Brevet FR2814859A1 — publié le 20020405

- 1 - L'invention concerne un dispositif et un procédé pour établir un contact électrique avec une carte de circuit imprimé flexible disposée sur un corps support, le dispositif comprenant un ressort de contact qui est engagé par coulissement sur la carte de circuit imprimé flexible dans une direction parallèle ou oblique par rapport à la surface de la carte de circuit imprimé. L'invention concerne également un assemblage comprenant un composant électrique d'un véhicule automobile et un corps support sur lequel est fixé une carte de circuit imprimé flexible. Dans la mesure o l'établissement d'un contact avec une carte de circuit imprimé flexible ne peut être réalisé que par l'intermédiaire d'un engagement par "coulissement" latéral d'une mise en contact par ressort d'un composant sur la carte de circuit imprimé, par exemple du fait de contraintes de montage et d'espace de montage disponible ou à cause de conditions de montage prédéterminées par la configuration de la structure, le risque existe que le processus de mise en contact provoque un déplacement par glissement, coulissement ou refoulement ou encore un décentrage de la carte de circuit imprimé flexible. En outre, il n'est pas toujours facile, du fait de la sensibilité élevée de la surface d'une carte de circuit imprimé flexible, de réaliser ce type d'établissement de contact par engagement "coulissant" à ressort sur une carte de circuit imprimé flexible sans endommager celle-ci. Particulièrement dans les cas o une force d'appui élevée du contact à ressort doit s'exercer sur la carte de circuit imprimé flexible, les deux aspects constitués par la stabilité en position et l'absence d'endommagement de la carte de circuit imprimé flexible ne peuvent être garantis que difficilement lors de la réalisation de la mise en contact par engagement "coulissant" à ressort. On peut trouver dans la construction automobile des exemples d'application, dans des conditions difficiles, de ce type de mise en contact par engagement "coulissant" à ressort d'une carte de circuit imprimé flexible. En raison de l'espace restreint, les composants électriques (par ex. les électrovannes dans un ensemble hydraulique pour boîte de vitesses) doivent souvent être couplés électriquement à une carte de circuit imprimé flexible de la manière décrite par mise en contact par engagement "coulissant" à ressort. Compte tenu des fortes contraintes mécaniques et thermiques dans un véhicule automobile- les accélérations de vibration peuvent aller jusqu'à 33 g - il faut utiliser des forces d'appui élevées pour obtenir un établissement fiable du contact. -2- On sait déjà comment obtenir une influence favorable sur les comportements de friction et une diminution des risques d'endommagement lors de l'étape d'établissement de contact en revêtant d'étain les partenaires de contact (c'est-à-dire le contact à ressort et la piste conductrice). Par le document DE 41 10 386 C2, on connaît un dispositif pour établir un contact électrique avec une carte de circuit imprimé flexible disposée sur un corps support, dans lequel un ressort de contact est engagé par coulissement sur la carte de circuit imprimé flexible dans une direction parallèle au plan de celle-ci. Pour éviter les endommagements, un élément de glissement, sur lequel le ressort de contact glisse lors de son engagement par coulissement vers la position finale, est disposé sur le corps support sans pouvoir glisser. Dans un autre dispositif connu d'établissement de contact (DE 27 26 231 A1), on établit le contact avec des pistes conductrices d'une carte de circuit imprimé flexible au moyen de contacts de sertissage qui, lors de l'insertion de la carte de circuit imprimé flexible dans un boîtier de connecteur, glissent le long de ressorts de contact. Par le document EP 0 969 557 A1, on connaît un dispositif d'établissement de contact pour relier une carte de circuit imprimé flexible à un ressort de contact, dans le cas duquel la carte de circuit imprimé flexible présente une couche de renfort sur la face inférieure, à l'extrémité sur laquelle le ressort de contact est engagé par coulissement. L'invention a pour but de créer un dispositif et un procédé pour établir un contact électrique avec une carte de circuit imprimé flexible par engagement par coulissement d' un contact à ressort, permettant une mise en contact dépourvue de problèmes de la carte de circuit imprimé flexible. En particulier, la stabilité en position et l'absence d'endommagement de la carte de circuit imprimé flexible doivent être garanties même dans le cas o des forces d'appui élevées sont exigées. L'invention a donc pour objet un dispositif pour établir un contact électrique avec une carte de circuit imprimé flexible du type générique défini en introduction qui est caractérisé en ce qu'il comprend un élément de glissement disposé, en étant immobile en coulissement par rapport au corps support, entre la carte de circuit imprimé flexible et le ressort de contact, élément de glissement sur lequel le ressort de contact glisse lors de son engagement par coulissement vers sa position finale. Par conséquent, I'idée fondamentale de l'invention réside en ce que, par l'élément de glissement disposé entre le ressort