue dans l'alignement avec la paroi latérale correspondante de l'unité d'appareillage On évite donc ainsi qu'une extrémité de la tige de commande dépasse de façon gênante pendant l'utilisation des unités d'appareillage combinées. La seconde unité, portant le connecteur femelle, peut être conformée de manière qu'un segment de paroi du boîtier de cette unité s'étende parallèlement aux faces de coin à une distance correspondant à peu près à l'épaisseur des éléments de verrouillage en forme de plaques. De cette manière, le boîtier peut également être fermé vers l'extérieur dans la région des évide- ments recevant les éléments de verrouillage et un guidage supplémentaire est créé en outre pour les éléments de verrouillage, ce qui réduit le jeu. Afin de garantir que tout endommagement des contacts électriques soit évité lors de l'établissement de la liaison électrique à enfichage, on peut doter la région du connecteur mâle d'organes de guidage méca- niques s'étendant au-delà des contacts à fiches dans la direction d'enfichage Selon un mode de réalisation préféré, les organes de guidage sont réalisés sous forme d'appendices semblables à des plaques et placés à côté du connecteur mâle, qui pénètrent dans des évidements de guidage correspondants situés à côté du connecteur femelle de la seconde unité d'appareillage avant que, lors de l'assemblage des deux connecteurs, les contacts électriques ne soient reliés entre eux. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la descrip- tion qui va suivre d'exemples de réalisation préférés mais non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une représentation schéma- tique en perspective de la zone d'assemblage de deux unités d'appareillage avant qu'elles ne soient appro- chées l'une de l'autre; la figure 2 est une représentation corres- pondant à la figure 1, mais après l'approche mutuelle des deux unités; o les figures 3 a à c montrent chacune une coupe horizontale de la zone d'assemblage selon les figures 1 et 2 et servent à illustrer différentes phases du verrouillage; la figure 4 est une vue en perspective d'une première unité d'appareillage selon une variante de réalisation, comportant une tige de commande plate; et la figure 5 montre l'unité selon la figure 4 après le remplacement de la tige de commande par une baguette décorative. Le dessin montre une première unité d'appa- reillage 1 formée, par exemple, par un poste de bran- chement sur un réseau ("docking-station"), et devant être reliée à une seconde unité d'appareillage 2 sous la forme d'un ordinateur portatif La liaison doit être réalisée par l'intermédiaire de la paroi arrière 3 du boîtier de la première unité 1 et de la paroi arrière 4 du boîtier de la seconde unité 2. Sur la paroi arrière 3, on a prévu un con- necteur électrique mâle 5, de type multipolaire, et un connecteur femelle correspondant est prévu sur la paroi arrière 4, mais est seulement indiqué de façon symbo- lique, pour simplifier, par une découpe 6 de la paroi arrière 4 Une tige de commande 7 de section circulaire traverse des trous de guidage 8 ménagés dans les parois latérales 9 de la première unité 1, de manière que la tige 7 soit parallèle à la paroi arrière 3. Des éléments de verrouillage 10 en forme de plaques sont fixées à distance l'un de l'autre et par l'intermédiaire de saillies supports 10 ' à la tige de commande 7, de manière que les éléments 10 dépassent à l'extérieur à travers la paroi arrière 3, ce qui ressort clairement de la figure 3 en particulier Les éléments de verrouillage 10 en forme de plaques renferment un angle de coin a avec la paroi arrière 3 Les saillies supports 10 ' sont réalisées à la façon d'entretoises horizontales Les extrémités 11, 12 de la tige de commande 7 sont épaissies et forment des boutons de commande. La paroi arrière 4 de la seconde unité d'ap- pareillage 2 présente, en concordance avec les éléments de verroullage 10, des évidements