Brevet FR2782576A1 — publié le 20000225

CONNECTEUR ELECTRIQUE A FAIBLE FORCE D'INSERTION NOTAMMENT A CONTACTS A LAME, POUR CIRCUIT SOUPLE La présente invention concerne le domaine des connecteurs électriques dits à faible force d'insertion ou à force d'insertion nulle, plus particulièrement applicable aux circuits dits souples. Pour connecter des nappes de câbles souples, les utilisateurs requièrent des connecteurs avec un minimum d'efforts à l'insertion et au verrouillage, celui-ci étant de type verrouillage en translation et restant une nécessité première pour parer à toute déconnexion intempestive. On connaît par exemple un connecteur à force d'insertion nulle décrit dans le brevet US-A-4 718 859, prévu pour recevoir une nappe de câbles. Un tel connecteur comprend deux blocs: - un bloc fixe, généralement rapporté sur un support et muni à cet effet de contacts à lame avec broche qui sont soudées à ce support, et - un bloc mobile qui coopère avec le bloc fixe pour immobiliser les câbles de la nappe et assurer le contact entre les câbles de cette nappe et les lames, ceci en ne nécessitant aucun effort d'insertion de la nappe. Le bloc mobile est monté sur le bloc fixe par un déplacement en translation, des moyens de guidage assurant un positionnement adapté des deux parties. La nappe est ensuite insérée entre les deux blocs. Il suffit alors de faire pivoter le bloc mobile par rapport au bloc fixe pour assurer un plaquage d'une partie des lames sur les câbles, assurant ainsi la liaison électrique. Le verrouillage est assuré simultanément puisque tout déplacement en translation du bloc mobile par rapport au bloc fixe est interdit. Le problème résolu dans ce brevet est celui des variations d'épaisseur des différentes nappes à insérer dans ce connecteur. En effet, ces variations engendrent des pertes de force de pression des broches du bloc fixe sur les câbles de la nappe, sauf à réaliser différents modèles, chacun applicable à un type de nappe. Compte tenu du prix de vente très faible de tels connecteurs, il peut être intéressant de prévoir un même connecteur permettant de recevoir différentes épaisseurs de nappes de câbles. Pour résoudre ce problème, les lames de l'embase décrites dans ce document de l'art antérieur ont un profil particulier en C à extrémités décalées formant ainsi deux points de contact décalés, sur le dessus et sur le dessous de la nappe, avec une butée de mise en pression portée par le bloc mobile qui assure une déformation en S de la nappe lorsqu'elle est mince, en sorte de la mettre en contact en deux points. Lorsque la nappe est épaisse, la pression de contact est obtenue de la même façon mais la nappe reste sensiblement plane. La mise en oeuvre d'un tel connecteur est réalisée successivement par mise en place du bloc mobile sur le bloc fixe, par introduction de la nappe puis par rotation du bloc mobile par rapport au bloc fixe, ce qui a pour effet d'assurer la mise en pression des câbles de la nappe sur les lames à broche de l'embase, notamment lorsque la nappe est mince. La présente invention a pour objet un connecteur pour relier deux nappes de câbles ou une nappe de câbles et un faisceau de câbles dont les éléments ont des formes simples et dépouillées visant à permettre une mise en contact et un verrouillage simultanés, des fabrications à faible prix de revient tout en offrant les fonctionnalités recherchées et notamment une force d'insertion réduite, une fiabilité de contact, un essuyage au point de contact lors de la connexion pour une des variantes, et une absence de transmission des vibrations dans une autre des variantes. L'application vise un connecteur dont les deux parties mâle et femelle sont déjà montées sur les nappes ou faisceaux de câbles. A cet effet, le connecteur électrique à force d'insertion réduite selon l'invention, comprend une embase munie d'un logement borgne prévu pour recevoir une fiche, cette embase et cette fiche étant reliées chacune à un circuit souple notamment du type comprenant une nappe de câbles électriques, et se caractérise en ce que le logement borgne reçoit les extrémités dénudées des câbles du circuit souple et comprend des moyens de guidage à