Brevet FR2777706A1 — publié le 19991022

BORNE DE CONTACT ELECTRIQUE FEMELLE MONOLITHIQUE, DU TYPE A CAGE La présente invention concerne une borne de contact électrique femelle monolithique, du type à cage prévue pour recevoir un contact mâle à lame. La cage disposée à l'avant de la borne comprend un corps ayant un fond, deux demi-parois supérieures et deux parois latérales comprenant au moins une languette interne reliée à l'une des demi-parois supérieures dont une zone au moins constitue une lame de contact électrique. On connaît déjà des bornes de contact de ce type qui sont fabriquées par découpage, pliage, formage à partir d'un feuillard, ceci dans des conditions économiques satisfaisantes. De telles bornes de contact ont des usages multiples mais il existe une demande particulièrement forte dans le domaine des véhicules automobiles, ce qui nécessite de répondre à un cahier des charges très complet pour permettre dans toutes les circonstances de maintenir un contact électrique de grande qualité. Il faut donc maintenir une forte pression de contact de la lame de contact ainsi prévue sur la borne mâle lorsque celle-ci est introduite dans la borne femelle, tout en limitant l'effort nécessaire à l'introduction de cette borne mâle pour un meilleur confort à l'emboîtement, notamment lorsque le connecteur comporte une série de contacts. Une solution tout à fait satisfaisante a été apportée par l'agencement de la borne femelle décrit dans la demande de brevet français FR-A-96 06786 au nom du présent demandeur. Cette borne est décrite en regard des figures 1 et 2A, 2B de l'art antérieur qui sont intégrées à la présente demande pour faire ressortir toutes les caractéristiques de la présente invention qui sera décrite ultérieurement. Cette description de l'art antérieur est faite en regard des trois figures indifféremment. La borne comprend un corps 10 de borne à l'avant, un fût 12 à sertir à l'arrière et une partie de transition 14 reliant le corps au fût. Le fût à sertir comprend au moins un jeu 1 6 de languettes formant ailes de sertissage, pour assurer la liaison électrique et mécanique avec un fil 18 électrique, gainé. La zone de transition est étudiée pour assurer une liaison aussi rigide que possible en utilisant les surfaces métalliques laissées par la découpe du feuillard pour réaliser le fût et le corps. La partie du corps 10 de borne comprend une paroi 20 inférieure, deux parois 22 latérales ainsi que deux demi-parois 24 supérieures, venues de pliage et agencées pour former une cage. Les parois 22 latérales se prolongent vers l'avant, en saillie par rapport à la cage et sont repliées vers l'arrière pour former des rabats 26. Il est en outre prévu des lames 28 de contact venues également de pliage avec la cage et dont le plan est parallèle aux parois 22 latérales. Ces lames 28 de contact sont solidaires en partie 30 arrière des demi-parois supérieures, et portent chacune un bossage 32 à proximité de leur extrémité 34 libre, avant. Le pliage de ces lames est tel qu'elles ont tendance à se rapprocher l'une de l'autre, c'est à dire à s'écarter des parois latérales, comme le montrent les flèches. L'extrémité libre est logée sous les rabats, ce qui assure une mise en précontrainte et un premier contrôle du débattement de ces lames. De plus, il est prévu dans un mode de réalisation particulier, un pli 36, venu de découpe et de pliage avec chacune des parois latérales, qui limite aussi le déplacement de chaque lame 28 de contact entre une position passive, figure 2A, et une position active, figure 2B, lorsqu'un contact mâle 38 est enfiché. Une variante consiste à prévoir des lames de contact double pour augmenter le nombre de points de contact. Il convient néanmoins d'améliorer encore la qualité de contact électrique et c'est l'objet de la présente invention. On connaît aussi une demande de certificat d'utilité français FR-A-2 730 863 qui décrit aussi une borne pour conducteur électrique à simple paroi. Cette borne est caractérisée par une zone postérieure qui comprend une zone inférieure et une zone supérieure, cette dernière étant pourvue de systèmes d'immobilisation et de butée, de glissement et de retenue de la borne à l'intérieur d'un boîtier de connexion. La zone supérieure porte une lame de contact élastique. La zone inférieure comprend une surface d'appui gauchie ménagée par déformation, à même la paroi inférieure. Afin d'améliorer plus encore la qualité du contact électrique et la tenue de ces caractéristiques élastiques, la présente invention propose une borne de contact électrique femelle monolithique, comprenant à l'avant un corps de borne formant cage comportant une paroi inférieure, deux parois latérales et deux demi-parois supérieures ainsi que deux lames de contact, liées chacune