Brevet FR2807217A1 — publié le 20011005

DISPOSITIF D'EXECUTION DE FONCTION ELECTRIQUE COMPRENANT DES MOYENS DE CONNEXION A UN CABLAGE La présente invention concerne un dispositif d'exécution de fonction 'lectrique comprenant des moyens de connexion à un câblage. Le dispositif peut être notamment un organe de commutation, par exemple un interrupteur électrique du type à poussoir ou basculant, ou un regroupement d'interrupteurs. Le câblage auquel le dispositif est destiné à se connecter peut etre constitué d'un ou de plusieurs fils électriques isolés, le câblage se présentant exemple sous la forme d'un faisceau ou d'une nappe de fils. La connexion peut être alors réalisée à une extrémité du ou des fil(s), le dispositif constituant ainsi un organe de terminaison. Dans une application envisagée, le dispositif est réalisé pour un montage à travers un trou traversant d'une console ou autre platine de commande. Cette dernière peut être notamment une partie d'un tableau de bord, d'un accoudoir ou d'un équipement embarqué à bord d'un véhicule, exemple une voiture de tourisme. La figure 1 illustre un exemple connu d'un dispositif d'exécution de fonction électrique, en l'occurrence un interrupteur, monté sur une platine. Le dispositif se présente sous la forme d'un corps monobloc 2 ayant a ses extrémités respectives une partie de contact 4 pour assurer une connexion vers des fils de câblage, et une interface utilisateur, qui ici sous forme de poussoir 6 (représenté schématiquement) permettant d'activer l'interrupteur. En position de montage, la partie de contact 4 et l'interface utilisateur 6 sont de part et d'autre d'un trou traversant 8 de la platine Le corps 2 comprend sur son pourtour des moyens permettant sa fixation mécanique sur la platine. Dans l'exemple illustré, ces derniers comprennent une série de languettes élastiques 12 qui prennent appui par encliquetage rebord inférieur 14 de la platine 10, situé autour du trou traversant 8. Le corps 2 intègre un ensemble de commutation 16 (représenté schématiquement en pointillées) entre le poussoir 6 et le bloc de contact Ce dernier comprend des contacts 18a, 18b mâles qui s'étendent dans le prolongement inférieur du corps 2. Les contacts sont entourés par un manchon isolant 20 qui assure une fonction de protection et de maintien pour un connecteur femelle 22. Le connecteur femelle 22 est un bloc séparé et amovible vis-à-vis du corps 2, qui intègre des clips 26a et 26b et des moyens pour relier celles- ci électriquement à des fils 24a, 24b d'un faisceau de câblage. Chaque clip 26a, 26b est agencée pour s'engager avec l'un des contacts mâles correspondants 18a, 18b du corps 2. Le connecteur femelle 22 est configuré comme un corps dont une extrémité 22a comporte l'accès aux cosses 26a, 26b et à l'autre extrémité 22b assure le dégagement des fils 24a, 24b. Cette configuration, qui nécessite de prévoir un bloc de connexion spécifique et séparé (' ' le connecteur femelle 22) qui est rattaché aux fils du câblage, ne permet de réduire les dimensions de l'ensemble dans sa configuration de connexion, notamment au niveau de la longueur axiale. Par ailleurs, le montage électrique du dispositif est compliqué par le fait qu'il requiert deux opérations, à savoir la connexion du faisceau sur le connecteur femelle 22 et montage de ce dernier sur les broches de contact 18a, 18b. Enfin, l'ensemble 2 nécessite de stocker et de gérer séparément le dispositif lui-même et le connecteur femelle 22. Au vu de ce précède, la présente invention propose une nouvelle approche pour la conception du dispositif d'exécution de fonction électrique qui permet d'augmenter la compacité, notamment en configuration de montage, et de simplifier sa mise en oeuvre. A cette fin, présente invention propose un dispositif d'exécution de fonction électrique, celui-ci intégrant par exemple au moins un interrupteur, comprenant des moyens de connexion à au moins un fil d'un câblage électrique à partir duquel doit être réalisée la fonction électrique et des moyens d'interface utilisateur permettant de commander la fonction électrique, le dispositif étant caractérisé en ce que les moyens de connexion sont adaptés pour réaliser un contact électrique et mécanique directement sur