récepteurs 13 dans lesquels s'engagent les éléments de verrouillage 10 lorsque les unités 1 et 2 sont approchées l'une de l'autre suivant les flèches 14 sur la figure 3 b La10 position de départ pour l'opération de verrouillage consécutive est ainsi clairement définie. Des faces de coin ou plans inclinés 15 se raccordent latéralement à chaque évidement récepteur 13 et sont divisés chacun par une fente horizontale 16 dont la largeur correspond à peu près à la largeur des saillies supports 10 '. Un segment de paroi de boîtier 17, orienté parallèlement aux faces de coin 15, constitue derrière chaque évidement récepteur une butée pour le mouvement de rapprochement des unités suivant les flèches 14. Chacun de ces segments de paroi sert donc à la fois de butée, d'élément de fermeture du boîtier dans la région de l'évidement récepteur 13 concerné et de guide pour l'élément de verrouillage 10 correspondant lors du mouvement de verrouillage décrit ci-aprés. Partant de la position illustrée sur la figure 3 b, pour verrouiller les unités d'appareillage l'une à l'autre, l'extrémité 11 de la tige de commande 7 repré- sentée à gauche sur la figure 3, est poussée vers l'intérieur (flèche 18), de sorte que l'extrémité opposée 12 de la tige 7 émerge de la paroi latérale opposée Comme les faces de coin forment avec la paroi arrière 4 exactement le même angle a que les éléments de verrouillage 10 avec la paroi arrière 3, les éléments de verrouillage 10 peuvent maintenant être amenés suivant la flèche 19 à la position finale illustrée sur la figure 3 c, ce qui produit simultanément le tirage complet des unités 1 et 2 l'une vers l'autre, de même que, pour terminer, la liaison électrique à enfichage entre le connecteur mâle 5 et le connecteur femelle 6. Le trajet ou course de commande t (voir figure 3 b) est transformée, suivant l'angle de coin ca choisi, en une distance de déplacement S (voir figure 3 b) perpendicu- laire à lui, ce qui veut dire que cette distance de déplacement, demandant en elle-même l'application d'un 0 effort relativement important, peut néanmoins être produite par un mouvement de manoeuvre ne demandant pratiquement pas d'effort. La déverrouillage s'effectue dans l'ordre inverse en ce sens que, à partir de la position selon la figure 3 c, l'extrémité 12 de la tige de commande 7 est poussée vers l'intérieur, de sorte que les éléments de verrouillage 10 guidés par les segments de paroi 17 du boîtier sont ramenés devant les évidements récepteurs 13, de sorte que les unités 1, 2 peuvent de nouveau être écartées sans problèmes l'une de l'autre. Les figures 4 et 5 montrent un mode de réali- sation dont le fonctionnement est identique en ce qui concerne le processus de verrouillage La seule diffé- rence est que la tige de commande 7 ' est plate et guidée sur la paroi arrière 3 ' dans une glissière en queue d'aronde par exemple, de manière que le côté extérieur de la tige 7 ' soit aligné avec la paroi arrière 3 ' Les extrémités 11 ' et 12 ' peuvent également dépasser des parois latérales 9 ' dans ce mode de réalisation; l'agen- 33 d cement est tel que, à la position de verrouillage, o l'extrémité 12 ' de la tige 7 ' fait saillie à l'exté- rieur, comme cela est illustré sur la figure 3 c pour la tige de commande 7, sauf que, dans ce cas, l'extrémité 121 peut être rabattue suivant la flèche 20 contre la paroi latérale 9 ' correspondante. Lorsqu'une telle unité d'appareillage 1 ' doit être fournie sans mécanisme de liaison à enfichage et de verrouillage, la tige de commande plate 7 ' peut être remplacée, ainsi que le montre la figure 5, par une baguette de recouvrement 21 qui peut être mise en place à complémentarité de formes et de la même façon dans la glissière En tant que mesure préventive pour éviter l'endommagement du connecteur mâle 5 lors de l'approche des unités d'appareillage 1, 2, on peut prévoir des appendices de guidage 22 (Fig 1, 2) à côté