l'introduction, coulissants, plus particulièrement sous la forme d'au moins une rampe de guidage débouchant sur un trou de verrouillage et la fiche comprend des contacts électriques solidaires des câbles du circuit souple associé ainsi que des moyens de verrouillage en translation, plus particulièrement sous la forme d'au moins une nervure fixe, de profil adapté pour prendre une première orientation dans laquelle elle peut être déplacée en translation dans ladite rampe et une seconde orientation dans laquelle elle est immobilisée dans le trou de verrouillage par basculement relatif de la fiche et de Il'embase. Plus particulièrement, il est prévu - un logement borgne dans l'embase qui comprend une paroi d'enfichage, une paroi d'appui en vis à vis, deux parois latérales de guidage et de verrouillage, chacune susceptible de porter une rampe et un trou de verrouillage, la paroi d'enfichage faisant un angle (a avec la paroi d'appui, et - la fiche comprend une face supérieure et une face inférieure de laquelle font saillie les contacts électriques, ces deux faces étant sensiblement parallèles et prévues pour coopérer avec les parois d'enfichage et d'appui et deux faces latérales, chacune susceptible de porter une nervure. Selon les modes de réalisation, la nappe de câbles de l'embase est disposée contre la paroi d'appui du logement borgne et la face inférieure de la fiche est en vis à vis de cette paroi d'appui, ou inversement. Selon un agencement retenu dans l'invention, la nervure de la fiche a une largeur égale à la largeur de la rampe de l'embase et son axe longitudinal est incliné par rapport au plan des faces inférieure et supérieure de la fiche d'un angle a, en sorte que l'embase et la fiche sont alignées après verrouillage. Les contacts électriques de la fiche sont soit des contacts à lame, la tête de chaque lame formant une crosse d'appui élastique contre le câble correspondant de la nappe lors du basculement, soit des contacts à lame pleine, la tête de chaque lame venant au contact du câble correspondant de la nappe par essuyage. Pour des raisons de fabrication, un mode de réalisation préféré prévoit que l'embase comprend une platine support de la nappe, de type rapporté, cette platine comportant des moyens pour retenir le circuit souple et des moyens de fixation sur ladite embase. Plus particulièrement, la platine comprend deux retours latéraux munis de moyens de fixation sur les parois latérales de l'embase et des pions de maintien et de positionnement, prévus pour coopérer avec des trous ménagés dans des oreilles venues de fabrication avec le circuit souple. Ce connecteur électrique comprend, selon un perfectionnement, des moyens de verrouillage au basculement, munis d'une bague montée coulissante sur l'extrémité supérieure du bloc de la fiche et munie de deux pattes latérales de profil et de position adaptés pour pénétrer chacune dans la rainure de la rampe correspondante. La présente invention est maintenant décrite en détail suivant un mode de réalisation particulier non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels les différentes figures représentent: -figures 1A, 1 B et 1 C, un synoptique des phases de connexion d'une fiche et d'une embase d'un connecteur selon la présente invention, les éléments étant vus en élévation latérale, cet ensemble étant muni d'un perfectionnement à double verrouillage, - figures 2A, 2B et 2C, un synoptique identique au précédent, les éléments étant vus en coupe transversale médiane, - figures 3A et 3B, une première variante de réalisation montrant une platine support de circuit souple à effet ressort, telle que rapportée sur I'embase, en élévation et en coupe, la figure 3C étant un détail du support de circuit souple, -figures 4A et 4B, une deuxième variante de réalisation montrant une platine support de circuit souple à double effet ressort, telle que rapportée en élévation et en coupe, la figure 4C étant un détail du support de circuit souple, -figures 5A, 5B et 5C, un synoptique de connexion d'une troisième variante de réalisation, dite à essuyage. Sur les figures 1A, 1 B, 1 C et 2A, 2B et 2C, on a représenté un premier mode de réalisation d'un connecteur comprenant une embase 10 