le ou les fil(s) du ^blage Autrement , les moyens de connexion ne nécessitent pas d'équiper le câblage d'un élément de connexion, tel qu'un connecteur mâle ou femelle, avant de pouvoir relier ce câblage au dispositif. Avantageusement, les moyens de connexion sont du type dit "à déplacement d'isolant", qui peuvent comprendre une grille surmoulée. Dans mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens de connexion comprennent des moyens mobiles destinés à recevoir au moins un fil à connecter, ces moyens pouvant se déplacer relativement au reste des moyens de connexion entre une première position qui maintient chaque fil éloigné d'un contact électrique fixe auquel il est destiné à se raccorder et une seconde position qui maintient chaque fil contre son contact fixe. Les moyens mobiles peuvent être montés coulissant sur le reste des moyens de connexion, les première et seconde positions étant établies par des points de blocage dans la course de coulissement. Le dispositif peut comporter en outre des moyens de test permettant de relier électriquement chaque fil à son contact correspondant lorsque moyens mobiles sont dans la première position. Les moyens de test peuvent comprendre, pour chaque fil, élément conducteur formant une butée contre laquelle une extrémité dénudée du peut venir en contact. De préférence, les moyens mobiles comprennent, pour chaque fil, au moins un trou de passage de fil, l'accès à chaque trou étant dégagé dans ladite première position. Par ailleurs, le dispositif peut comprendre au moins un point de test accessible depuis l'extérieur permettant d'établir un contact électrique sur un conducteur interne. Le point test peut être réalisé par une ouverture dans un substrat sur lequel repose ledit conducteur interne. Dans une application typique, le dispositif comporte des moyens de fixation destinés à coopérer avec un logement pratiqué dans une platine, de sorte que l'interface utilisateur et les moyens de connexion dépassent à partir des faces opposées de la platine. L'invention et les avantages qui en ressortent apparaitront plus clairement à lecture de la description des modes de réalisation préférés, qui sont présentés ci-après purement à titre d'exemples non-limitatifs par référence dessins annexés dans lesquelles - la figure 1, déjà décrite, est une vue simplifiée en coupe axiale d'un commutateur classique pour montage sur platine et d'un connecteur séparé pour le relier à un câblage ; - figure 2 est une vue éclatée et en perspective d'un dispositif d'exécution de fonction électrique conforme à un premier mode de réalisation - la figure 3 est une vue de trois-quarts en coupe partielle à partir du dessous du dispositif de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue en coupe axiale du dispositif des figures 2 et 3 ; - la figure 5 est une vue de dessous du dispositif de la figure ; - la figure 6 est une vue en coupe transversale d'un dispositif conforme à un second mode de réalisation ; - la figure 7 est une vue de dessous d'un dispositif selon une variante de l'invention qui diffère au niveau d'une clé de verrouillage utilisée ; et - la figure 8 est une vue de trois-quarts d'un dispositif selon une variante de l'invention qui diffère au niveau de la connexion directe des fils d'un faisceau de câblage. Une premier mode de réalisation d'un dispositif d'exécution d'une fonction électrique conforme à la présente invention sera décrit dans le cadre commutateur à bouton pressoir par référence aux figures 2 à Comme le montre plus particulièrement les figures 2 et 3, l'interrupteur 30 comporte, réunis en une seule structure, un corps principal 32, élément d'interface sous forme de bouton pressoir 34 qui est en projection d'une extrémité supérieure 34a du corps principal, et un ensemble 36 de connexion et de fixation de fils 24 (figure 4) d'un faisceau de câblage qui est intégré à une extrémité inférieure 32b du corps. Le corps 32 est destiné à se fixer à l'intérieur d'un trou traversant 8 réalisé dans une platine de commande 10 mâles de manière que le bouton pressoir 34 et l'ensemble de connexion et de fixation 36 soient accessibles de part et d'autre de cette platine (figure 4). Dans l'exemple, le corps principal comporte deux pattes