Brevet FR2691584A1 — publié le 19931126

La présente invention concerne un connecteur électrique ainsi qu'un dispositif de connexion électrique comportant au moins un tel connecteur. On connaît de nombreux connecteurs électriques destinés à l'alimentation d'appareils domestiques ou industriels ou à véhiculer des signaux électriques d'information. Parmi ceux-ci on connait le connecteur du type comprenant un élément de contact femelle à douille de réception d'une broche cylindrique d'un élément de contact mâle Une languette de contact élastique est découpée dans la paroi latérale de la douille de façon à être en contact élastique sur la broche de l'élément de contact mâle Un tel connecteur est très coûteux à réaliser à cause de la lame élastique de contact. On connaît également un connecteur électrique o la douille de l'élément de contact femelle est essentiellement formée par deux ou plusieurs lames élastiques de contact s'écartant pour autoriser l'insertion de la broche de l'élément de contact mâle Un tel connecteur connu est également très coûteux à réaliser. Un autre connecteur connu est celui o la broche de l'élément de contact mâle est fendue longitudinalement de façon à former deux doigts élastiques s'engageant dans la douille cylindrique de l'élément de contact femelle Un tel connecteur a pour inconvénient majeur de ne pas assurer de contact électrique permanent du fait que les deux doigts de la broche ont tendance, dans le temps, à se rapprocher l'un de l'autre. Enfin, on connaît également un connecteur électrique o la douille de l'élément de contact femelle comporte dans son orifice d'entrée une bague cylindrique rapportée comportant deux languettes élastiques de contact diamétralement opposées venant élastiquement en appui sur la broche de l'élément de contact mâle Ce genre de connecteur est extrêmement difficile à fabriquer et est également coûteux. Par ailleurs, tous les connecteurs électriques ci-dessus connus ont pour inconvénient commun de nécessiter un effort d'insertion relativement important de la broche de l'élément de contact mâle dans la douille de l'élément de contact femelle correspondant On notera également que la plupart de ces connecteurs connus sont sujets à des microcoupures en présence de vibrations externes nuisibles à la transmission de signaux électriques d'informations rapides Enfin, la couche de protection, souvent en or, des éléments de contact mâle et femelle s'use très rapidement aux points de frottement de ces éléments et n'assure plus une protection contre la corrosion. La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients ci-dessus des connecteurs connus en proposant un connecteur électrique, du type comprenant un élément de contact mâle à broche et un élément de contact femelle comprenant une douille à perçage axial de réception de la broche de l'élément de contact mâle et qui est caractérisé en ce que la broche et le perçage axial de réception sont tronconiques et de même conicité telle que la force d'insertion de la broche dans le perçage axial soit quasiment nulle et la zone de contact de la broche avec la douille soit importante. De préférence, la conicité précitée est comprise entre environ 14 % et environ 18 %. Selon une variante de réalisation, le perçage tronconique précité est défini sur au moins une portion d'entrée de celui-ci par au moins deux branches légèrement flexibles de la douille contactant élastiquement la broche correspondante. Avantageusement, un ressort annulaire enserre coaxialement les branches précitées de la douille. Selon une autre variante de réalisation, la douille est réalisée à partir d'une feuille métallique de faible épaisseur découpée et matricée pour obtenir la forme tronconique précitée et la broche peut être réalisée par un procédé identique. L'invention propose également un dispositif de connexion électrique comprenant une pluralité de connecteurs électriques tels que définis précédemment, selon lequel les éléments de contact mâles et les éléments de contact femelles sont solidaires respectivement de deux embases en une matière électriquement isolante et qui est caractérisé en ce que chaque élément de contact mâle et/ou chaque élément de contact femelle est monté sur son embase correspondante de façon à pouvoir se déplacer axialement à l'encontre de la force de rappel d'un organe élastique lors de l'insertion simultanée des broches dans leurs douilles respectives et compenser ainsi les tolérances de fabrication conduisant à des défauts de contact entre au moins une broche et sa douille correspondante. L'organe élastique précité est une rondelle élastique, par exemple du type Grower, interposée entre l'embase précitée et une collerette de l'élément de contact mâle ou femelle et autorisant un déplacement axial de l'ordre de 1/10 à 2/10 de mm. L'invention sera mieux comprise, et d'autres, buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre dexemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention, et dans lesquels: la figure 1 représente en coupe longitudinale un connecteur électrique conforme à l'invention en position inactive; la figure 2 est une vue semblable à la figure 1 avec l'élément de contact mâle engagé dans l'élément de contact femelle; la figure 3 représente une variante de réalisation de l'élément de contact femelle du connecteur électrique