Brevet FR2701170A1 — publié le 19940805

CONTACT ELECTRIQUE FEMELLE A LAME SOUPLE La présente invention concerne un contact électrique femelle du type comportant au moins une lame souple, s'étendant en direction longitudinale et élastiquement déformable transversalement par rapport à ladite direction longitudinale. De tels contacts électriques sont connus pour réaliser des contacts à faible effort d'insertion Ces contacts présentent en général deux lames souples, et le contact électrique est réalisé en une seule pièce, la partie arrière du contact électrique étant raccordée à un fil Ces contacts électriques sont notamment destinés à être incorporés dans des ouvertures de corps centraux isolants de connecteurs pour former des connecteurs à nombre élevé de contacts. L'exigence d'un nombre élevé de contacts a pour corollaire une diminution de la taille des contacts, ce qui rend particulièrement difficile de concilier tous les impératifs techniques auxquels doivent obéir de tels contacts. En particulier, la précision de coaxialité entre le contact mâle et les contacts femelles est particulièrement difficile à satisfaire, ce qui conduit en pratique à une augmentation notable de la force d'insertion Le désaxage du contact mâle et du contact femelle peut de plus entraîner une usure prématurée des contacts. La présente invention a pour objet un contact électrique femelle permettant d'éviter au moins un inconvénient précité, et notamment de s'accommoder d'une coaxialité de moindre qualité entre le contact 2 2701170 mâle et le contact femelle, sans augmentation sensible de la force d'insertion. L'invention concerne ainsi un contact électrique femelle du type comprenant au moins une lame souple s'étendant en direction longitudinale et élastiquement déformable transversalement par rapport à ladite direction longitudinale, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de contact comprenant d'une part la ou les lames souples et d'autre part, une partie arrière solidaire de la ou des lames souples, en ce qu'il comporte un support de contact électriquement conducteur et en ce que la partie arrière de l'élément de contact et le support de contact présentent des éléments de maintien complémentaires l'un de l'autre et coopérant mécaniquement, notamment par sertissage Ceci permet de réaliser le contact avec un élément de contact découpé et roulé avantageusement réalisé en matériau élastique non déformable et le support de contact sous forme d'un tube. Cette coopération mécanique peut être telle qu'elle permette une rotation de l'élément de contact dans au moins une direction autour dé sa partie arrière de manière à décaler son axe longitudinal par rapport à une direction nominale sans sensiblement déformer élastiquement la ou les lames souples De la sorte, lors de l'introduction d'un contact mâle correspondant, un rattrapage de la coaxialité peut s'effectuer par réorientation du contact électrique femelle, sans toutefois augmenter la force d'insertion. L'élément de contact comporte avantageusement deux lames souples se faisant face. Les éléments de maintien complémentaires peuvent comporter deux profils l'un creux et l'autre en relief coopérant mécaniquement pour permettre la rotation de l'élément de contact dans toutes les directions autour de sa partie arrière de manière à 3 2701170 décaler son axe horizontal par rapport à la direction nominale sans sensiblement déformer élastiquement la ou lesdites lame(s) souple(s). Selon un mode de réalisation préféré, le profil en creux est une gorge du support de contact et le profil en relief est un profil annulaire interne à la partie arrière de l'élément de contact Le profil annulaire interne présente avantageusement une section arrondie, ce qui permet un effet de rotule homogène dans toutes les directions En particulier, la section arrondie peut avoir une largeur sensiblement égale à celle de la rainure de sorte que la section arrondie est en contact avec la gorge seulement au voisinage d'une région médiane de celle-ci. Le profil annulaire interne est avantageusement monté dans la gorge avec un faible serrage nominal Le support de contact présente avantageusement au moins une région dont le contour extérieur permet de limiter ledit décalage de l'axe horizontal de l'élément de contact, par exemple une portion cylindrique située en avant de la gorge et présentant un jeu donné par rapport à une première région cylindrique correspondante de la partie arrière, et/ou une portion cylindrique située en arrière de la gorge et présentant un jeu donné par rapport à une deuxième région cylindrique correspondante de la partie arrière. Le contact électrique peut présenter un tube fixé rigidement dans le support de contact et entourant l'élément de contact, notamment de manière à limiter l'angle de ladite rotation L'élément de contact peut alors présenter au moins une région située en amont de la base des lames souples, notamment au voisinage de ladite base, ladite région présentant, avec le tube, un jeu nominal donné. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en liaison avec les dessins qui représentent: la figure la, une vue en coupe longitudinale partielle d'un support de contact selon l'invention, les figures lb et lc, une vue respectivement en coupe longitudinale et en vue de gauche d'un élément de contact selon l'invention, la figure 2, l'élément de contact de la figure lb pendant une étape intermédiaire de fabrication, la figure 3, un contact électrique femelle assemblé, selon l'invention. La figure la représente un support de contact désigné par le repère général 1, comportant une partie cylindrique arrière 14, une ouverture 11 pour recevoir un fil de connexion et d'un trou de visite 12 Le support de contact 1 présente une partie centrale cylindrique 16 de diamètre plus important qui se poursuit vers l'avant par, d'une part, une partie rétrécie 17, destinée à recevoir un tube 3, une partie élargie 18 et enfin, une partie terminale avant 19, 20, 21 comportant deux parties cylindriques 19 et 21 sensiblement de même diamètre entre lesquelles est disposée une gorge 20 ayant une largeur donnée 1. L'élément de contact 2 représenté aux figures lb et lc comporte une partie arrière 22, 23, 24 portant deux parties cylindriques 22 et 24 raccordées entre elles par un profil annulaire 23 incurvé vers l'intérieur et dont la face interne est sensiblement arrondie de manière à former un OMEGA aplati La partie cylindrique 24 s'étend approximativement jusqu'à la 2701170 naissance 30 des lames souples élastiques 25 et 26, lesquelles sont incurvées en direction de l'axe longitudinal de l'élément de contact 2 jusqu'à une partie de diamètre minimal 27 ', 28 ', laquelle se prolonge par des palettes évasées 27 et 28. Comme le montre la figure 2, l'élément de contact 2 peut être réalisé facilement à partir d'une pièce plate prédécoupée, tout d'abord par découpe, puis roulage de celle-ci en utilisant des techniques couramment mises en oeuvre en mécanique de précision. Le roulage de la pièce 2 est effectué de manière à joindre les bords latéraux 35 et 36 de la partie arrière 22, 23, 24, les lames souples 25 et 26 étant séparées par une rainure 29 ménagée dans l'axe longitudinal de la pièce plate 2, et deux demi-rainures jointives 38 et 39 situées dans le prolongement des bords latéraux 35 et 36. La figure 3 représente le contact électrique assemblé Le profil annulaire 23 est en contact par sa partie de section la plus faible 23 ' au voisinage de la région médiane 20 ' de la gorge annulaire 20 Le bord intérieur de la région cylindrique 24 a un diamètre supérieur à celui de la région 21, ce qui permet un débattement angulaire limité de l'élément de contact 2 qui peut pivoter quasiment librement par effet de rotule du profil incurvé 23 dans la région centrale 20 ' de la gorge 20, le point de contact se déplaçant au fur et à mesure de cette rotation Le même raisonnement s'applique à la partie cylindrique 22 qui entoure la partie cylindrique 19 du support de contact 1 En d'autres termes, une limitation du débattement angulaire de l'élément de contact 2 peut être obtenu à l'avant de l'élément de maintien 23 et/ou à l'arrière de celui-ci. L'élément de contact femelle peut comporter un tube 3 fixé rigidement en 31 par retreint autour de 6 2701170 la partie cylindrique 17 Le diamètre intérieur du tube 3 est ajusté autour de la partie cylindrique 18, le tube 3 s'étendant vers l'avant au- delà des extrémités des lames souples 25 et 26 L'extrémité avant du tube 3 comporte un chanfrein d'entrée 32 se prolongeant vers l'arrière par une partie cylindrique 33 dont le diamètre correspond sensiblement à celui de l'extrémité des palettes intérieures 27 et 28, de manière à faciliter l'introduction d'un contact électrique mâle 40. Dans le cas d'un contact électrique femelle présentant un tube tel que 3, la limitation du débattement angulaire peut également être effectué en dimensionnant le diamètre externe de la partie cylindrique 24 située en amont de la naissance 30 des bords 25 et 26 par rapport au diamètre du tube 3 de manière à produire un jeu donné permettant la limitation du débattement angulaire La considération vaut également pour le diamètre extérieur de la partie cylindrique 22. Par l'introduction d'un élément de contact mâle 40 par le chanfrein 32 et en supposant que cet élément 40 présente un axe décalé d'un angle 0 ( (qui est exagéré sur le dessin) mais qui peut être en pratique de l'ordre de quelques degrés, on voit que le bord d'attaque 41 de l'élément 40, lorsqu'il vient en contact mécanique avec une seule palette 27, en particulier au niveau de la section rétrécie 27 ', provoque un couple transmis par la lame 25, d'o une rotation correspondante de l'élément de contact 2 autour de sa rotule 23 Par construction, la rotule 23 ne nécessite que très peu d'effort, ce qui veut dire que le fléchissement élastique de la palette 25 est pratiquement négligeable au cours de cette rotation La rotation se poursuit jusqu'à ce que des couples opposés 7 2701170 de valeur sensiblement égale, soient appliqués aux palettes 27 et 28 par le contact 40. On comprendra que, pour éviter que les efforts soient nécessaires à la mise en rotation de l'élément de contact 2, le profil annulaire 