élastiques 38, chacune dotée à une extrémité libre d'un élément d'encliquetage 40. Ces pattes 38 s'engagent et se fixent contre des faces respectives 10a de la platine 10 qui sont parallèles à l'axe principal A-A' du corps et dépendent de bords opposés du trou 8. poussoir 34 comporte une partie 34a formant un curseur qui est montée de manière à coulisser à l'intérieur du corps principal 32, contre un ressort 40, pour activer un interrupteur 16 (représenté schématiquement en pointillées). L'ensemble de connexion et de fixation 36 est du type dit "à déplacement d'isolant" (ADI), c'est-à-dire dans lequel on présente les fils 24 du ^blage aux éléments de contact respectifs sans les dénuder préalablement. Dans ce cas, chaque contact est conformé pour couper l'enrobage isolant du fil au point de contact lors de la fixation, et ainsi se relier a l'âme conductrice. Conformément au premier mode de réalisation, l'ensemble de connexion et de fixation 36 se présente sous la forme de deux pièces 42 et 44 mobiles l'une par rapport à l'autre. L'une de ces pièces 42 est une base de connexion qui se rattache à l'extrémité inférieure 32b du corps principal 32. Elle est réalisée sous forme de grille surmoulée, c'est-à-dire un ensemble constitué d'une part de pistes conductrices métalliques rigides 46 (désigné grille) qui assure les différentes interconnexions au sein du dispositif et d'autre part d'un corps en résine 48, moulé autour de la grille, qui comporte les éléments structurels de la pièce. Dans l'exemple, la connexion ADI est réalisée à des extrémités des pistes 46 de la grille configurées en fourche 50. Chaque fourche 50 présente une gorge aux bords intérieurs évasés et coupants, conçus pour couper l'isolant du fil et venir en contact électrique avec son âme conductrice lorsque ce dernier est forcé vers le fond de la gorge. Dans l'exemple illustré, la grille 46 présente quatre fourches connexion ADI 50 permettant de recevoir deux paires de fils respectivement pour établir une continuité par commutation et pour alimenter des diodes électroluminescentes 52 servant à rendre lumineux sommet du bouton pressoir 34. L'autre pièce 44 constitutive de l'ensemble de connexion et de fixation 16 sert à recevoir les fils 24 ainsi qu'à les guider et à les maintenir vers le fond de leurs fourches ADI respectives 50. Cette pièce, désignée clé de verrouillage 44, comporte une paroi principale 54 dont le plan est sensiblement parallèle à l'axe A-A' du corps 32 du dispositif. La paroi principale comporte une face tournée vers les fourches ADI 50 et à partir de laquelle s'étend perpendiculairement une série de rebords 56 mutuellement parallèles. Chaque rebord 56 comporte une suite de trous traversants 58 répartis sur sa longueur, les trous des différents rebords étant alib parallèlement l'axe du dispositif 30. Les trous 58 sont configurés pour être traversés par les fils 24 du câblage avec leur enrobage d'isolant, que chaque fil devant être connecté au dispositif 30 passant à travers des trous alignés 58 de la série de rebords 56. La clé de verrouillage 44 comporte en outre une paire de branches 60 servant à son guidage et à sa fixation vis-à-vis de la base de connexion 42. Ces branches s'étendent depuis la partie inférieure des bords latéraux de la paroi principale 54. Les faces intérieures des branches 60 sont configurées pour prendre appui et coulisser contre des bords latéraux inférieurs 61 respectifs de la base de connexion 42. L'extrémité libre de chaque branche élastique 60 comporte un élément d'encliquetage 62 apte à se loger dans un embrèvement 64 ou 66 prévu à cet effet dans l'un des bords inférieurs 61. Le montage de la clé de verrouillage 44 sur la base de connexion 42 sera maintenant décrit de manière plus détaillée par référence à la figure 5. La clé de verrouillage 44 est représentée montée sur la base de connexion 42 une position dite d'attente, dans laquelle les axes des trous traversants 58 sont maintenus à l'écart des fourches ADI 50. La clé de verrouillage 44 est maintenue à cette position d'attente par encliquetage de chaque branche élastique 60 dans un premier embrèvement 64 du bord latéral inférieur correspondant 61. A la position d'attente, la clé de verrouillage 44 est