Brevet FR2693044A1 — publié le 19931231

Dispositif pour la réalisation d'interconnexions électriques sélectives entre une série de conducteurs L'invention concerne un dispositif pour la réalisation d'intercon- nexions électriques sélectives entre une série de conducteurs. Ces dispositifs sont notamment utilisés dans le domaine aéro- nautique, o la réalisation des circuits électriques embarqués se fait par réunion de rangées de broches, reliées chacune à l'un des con- ducteurs, court-circuitées entre elles au moyen de " barrettes shunt " mettant au même potentiel tous les conducteurs venant en contact avec une même barrette. Plus précisément, un tel dispositif comporte: un boîtier isolant, pourvu d'une série de logements traver- sants parallèles propres à recevoir chacun une broche conduc- trice dont l'extrémité libre forme élément de connexion mâle et dont l'extrémité opposée est reliée à l'un desdits conduc- teurs, les différentes broches émergeant toutes par leur extré- mité libre d'un même côté du boîtier, et un capot isolant, venant fermer ledit côté, pourvu intérieure- ment d'une pluralité de barrettes conductrices à section en for- me de U formant éléments de connexion femelles, situées cha- cune en regard d'une pluralité desdits logements et destinées à coopérer avec une pluralité de broches par venue en contact avec l'extrémité libre émergeante de celles-ci de manière à les court-circuiter électriquement entre elles. Les boîtiers se trouvent généralement en grand nombre; ils sont réalisés sous une forme modulaire qui permet de les juxtaposer, par exemple en les montant sur un rail commun La modularité de ces dispositifs, c'est-à-dire la possibilité, avec un nombre réduit de piè- ces, de modifier les schémas d'interconnexion, est un élément impor- tant dans la conception de ces dispositifs, de même que leur poids (paramètre essentiel dans le domaine aéronautique) et leur coût (en raison de leur très grand nombre). Les FR-A-2 578 361 et EP-A-0 214 627 décrivent de tels disposi- tifs d'interconnexion modulaire, et envisagent de nombreux modes de réalisations possibles. Toutefois, les dispositifs décrits par ces documents mettent tou- jours en oeuvre des pièces de formes relativement complexes, notam- ment en ce qui concerne les barrettes conductrices, et ne permettent pas d'atteindre une miniaturisation très poussée, de sorte qu'ils ne sont pas applicables à la réalisation d'interconnexions entre des broches de très petite dimension configurées de façon très compacte dans un même boîtier. Le point de départ de l'invention réside dans la constatation que ces inconvénients (complexité des formes des barrettes, impossibilité de miniaturisation poussée) tiennent principalement au fait que les barrettes conductrices assurent en fait une double fonction, à savoir, d'une part, l'établissement du contact électrique proprement dit avec les broches et, d'autre part, la rétention mécanique des broches dans le dispositif: cette double fonction implique une forme plus com- plexe, donc plus coûteuse à réaliser et plus difficile à miniaturiser. En outre, il est souvent souhaitable d'assurer non seulement le courtcircuit entre une rangée de broches donnée, mais également entre deux rangées adjacentes parallèles À cet effet, il est possible, comme cela est par exemple proposé dans le EP-A-0 214 627 précité, de réaliser les barrettes non plus sous forme d'un U simple mais sous forme d'un U double Selon les cas, on utilise alors le U double (pour court- circuiter les broches de deux rangées adjacentes) ou on découpe ce U double en deux U simples utilisés indépendamment (pour court- circuiter les broches d'une seule rangée) Ceci suppose, bien entendu, que l'on fabrique des barrettes en double U, beaucoup plus complexes (et donc coûteuses) à réaliser, et que l'on prévoie en outre une étape de découpe de ces barrettes doubles, ce qui compli- que encore la fabrication et la préparation des dispositifs. L'invention a pour but de pallier ces divers inconvénients et de proposer une structure de dispositif d'interconnexion simple, bon marché et d'utilisation universelle. À cet effet, selon l'invention, le boîtier comporte, dans chaque logement, des organes de retenue réalisés monoblocs avec le boîtier et coopérant avec un épaulement de la broche après insertion de cette dernière dans son logement de manière à s'opposer à la sollici- tation axiale exercée sur les broches par les conducteurs, et permet- tre ainsi la rétention mécanique axiale de la broche dans son loge- ment et le maintien de l'extrémité de la broche entre les branches du U de la barrette, le capot et les barrettes étant essentiellement dépourvus de moyens de retenue mécanique