à la demi-paroi supérieure correspondante et sensiblement parallèles aux parois latérales, cette borne étant caractérisée en ce que l'une des lames au moins comprend au moins une zone en appui sur la face interne de la paroi latérale adjacente. Selon une variante, la lame est déformée élastiquement pour que la zone soit pressée contre la paroi latérale adjacente. Selon une autre variante, la lame est déformée élastiquement pour que la zone soit pressée à l'opposé de la paroi latérale adjacente. Selon une autre caractéristique, I'une des lames est une lame plancher à zone de contact étendue. Cette lame plancher comprend une surface nervurée longitudinalement en sorte de définir des génératrices de contact électrique. Cette surface nervurée est parallèle à la paroi latérale adjacente, l'extrémité libre étant en contact avec la paroi latérale adjacente. Suivant une autre caractéristique, I'une des lames est une lame de rappel avec, en arrière, un pliage à effet élastique qui écarte d'un angle oa la lame de la paroi latérale adjacente et un bossage avant qui ramène l'extrémité libre en contact avec la paroi latérale adjacente. Selon un mode de réalisation particulier, la distance entre l'extrémité avant de la lame plancher et le point de tangence au bossage de la lame de rappel est inférieure à la distance entre ce même point de tangence et l'extrémité arrière de cette lame plancher. La borne selon l'invention comprend de plus des rabats venus de pliage avec les parois latérales et orientés vers l'arrière, ces rabats recouvrant les extrémités libres des lames. Suivant une autre caractéristique, I'une des lames est une lame de rappel avec, en arrière, un pliage à effet élastique qui écarte d'un angle,. la lame de la paroi latérale adjacente, ainsi qu'un bossage avant qui ramène I'extrémité libre, en contact avec le rabat correspondant. Selon une variante de réalisation, la lame de rappel est divisée en au moins deux lames. La présente invention est maintenant décrite selon un mode de réalisation particulier, non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels, en plus des figures 1, 2A et 2B précédemment décrites, les différentes figures représentent: - figure 3, une vue en perspective d'une borne femelle à cage selon l'invention, - figure 4, une vue d'un flan découpé dans un feuillard avant pliage permettant de réaliser la borne montrée figure 3, - figure 5A, une vue en coupe longitudinale de la borne de la figure 3, montée dans un boîtier de connexion, à l'état passif, - figure 5B, une vue identique à celle de la figure 5A, à l'état actif après enfichage d'un contact mâle, - figure 6A, une vue d'une section selon la ligne 6-6 de la figure 5A, - figure 6B, une vue d'une section selon la ligne 6-6 de la figure 5B, - figure 7A, une vue en coupe longitudinale d'une variante de la borne de la figure 3, montée dans un boîtier de connexion, à l'état passif, - figure 7B, une vue identique à celle de la figure 7A, à l'état actif après enfichage d'un contact mâle, - figure 8A, une vue d'une section selon la ligne 8-8 de la figure 7A, et - figure 8B, une vue d'une section selon la ligne 8-8 de la figure 7B, Sur les différentes figures représentant la borne femelle selon l'invention, les références correspondant aux éléments identiques ou ayant la même fonction que dans la borne selon l'art antérieur, portent les mêmes références augmentées de 1 00. Sur les figures 3 et 4, la borne comprend un corps 110 de borne à l'avant, un fût 1 12 à sertir à l'arrière et une partie de transition 114 reliant le corps au fût. Le fût à sertir comprend au moins un jeu 116 de languettes pour assurer la liaison électrique et mécanique avec un fil 11 8 électrique, gainé. La zone de transition est étudiée pour assurer une liaison aussi rigide que possible en utilisant les surfaces métalliques laissées par la découpe du feuillard pour réaliser le fût et le corps, mais n'est pas l'objet de la présente invention. Le corps 110 de borne comprend une paroi 120 inférieure, deux parois 122 latérales ainsi que deux demi-parois 124 supérieures, venues de pliage et agencées pour former une cage. Les parois 122 latérales se prolongent vers l'avant, en saillie par rapport à la cage et sont repliées vers l'arrière pour former des rabats 126. Il est en outre prévu des lames 128 et 129 de contact internes, venues également de pliage avec la cage. Ces lames sont solidaires, chacune, de la demi-paroi supérieure correspondante et sont rabattues par un double pliage pour que leur plan soit parallèle aux parois 122 latérales. Ces lames 128 et 129 de contact sont maintenues uniquement par leur partie 130 arrière. L'une des lames 128, dite de rappel, comprend un bossage 132 à proximité de son extrémité 134 libre, avant. Ce bossage est tel