Brevet FR2860349A1 — publié le 20050401

DISPOSITIF DE CONNEXION POUR PANNEAUX CONDUCTEURS D'ELECTRICITE La présente invention concerne la connexion de panneaux conducteurs d'électricité dits sandwich, panneaux comportant au moins une couche de matériau conducteur disposée entre deux couches de matériau isolant tel que mousse. Des panneaux conducteurs d'électricité sont connus notamment des documents FR 2 694 322 Al et FR 2 752 640 Al. Le document FR 2 694 322 Al concerne notamment un panneau conducteur d'électricité modulaire de type panneau sandwich à âmes conductrices comportant notamment deux couches de matériau conducteur insérées dans des couches de matériau isolant et concerne la réalisation de connecteurs destinés à alimenter des appareils électriques munis de broches pénétrantes reliées aux couches conductrices. Le document FR 2 752 640 Al concerne la réalisation d'un panneau sandwich à âmes conductrices interposées entre des couches de matériau isolant en mousse pour lequel le matériau isolant en mousse a un seuil d'élasticité au moins égal à la pression maximale exercée par une broche piquée dans la mousse. La technique des panneaux sandwich à âmes conductrices permet de réaliser par exemple des panneaux de présentation munis notamment de moyens d'éclairage ou d'appareils électriques répartis arbitrairement sur la surface du panneau. Sur ces panneaux, les équipements électriques sont généralement connectés par l'enfoncement de broches selon une direction perpendiculaire ou selon un angle important par rapport à la surface du panneau. Un problème de ces panneaux est que lors de connexions déconnexions, soit on perce de nouveaux trous en décalant les connecteurs soit on replace les connecteurs dans les mêmes trous. Dans le premier cas on arrive rapidement à une dégradation esthétique du panneau, dans le deuxième cas les qualités de contact des trous se dégradent du fait que des connexions multiples agrandissent les trous, détériorent la couche conductrice au niveau de la connexion et dégradent l'élasticité des couches isolantes de part et d'autre de la couche conductrice. La présente invention vise à améliorer la connexion entre les broches et la surface conductrice et à permettre des connexions et re-connexions dans les trous déjà percés sans perte de contact entre les broches et la couche conductrice. Dans ce but la présente invention propose un dispositif de connexion pour panneaux sandwich, comportant une broche à insertion sensiblement perpendiculaire à la surface du panneau, pourvue d'une section de contact avec une couche conductrice du panneau, le dispositif de connexion étant caractérisé en ce que la section de contact de la broche comporte un élément de contact ressort. Plus précisément, l'élément de contact ressort est constitué d'au moins 25 une lamelle s'étendant dans une direction générale parallèle à la broche et solidaire de la broche par au moins une de ses extrémités. De manière préférentielle, l'élément de contact ressort comporte une pluralité de lamelles disposées autour de la broche, reliées entre elles à leurs extrémités par des bandes de maintien et solidarisées à la broche au niveau de ces bandes de maintien. Dans la section de contact, la ou les lamelles peuvent avantageusement comprendre une partie active plane. Alternativement les lamelles peuvent avoir, dans la section de contact une partie active comportant un profil de section, selon un plan perpendiculaire à l'axe de la broche, en arc de cercle de concavité tournée vers l'axe de la broche. Plus particulièrement, les lamelles s'inscrivent dans une première circonférence, les bandes de maintien formant des anneaux de section réduite, une zone de transition inclinée reliant les anneaux de section réduites aux parties actives des lamelles. Selon un mode de réalisation particulier, la broche est de type à deux sections de contact étagées l'une au dessus de l'autre et séparées par un élément isolant, chaque section de contact comportant un élément de contact ressort selon l'invention. Le dispositif de connexion peut être tel que la broche comporte une pointe acérée notamment de hauteur supérieure au diamètre de la broche et