donc attaché à la base de connexion 42 tout en permettant un accès libre aux trous 58 pour le passage des extrémités des fils 24 du câblage. Lorsque les fils sont introduits dans les trous respectifs 58, ils peuvent être engagés dans les fourches ADI 50 par coulissement de la clé de verrouillage 44 vers le centre de la base de connexion 42. Les éléments d'encliquetage 62 des branches élastiques 60 quittent alors le premier embrèvement 64 et continuent leur course le long des bords inférieurs 61 jusqu'à atteindre et pénétrer dans des second embrèvements respectifs 66, où la clé 44 est alors bloquée en position dite de verrouillage (configuration représentée en pointillées). En position de verrouillage, les axes des trous 58 de la clé 44 coïncident avec les axes respectifs des gorges 50 entre les lames formant les fourches ADI 50. De la sorte, l'isolant de chaque fil 24 logé dans les trous alignés des rebords 56 est découpé par les lames de la fourche ADI 50 durant la course vers la position de verrouillage. L'âme de chaque est alors exposée et mise en contact avec la fourche, réalisant ainsi la connexion électrique requise. Pour assurer une bonne tenue mécanique de la clé 44 dans sa position de verrouillage, notamment en ce qui concerne des contraintes le sens de la traction des fils 24, la base de connexion 42 comporte des rebords 68 tournées vers la paroi principale 54 de la clé et configurés pour s'intercaler sans jeu contre les rebords 56 de celle-ci. Des gorges 70 sont ménagées dans les rebords 58 de la base de connexion 42, à l'aplomb des fourches ADI 50, pour permettre le passage des fils 24 lorsque la clé 44 est en position de verrouillage. On note que la clé de verrouillage 44 comporte deux rebords 56 qui passent respectivement juste au-dessus et en dessous fourches ADI 50 pour bien pousser et tenir les fils 24 contre ces dernières. Il sera maintenant décrit par référence à la figure 6 un deuxième mode de réalisation du dispositif 30 qui permet en outre d'effectuer des tests continuité électrique avant l'installation définitive des fils 24 du faisceau de ^blage. Le dispositif 30' conforme au deuxième mode de réalisation intègre les mêmes fonctions et éléments de structure que le dispositif venant d'être décrit, et seules les différences relativement à ce dernier seront décrites par souci de concision. De même, les éléments identiques ou équivalents du deuxième mode de réalisation sont désignés par les mêmes références. La figure 6 est une vue en coupe transversale d'une partie du dispositif 30' au niveau de la base de connexion 42, montrant l'une des pistes conductrices 46 de la grille de connexion. Chaque piste conductrice comporte une première section 46a un premier niveau qui se situe sur la surface intérieure 42a du fond surmoulé de la base de connexion 42. Elle dessert un ou plusieurs points de contact au sein du dispositif 30' en les reliant avec une fourche de connexion ADI 50, l'instar des pistes 46 représentées notamment aux figures 2 et 4. En plus d'être reliée à une fourche de connexion ADI 50, chaque première section de piste 46a est reliée électriquement à une grille coudée qui lui est propre. Cette grille coudée comporte une deuxième section de piste 46b située sur un plan parallèle la première section et une troisième portion 46c, perpendiculaire aux première et deuxième sections, qui relie électriquement ces dernières. De même que la première section, les deuxième et troisième sections 46b, sont plaquées contre des plans respectifs de la pièce de surmoulage. La deuxième section de piste 46b est positionnée à une partie supérieure de base de connexion 42 et s'étend vers la clé de verrouillage de manière à être légèrement au dessus du rebord 56 le plus élevé de celle-ci. La projection de la deuxième section de piste se termine légèrement au-delà de l'aplomb des trous traversants 58 des rebords 56 de la clé lorsque celle-ci est en position d'attente, c'est-à-dire lorsque les fils 24 à connecter sont en retrait des fourches de connexion ADI 50 (cf. figure 6). Cette disposition permet de réaliser un premier test du dispositif 30' avec son câblage, notamment pour vérifier la bonne affectation des fils 24, sans pour autant fixer ces derniers de manière