et une fiche 12, respectivement rapportée à l'extrémité d'un circuit souple 14 et 16 composé d'une nappe et/ou d'un faisceau de câbles électriques 18 et 20. Selon ce premier mode de réalisation, I'embase comprend un logement 22 borgne de réception de la fiche. Ce logement 22 comprend - une paroi 24 d'enfichage, - une paroi 26 d'appui, opposée à la paroi d'enfichage, - deux parois 28 et 30 latérales de guidage, seule la paroi 28 étant visible, l'autre paroi étant en vis à vis, et - un fond 32. La paroi 24 d'enfichage est inclinée d'un angle a, de l'ordre de 10 à , par rapport à la direction d'introduction de la fiche 12, représentée par la flèche 34. De plus, cette paroi d'enfichage est reliée au fond par un congé faisant un arc de cercle de rayon R. La paroi 26 d'appui est parallèle à la direction d'introduction de la fiche et porte sur une partie de sa surface les câbles 18 dénudés de la nappe 14 correspondante. Une butée 36 permet de limiter la pénétration des câbles et d'assurer un positionnement optimal. Chacune des parois latérales 28 et 30 est munie de moyens 37 de guidage et de verrouillage, comportant deux rampes 38, 40 de guidage, chacune sous forme d'une rainure ménagée dans le plan de la paroi et de deux trous 42, 44, pour des raisons évidentes de symétrie et de stabilité. L'une 46, 48 des extrémités de chacune des rampes est débouchante au bord du logement 22 borgne tandis que l'autre 50, 52 des extrémités est débouchante vers le bas dans le trou 42, 44 correspondant. Les trous 42, 44 ont un profil particulier, sensiblement en forme de triangle rectangle. Chaque grand côté 54, 56 de l'angle droit est aligné avec le bord de la rampe 38, 40 correspondante, qui est du côté de la paroi 24 d'enfichage. Chaque petit côté 58, 60 est d'une longueur supérieure à la largeur de la rainure correspondante constituant la rampe. Chaque petit côté comprend de plus un bossage 62, 64 de verrouillage, en saillie dans le trou 42, 44 correspondant. Hormis l'angle droit, les deux autres angles sont munis d'un congé, d'un même rayon r, dans le cas présent. Le fond 32 est muni d'une fente 66 débouchante, à travers laquelle le 1 5 circuit souple est susceptible de passer. La fiche 12 comprend un bloc 68 de forme partiellement conjuguée de celle du logement 22 borgne de l'embase et dont les faces supérieure 69 et inférieure 70 sont sensiblement parallèles, avec deux faces 71, 72 latérales de guidage. De façon connue, ce bloc 68 comprend une fente 73 de réception d'un circuit souple 1 6 comprenant un faisceau de câbles 20 électriques. La partie conductrice de chaque câble se prolonge dans des alvéoles 74 juxtaposés. Chaque alvéole est muni d'un trou 75 de passage d'un contact 76 électrique en forme de lame, comportant chacun un pied 78 et une tête 80, et maintenu dans des créneaux 77 ménagés dans ledit bloc. Chaque contact 76 peut prendre deux positions l'une, avant montage, dans laquelle le pied 78 du contact est en dehors de l'alvéole et l'autre, après montage, dans laquelle le pied 78 du contact vient en saillie dans l'alvéole 74 pour pénétrer dans la partie conductrice du câble correspondant et assurer la liaison électrique. Le pied est généralement équipé de harpons qui interdisent le retrait de chaque contact à lame hors de son créneau après montage. Dans ce mode de réalisation, la tête 80 de chaque contact 76 est en forme de crosse 82 dont l'extrémité libre est linéaire, ce qui permet de constituer un effet de rappel. La fiche porte aussi une partie des moyens 37 de guidage et de verrouillage sous forme de deux nervures 84, 86. Chaque nervure comprend une partie 88, 90 rectiligne de largeur égale à la largeur des rampes de l'embase, au jeu de coulissement près, et de longueur égale à celle du plus grand côté 54, 56 du trou 42, 44. Les deux extrémités 92, 94; 96, 98 de chaque nervure sont arrondies avec un rayon de courbure égale à r, comme pour les congés des angles des trous. De plus, l'axe longitudinal de la nervure fait également un angle oc avec l'axe longitudinal du bloc 68 dont les quatre faces sont sensiblement parallèles deux à deux. Quant à l'extrémité du bloc, elle est arrondie avec un rayon R identique au rayon R du