plus particulièrement de hauteur de supérieure au double du diamètre de la broche D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif en référence aux figures qui représentent: En figure 1: une vue en coupe d'un exemple de réalisation d'un panneau sandwich avec des exemples de réalisation de dispositifs de connexion selon l'invention; En figure 2 une vue agrandie de la zone de contact d'un panneau avec un dispositif de connexion selon la figure 1; En figure 3 une vue de côté d'un dispositif selon l'invention et selon un premier mode de réalisation; En figure 4 une vue de côté en coupe d'un dispositif selon l'invention et selon un deuxième mode de réalisation; En figure 5 un détail du dispositif selon la figure 4 en vue de dessus 30 coupe; En figure 6 une vue de côté d'un dispositif selon l'invention et selon un troisième mode de réalisation; En figure 7 une vue de côté d'un mode de réalisation de la broche avec section de contact haute et partie basse isolante; En figure 8 une vue de côté d'une application à un dispositif d'alimentation de panneau sandwich. En figure 9 une vue en perspective du dispositif de la figure 8. La figure 1 représente en coupe un panneau conducteur d'électricité ou sandwich 30. Ce panneau comporte une première couche isolante 31, une première couche conductrice 3a, une deuxième couche isolante 32, une seconde couche conductrice 3b et une troisième couche isolante 33. Selon l'exemple, les couches conductrices sont renforcées par des films polymères élastomères 34, 35 permettant d'obtenir un appui élastique des couches conductrices sur des broches de connexion insérées dans le panneau, les couches conductrices pouvant, comme décrit dans le document FR 2 752 640, être recouvertes sur leurs deux faces par le film polymère ou être des doubles couches enserrant un film polymère. Les broches de connexion selon l'invention sont de plusieurs types généraux qui diffèrent par la présence ou non d'un prolongement 36 isolant permettant de traverser une couche conductrice sans réaliser de contact électrique avec cette couche ou, par la présence de deux zones de connexions étagées. Les broches telles que les broches 1 a et 1 b représentées en figure 1 ainsi que les broches 1c et 1d représentées en figures 4 et 6 sont principalement destinées à être insérées perpendiculairement à la surface du panneau qui est parallèle aux couches conductrices. Un désaxage des broches est toutefois envisageable pour incliner les dispositifs connectés. La broche telle que représentée plus particulièrement en figure 3 comporte une section de contact 2 destinée à réaliser une connexion électrique avec une couche conductrice 3a du panneau selon la représentation de la figure 2. La section de contact 2 de la broche 1 a de la figure 1 vient en contact électrique avec la couche 3b du panneau. Selon l'invention, les sections de contact 2, 2a, 2b, 2c des broches comportent un élément de contact ressort 4 destiné, lors de la mise en place des broches dans le panneau, à appliquer une contre pression élastique sur la couche conductrice 3a, 3b avec laquelle la broche doit faire contact électrique. Plusieurs modes de réalisation sont possible pour l'élément de contact ressort et notamment, selon l'exemple de la figure 6, l'élément de contact ressort est constitué d'une lamelle 41 s'étendant dans une direction générale parallèle à la broche et solidaire de la broche par une de ses extrémités, ici son extrémité supérieure qui comporte une section annulaire 5b formant une bande de maintien de la lamelle sur la broche. Le contact ressort est réalisé en un métal conducteur de l'électricité, la section annulaire étant en contact avec le corps conducteur 102 de la section de contact 2 de la broche pour réaliser la connexion électrique. La broche 1 b de la figure 3 concerne un contact ressort 4 comportant une pluralité de lamelles 4a disposées autour de la broche, reliées entre elles par des bandes de maintien 5a, 5b supérieure et inférieure, le contact ressort étant solidarisé à la broche 1 b au niveau de cette bandes de maintien. Les lamelles 4a sont ainsi reliées à la broche 1 b par une bande de maintien 5a, 5b à chacune de leurs