23 est monté à serrage faible dans la gorge 20, de manière à conserver la continuité électrique Par exemple pour une rainure 20 de diamètre 0,8 mm, des cotes nominales induisant un serrage égal à quelques centièmes de millimètres au minimum conviennent à l'application envisagée. En ce qui concerne la limitation du débattement angulaire, une tolérance sera avantageusement choisie pour permettre un débattement angulaire maximal de l'ordre de quelques degrés, par exemple 5 degrés Soit une fente 20 de largeur 1 = 0,8 mm, une partie avant 21 de longueur de 0,4 mm et une partie arrière 19 de longueur 0,5 mm Le profil annulaire 23 peut avoir un rayon de l'ordre de 0,7 mm, le jeu entre les parties cylindriques 19 et 21 et les parties internes du tube 3 peut être de l'ordre de 1/10 de millimètre. Le tube 3 est avantageusement réalisé en matériau sertissable, alors que l'élément de contact 2 est bien évidemment réalisé en matériau élastique non déformable par exemple en cupro-beryllium d'épaisseur 0,15 mm de manière à présenter les fonctions requises pour les lames souples 25 et 26. REVENDICATIONS 1 Contact électrique femelle du type comprenant au moins une la-me souple ( 25, 26) s'étendant dans une direction longitudinale et élastiquement déformable transversalement par rapport à ladite direction longitudinale, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de contact ( 2) comprenant d'une part la ou les lames souples ( 25, 26) et d'autre part, une partie arrière ( 22, 23, 24) solidaire de la ou des lames souples ( 25, 26), en ce qu'il comporte un support de contact ( 1) électriquement conducteur et en ce que la partie arrière ( 22, 23, 24) de l'élément de contact ( 2)et le support de contact ( 1) présentent des éléments de maintien ( 20, 23) complémentaires l'un de l'autre et coopérant mécaniquement. 2 Contact électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite coopération est telle qu'elle permette une rotation de l'élément de contact ( 2) dans au moins une direction autour de sa partie arrière ( 22, 23, 24) de manière à décaler son axe longitudinal par rapport à une direction nominale sans sensiblement déformer élastiquement la ou les lames souples ( 25, 26). 3 Contact électrique selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que en ce que l'élément de contact ( 2) comporte deux lames souples ( 25, 26) se faisant face. 4 Contact électrique selon une des revendication 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments de maintien complémentaires ( 20, 23) comportent deux profils, l'un en creux ( 20) et l'autre en relief ( 23) 9 2701170 coopérant mécaniquement pour permettre la rotation de l'élément de contact ( 2) dans toutes les directions autour de sa partie arrière ( 22, 23, 24) de manière à décaler son axe longitudinal par rapport à la direction nominale sans sensiblement déformer élastiquement la ou lesdites lames souples ( 25, 26). Contact électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le profil en creux est une gorge ( 20) du support de contact ( 1) et en ce que le profil en relief est un profil annulaire ( 23) interne de la partie arrière ( 22, 23, 24) de l'élément de contact ( 2). 6 Contact électrique selon la revendication 5, caractérisé en ce que le profil annulaire interne ( 23) présente une section arrondie. 7 Contact électrique selon la revendication 6, caractérisé en ce que la section arrondie ( 23) a une largeur sensiblement égale à celle de la gorge ( 20) de sorte que la section arrondie ( 23) est en contact avec la gorge ( 20) seulement au voisinage d'une région médiane ( 20 ') de celle-ci. 8 Contact électrique selon une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le profil annulaire interne ( 23) est monté dans la gorge ( 20) à faible serrage nominal. 9 Contact électrique selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support de contact ( 1) présente au moins une région ( 19, 21) dont le contour extérieur permet de limiter ledit décalage de l'axe longitudinal de l'élément de contact. 2701170 Contact électrique selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une dite région est une portion cylindrique ( 21) située en avant de la gorge ( 20) et présentant un jeu donné par rapport à une première région cylindrique ( 24) correspondante de la partie arrière ( 22, 23, 24). 11 Contact électrique selon une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce qu'une dite région est une portion cylindrique ( 19) située en arrière de la gorge ( 20) et présentant un jeu donné par rapport à une deuxième région cylindrique ( 22) correspondante de la partie arrière ( 22, 23, 24). 12 Contact électrique selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un tube ( 3) fixé rigidement dans le support de contact ( 1) et entourant l'élément de contact ( 2). 13 Contact électrique selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'élément de contact ( 2) présente une région ( 24) située en amont de la base ( 25 ', 26 ') des lames souples ( 25, 26) et au voisinage de ladite base ( 25 ', 26 '), ladite région ( 24) présentant avec le tube ( 3) un jeu nominal donné.