définitive sur la connexion ADI. Pour ce faire, on procède comme suit pour chaque fil 24 devant être connecté. On dénude une partie de l'extrémité du fil afin que celui-ci présente un bout dénudé 24a de l'âme conductrice. On passe le fil à travers les trous traversants correspondants 58 des rebords 56 de la clé 44 jusqu'à ce que le bout dénudé vienne en butée contre la deuxième portion de piste 46b. Le fil 24 est alors retenu suffisamment par friction de sa gaine isolante contre les trous traversants 58 pour permettre de maintenir un contact électrique adéquat avec cette deuxième portion position d'attente. Pour assurer un meilleur contact contre la deuxième portion de piste 46b, on peut éventuellement prévoir des moyens permettant d'exercer une pression axiale sur l'extrémité du fil 24, par exemple une pince (non représentée). De la sorte, le faisceau de câblage est aussi électriquement relié au dispositif 30' même lorsque la clé de verrouillage 44 est en position d'attente, et donc avant que soit coupé l'isolant du fil par le connecteur ADI. S'il s'avérait, lors de tests électriques effectués dans cette position d'attente, qu'un fil n'est pas à sa bonne place vis-à-vis de sa piste 46 ou qu'il est défectueux, il serait possible de le reconfigurer ou de le changer avant que son isolant ait été coupé par la fourche ADI 50. Le fil 24 peut alors être réinstallé, par exemple dans un nouvel emplacement au sein de la clé, dans le même état qu'il était auparavant. Cet effet est avantageux car, pour des raisons de fiabilité, il n'est généralement pas envisageable de réinstaller un fil, notamment dans un connecteur du ADI, lorsque son isolant a déjà été coupé par ce dernier. Par ailleurs, la base de connexion 42 du dispositif 30' selon le second mode de réalisation est configure pour permettre l'accès depuis l'extérieur aux différentes pistes conductrices 46 afin de permettre de réaliser des tests sur des fonction internes par exemple le fonctionnement des diodes 52, de la commutation, etc. A cette fin, la surface inférieure du fond surmoulé de la base de connexion 42 est ajourée par des trous traversants 70 à l'aplomb des différentes pistes 46 auxquelles il est souhaité effectuer des tests. Dans l'exemple illustré, la partie inférieure de la base de connexion comporte un manchon 72 apte à maintenir le pourtour 71 d'une tête 74 de pointes de test 76. Les pointes de test sont alignées avec des trous traversants respectifs 70 afin de se relier électriquement aux différentes pistes 46 et permettre ainsi de vérifier liaisons internes du dispositif directement depuis l'extérieur. Cette disposition permet d'éviter de démonter une partie du dispositif pour avoir accès aux pistes conductrices, ou de devoir câbler ce dernier avant de pouvoir réaliser ce test. Il est clair que les moyens techniques venant d'être décrits pour permettre de réaliser d'une part les tests de liaison sur le faisceau de fils (par la grille coudée 46a, 46b) et d'autre les tests de fonctionnement interne grâce à un accès directe aux pistes depuis l'extérieur (par la base de connexion 42 ajourée) peuvent être ' en oeuvre indépendamment les uns des autres sans sortir du cadre la présente invention, ces moyens concernant par ailleurs des aspects optionnels de l'invention. La figure 7 est une vue de dessous d'un dispositif 33 selon une première variante, dans laquelle la clé de verrouillage ADI se présente sous la forme de deux éléments sensiblement identiques articulés sur la base de connexion 42. Chacun des éléments 80 est solidaire de la base de connexion 42 par l'une des extrémités, l'articulation étant obtenue par flexion de la matière de l'élément à point d'attache. L'extrémité libre de l'élément 80b comporte des rebords munis de trous traversants 58, selon une configuration semblable à celle premier mode de réalisation, pour recevoir des fils d'un faisceau de câblage. L'extrémité libre 80b comporte en outre un élément d'encliquetage 62 destiné à s'engager dans un embrèvement 66 afin de se verrouiller dans une position où les trous traversants 58 sontdans l'alignement fourches de connexion ADI 50 pour établir la connexion avec les fils. Bien que particulièrement avantageuse lorsque mise en oeuvre avec des