axiale des broches. Ainsi, en dissociant les fonctions d'établissement du contact élec- trique (assurée par les barrettes, celles-ci n'ayant aucun autre rôle) et de rétention mécanique des broches (assurée par les organes de retenue réalisés monoblocs avec le boîtier), on simplifie considéra- blement la structure et donc la fabrication des barrettes, permettant ainsi d'en réduire le coût et de les miniaturiser dans des proportions importantes. Avantageusement, les organes de retenue sont des pattes élasti- ques venues de moulage avec le boîtier et faisant saillie axialement et en direction de l'épaulement de la broche Cette forme de réalisa- tion permet de disposer d'organes de retenue formés dès l'étape de moulage, sans aucune autre opération d'usinage ou d'insertion de pièces rapportées telles que les " manchons de verrouillage " propo- sés dans l'art antérieur. De préférence, chaque branche du U de la barrette est divisée en une pluralité de languettes contiguës comprenant des languettes tournées vers l'intérieur du U formant lesdits éléments de connexion femelle coopérant avec l'extrémité libre des broches; cette pluralité de languettes comprend en outre, avantageusement, des languettes tournées vers l'extérieur du U, qui peuvent notamment former élé- ments de retenue mécanique de la barrette dans un alvéole du ca- pot, alvéole avec les parois duquel ces languettes coopèrent par en- foncement à force de la barrette dans l'alvéole. Cette configuration permet, au surplus, de pallier aisément l'in- convénient précité rencontré lorsque ron souhaite réaliser un court- circuit entre deux rangées parallèles adjacentes de broches: en effet, il suffit alors de prévoir que les parois séparant les alvéoles adja- cents du capot présentent, selon les cas, deux hauteurs différentes, choisies de manière que les parois de faible hauteur autorisent la venue en contact électrique des languettes tournées vers l'extérieur des barrettes adjacentes respectives et court-circuitent ainsi entre elles l'ensemble des broches en contact avec ces barrettes, et que, inversement, les parois de grande hauteur s'interposent entre les languettes tournées vers l'extérieur des barrettes adjacentes respec- tives et isolent ainsi entre elles les deux séries de broches en contact avec ces barrettes. De ce fait, les barrettes sont toutes identiques et réalisées en forme de U simple (ce qui en rationalise grandement la fabrication, l'outillage s'en trouvant simplifié d'autant), et c'est le moulage du capot (paroi de grande ou de petite hauteur) qui détermine l'établis- sement de court-circuits entre deux rangées adjacentes ou non, et non le type de barrette utilisé (en simple U ou en double U), comme dans l'art antérieur En outre, cette caractéristique permet de réali- ser très aisément des court-circuits entre trois rangées, quatre ran- gées ou même plus, sans aucune limitation, alors que, dans l'art antérieur précité, du fait de l'impossibilité, pour raison de symétrie, de réaliser des U triples, ou a fortiori quadruples, etc l'intercon- nexion multiple était limitée à deux rangées adjacentes. Par ailleurs, la hauteur des languettes tournées vers l'extérieur est de préférence choisie de manière que, lorsque la barrette est in- sérée à fond dans son alvéole, ces languettes viennent juste affleurer la surface du capot, de manière à venir en contact avec la surface ho- mologue du boîtier. On va maintenant décrire un exemple de réalisation de l'inven- tion, en référence aux dessins annexés, sur lesquels les mêmes réfé- rences numériques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une vue en élévation, en coupe, d'un dispositif d'interconnexion selon l'invention, pourvu de ses broches et de ses barrettes shunt. La figure 2 est une vue perspective éclatée du dispositif de la figure 1, montrant la manière dont sont assemblées les différentes pièces. Les figures 3 et 4 sont des vues, respectivement en perspective et en plan, de l'une des barrettes shunt utilisées dans le dispositif des figures 1 et 2. Sur les figures, la référence 10 désigne un boîtier en matériau isolant, pourvu dune série de logements traversants 11 recevant chacun une broche conductrice 20 Chaque broche émerge du boîtier par son extrémité libre 21, et son extrémité opposée 22 est reliée à l'un des conducteurs que l'on souhaite interconnecter selon un schéma particulier. L'autre élément essentiel du dispositif est un capot 30 en maté- riau isolant, pourvu d'alvéoles 31 disposés selon une configuration particulière, fonction du schéma d'interconnexion recherché, et rece- vant chacun une barrette conductrice 40 à section en forme générale de U Le capot préalablement muni de ses