qu'il vient en saillie au-dessus du plan longitudinal parallèle à la face latérale passant par le bord interne du rabat 126. Le pliage de cette lame est tel qu'elle est plaquée par son extrémité 1 34 contre la paroi latérale immédiatement à proximité, comme le montre la flèche associée sur la figure 5A. L'extrémité 134 libre est logée sous le rabat 126 correspondant, de façon non contrainte, comme cela est représenté. L'extrémité libre ne vient pas en contact avec le rabat 126 et il subsiste un jeu à l'extrémité afin de ne pas contraindre la lame par compression longitudinale et autoriser au contraire un débattement longitudinal. La longueur de la partie rabattue du rabat est augmentée en sorte de couvrir l'extrémité libre et de faciliter la pénétration d'un contact mâle comme cela sera expliqué ultérieurement. Sur la figure 5A, la lame de rappel est représentée dans la position passive. On note que cette lame est plaquée en partie 130 arrière contre la paroi 122 mais qu'elle possède un pliage 1 35 à effet élastique qui écarte d'un angle (. la zone de jonction située entre le bossage et la partie 130 arrière, plaquée. Ce pliage à effet élastique permet à la lame d'exercer un effet de rappel élastique. L'angle a de pliage est déterminé par la limite élastique supportée par le feuillard dans lequel est réalisée la borne selon l'invention afin que l'effort de rappel soit maximum. Cet agencement génère une pression de contact forte dès l'introduction du contact mâle comme cela sera montré ultérieurement. L'autre lame 129 dite à plancher comprend une partie 130 arrière qui est parfaitement plaquée contre la face interne de la paroi 122 latérale correspondante. Cette lame 129 à plancher comprend une extrémité 134 qui vient en butée contre le fond du rabat, en sorte d'interdire tout déplacement longitudinal et transversal. Le bossage est quant à lui remplacé par un plancher 133 dont la section, montrée sur les figures 6A et 6B, peut-être du type ondulé transversalement, en sorte de constituer des génératrices de contact. Le plan de ce plancher est parallèle à la paroi latérale 122 correspondante. Les ondulations sont d'une amplitude telle que les génératrices de contact qui en résultent, font saillie au-dessus du plan longitudinal parallèle à la face latérale passant par le bord interne du rabat 126 correspondant. Plus précisément, les génératrices sont disposées à une distance de l'axe longitudinal médian, légèrement inférieure à une demi-épaisseur de contact mâle. Ce plancher est d'une grande raideur, d'une part à cause du nervurage et d'autre part du fait de l'absence de tout pliage de rappel élastique de la lame en arrière du plancher. Enfin, on note que l'extrémité libre est en butée au fond de la partie concave du rabat, ce qui renforce encore la raideur. Ainsi lorsqu'un contact mâle 38 est enfiché, comme montré sur les figures 5B et 6B, il glisse sur la lame plancher et vient en appui sur le bossage 132 de la lame 128 de rappel. Cette action provoque plusieurs effets - le plaquage de la lame de rappel dans la partie immédiatement en avant du pliage 135, faisant diminuer la valeur de l'angle oc, avec une pression forte de contact dès l'introduction, - I'ouverture de la concavité du bossage 132, et - le déplacement de l'extrémité libre 134 vers l'avant sous le rabat 126, par glissement en appui sur la paroi 122 latérale correspondante. La lame 129 plancher reste sensiblement à sa place, I'essentiel de l'effort de plaquage étant généré par la lame de rappel 1 28. Par contre, la lame plancher reprend les efforts pour permettre à la lame 128 de rappel élastique d'exercer la plénitude de son action. Les génératrices de contact étant orientées dans le sens d'introduction du contact mâle, l'effort d'introduction n'est pas augmenté de façon sensible, même en cas d'effort de rappel important de la lame de rappel. Par contre, la longueur de contact électrique est augmentée de façon très importante puisque dans le mode de réalisation représenté, il est prévu deux génératrices parallèles qui se prolongent sensiblement sur la moitié de la longueur de la cage. La lame 129 plancher débute en amont du bossage 132 de la lame 1 28 de rappel en vis à vis, ce qui permet une bonne introduction du contact mâle et facilite la poussée, car l'attaque du contact mâle lors de l'enfichage se situe sensiblement à mi-pente du bossage. La lame 129 plancher se prolonge au-delà du bossage 132 de la lame 128 de rappel en vis à vis, ce qui assure un guidage du contact mâle suivant l'axe longitudinal et un centrage par rapport à la cage. Plus particulièrement, la distance entre l'extrémité avant de la lame 129 plancher et le point de tangence au bossage 132 de la lame 1 28 de rappel est inférieure à la distance entre ce même