de contact et la carte de circuit -3- imprimé flexible, on prévoit un dispositif qui absorbe une composante agissant parallèlement au plan de la carte de circuit imprimé des forces de glissement, de coulissement ou de refoulement. On empêche ainsi que ces forces exercées par le ressort de contact lors de l'engagement par coulissement puissent agir sur la carte de circuit imprimé, la stabilité en position et l'absence d'endommagement de la carte de circuit imprimé étant ainsi garanties. Une forme de réalisation préférée de l'invention se caractérise par le fait que l'élément de glissement s'appuie sur un boîtier de mise en contact monté sur le corps support, pour l'empêcher de coulisser. En complément ou en variante, l'élément de glissement peut également être empêché de coulisser grâce à des éléments de fixation comme par exemple des crampons ou similaires, disposés sur sa face tournée vers le corps support et coopérant directement avec celui-ci. De préférence, l'élément de glissement est conçu sous la forme d'une languette métallique rigide, qui dans sa zone avant présente un plan incliné d'introduction. Ainsi, lors de engagement par coulissement sur l'élément de glissement, le ressort de contact glisse vers sa position finale, le plan incliné d'introduction rendant minimale la force initiale d'engagement par coulissement nécessaire à la flexion du contact à ressort. Une première possibilité consiste en ce que, dans sa position finale, le ressort de contact repose sur l'élément de glissement exécuté de façon à être conducteur de l'électricité, ce qui veut dire que le contact électrique entre le ressort de contact et la carte de circuit imprimé est assuré par l'élément de glissement. En variante, selon une deuxième possibilité, on peut aussi prévoir que l'élément de glissement soit configuré de telle manière qu'il s'étende immédiatement jusqu'à un point de contact prévu sur la carte de circuit imprimé flexible, le ressort de contact s'appuyant alors en position finale directement sur le point de contact de la carte de circuit imprimé flexible. Dans ce cas, l'élément de glissement sert uniquement d'aide à l'engagement par coulissement et peut être enlevé lorsque l'établissement du contact est achevé. Selon une autre particularité avantageuse de l'invention, le boîtier de mise en contact est équipé d'une pièce de butée qui se trouve à distance du corps support et qui sert à dévier le ressort de contact en direction du corps support. On peut avantageusement mettre en oeuvre l'agencement selon l'invention dans un véhicule automobile pour établir le contact avec un composant électrique comme une électrovanne d'un ensemble hydraulique de -4- boîte de vitesses. Il s'est avéré que la protection contre le pliage et le coulissement selon l'invention permet un établissement de contact reproductible et sans endommagement en cas de forces d'appui suffisamment élevées du ressort de contact. L'invention a également pour objet un assemblage constitué d'un composant électrique d'un véhicule automobile et d'un corps support sur lequel est disposée une carte de circuit imprimé flexible, comprenant un dispositif pour établir un contact avec celle-ci tel que défini ci-dessus, le composant électrique étant de préférence une électrovanne d'un ensemble hydraulique de boîte de vitesses. L'invention a également pour objet un procédé du type générique défini en introduction qui est caractérisé en ce qu'il consiste - à disposer un élément de glissement sur la carte de circuit imprimé flexible, cet élément de glissement étant monté fixe en coulissement par rapport au corps support, et - à engager par coulissement le ressort de contact dans une direction parallèle ou oblique par rapport au plan de la carte de circuit imprimé de manière à ce que le ressort de contact soit guidé vers sa position finale par l'intermédiaire de l'élément de glissement. Selon d'autres particularités avantageuses de ce procédé: - l'élément de glissement est conducteur de l'électricité et demeure en place entre le point de contact sur la carte de circuit imprimé flexible et le ressort de contact, après que ce dernier est engagé par coulissement dans sa position finale; - l'élément de glissement est enlevé après l'engagement par coulissement du ressort de contact dans sa position finale L'invention sera expliquée ci-après à l'aide d'exemples de réalisation à l'appui des dessins qui montrent: Figure 1: une représentation en coupe schématique d'un dispositif selon I'invention; Figure 2: une première variante du dispositif selon l'invention illustré sur la figure 1; Figure 3: une deuxième variante du dispositif illustré sur la figure 1; Figure 4: une représentation éclatée de la première variante illustrée sur la figure 2. La figure 1 montre un composant électrique 1 qui est relié électriquement à une carte de circuit imprimé flexible 3 au moyen d'un ressort de contact 2. La - carte de circuit imprimé flexible est apposée par laminage (collée) sur une plaque support 4 et s'étend jusqu'à un bord 4.1 de la plaque support. Dans sa zone 2.1 proche du composant le ressort de contact 2 présente un profil en forme de S qui se raccorde par l'intermédiaire d'une courbe 2.2 à une section 2.3 d'établissement de contact en forme de