barrettes est mis en place est fixé sur le boîtier de manière étanche, par exemple par soudage aux ultrasons. Grâce à la forme plate du capot et du boîtier, il est possible de juxtaposer ainsi un très grand nombre de ces dispositifs d'intercon- nexion dans une même armoire, par exemple en les montant sur un rail commun emprisonnant des épaulements 12 du boîtier et 34 du capot. Lorsque l'on câble ensuite le dispositif, par insertion dans les logements des différentes broches serties chacune sur leur conduc- teur respectif, les extrémités libres 21 des différentes broches vien- nent s'insérer entre les branches du U de la barrette située en vis-à- vis, établissant ainsi un contact électrique et une mise en court-cir- cuit de toutes les broches en contact avec une même barrette. De façon caractéristique de l'invention, chacun des logements 11 comporte des pattes élastiques 13 venues de moulage, par exemple quatre pattes disposées à 90 Ces pattes font saillie de la paroi inté- rieure du logement en direction axiale et vers le côté du corps sur lequel sera appliqué le capot (c'est-à-dire vers le bas, avec les con- ventions de la figure 1) Il est ainsi possible de mettre en place aisé- ment par le haut (toujours avec les conventions de la figure 1) la broche équipée de son conducteur, la forme et l'élasticité des pattes autorisant un déplacement libre de la broche dans ce sens. En revanche, après mise en place des broches, celles-ci peuvent se trouver sollicitées par une traction exercée sur les conducteurs, cette sollicitation se traduisant par un effort axial dirigé en sens in- verse du sens d'introduction (c'est-à-dire vers le haut sur la figu- re 1); chacune des pattes 13 va dans ce cas venir en butée contre un épaulement 23 de la broche et s'arc-bouter contre celui-ci, empê- chant ainsi la broche de s'extraire du corps et maintenant donc l'extrémité libre 21 entre les deux branches du U de la barrette 40. On va maintenant décrire plus en détail la configuration de la barrette, en référence aux figures 3 et 4. Sur chacune des branches 41 du U, on a défini une série de lan- guettes alternées 42, 43: les languettes 42, les plus étroites, sont cambrées vers l'intérieur du U (c'est-à-dire en direction de l'axe 44 selon lequel s'étend la barrette) et servent à assurer le contact élec- trique proprement dit par coopération avec l'extrémité libre 21 de la broche (comme cela a été illustré pour la broche située à l'extrême gauche de la figure 1) De préférence, pour améliorer le contact, l'ex- trémité de ces broches 42 forme une légère concavité transversale afin de mieux épouser l'arrondi de la broche; les languettes 43, les plus larges, sont en revanches cintrées vers l'extérieur (c'est-à-dire en éloignement de l'axe 44) et ont pour fonction d'assurer le main- tien mécanique des barrettes 40 lors de leur mise en place préalable dans les alvéoles 31 du capot 30 par venue en appui contre les parois latérales de ces alvéoles. Avantageusement, la hauteur des languettes 43 (c'est-à-dire leur dimension dans le sens perpendiculaire à l'axe 44) est choisie de manière que, lorsque la barrette est insérée à fond dans son alvéole 31, les languettes 23 viennent juste affleurer (en 49 sur la figure 1) la surface du capot, de manière à venir en contact avec la surface homologue (en 14 sur la figure 1) du boîtier: de la sorte, la mise en place et le soudage du capot sur le boîtier assure ipso facto l'immo- bilisation définitive des barrettes, emprisonnées entre le fond de l'alvéole et cette surface du boîtier, sans qu'il soit nécessaire de pré- voir aucun organe ou forme spécifique de blocage. Ces languettes 43 peuvent également jouer un autre rôle, qui est l'établissement d'un contact électrique entre deux barrettes adjacen- tes En effet, si l'on prévoit par moulage que certaines des cloisons (cloisons 32 des figures 1 et 2) séparant les alvéoles 31 ont une hau- teur limitée, les languettes 43 des barrettes adjacentes, du fait de leur cambrure vers l'extérieur, vont se trouver en contact comme dans le cas des deuxième et troisième barrettes à partir de la gauche sur la figure 1 À l'opposé, si l'on prévoit des cloisons de hauteur plus importante (cloisons 33 des figures 1 et 2), celles-ci vont s'interposer entre les languettes 43 des barrettes adjacentes et empêcher tout contact électrique entre ces dernières comme dans le cas des pre- mière et deuxième barrettes à partir de la gauche sur la figure 1. Pour améliorer le contact, on donne de préférence aux languettes 43 une légère convexité axiale vers l'extérieur, comme illustré en 46 figures 1 et 3. On constate ainsi que la barrette réalisée selon les enseigne- ments de l'invention procure de