congé entre la paroi 24 d'enfichage et le fond 32. i15 Un tel connecteur est mis en service de la façon suivante. Une fois les circuits souples et autres faisceaux de câbles connectés sur l'embase et la fiche, la fiche est présentée comme indiqué sur les figures 1A et 2A, c'est à dire, I'axe longitudinal de la nervure parallèle à la direction d'introduction indiquée par la flèche 34. De ce fait, le bloc est incliné d'un angle oc si bien que la face supérieure est parallèle à la paroi 24 d'enfichage. La nervure est positionnée dans la rampe correspondante, ce qui permet, sans effort, d'enfoncer la fiche dans l'embase par translation, jusqu'à ce que le bloc vienne en appui sur la paroi d'enfichage, I'extrémité du bloc étant alors en contact avec le fond 32 du logement borgne de l'embase. Plus particulièrement, l'extrémité du bloc coopère avec le congé de rayon R ménagé entre la paroi d'enfichage et le fond. On est alors dans la position représentée sur les figures 1 B et 2B. Pour arriver dans la position représentée sur les figures 1 C et 2C, il faut faire basculer la fiche par rapport à l'embase suivant la flèche F, manoeuvre qui est également réalisée avec un très faible effort et avec une bonne sensation de verrouillage, grâce aux bossages de verrouillage. Cette action de basculement a plusieurs conséquences. Tout d'abord, la partie rectiligne 82 de la tête 80 en forme de crosse de chaque contact 76 à lame de la fiche vient en contact par pression avec les conducteurs 18 de la nappe 14 de l'embase, ceci par l'élasticité engendrée par la crosse. Ensuite, chaque nervure 84, 86 pivote dans le trou 42, 44 correspondant et vient se bloquer dans ce même trou, de l'autre côté du bossage 62, 64 de verrouillage qui constitue un léger point dur. La fiche 12 a son axe longitudinal et sa face inférieure 70 parallèle à la paroi 26 d'appui de l'embase tandis que l'axe longitudinal de la nervure est incliné d'un angle oc par rapport à la direction d'introduction. De ce fait, chaque nervure est bloquée dans le trou correspondant, interdisant toute extraction par translation de la fiche hors de l'embase. On note que, dans ce mode de réalisation, la zone élastique d'appui des contacts à lames sur le circuit souple permet de localiser la pression de contact au niveau de chacun des points de connexion électrique. On note aussi que cet appui élastique évite la transmission des vibrations dans la lame et donc les mouvements du pied par décrochage des harpons de maintien par rapport au bloc. Sur les figures 3A, 3B et 3C, on a représenté un premier mode de réalisation de la fixation du circuit souple 14 sur l'embase. Le circuit souple comprend comme montré sur la figure 3C, deux oreilles 100, 102 dans lesquelles sont ménagés deux trous 104, 106 prévus pour coopérer avec des pions 108, 110 de maintien et de positionnement, solidaires d'une platine 112. Cette platine comprend deux retours 114, 116 avec des trous 118, 120 qui coopèrent avec des plots venus de fabrication avec l'embase, tels que 122, seul visible. Cette platine est de forme adaptée pour s'intégrer dans l'embase. Une autre variante de montage du circuit souple est représentée sur les figures 4A, 4B et 4C. Dans ce cas, la fixation est extérieure avec un double effet ressort. En effet, le circuit souple comprend deux oreilles 122, 124 dans lesquelles sont ménagés deux trous 126, 128 prévus pour coopérer avec des pions 130, 132, de maintien et de positionnement solidaires d'une platine 134. Cette platine comprend deux retours 136, 138 avec des trous , 142 qui coopèrent avec des plots venus de fabrication avec l'embase, tels que 144, seul visible. L'embase est en outre munie d'une fente 146, en lieu et place de la fente 66 ménagée dans le fond du logement borgne 22. Le circuit souple est ainsi introduit par cette fente, pour une partie dépassante, de longueur adaptée, la nappe faisant saillie dans le logement borgne, sensiblement parallèlement à la paroi d'appui. La représentation des figures 5A, 5B et 5C permet d'apprécier la forme extérieure de la fiche et de l'embase et de montrer une variante de réalisation avec des contacts à lames pleines. Dans ce cas, les éléments identiques