crochet. Celleci s'appuie sur la face supérieure d'une languette métallique 5 qui est en contact par sa face inférieure avec une piste conductrice libre (non représentée) de la carte de circuit imprimé flexible et avec laquelle elle est électriquement en contact. La languette métallique 5 se compose d'un matériau rigide d'une bonne conductibilité électrique, par exemple le cuivre. Elle présente dans sa zone avant proche du bord un plan incliné d'introduction 5.1 qui présente une inclinaison correspondant à celle d'un biseau 4.2 formé sur le bord 4.1 de la plaque support 4. A son extrémité opposée arrière, la languette métallique 5 présente une zone de transition ou pliage 5.2 incliné vers le haut sous un angle aigu par rapport à la plaque support 4, qui se raccorde à une section de maintien 5.3 s'étendant parallèlement à la plaque support 4. La section de maintien 5.3 se trouve dans une rainure horizontale 6.1 d'un socle 6 qui est solidaire de la plaque support 4. Le mode d'action de la languette métallique 5 selon l'invention au cours de l'engagement par coulissement du ressort de contact 2 sur l'ensemble constitué de la plaque support 4, de la carte de circuit imprimé flexible 3 et de la languette métallique 5 est le suivant: Le composant électrique 1 d'abord séparé de la plaque support 4 est déplacé vers la plaque support 4 selon la direction de la flèche P. La partie supérieure 1.1 du composant 1 entre alors en contact avec la face inférieure 4.3 de la plaque support 4 et est avancée davantage par coulissement selon la direction de la flèche P. Ensuite, la section de mise en contact 2.3 en forme de crochet vient toucher le plan incliné 5.1 de la languette métallique 5 et elle est courbée vers le haut par celle-ci, en s'appuyant sur le biseau 4.1. Lors de la flexion vers le haut du ressort de contact 2 et du déplacement ultérieur par coulissement vers la position illustrée sur la figure 1, des forces de poussée provoquées par friction en direction de la flèche P apparaissent. Compte tenu de la rigidité de la languette métallique et de sa fixation en position dans la zone de la section de maintien 5.3, ces forces de poussée sont pratiquement entièrement absorbées par la languette métallique 5, c'est-à-dire que le processus d'engagement par coulissement du ressort de contact 2 ne produit -6- pas de mouvement de coulissement de la languette métallique 5. On obtient ainsi que des forces d'appui exclusivement orientées perpendiculairement au plan de la plaque support s'exercent entre la carte de circuit imprimé flexible 3 et la plaque support 4, forces qui ne peuvent provoquer aucun endommagement de la carte de circuit imprimé flexible 3. La force d'établissement de contact ou d'appui s'exerçant en position finale peut être modifiée à volonté en dimensionnant la zone 2.1 en forme de S du ressort et elle dépend en outre d'autres grandeurs influentes comme le choix des matériaux du ressort de contact 2, I'épaisseur de la plaque support 4, etc.. En outre, la zone 2.1 en forme de S du ressort de contact 2 assure un certain découplage mécanique du composant 1 vis-à-vis de la plaque support 4, pour éviter des tensions dues aux dilatations thermiques et aux mouvements relatifs ("fretting corrosion" ce qui signifie "usure par frottement") entre la carte de circuit imprimé flexible 3 et le contact à ressort. La figure 2 montre une première variante de l'exemple de réalisation selon la figure 1. Les pièces semblables ou de même fonctionnement sont désignées avec les mêmes numéros de référence. La première variante se distingue du dispositif présenté sur la figure 1 seulement en ce que la zone supérieure du socle 6 se prolonge par un élément de butée 6.2, lequel s'étend parallèlement et à une certaine distance de la plaque support 4 au-dessus de la carte de circuit imprimé flexible 3 avec laquelle il s'agit d'établir un contact. L'élément de butée 6.2 présente à son extrémité libre une zone en biseau s'élargissant vers l'extérieur 6.3 qui, lors de l'engagement par coulissement, touche la section 2.3 de mise en contact en forme de crochet du ressort de contact 2 et la dévie vers la plaque support 4. Comme la zone en biseau 6.3, l'élément de butée 6.2 dans son ensemble peut également être incliné par rapport à la plaque support 4. Dans la variante présentée sur la figure 2, la force de mise en contact est réglée par le dimensionnement de la section 2.3 de mise en contact en forme de crochet et la distance entre la plaque support 4 et la butée 6.2. Le cas échéant, des forces d'appui plus élevées et se maintenant plus longtemps que dans l'exemple illustré sur la figure 1 peuvent être obtenues. Le mode de fonctionnement de la languette métallique 5 est cependant le même et a ici aussi pour conséquence que les forces parallèles ne se reportent pas sur la carte de circuit imprimé flexible 3 mais sont reprises dans le socle 6 et absorbées par celui-ci. 7 - Une deuxième variante du dispositif selon l'invention est représentée sur la figure 3. La languette métallique 5 comporte sur chacun de ses bords latéraux deux crampons 5.4 qui s'enfoncent dans la plaque support 4 et empêchent la languette métallique 5 de glisser. Les crampons 5.4 peuvent être prévus en plus du socle 6 fonctionnant également comme