Brevet FR2741480A1 — publié le 19970523

DISPOSITIF DE CONNEXION ELECTRIQUE La présente invention concerne de façon générale les dispositifs de connexion électrique, qui comportent une partie mâle et une partie femelle destinées à coopérer l'une avec l'autre pour assurer un contact électrique, généralement temporaire, entre deux conducteurs ou un conducteur et un composant électrique ou électronique. De tels dispositifs de connexion sont bien connus et utilisés dans de nombreuses applications. Ils peuvent présenter des caractéristiques spécifiques à l'utilisation à laquelle ils sont destinés, par exemple une étanchéité vis à vis de l'extérieur, un verrouillage en place des parties mâle et femelle, un système de guidage et/ou de détrompage pour l'assemblage de ces deux parties. Il existe également des cas où l'on désire assurer la connexion de conducteurs électriques et/ou de composants électroniques qui en principe ne devront plus être séparés, et où, pour différentes raisons, on ne désire pas réunir de façon définitive les éléments à connecter. On utilise alors un dispositif de connexion comportant des parties mâle et femelle. La présente invention se place dans ce contexte et a pour objet de proposer un dispositif de connexion électrique d'une partie mâle sur une partie femelle, l'insertion de l'une dans l'autre étant effectuée de façon simple et fiable, ne nécessitant qu'une force d'insertion minimale, tout en assurant un contact électrique fiable entre les parties électriquement conductrices, un tel dispositif devant de plus être de fabrication aisée et peu onéreuse. Dans ce but, la présente invention prévoit un dispositif de connexion électrique, comprenant une partie mâle et une partie femelle, la partie mâle comportant au moins une broche mâle solidaire d'un support isolant, la partie femelle comportant au moins un organe femelle solidaire d'un support isolant et comprenant une partie élastique présentant une ouverture s'étendant au moins dans un plan sensiblement perpendiculaire à la direction d'insertion de la partie mâle dans la partie femelle, et destinée à coopérer avec la broche mâle de la partie mâle pour assurer le contact électrique. Selon l'invention, L'organe femelle comporte une pièce de butée s'étendant sensiblement parallèlement à la direction d'insertionde la partie mâle dans la partie femelle et traversant l'ouverture de celle-ci, la broche de la partie mâle étant sollicitée contre cette pièce de butée par une portion de la partie élastique de l'organe femelle quand la distance entre un premier élément de la partie mâle et un second élément de la partie femelle est égale ou inférieure à une valeur prédéterminée. De façon préférentielle, la broche de la partie mâle est sollicitée contre la pièce de butée par le bord de l'ouverture de la partie élastique. De façon avantageuse, la partie élastique est maintenue sous précontrainte par une pièce de blocage tant que la distance entre le premier élément et le second élément est supérieure à la valeur predéterminée. Selon un mode de réalisation préféré, la pièce de blocage applique une précontrainte à la partie élastique par l'intermédiaire d'une partie terminale en appui sur des ergots formés sur des bords longitudinaux de l'ouverture. Avantageusement, la partie terminale de la pièce de blocage est dégagée des ergots quand la distance entre le premier élément et le second élément est égale ou inférieure à la valeur prédéterminée, pour libérer la précontainte de la partie élastique. D'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement de la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre illustratif, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - La Figure I représente une vue en perspective de l'organe femelle du dispositif de connexion de l'invention; - La Figure 2 représente une vue en perspective de la partie terminale de la partie mâle du dispositif de connexion de l'invention; - La Figure 3 représente une vue en plan de l'organe femelle de la Figure 1, et - Les Figures 4 à 7 représentent des vues en coupe du dispositif de connexion de l'invention à différents stades du processus d'insertion de la partie mâle dans la partie femelle. On a représenté sur la Figure I la partie électriquement conductrice, désignée dans son ensemble par la référence A, constituant l'organe femelle de la partie femelle du dispositif de connexion électrique selon la présente invention. L'organe femelle A est destiné à être monté sur un support isolant 10 (Figures 4 à 7) et relié à un conducteur électrique (non représenté). Un tel support peut par exemple être constitué d'un circuit imprimé du genre de ceux qui sont utilisés en électronique. L'organe femelle A est obtenu à partir d'une feuille métallique élastique et conductrice 12, découpée comme on l'a représenté sur la Figure 3, et pliée selon les lignes a, b et c (en pointillés doubles sur la Figure 3) pour lui donner la forme représentée sur la Figure 1. L'organe femelle A comporte une base 14 pour sa fixation sur le support 10, par exemple par soudure, à partir de laquelle s'étend une partie élastique 16 formée avec une ouverture 18, et repliée deux fois sensiblement à angle droit selon les plis b et c, de façon que le bord 20 à l'extrémité de l'ouverture 18 soit parallèle au support 10 et que la partie de l'ouverture 18 adjacente au bord 20 s'étende dans un plan