portent les mêmes références que sur les figures 1 A, 1 B et C; 2A, 2B et 2C. La différence sur la fiche se situe principalement au droit de la tête 80 du contact 76 électrique en forme de lame. La crosse élastique est supprimée au profit d'une tête pleine, donc rigide. La tête présente une extrémité arrondie avec un rayon de courbure R, pour simplifier la fabrication et assurer une liaison électrique de qualité. La différence sur l'embase est la position du circuit souple 14 qui est introduit par la fente 66 du fond, mais qui est positionné sur la paroi d'enfichage, une fente 66-1 borgne supplémentaire est ménagée dans cette paroi pour assurer un bon maintien de ce circuit. De plus, il est prévu un autre congé de rayon R entre le fond 32 et la paroi d'appui. La mise en place de la fiche dans l'embase est strictement identique aux modes précédents de réalisation, moyennant un retournement de 180 de la fiche, les nervures étant orientées de façon adéquate pour coopérer avec les trous associés. En effet, la face supérieure 69 est maintenant en vis à vis de la paroi 26 d'appui de l'embase. On note un effet supplémentaire dit d'essuyage puisque, lors de l'introduction de la fiche, la tête de chaque contact 76 électrique est amenée au contact du câble dénudé correspondant du circuit souple, puis lors du mouvement de basculement de la fiche par rapport à l'embase, la tête 80 de chaque contact 76 électrique vient frotter sur le câble et assurer ainsi un contact électrique amélioré. La fiche et l'embase sont ensuite solidarisées comme dans les modes précédents de réalisation. Dans l'ensemble des modes de réalisation, la fiche et l'embase se trouvent alignées après verrouillage, en position de travail, ce qui est préférable, I'insertion s'effectuant par une translation, la fiche et l'embase faisant un angle o. Les mêmes fonctions sont obtenues avec une position d'introduction dans laquelle la fiche et l'embase sont alignées et une position verrouillée avec ces deux éléments faisant un angle cc. De la même facon, selon une variante comprise dans la présente invention, il est possible de prévoir les bossages 62, 64 de verrouillage sur la nervure et un creux ménagé dans le petit côté du trou 42, 44 associé, prévu pour recevoir chacun, un des bossages. Les bossages pourraient aussi être portés latéralement par la nervure ou par la paroi du logement borgne avec un creux en vis à vis. Le connecteur, selon un perfectionnement de la présente invention, peut être muni de seconds moyens de verrouillage. Ces seconds moyens de verrouillage assurent l'immobilisation de la fiche par rapport à l'embase dans le cadre du basculement. Ces seconds moyens comprennent une bague 148 montée coulissante sur l'extrémité supérieure du bloc 68 de la fiche et munie de deux pattes 150, 152 latérales de profil et de position adaptés pour pénétrer chacune dans la rainure de la rampe 38, 40 correspondante. Comme cela est indiqué sur les figures 1A, B, C et 2A, B, C, la bague est en position haute lors des manoeuvres d'insertion et de basculement et après basculement, la bague est abaissée suivant la flèche ', pour faire pénétrer les pattes dans les rainures correspondantes, ce qui assure un anti- basculement de la fiche par rapport à l'embase, ce qui interdit donc tout retrait en translation de la fiche par rapport à l'embase et par conséquent la déconnexion. 1 1 REVENDICATIONS 1. Connecteur électrique à force d'insertion réduite comprenant une embase (10) munie d'un logement (22) borgne prévu pour recevoir une fiche (12), cette embase et cette fiche étant reliées chacune à un circuit (14, 16) souple notamment du type comprenant une nappe de câbles (18,20) électriques, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (38, 40) de guidage à l'introduction, coulissants, et des moyens de verrouillage en translation (84, 86) pour autoriser une première orientation dans laquelle la fiche peut être déplacée en translation et une seconde orientation dans laquelle la fiche est immobilisée par basculement relatif de la fiche et de l'embase. 2. Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que: - le logement borgne reçoit les extrémités dénudés des câbles du circuit souple correspondant et les moyens de guidage à l'introduction, coulissants, comprennent au moins une rampe (38, 40) de guidage ménagée dans l'embase (10), et - les moyens de verrouillage en translation comprennent au moins un trou (42, 44) de verrouillage ménagé dans l'embase dans laquelle débouche chaque rampe et au moins une nervure (84, 86) fixe, portée par la fiche (12) qui comprend des contacts (76) électriques solidaires des câbles (20) du circuit (16) associé, chaque nervure étant de profil adapté pour prendre la première orientation dans laquelle elle peut être déplacée en translation dans ladite rampe et la seconde orientation dans laquelle elle est immobilisée dans le trou de verrouillage par basculement relatif de la fiche et de l'embase. 3. Connecteur électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que: - le logement (22) borgne de l'embase comprend une paroi (24) d'enfichage, une paroi (26) d'appui en vis à vis, deux parois (28, 30) latérales de guidage et de verrouillage, chacune susceptible de porter une rampe (38, 40) et un trou (42, 44) de verrouillage, la paroi (24) d'enfichage faisant un angle a avec la paroi (26) d'appui, - la fiche (12) comprend une face (69) supérieure et une face (70) inférieure de laquelle font saillie les contacts (76) électriques, ces deux faces étant sensiblement parallèles et prévues pour coopérer avec les parois (24, 26) d'enfichage et d'appui et deux faces (71, 72) latérales, chacune susceptible de porter une nervure. 4. Connecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la nappe (14) de câbles (18) de l'embase (10) est disposée contre la paroi (26) d'appui du logement (22) borgne et en ce que la face (70) inférieure de la fiche est en vis à vis de cette paroi d'appui. 5. Connecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la nappe (14) de câbles (18) de l'embase (10) est disposée contre la paroi (24) d'enfichage du logement (22) borgne et en ce que la face (70) inférieure de la fiche est en vis à vis de cette paroi d'enfichage. 6. Connecteur électrique selon l'une quelconque des revendications 3 à , caractérisé en ce que la nervure (84, 86) de la fiche (12) a une largeur égale à la largeur de la rampe (38,40) de l'embase et en ce que son axe longitudinal est incliné par rapport au plan des faces (69, 70) inférieure et supérieure de la fiche d'un angle g, en sorte que l'embase et la fiche sont alignées après verrouillage. 7. Connecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les contacts (76) électriques de la fiche (12) sont des contacts à lame élastique, la tête (80) de chaque lame formant une crosse (82) d'appui élastique contre le câble (18) correspondant de la nappe (14) lors du basculement. 8. Connecteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les contacts (76) électriques de la fiche sont des contacts à lame pleine, la tête (80) de chaque lame venant au contact du câble (18) correspondant de la nappe (14) par essuyage lors du basculement. 9. Connecteur électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embase (10) comprend une platine (112, 134) support de la nappe, de type rapporté, cette platine comportant des moyens (108, 110; 130, 132) pour retenir le circuit souple et des moyens (118, 120; 140, 142) de fixation sur ladite embase. 10. Connecteur électrique selon la revendication 9, caractérisé en ce que la platine comprend deux retours (114, 116; 136, 138) latéraux munis de moyens de fixation sur les parois latérales de l'embase et des pions de maintien et de positionnement, prévus pour coopérer avec des trous (104, 106; 126, 128) ménagés dans des oreilles (100, 102; 122, 124) venues de fabrication avec le circuit souple. 11. Connecteur électrique selon l'une quelconque des revendications 3 à , caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de verrouillage en basculement. i12. Connecteur électrique selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage en basculement sont munis d'une bague (148) montée coulissante sur l'extrémité supérieure de la fiche (12) et de deux pattes (150,152) latérales de profil et de position adaptés pour pénétrer chacune dans la rainure de la rampe (38,40) correspondante.