Brevet FR2741202A1 — publié le 19970516

L'invention concerne un connecteur électrique destiné à réaliser une connexion électrique sur un substrat, par exemple un substrat comportant un connecteur électrique comprenant une pièce intermédiaire ou d'adaptation appelée "interposeur". Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 5 310 352 décrit un connecteur électrique destiné à une connexion sur un substrat comportant un connecteur à interposeur. Le connecteur électrique connu comporte un arbre tournant destiné à verrouiller le connecteur électrique sur un substrat. L'arbre comporte des broches de came s'étendant vers l'extérieur qui sont en contact de glissement avec une plaque de came située sur le substrat. Pendant que l'arbre est tourné, les broches de came glissent contre les surfaces de la plaque de came, tirant ainsi le connecteur électrique et le substrat l'un vers l'autre. Des sous-ensembles de connecteurs électriques à l'intérieur du boîtier du connec- teur électrique sont pourvus de contacts femelles destinés à recevoir des contacts à broches. Le connecteur électrique connu présente en outre des faces conductrices destinées à porter contre des contacts conducteurs formés sur l'inter- poseur, réalisant ainsi des interconnexions électriques. L'arbre est rappelé axialement par des ressorts Belleville pour permettre à l'arbre d'être ramené axialement dans son état non verrouillé. De plus, le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 5 308 252 décrit un connecteur à interposeur et un élément de contact pour ce connecteur qui est utilisé en tant qu'interposeur du brevet N 5 310 352 précité. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 869 680 décrit un arbre tournant destiné à réunir une plaquette à circuit imprimé à un connecteur électrique. Les arbres tournants décrits ici comportent des billes rappelées par ressort disposées à l'intérieur de trous qui ont été ménagés dans les arbres dans une direction transversale à l'axe longitudinal des arbres. Un jeu de billes est utilisé pour abaisser en la sollicitant la plaquette à circuit imprimé contre un bâti métallique du boîtier à des fins de transmis- sion de la chaleur, et un second jeu de billes est utilisé en tant que mécanisme d'encliquetage pour maintenir l'arbre dans sa position totalement avancée et verrouillée. Cependant, ce connecteur connu utilise de nombreuses pièces, nécessitent la présence de trous dans l'arbre et le montage des ressorts et des billes dans les trous est coûteux et long. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 026 623 décrit un arbre tournant destiné à réunir un connecteur électrique et un composant électrique. Un élément de came est relié à l'arbre et exerce une action de came sur une partie du boîtier du connecteur électrique afin que des contacts électriques soient amenés à force dans une position de contact électrique. Aucun mécanisme d'encliquetage à verrou n'est décrit dans ce brevet, en sorte que l'arbre peut être tourné involontairement à partir de sa position déverrouillée sous l'effet de vibrations agissant sur le connecteur. Pour éliminer les inconvénients des connecteurs antérieurs, la présente invention procure un connecteur électrique contenant un arbre tournant qui est relié à un mécanisme d'encliquetage/arrêt à verrou pour retenir l'arbre dans un état totalement rétracté et désaccouplé. Cependant, le connecteur électrique selon l'invention minimise le nombre de pièces demandées, est aisé à fabriquer et est peu coûteux à assembler. De plus, le mécanisme d'encliquetage procure un moyen fiable et robuste pour bloquer l'arbre en place dans sa position rétractée. En outre, des bords d'arrêt sont conçus pour empêcher un dépassement de course ou une rotation excessive de l'arbre lors de l'application d'un couple à l'arbre. L'invention concerne un connecteur électrique ayant un ensemble renfermant au moins un contact électrique, et un mécanisme de verrouillage relié fonctionnellement à l'ensemble. Le mécanisme de verrouillage comporte un arbre tournant destiné à verrouiller le connecteur électrique sur un autre connecteur électrique. L'arbre possède un axe longitudinal. Le mécanisme de verrouillage comporte un mécanisme d'arrêt relié fonctionnellement au mécanisme de verrouillage, et le mécanisme d'arrêt limite la rotation de l'arbre autour de l'axe de cet arbre. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation avec coupe partielle du mécanisme d'encliquetage à verrou/arrêt selon l'invention, monté sur un arbre tournant; la figure 2 est une vue de dessus de l'élément de support pour le mécanisme d'encliquetage à verrou/arrêt de la figure 1; la figure 3 est une vue de dessus d'une rondelle tournante à ouverture en D de la figure 1; la figure 4 est une vue en coupe transversale d'une partie de la rondelle à ouverture en D de la figure 3; la figure 5 est une vue isométrique du mécanisme d'encliquetage à verrou/arrêt de la figure 1 monté sur un assemblage de bâti d'un connecteur électrique; et la figure 6 est une vue en coupe transversale du mécanisme d'encliquetage à verrou/arrêt de la figure 1 monté dans un bâti de connecteur électrique, un boîtier entourant le bâti et une clé étant positionnée sur l'arbre. La figure 1 montre une vue en élévation avec coupe partielle du mécanisme d'encliquetage à verrou/arrêt 10 selon l'invention. Le mécanisme d'encliquetage/arrêt 10 comprend un arbre tournant 20, un mécanisme 50 et un support de blocage. Le mécanisme d'encliquetage/arrêt 10 comporte en outre un boîtier fixe 12 ayant une cavité 13, et un ressort Belleville 14 à l'intérieur de la cavité. Une structure 16 de support à palier relie l'arbre 20 au boîtier fixe 12 afin que l'arbre puisse tourner, procurant ainsi un support et permettant un mouvement de rotation entre le boîtier fixe 12 et l'arbre 20 lorsqu'on fait tourner ce dernier. L'arbre 20 comporte un tronçon de tête fileté ayant des plats 21 pour clé destinés à recevoir autour d'eux un élément à clé 90 (voir figure 6), laquelle clé permet d'appliquer un couple à l'arbre 20. Des axes à galets 22 sont situés à une extrémité opposée de l'arbre 20 pour rouler sur une surface d'une plaque de came d'un substrat électrique comme décrit dans le brevet N 5 310 352 précité. L'arbre 20 comprend en outre un tronçon 23 de transition comportant une extrémité vers le tronçon fileté de l'arbre et une transition entre les plats 21 pour clé et une section transversale circulaire de l'arbre 24. Une flèche A indique le sens de rotation pour déverrouiller l'arbre, comme décrit plus en détail ci-dessous. Le mécanisme 50 comporte un élément d'actionnement comprenant avantageusement une rondelle 52 à ouverture en D pourvue d'un mentonnet d'arrêt 52b qui en fait saillie au-dessus d'un plongeur à bille 56. Un écrou 54 de retenue est vissé sur l'arbre 20 et porte contre la rondelle 52 à ouverture en D pour retenir la rondelle en position entre le ressort 14 et cet écrou 54. Ce dernier supporte également l'arbre 20 pendant que le ressort Belleville 14 exerce une pression contre la rondelle 52 à ouverture en D, laquelle, à son tour, exerce une pression contre l'écrou 54, supportant ainsi en sollicitation l'arbre 20. Pendant que l'on fait tourner l'arbre 20 dans le sens de la flèche A, l'arbre se déplace vers le haut dans le sens de la flèche B, tandis que les galets 22 se déplacent vers le haut en roulant contre une plaque de came située dans le substrat électrique, comme décrit dans le brevet N 5 310 352 précité. Un ensemble d'appui 17 pour le ressort Belleville est disposé au-dessous du ressort Belleville 14, soulageant ainsi le ressort Belleville des contraintes pendant une rotation de l'arbre 20. Le plongeur à bille 56, qui comporte une enve- loppe extérieure filetée, est avantageusement montée dans une chambre filetée 66 de plongeur du support 60 de verrou. Le support 60 de verrou comporte en outre deux paires de bords d'arrêt 62 (figures 2 et 3) destinées à réaliser un contact de butée avec des bords d'arrêt 52e et 52f du mentonnet d'arrêt 52b de la rondelle 52 à ouverture en D. Le bord 52e est destiné à porter en butée contre un bord d'arrêt 62 lorsque l'arbre 20 est tourné vers sa position totalement rétractée et débloquée. Le bord 52f est conçu pour entrer en contact de butée avec un bord d'arrêt opposé 62 lorsque l'arbre 20 est tourné vers sa position totalement avancée et bloquée. Ainsi, le mentonnet 52b, avec les bords 52e et 52f en contact de butée avec les bords 62, limite l'amplitude de la rotation de l'arbre 20. La figure 2 montre le support 60 de verrou de la figure 1. Le support 60 comprend les bords d'arrêt 62 qui définissent entre eux un angle 3 qui est centré sur l'axe d'un alésage 64. L'angle j, qui est un angle formé entre des lignes qui marquent le centre général du mentonnet 52b dans les positions avancées et rétractées de l'arbre 20, définit la plage de rotation angulaire de l'arbre 20 grâce au mentonnet 52b d'arrêt de la rondelle 52 à ouverture en D, lequel mentonnet 52b entre en contact de butée avec les bords d'arrêt 62. La plage préférée pour l'angle P est d'environ 450 à 180 . Un angle a indique l'angle sous lequel les bords d'arrêt 62 du support 60 de verrou et les bords d'arrêt 52e et 52f du mentonnet 52b sont coupés afin que les bords d'arrêt 52e et 52f portent globalement à plat contre les bords d'arrêt respectifs 62 lorsque les bords 52e et 52f sont en contact avec eux. Le support 60 de verrou présente en outre des trous 63 pour vis destinés à recevoir des organes de fixation pour assujettir le support 60 à un bâti de connecteur électrique, comme décrit ci-dessous. La figure 3 montre la rondelle 52 qui présente une ouverture 52a en forme de D, le mentonnet d'arrêt 52b présentant une surface ou rampe de came 52c, un logement de bille 52d, mieux représenté sur la figure 4, et les bords d'arrêt 52e et 52f. En référence à la figure 4, la rampe 52c peut agir de façon à enfoncer la bille du plongeur 56 à bille lorsque le mentonnet 52b est tourné jusqu'en contact avec elle dans la position totalement rétractée de l'arbre 20. La bille du plongeur 56 est enfoncée par la rampe 52c et est rappelée vers le haut pour pénétrer dans le logement 52d de bille du mentonnet 