sensiblement parallèle à celui du support 10, c'est à dire sensiblement perpendiculaire à la direction d'insertion de la partie mâle dans la partie femelle comme on le verra par la suite. A partir de la base 14 s'étend également une pièce de butée 22, pliée selon le pli a sensiblement perpendiculairement à la base 14 et au support 10, et formée avec un épaulement 24 délimitant une partie d'extrémité 26 qui traverse l'ouverture 18 dans la partie de celle-ci qui est parallèle à la base 14. L'organe femelle A comporte également une pièce de blocage 28 en forme de T, dont la partie terminale élargie 30 vient en appui sur des ergots 32 formés sur les bords longitudinaux de l'ouverture 18 entre les plis b et c, au voisinage du pli c sur la portion de la partie élastique 16 perpendiculaire à la base 14. Dans cette position, la partie terminale 30 de la pièce de blocage 28 applique une précontrainte à la partie élastique 16, en maintenant le bord 20 de I'ouverture 18 éloigné de la pièce de butée 22. En d'autres termes, une certaine énergie potentielle est emmagasinée dans la partie élastique 16 par la pièce de blocage 28. La partie mâle du dispositif de connexion est formée avec une partie terminale, représentée sur la Figure 2, et désignée dans son ensemble par la référence B. Le reste de la partie mâle est conventionnel et n'est donc pas représenté. Cette partie terminale peut par exemple constituer de l'embase d'un composant électronique que l'on désire disposer sur un circuit imprimé muni d'organes femelles A. La partie mâle B comporte des broches mâles 34 (deux dans l'exemple représenté), solidaires d'un support isolant pourvu par exemple d'une jupe 36 et reliées à un conducteur électrique (non représenté). Cette jupe 36 comporte, en regard de chaque broche 34, une nervure 38 dont la surface terminale 40 est située à une distance axiale, c'est à dire mesurée selon l'axe de la broche 34, prédéterminée d de l'extrémité de cette broche 34. Le fonctionnement du dispositif de connexion se déduit aisément des explications qui précèdent, et va maintenant être exposé en relation avec les Figures 4 à 7, où on n'a représenté qu'une seule broche 34 coopérant avec un seul organe femelle B. On voit sur la Figure 4 l'organe femelle A installé sur le support 10, et la partie mâle B prête à être insérée dans l'organe femelle A. Dans cette position, la broche 34 est en face de la partie de l'ouverture 18 adjacente au bord 20 et s'étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire à la direction d'insertion de la partie mâle B dans la partie femelle A, représentée par la flèche F sur la Figure 4. De même, la surface terminale 40 de la nervure 38 est en face de la partie terminale 30 de la pièce de blocage 28. Pendant le mouvement d'insertion de la partie mâle B dans la direction de la flèche F, on voit sur la Figure 5 que la broche 34 vient d'abord rencontrer la pièce de butée 22. On pourra avantageusement prévoir, comme on l'a représenté, que l'extrémité 26 de cette pièce 22 soit inclinée par rapport à la direction F, en éloignement du bord 20 de l'ouverture 18, de façon à assurer le guidage de la broche 34 vers l'ouverture 18 tout en tenant compte des diverses tolérances de fabrication, l'extrémité de la broche 34 étant elle même conformée en pointe ou en biseau pour coopérer avec l'extrémité 26. Le mouvement d'insertion se poursuivant, on arrive alors à la position relative des parties mâle B et femelle A représentée sur la Figure 6, où l'extrémité avant de la broche 34 a traversé l'ouverture 18, et où l'extrémité avant 40 de la nervure 38 est parvenue au contact de la partie terminale 30 de la pièce de blocage 28. Dans cette position, la broche 34 a pénétré dans l'ouverture 18 d'une longueur A. En poursuivant encore le mouvement d'insertion, la broche 34 continue d'avancer légèrement dans l'ouverture 18, tandis que l'extrémité avant 40 de la nervure 38 sollicite la partie terminale 30 en direction du support 10, la pièce de blocage 28 tournant autour du pli a. Dans ce mouvement de rotation, la partie terminale 30 est dégagée des ergots 32, libérant ainsi la partie élastique 16 de la précontrainte qu'elle exerçait sur elle, c'est à dire libérant l'énergie potentielle emmagasinée dans la partie élastique 16. La partie élastique 16 se détend alors brusquement, le bord 20 de l'ouverture 28 se déplaçant sensiblement vers la droite (en considérant la Figure 7) pour venir en appui sur la broche 34 et solliciter cette dernière en appui sur la pièce de butée 22. Le contact électrique est alors établi de façon franche entre la broche 34 et l'organe femelle A. L'insertion de la partie mâle B dans la partie femelle A est alors complète. Une butée (non représentée) pourra être prévue par exemple entre le support 10 et la jupe 36 pour interdire tout mouvement ultérieur de la partie mâle en direction du support 10. La force avec laquelle le bord 20 applique la broche 34 sur la pièce de butée 22 pourra être prédéterminée en fonction des caractéristiques du matériau choisi pour réaliser l'organe femelle A, pour garantir la fiabilité du contact électrique. Bien entendu, le processus qui vient d'être décrit en relation avec les Figures 4 à 7 se reproduit simultanément pour les autres broches 34 dont est munie la partie mâle (deux par exemple sur la Figure 2), chacune coopérant avec un organe femelle A correspondant