nombreux avantages du point de vue fonctionnel malgré une structure extrêmement simple. Elle peut notamment être réalisée à partir d'un feuillard en ban- de produit en continu et o l'on découpe des trous d'entraînement tels que 47, puis des entailles 48 définissant les différentes lan- guettes, étapes suivies du pliage et du rabattement des branches du U et, enfin, du cintrage des différentes languettes 42 et 43 afin de leur donner leur forme définitive La barrette, qui est d'un modèle unique quel que soit le type d'interconnexion recherché, est alors découpée à la longueur voulue, correspondant à la longueur des alvéoles 31 formés dans le boîtier On notera que le motif d'intercon- nexion dépend uniquement du moulage du boîtier 30, ce motif étant défini par la configuration des différents alvéoles 31, qui définit quelles sont les rangées de broches à interconnecter, et la hauteur des parois 32 ou 33, qui définit l'interconnexion éventuelle entre deux rangées parallèles adjacentes de broches il n'est nécessaire de réaliser aucune adaptation des barrettes, autre que la simple dé- coupe à la longueur de l'alvéole, en fonction du schéma d'intercon- nexion. REVENDICATIONS 1 Un dispositif pour la réalisation dinterconnexions électriques sélectives entre une série de conducteurs, du type comportant: un boîtier isolant ( 10), pourvu d'une série de logements traver- sants ( 11) parallèles propres à recevoir chacun une broche conductrice ( 20) dont l'extrémité libre ( 21) forme élément de connexion mâle et dont l'extrémité opposée ( 22) est reliée à l'un desdits conducteurs, les différentes broches émergeant toutes par leur extrémité libre d'un même côté du boîtier, et un capot isolant ( 30), venant fermer ledit côté, pourvu intéri- eurement d'une pluralité de barrettes conductrices ( 40) à sec- tion en forme de U formant éléments de connexion femelles, situées chacune en regard d'une pluralité desdits logements et destinées à coopérer avec une pluralité de broches par venue en contact avec l'extrémité libre émergeante de celles-ci de manière à les court- circuiter électriquement entre elles, caractérisé en ce que le boîtier comporte, dans chaque logement, des organes de retenue ( 13) réalisés monoblocs avec le boîtier et coopé- rant avec un épaulement ( 23) de la broche après insertion de cette dernière dans son logement de manière à s'opposer à la sollicitation axiale exercée sur les broches par les conducteurs, et permettre ainsi la rétention mécanique axiale de la broche dans son logement et le maintien de l'extrémité de la broche entre les branches du U de la barrette, le capot et les barrettes étant essentiellement dépourvus de moyens de retenue mécanique axiale des broches. 2 Le dispositif de la revendication 1, dans lequel les organes de retenue sont des pattes élastiques venues de moulage avec le boîtier et faisant saillie axialement et en direction de l'épaulement de la broche. 3 Le dispositif de la revendication 1, dans lequel chaque branche ( 41) du U de la barrette est divisée en une pluralité de languettes contiguës comprenant des languettes tournées vers l'intérieur du U ( 42), formant lesdits éléments de connexion femelle coopérant avec l'extrémité libre des broches. 4 Le dispositif de la revendication 3, dans lequel ladite pluralité de languettes contiguës comprend également des languettes tour- nées vers l'extérieur du U ( 43). Le dispositif de la revendication 4, dans lequel lesdites lan- guettes tournées vers l'extérieur du U forment éléments de retenue mécanique de la barrette dans un alvéole ( 31) du capot, alvéole avec les parois duquel ces languettes coopèrent par enfoncement à force de la barrette dans l'alvéole. 6 Le dispositif de la revendication 4, dans lequel les parois sépa- rant les alvéoles adjacents du capot présentent, selon les cas, deux hauteurs différentes, choisies de manière que les parois de faible hauteur ( 32) autorisent la venue en contact électrique des lan- guettes tournées vers l'extérieur des barrettes adjacentes respec- tives et court-circuitent ainsi entre elles l'ensemble des broches en contact avec ces barrettes, et que, inversement, les parois de grande hauteur ( 33) s'interposent entre les languettes tournées vers l'exté- rieur des barrettes adjacentes respectives et isolent ainsi entre elles les deux séries de broches en contact avec ces barrettes. 7 Le dispositif de la revendication 4, dans lequel la hauteur des languettes tournées vers l'extérieur est choisie de manière que, lors- que la barrette est insérée à fond dans son alvéole, ces languettes viennent juste affleurer ( 49) la surface du capot, de manière à venir en contact avec la surface homologue ( 14) du boîtier.