du con- necteur mâle 5. REVENDICATIONS I Dispositif de connexion à enfichage pour la liaison mécanique et le raccordement électrique par enfichage d'unités d'appareillage électronique, compre- nant un connecteur mâle et un connecteur femelle, caractérisé en ce qu'un dispositif de verrouillage mécanique est prévu séparément d'un connecteur mâle électronique ( 5) dans une première unité d'appareillage ( 1) et comporte au moins deux éléments de verrouillage ( 10) en forme de plaques s'étendant obliquement par rapport à la direction d'enfichage (flèche 14) du connecteur mâle ( 5), qui peuvent être déplacés transver- salement (flèche 18) à la direction d'enfichage (flèche 14) du connecteur mâle ( 5) au moyen d'un dispositif de commande, de manière qu'après leur engagement suivant la direction d'enfichage (flèche 14) du connecteur mâle ( 5) dans des évidements récepteurs ( 13) prévus pour la réception des éléments de verrouillage dans une autre ou seconde unité d'appareillage ( 2), ils attaquent cette autre unité d'appareillage derrière des faces de coin ( 15) de celle-ci et montent sur ces faces. 2 Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les éléments de verrouillage ( 10) pré- sentent des saillies supports ( 10 ') guidées le long d'une fente horizontale ( 16) dans la zone des faces de coin ( 15) en pénétrant dans celles-ci. 3 Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le dispositif de commande est formé par une tige de commande ( 7, 7 ') guidée parallèlement à la paroi extérieure ( 3) pourvue du connecteur mâle ( 5) dans la première unité ( 1), de manière qu'elle dépasse d'une paroi latérale ( 9) de cette unité d'appareillage ( 1) se raccordant à la paroi extérieure ( 3). 4 Dispositif selon la revendication 3, caracté- risé en ce que la tige de commande ( 7, 7 ') dépasse de l'une ou de l'autre paroi latérale ( 9) de l'unité dans il chacune de ses deux positions extrêmes, tandis que son extrémité opposée affleure sensiblement la paroi laté- rale ( 9) opposée de l'unité. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le dispositif de commande est formé par une tige de commande ( 7 ') de forme plate, qui est guidée sur la paroi arrière ( 3 ') de la première unité d'appa- reillage ( 1 '), portant le connecteur mâle ( 5), au moyen d'un profil de guidage, en particulier un profil en T ou10 en queue d'aronde, de manière que la tige soit dépla- çable longitudinalement et que son côté extérieur libre soit aligné avec la paroi arrière ( 3 ') portant le connecteur mâle ( 5). 6 Dispositif selon la revendication 5, caracté- risé en ce que, à l'état verrouillé, la tige de commande ( 7 ') de forme plate présente une extrémité saillante ( 12 ') qui peut être rabattue dans l'alignement avec la paroi latérale ( 9) correspondante de l'unité d'appa- reillage ( 1). 7 Dispositif selon la revendication 5, caracté- risé en ce qu'une baguette de recouvrement ( 21) peut être glissée, à complémentarité de formes à la place de la tige de commande plate ( 7 '). 8 Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'un segment de paroi de boîtier ( 17) s'étend parallèlement aux faces de coin ( 15) à une distance correspondant à peu près à l'épaisseur des éléments de verrouillage ( 10) en forme de plaques. 9 Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que des organes de guidage mécaniques, s'étendant au-delà des contacts à fiches dans la direc- tion d'enfichage, sont prévus dans la région du con- necteur mâle ( 5). Dispositif selon la revendication 9, caracté- risé en ce que les organes de guidage sont réalisés sous forme d'appendices ( 22) semblables à des plaques et placés à côté du connecteur mâle ( 5), qui pénètrent dans des évidements de guidage correspondants situés à côté du connecteur femelle de la seconde unité d'appareillage ( 2) avant que, lors de l'assemblage des deux connec- ceurs, les contacts électriques ne soient reliés entre eux.