élément de retenue, ou bien il est également possible que l'on obtienne l'immobilisation de la languette métallique 5 uniquement par l'intermédiaire des crampons 5.4 (ou de manière similaire par l'intermédiaire de moyens de fixation coopérant directement avec la plaque support 4). La figure 4 montre la première variante selon l'invention représentée sur la figure 2 en vue éclatée. Grâce à un profilage spécifique de la languette métallique 5 dans la zone de son axe de symétrie longitudinal, la fiabilité de la mise en contact de la carte de circuit imprimé flexible peut être augmentée davantage. Le profilage 5.4 en forme de bourrelet est obtenu par la formation d'une rainure correspondante dans la face supérieure de la languette métallique 5. La figure 4 montre en outre, que le ressort de contact 2 peut être conçu comme élément de ressort double. Dans une variante non représentée de l'invention, la languette métallique 5 est amovible après l'engagement par coulissement du ressort de contact 2 jusqu'à sa position finale. Dans ce cas, la languette métallique 5 s'étend directement jusqu'à un point de contact sur la carte de circuit imprimé flexible 3 de manière à ce que le ressort de contact 2 glisse sur le point de contact au- delà de la bordure arrière de la languette métallique 5 et y reste en position finale. Un déplacement ultérieur du composant I doit alors être exclu en prenant des mesures d'ordre structurel. -8- REVENDICATIONS 1. Dispositif pour établir un contact électrique avec une carte de circuit imprimé flexible (3) disposée sur un corps support (4), le dispositif comprenant un ressort de contact (2), lequel est engagé par coulissement sur la carte de circuit imprimé flexible (3) dans une direction parallèle ou oblique par rapport au plan de la carte de circuit imprimé, caractérisé en ce qu'il comprend - un élément de glissement (5) disposé, en étant immobile en coulissement par rapport au corps support (4), entre la carte de circuit imprimé flexible (3) et le ressort de contact (2), élément de glissement sur lequel le ressort de contact (2) glisse lors de son engagement par coulissement vers sa position finale. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de glissement (5) s'appuie sur un boîtier de mise en contact (6) monté sur le corps support (4), pour l'empêcher de coulisser. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément de glissement (5) est empêché de coulisser grâce à des éléments de fixation (5.4) disposés sur sa face tournée vers le corps support (4) et coopérant directement avec celui-ci 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de glissement est conçu sous forme d'une languette métallique rigide (5). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de glissement (5) présente dans sa zone avant un plan incliné d'introduction (5.1) 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans sa position finale, le ressort de contact (2) repose sur l'élément de glissement (5) exécuté de façon à être conducteur de l'électricité. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément de glissement (5) est configuré de telle manière qu'il s'étende immédiatement jusqu'à un point de contact prévu sur la carte de circuit imprimé flexible (3), le ressort de contact (2) s'appuyant en position finale directement sur le point de contact de la carte de circuit imprimé flexible (3). 8. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le boîtier de mise en contact (6) est équipé d'une pièce de butée (6.2) qui se trouve à 9- distance du corps support (4) et qui sert à dévier le ressort de contact (2) en direction du corps support (4). 9. Assemblage constitué d'un composant électrique (1) d'un véhicule automobile et d'un corps support (4) sur lequel est disposée une carte de circuit imprimé flexible, et comprenant un dispositif pour établir un contact avec le composant électrique (1), tel que défini dans l'une quelconque des revendications précédentes. 10. Assemblage selon la revendication 9, caractérisé en ce que le composant (1) est une électrovanne d'un ensemble hydraulique de boîte de vitesses. 11. Procédé pour établir un contact électrique avec une carte de circuit imprimé flexible (3) disposée sur un corps support (4), à l'aide d'un ressort de contact, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - disposer un élément de glissement (5) sur la carte de circuit imprimé flexible, cet élément de glissement étant monté fixe en coulissement par rapport au corps support (4), et - engager par coulissement le ressort de contact (2) dans une direction parallèle ou oblique par rapport au plan de la carte de circuit imprimé de manière à ce que le ressort de contact (2) soit guidé vers sa position finale par I'intermédiaire de l'élément de glissement (5). 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'élément de glissement (5) est conducteur de l'électricité et demeure en place entre le point de contact sur la carte de circuit imprimé flexible (3) et le ressort de contact (2), après que ce dernier est engagé par coulissement dans sa position finale. 13. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'élément de glissement (5) est enlevé après l'engagement par coulissement du ressort de contact (2) dans sa position finale.