solidaire du support 10. On voit donc bien qu'on a réalisé un dispositif de connexion fiable, ne nécessitant qu'une force minimale d'insertion de la partie mâle dans la partie femelle. En effet, la seule force à vaincre est celle qui est nécessaire pour faire tourner la pièce de blocage 28 autour du pli a et ainsi faire glisser la partie terminale 30 en dehors des ergots 32. Un tel glissement pourra être facilité si, dans la position représentée sur les Figures 4 à 6 où les ergots 32 sont en appui sur la partie terminale 30, la surface extérieure de ces ergots est sensiblement contenue dan un plan tangent à un cylindre d'axe voisin du pli a, et si les ergots 32 sont dans le voisinage immédiat du pli c. De plus, la broche 34, serrée entre le bord 20 et la pièce de butée 22, participe au maintien de la pièce mâle B dans la pièce femelle A de sorte que, pour certaines applications, il ne sera pas nécessaire de prévoir des dispositifs supplémentaires de verrouillage de ces pièces entre elles, c'est à dire entre par exemple la jupe 36 et le support 10. D'autre part, la séparation des pièces A et B pourra être effectuée à l'aide par exemple d'une pince, pour rapprocher la partie élastique de l'organe femelle comprise entre les plis b et c de la pièce de butée 22, et ainsi éloigner le bord 20 de la broche 34, et pour permettre l'extraction de cette dernière hors de l'ouverture 18. Cette opération doit être effectuée simultanément sur tous les organes femelles A si la partie mâle B comporte plusieurs broches 34. Il faut alors disposer d'un outil approprié, ce qui présente l'avantage d'interdire ce type de démontage à un non-spécialiste. Une fois la partie mâle B enlevée, il suffit de disposer à nouveau la partie terminale 30 de la pièce de blocage 28 sur les ergots 32 pour remettre l'organe femelle A dans la position représentée sur la Figure 4, et pouvoir ainsi insérer une nouvelle partie mâle B dans la partie femelle A. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui a été décrit, mais elle est susceptible au contraire de recevoir de nombreuses modifications qui apparaîtront à l'homme du métier et qui rentrent dans le cadre des revendications annexées. REVENDICATIONS I - Dispositif de connexion électrique, comprenant une partie mâle (B) et une partie femelle (A), la partie mâle (B) comportant au moins une broche mâle (34) solidaire d'un support isolant (36), la partie femelle (A) comportant au moins un organe femelle (A) solidaire d'un support isolant (10) et comprenant une partie élastique (16) présentant une ouverture (18) s'étendant au moins dans un plan sensiblement perpendiculaire à la direction d'insertion (F) de la partie mâle (B) dans la partie femelle (A), et destinée à coopérer avec la broche mâle (34) de la partie mâle (B) pour assurer le contact électrique, caractérisé en ce que l'organe femelle (A) comporte une pièce de butée (22,26) s'étendant sensiblement parallèlement à la direction d'insertion (F) de la partie mâle (B) dans la partie femelle (A) et traversant l'ouverture (18) de celle-ci, la broche (34) de la partie mâle (B) étant sollicitée contre cette pièce de butée (22,26) par une portion (20) de la partie élastique (16) de l'organe femelle (A) quand la distance entre un premier élément (38, 40) de la partie mâle (B) et un second élément (10) de la partie femelle est égale ou inférieure à une valeur prédéterminée (D). 2 - Dispositif de connexion électrique selon la revendication 1. caractérisé en ce que la broche (34) de la partie mâle (B) est sollicitée contre la pièce de butée (22,26) par le bord (20) de l'ouverture (18) de la partie élastique (16). 3 - Dispositif de connexion électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie élastique (16) est maintenue sous précontrainte par une pièce de blocage (28) tant que la distance entre le premier élément (38,40) et le second élément (10) est supérieure à la valeur prédéterminée (D). 4 - Dispositif de connexion électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la pièce de blocage (28) applique une précontrainte à la partie élastique (16) par l'intermédiaire d'une partie terminale (30) en appui sur des ergots (32) formés sur des bords longitudinaux de l'ouverture (18). 5 - Dispositif de connexion électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie terminale (30) de la pièce de blocage (28) est dégagée des ergots (32) quand la distance (D) entre le premier élément (38,40) et le second élément (10) est égale ou inférieure à la valeur prédéterminée (t)), pour libérer la précontainte de la partie élastique (16). 6 - Dispositif de connexion électrique selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pièce de blocage (28) est dégagée des ergots (32) par le premier élément (38,40) de la partie mâle (B). 7 - Dispositif de connexion électrique selon la revendication 6, caractérisé en ce que la pièce de blocage (28) est dégagée des ergots (32) par le premier élément (38,40) de la partie mâle (B) quand la broche (34) de la partie mâle (B) a pénétré dans l'ouverture (18) d'une longueur prédéterminée (A). 8 - Dispositif de connexion électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe femelle (A) est obtenu à partir d'une feuille métallique élastique et conductrice (12) dans laquelle sont formées la partie élastique (16), la pièce de butée (22,26), la pièce de blocage (28,30) et l'ouverture (I 8).