des figures 1 et 2; et les figure 4 A et 4 B représentent chacune un dispositif de connexion à plusieurs connecteurs électriques conformes à l'invention; les figures 5 A et 5 B représentent un exemple de montage d'une pluralité de connecteurs électriques de l'invention dans des supports isolants; et la figure 6 est une variante de réalisation de l'élément de contact femelle de la figure 3. Le connecteur électrique représenté aux figures 1 et 2 comprend un élément de contact mâle 1 et un élément de contact femelle 2 s'engageant l'un dans l'autre pour assurer une liaison électrique permettant, à titre d'exemple, la transmission de signaux électriques d'information rapides pour des appareils de commande et de contrôle utilisés dans des avions. L'élément de contact mâle 1 comprend un corps généralement cylindrique 3 traversé par un perçage axial ou trou borne 4 de réception d'un conducteur électrique (non représenté) solidarisé dans celui-ci par sertissage ou par soudage La partie avant de l'élément 1 comporte une broche 5 de forme tronconique se raccordant au corps 3 par une portion arrière cylindrique 6 de plus grand diamètre L'élément 1 comprend enfin une collerette 7 réalisée entre la portion tronconique 6 et le corps cylindrique 3 et dont le rôle sera expliqué ultérieurement. L'élément de contact femelle 2 comprend un corps arrière cylindrique 8 dans lequel est percé axialement un trou borgne 9 dans lequel est solidarisé, par sertissage ou par soudage, un conducteur électrique (non représenté) L'élément 2 comprend de plus une douille 10 de surface latérale cylindrique prolongeant le corps 8 et dans laquelle est réalisé un perçage axial tronconique 11 de forme conjuguée à celui de la broche 5 de l'élément 1 La conicité du perçage tronconique 11 défini dans la douille 10 est identique à la conicité de la broche tronconique 5 Cette conicité est comprise entre environ 14 % et environ 18 %, ce qui correspond à un demi angle au sommet O L compris entre environ 4 d'angle et environ 5 d'angle L'élément 2 comporte de plus une chemise de protection 12, connue en soi, montée coaxialement sur la douille 10 et ayant un trou 12 a de passage de la broche 5 L'élément 2 comprend enfin une collerette 13 réalisée entre le corps 8 et la douille 10 et dont la fonction, similaire à celle de la collerette 7, sera expliquée ultérieurement. Du fait de la conicité définie ci-dessus de la broche 5 et du perçage tronconique 11, l'insertion de la broche 5 dans le perçage 11 s'effectue sans effort et la zone tronconique de contact électrique entre la broche 5 et la paroi latérale interne de la douille 10 définissant le perçage 11 est très large et en tout cas n'est pas sujette à une usure par frottement. L'élément de contact femelle 2 représenté en figure 3 ne diffère de celui des figures 1 et 2 que par au moins deux branches ou doigts longitudinaux 14, légèrement flexibles et découpés dans la paroi latérale de la douille 10 de façon à définir une certaine longueur du passage d'entrée tronconique du perçage axial 11 Autrement dit, les branches 14 assurent la continuité du perçage tronconique 11 Les branches 14, en position totalement engagée de la broche 5 dans le perçage 11, contactent ainsi élastiquement la portion tronconique de la broche 5. Bien entendu, la portion d'entrée du perçage tronconique 11 peut être définie par plus de deux branches ou doigts 14, suivant les dimensions de l'élément de contact femelle. Selon une autre variante de réalisation la douille 10 est réalisée à partir d'une feuille métallique de faible épaisseur découpée et matricée pour obtenir la forme tronconique 11 et la broche 5 peut être réalisée par un procédé identique. Les figures 4 A et 4 B représentent chacune un dispositif de connexion électrique qui comprend une pluralité de connecteurs électriques du genre décrit à la figure 1 et/ou à la figure 3 Dans le cas présent, seul un connecteur électrique a été représenté pour la simplicité. Selon la figure 4 A, tous les éléments de contact mâles 1 sont montés sur une embase de matière isolante 15 de façon axialement coulissante à l'encontre de la force de rappel d'un organe élastique 16 constitué par une rondelle élastique, par exemple du type Grower, interposée entre la collerette 7 et l'embase 15 d'un élément 1 Les éléments de contact femelles 2 sont montés fixes dans une embase de matière isolante 17 A cause des tolérances de fabrication, il peut arriver que les éléments de contact femelles 2 soient légèrement axialement décalés les uns par rapport aux autres, ce qui peut se traduire par des défauts, voir même l'absence de contact électrique entre une ou plusieurs broches 5 et la douille associée 10 Les organes élastiques 16 ont pour but de compenser ces défauts dus aux tolérances de fabrication En effet, lorsque les broches 5 des éléments de contact mâle 1 vont être introduites simultanément dans les douilles correspondantes 10, les douilles 10 les plus avancées, c'est-à-dire celles légèrement décalées vers la gauche de la figure 4 A par rapport aux autres douilles, contacteront en premier les broches correspondantes 5 et en continuant l'insertion, les rondelles élastiques 16 associées aux broches 5 déjà en contact avec les douilles correspondantes 10 vont s'écraser jusqu'à ce que les autres broches 5 puissent venir en contact respectivement dans