moyens de connexion sur fils de ^blage du type ADI, l'invention n'est nullement limitée à ce type de connexion. Ainsi, comme le montre la figure 8, le dispositif 33' peut être doté de moyens de connexion sous forme de cosses 80, chacune destinée à recevoir directement une extrémite dénudée d'un fil 24 provenant d'un faisceau de câblage. Dans l'exemple illustré, les cosses 80 sont dans l'axe du corps principal 32, au prolongement de la partie inférieure de celle-ci, ce qui permet d'établir une connexion aisee des fils 24. En variante (pointillés), partie 82 portant les cosses 80 est disposée à 90 de sorte que les cosses - ainsi que les extrémités des fils s'étendent radialement à partir de l'axe du corps principal 32, ce qui permet de gagner de la place dans le sens cet axe. On comprendra que cette disposition peut être réalisée par repliement des cosses de la première variante (flèches, figure 8). Bien entendu, d'autres variantes peuvent être envisagées dans le cadre de la présente invention. Ainsi, le dispositif d'exécution de fonction électrique peut être autre qu'un commutateur, pouvant s'agir par exemple d'un variateur, d'un écran tactile, etc. Enfin, on notera que des caractéristiques des différents modes de réalisation et des variantes décrites peuvent être aisément juxtaposées sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS Dispositif d'exécution de fonction électrique (30, 30', 33, 33'), comprenant des moyens de connexion à au moins un fil (24) d'un câblage électrique à partir duquel doit être réalisée la fonction électrique et des moyens d'interface utilisateur (34) permettant de commander la fonction électrique, caractérisé en ce que les moyens de connexion (42-66) sont adaptés pour réaliser un contact électrique et mécanique directement sur le ou les fil(s) (24) du câblage. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de connexion (42-66) sont du type dit "à déplacement d'isolant". 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de connexion (42-66) comprennent une grille surmoulée (46, 48). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications à 3, caractérisé en ce que les moyens de connexion (42-66) comprennent des moyens mobiles (44) destinés à recevoir au moins un fil (24) à connecter, ces moyens pouvant se déplacer relativement au reste des moyens de connexion entre une première position qui maintient chaque fil éloigné d'un contact électrique fixe (50) auquel il est destiné à se raccorder une seconde position qui maintient chaque fil contre son contact fixe. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce les moyens mobiles (44) sont montés coulissant sur le reste des moyens de connexion (42-66) et en ce que les première et seconde positions sont établies par des points de blocage dans la course de coulissement. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en que qu'il comporte en outre des moyens de test (46b, 46c) permettant de relier électriquement chaque fil (24) à son contact correspondant (50) lorsque les moyens mobiles (44) sont dans ladite première position. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de test (46b, 46c) comprennent, pour chaque fil (24), un élément conducteur (46b) formant une butée contre laquelle une extrémite dénudée du fil peut venir en contact. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que les moyens mobiles (44) comprennent, pour chaque fil (_24), au moins un trou (58) de passage de fil, l'accès à chaque trou étant dégagé dans ladite première position. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un point de test (70) accessible depuis l'extérieur permettant d'établir un contact électrique sur un conducteur interne (46a). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en que le point test est réalisé par une ouverture (70) dans un substrat sur lequel repose ledit conducteur interne (46a). 1. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il intègre au moins un interrupteur (16). Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de fixation (38) destinés à coopérer avec un logement (8) pratiqué dans une platine (10), de sorte que l'interface utilisateur (6) et les moyens de connexion (42-66) dépassent à partir des faces opposées de la platine.