point de tangence et l'extrémité arrière de cette lame plancher. Cet agencement permet de définir une stabilité avec de nombreux points de contact, même en cas de planéité insuffisante des différents éléments, par exemple à la suite d'un mauvais stockage. De façon connue, la borne femelle selon l'invention comprend deux fenêtres 136 latérales ménagées dans les parois 122 latérales. Ces fenêtres sont prévues pour recevoir un ergot 138 d'un doigt de verrouillage 140 d'un boîtier de connexion de forme adaptée à l'application concernée et non représenté, ce boîtier de connexion pouvant recevoir plusieurs bornes femelles selon la présente invention. Pour ce qui concerne la variante de réalisation montrée sur les figures 7A et 7B et les coupes des figures 8A et 8B, les références des seuls éléments différents du mode de réalisation principal ont été augmentée de 100. La lame 228 de rappel est, dans ce cas, plaquée dans la direction opposée du rabat 126, contre la face interne repliée de ce rabat. A cet effet, l'angle: du pliage 235 est tel que l'extrémité libre 234 est plaquée contre ce rabat. Le bossage 232, quant à lui, est également présent mais sa concavité peut être moins prononcée pour tenir compte de l'espace interne entre la lame 129 plancher et cette lame 228 de rappel, espace dans lequel se loge le contact mâle. Cette mise en précontrainte de la lame 228 contre le rabat 126 permet de façon connue une meilleure détermination de la pression initiale de contact lors de l'introduction de la broche de contact mâle. REVENDICATIONS 1. Borne de contact électrique femelle monolithique, comprenant à l'avant un corps (110) de borne formant cage comportant une paroi (120) inférieure, deux parois (122) latérales et deux demi-parois (124) supérieures ainsi que deux lames (128, 129) de contact, liées chacune à la demi-paroi supérieure correspondante et sensiblement parallèles aux parois latérales, caractérisée en ce que l'une (128, 129) des lames au moins comprend au moins une zone (134) en appui sur la face interne de la paroi (122) latérale adjacente. 2. Borne de contact électrique femelle monolithique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'une des lames (128, 129) est déformée élastiquement pour que la zone (134) soit pressée contre la paroi (1 22) latérale adjacente. 3. Borne de contact électrique femelle monolithique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'une des lames (228) est déformée élastiquement pour que la zone (234) soit pressée à l'opposé de la paroi (1 22) latérale adjacente. 4. Borne de contact électrique femelle monolithique selon la revendication 1,2 ou 3, caractérisée en ce que l'une (129) des lames est une lame plancher à zone de contact étendue. 5. Borne de contact électrique femelle monolithique selon la revendication 4, caractérisée en ce que la lame (1 29) plancher comprend une surface nervurée longitudinalement en sorte de définir des génératrices de contact électrique. 6. Borne de contact électrique femelle monolithique selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que la surface nervurée est parallèle à la paroi (122) latérale adjacente, l'extrémité libre (134) étant en contact avec la paroi (1 22) latérale adjacente. 7. Borne de contact électrique femelle monolithique selon l'une des revendications 1, 2, caractérisée en ce que l'une (1 28) des lames est une lame de rappel avec, en arrière, un pliage (135) à effet élastique qui écarte d'un angle a la lame de la paroi (122) latérale adjacente et un bossage (1 32) avant qui ramène l'extrémité (134) libre, en contact avec la paroi (122) latérale adjacente. 8. Borne de contact électrique femelle monolithique selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que la distance entre l'extrémité avant de la lame (129) plancher et le point de tangence au bossage (132) de la lame (128) de rappel est inférieure à la distance entre ce même point de tangence et l'extrémité arrière de cette lame plancher. 9. Borne de contact électrique femelle monolithique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend des rabats (126) venus de pliage avec les parois (122) latérales et orientés vers l'arrière. 10. Borne de contact électrique femelle monolithique selon l'une quelconque des revendications 1, 3 à 8 et 9, caractérisée en ce que l'une (228) des lames est une lame de rappel avec, en arrière, un pliage (235) à effet élastique qui écarte d'un angle JU la lame de la paroi (122) latérale adjacente, un bossage (232) avant qui ramène l'extrémité (234) libre, en contact avec le rabat (126) correspondant. 11. Borne de contact électrique femelle monolithique selon l'une quelconque des revendications 2, 3, 7, 8 ou 10, caractérisée en ce que la lame de rappel (128, 228) est divisée en au moins deux lames.