52b, réalisant ainsi un encliquetage pour la rondelle 52 et l'arbre 20 dans sa position rétractée. Les parties plates de l'ouverture 52a de la rondelle 52 s'ajus- tent étroitement sur des plats opposés 21 pour clé de l'arbre , s'enclenchant ainsi avec l'arbre, lequel enclenchement assure que n'importe quel couple appliqué à l'arbre 20, ou n'importe quel mouvement de rotation de l'arbre 20, est transmis également à la rondelle 52 à ouverture en D. Par conséquent, toute rotation de l'arbre 20 autour de son axe longitudinal provoque une rotation concomitante de la rondelle 52 autour du même axe. La figure 5 montre un sous-ensemble électrique 80 comportant le mécanisme de verrouillage 10 de la présente invention installé dans un bâti 70 de connecteur. Le bâti 70 de connecteur comporte des organes de fixation 71 reliant le support 60 de verrou au bâti. Le bâti 70 du connecteur comporte en outre une plaquette 72 d'interface électrique, et des ouvertures 73 pour contacts dans la plaquette 72 d'inter- face. Cet agencement de bâti de connecteur est analogue à l'ensemble décrit dans le brevet N 5 310 352 précité. Un couple appliqué à l'arbre 20 fait tourner cet arbre 20, ce qui provoque une rotation de la rondelle 52, mais cette rotation est limitée lorsque le mentonnet 52b est arrêté par les bords d'arrêt 62. De plus, la position du mentonnet 52b comme montré sur la figure 5 nécessite que le mentonnet soit enclenché avec le plongeur à bille 56 lorsque l'arbre 20 est dans une position totalement rétractée. Par conséquent, le mécanisme d'encliquetage est activé et il maintient l'arbre dans un état totalement rétracté, déverrouillé, jusqu'à ce qu'un couple soit appliqué à l'arbre en direction de la position avancée de l'arbre 20. La figure 6 est une vue en coupe transversale du mécanisme 10 de verrouillage installé sur un bâti 70 tel que montré sur la figure 5. Cependant, un capot isolant 76 a été placé autour du bâti 70 du connecteur, un câble électrique 75 introduit des conducteurs électriques dans le bâti 70, et des dispositifs électriques 74 sont connectés à la plaquette 72 d'interface électrique au moyen de contacts électriques. Cet agencement d'interface électrique est analogue au connecteur électrique décrit dans le brevet N 5 310 352 précité. De plus, une clé 90 est placée sur l'arbre 20 pour appliquer un couple au plat 21 pour clé de cet arbre afin de provoquer le mouvement de rotation de l'arbre 20. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au connecteur décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, bien qu'une clé soit utilisée pour appliquer un couple à l'arbre, il est prévu que l'arbre puisse être modifié par des spécialistes de la technique pour recevoir d'autres outils d'application de couple ou leurs équivalents, sans sortir du cadre de l'inven- tion, par exemple des tournevis, des clés, des outils à moteur, et des mains ou des doigts de robot ou humains. REVENDICAITONS 1. Connecteur électrique comportant un ensemble (80) renfermant au moins un contact électrique, et un mécanisme de verrouillage relié fonctionnellement à cet ensemble, le mécanisme (10) de verrouillage comportant un arbre tournant (20) destiné à verrouiller le connecteur électrique sur un autre connecteur électrique, cet arbre ayant un axe longitudinal, le connecteur étant caractérisé en ce que le mécanisme (10) de verrouillage comprend un méca- nisme (52) d'arrêt relié fonctionnellement au mécanisme de blocage et limitant la rotation de l'arbre autour de son axe. 2. Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme d'arrêt comprend une rondelle (52) à ouverture en D. 3. Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une partie du mécanisme d'arrêt peut coopérer avec une partie du mécanisme de verrouillage (10) pour limiter ainsi la rotation de l'arbre (20). 4. Connecteur électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie du mécanisme d'arrêt qui coopère avec une partie du mécanisme de verrouillage comprend une saillie (52b) du mécanisme d'arrêt. 5. Connecteur électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que la saillie (52b) présente une surface de came (52c). 6. Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de verrouillage (10) comprend en outre un mécanisme d'encliquetage (52d) relié fonctionnellement au mécanisme de verrouillage (10) et retenant l'arbre (20) dans une position autour de son axe. 7. Connecteur électrique selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une partie tournante (52) du méca- nisme d'encliquetage peut coopérer avec un élément d'encli- quetage (56) du mécanisme d'encliquetage. 8. Connecteur électrique selon la revendication 7, caractérisé en ce que la partie tournante (52) du mécanisme d'encliquetage comprend une saillie (52b). 9. Connecteur électrique selon la revendication 8, caractérisé en ce que la saillie (52b) comprend une surface de came (52c) destinée à coopérer par action de came avec l'élément d'encliquetage (56). 10. Connecteur électrique selon la revendication 8, caractérisé en ce que la saillie (52b) présente un logement (52d) pour l'élément d'encliquetage.