les douilles correspondantes 10 légèrement en retrait des douilles avancées Cet effet est également valable dans le cas o les rondelles 16 sont associées aux éléments de contact femelles 2 comme représenté en figure 4 B, c'est-à-dire sont montées entre les collerettes 13 de l'élément 2 et l'embase correspondante 17 avec les éléments de contact mâle 1 fixement montés dans l'embase 15 suivant des décalages axiaux dus aux tolérances de fabrication Ces décalages sont bien entendu très faibles et conduisent en tout cas à un déplacement axial de chaque élément de contact mâle ou femelle de l'ordre de 1/10 à 2/10 mm Bien entendu, comme cela est d'usage dans la pratique, les éléments de contact mâles 1 et femelles 2 sont montés dans leurs embases respectives avec un faible jeu latéral. Selon le mode de réalisation du dispositif de connexion représenté aux figures 5 A, 5 B tous les éléments de contact mâles 1 et tous les éléments de contact femelles 2 sont montés dans leurs parties respectives formant embases , 17 de façon axialement coulissante à l'encontre de la force de rappel d'organes élastiques 16 identiques à ceux représentés aux figures 4 A et 4 B Les organes élastiques 16 compensent donc également les tolérances de fabrication conduisant à des défauts de contact entre au moins une broche 5 et sa douille correspondante 10 comme expliqué ci-dessus Les parties formant embases 15, 17 sont assemblées dans des boîtiers métalliques (non représentés) de formes diverses assurant l'insertion des broches 5 des éléments de contact mâles 1 dans les douilles correspondantes 10 des éléments de contact femelles 2 et le maintien des connecteurs électriques ainsi réalisés en position de service. Diverses modifications peuvent être apportées au connecteur électrique sans sortir du cadre de la présente invention Ainsi, comme représenté en figure 6, il est possible d'adjoindre à chaque élément de contact femelle 2 du type représenté en figure 3 un ressort annulaire 18 enserrant des branches 14 de la douille 10 au niveau de leurs extrémités de façon à assurer un maintien encore plus énergique du contact électrique établi entre la broche 5 et la douille 10 6 2691584 correspondante De plus, les éléments de contact femelles 2 faisant partie du dispositif de connexion représenté aux figures 4 A, 4 B et/ou aux figures 5 A, 5 B peuvent être du type représenté à la figure 3 On notera à cet égard qu'un dispositif de connexion ainsi réalisé ne sera pas du tout perturbé par des vibrations environnantes susceptibles de nuire aux contacts électriques réalisés entre les broches 5 et les douilles correspondantes car la fréquence de résonnance de chacune des branches 14 sera dans ce cas toujours différente de la fréquence de résonnance des rondelles élastiques 16. REVENDICATIONS 1 Connecteur électrique du type comprenant un élément de contact mâle ( 1) à broche ( 5) et un élément de contact femelle ( 2) comprenant une douille ( 10) à perçage axial ( 11) de réception de la broche ( 5) de l'élément de contact mâle ( 1), caractérisé en ce que la broche ( 5) et le perçage axial de réception ( 11) sont tronconiques et de même conicité telle que la force d'insertion de la broche ( 5) dans le perçage axial ( 11) soit quasiment nulle et la zone de contact de la broche avec la douille soit importante. 2 Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la conicité précitée est comprise entre environ 14 % et environ 18 %. 3 Connecteur électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le perçage tronconique ( 11) précité est défini sur au moins une portion d'entrée de celui-ci par au moins deux branches légèrement flexibles ( 14) de la douille ( 10) contactant élastiquement la broche ( 5) correspondante. 4 Connecteur électrique selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que la douille ( 10) est réalisée à partir d'une feuille métallique de faible épaisseur découpée et matricée pour obtenir le perçage tronconique ( 11) précité et la broche ( 5) peut être réalisée par un procédé identique. Connecteur électrique selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comprend un ressort annulaire ( 18) enserrant coaxialement les branches ( 14) de la douille ( 10) précitée. 6 Dispositif de connexion électrique, comprenant une pluralité de connecteurs électrique tels que définis dans les revendications 1 à 5, selon lequel les éléments de contact mâles et les éléments de contact femelles sont solidaires respectivement de deux embases en une matière électriquement isolante ( 15; 17), caractérisé en ce que chaque élément de contact mâle ( 1) et/ou chaque élément de contact femelle ( 2) est monté sur son embase correspondante ( 15; 17) de façon à pouvoir se déplacer axialement à l'encontre de la force de rappel d'un organe élastique ( 16) lors de l'insertion simultanée des broches ( 5) dans leurs douilles respectives ( 10) et compenser ainsi les tolérances de fabrication conduisant à des défauts de contact entre au moins une broche ( 5) et sa douille correspondante ( 10). 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe élastique précité est une rondelle élastique ( 16), par exemple du type Grower, interposée entre l'embase ( 15; 17) précitée et une collerette ( 7; 13) de l'élément de contact male ( 1) ou femelle ( 2) et autorisant un déplacement de l'ordre de 1/10 à 2/10 de mm.