deux extrémités. Lors de l'insertion de la broche dans le panneau comme représenté en figure 2, les lamelles appliquent une pression sur la couche conductrice avec laquelle elles sont en contact. Selon un premier mode de réalisation, les lamelles 4a, 41 comprennent une partie active 6 plane et tout du moins parallèle à l'axe de la broche, de façon à permettre une certaine latitude de positionnement de la broche dans la direction d'introduction de la broche et/ou de façon à compenser les tolérances d'épaisseur des couches du panneau. Alternativement et comme représenté sur les figures 5 et 6, les lamelles ont un profil cylindrique de concavité tournée vers l'axe de la broche 1 c. Les arêtes latérales des lamelles étant ainsi moins blessantes pour la couche conductrice. Ces lamelles restent par contre droites dans une direction parallèle à l'axe de la broche pour conserver une possibilité de jeu vertical de positionnement qui ne serait pas possible pour des lamelles en arc de cercle qui ne garantiraient pas une bonne répétitivité du contact. Selon les modes de réalisation, les lamelles 4a, 4b, 41 s'inscrivent dans une première circonférence. Les bandes de maintien 5a, 5b, permettant de solidariser les lamelles aux corps conducteurs des broches, forment des anneaux de section réduite. Une zone 8 de transition inclinée relie les anneaux de section réduites aux parties actives 6, 7 des lamelles ce qui leur donne une bonne rigidité, l'élasticité des lamelles étant assurée par leur partie active 6, 7. L'exemple de la figure 4 concerne une broche 1c de type à deux sections de contact 2a, 2b étagées l'une au dessus de l'autre et séparées par un élément isolant 9. Chaque section de contact comporte un élément de contact ressort à lamelles 4a, 4b. La broche 1c comporte un premier corps conducteur 100 interne, un corps isolant 9 un second corps conducteur 101 séparé du premier par le 15 corps isolant 9. Le corps interne 100 se prolonge par une section de contact 2a inférieure, un élément ressort 4b se positionnant sur le corps conducteur 100a, le corps externe forme une section de contact supérieure 2b recevant un élément ressort à lamelles 4b. Une autre version de broche est représentée en figure 7. Cette broche comporte une section de contact 2 en partie haute et une section inférieure allongée pourvue d'un revêtement 36b isolant. Une telle broche conserve une longueur importante pour une meilleure stabilité tout en ne faisant contact qu'avec la première couche conductrice. Elle peut comporter une section isolante 36a en partie haute et est pourvue d'un corps extérieur 100 de raccordement avec un équipement par exemple par vissage. Selon les figures 8 et 9 est représenté un dispositif d'alimentation d'un panneau. Ce dispositif permet de raccorder deux fils 200, 201 aux sections de contact 2a, 2b par des soudures 202, 203 sur les terminaisons des corps conducteurs 100, 101 et comporte des éléments isolants 204, 205 formant moyens de fixation et de préhension. Avantageusement les broches selon l'invention comportent des pointes 10 acérées et, par exemple pour une broche de diamètre de 1,5 mm, la pointe 10 conique a une longueur de l'ordre de 1,7 mm soit une longueur supérieure au diamètre de la broche afin de diminuer les effets de déchirement sur le matériau isolant ou un matériau de couverture et sur la couche conductrice. En outre la forme de la pointe permet de garantir une surface de contact entre la broche et la couche conductrice importante du fait que lors de l'incision de la couche conductrice, la pointe acérée rabat verticalement les bords du film conducteur percé contre les parois du trou ce qui constitue autour de la broche une section annulaire conductrice de surface importante et en contact avec les parties de contact planes des lamelles 4a, 4b, 41. Une hauteur de pointe de l'ordre du double du diamètre de la broche est par ailleurs envisageable selon l'invention. L'utilisation de broches à lamelles permet de connecter et déconnecter les appareils tout en réutilisant les trous déjà prévus, les lamelles rattrapant les jeux introduits par le tassement des matériaux isolants du panneau lors de connexions-déconnexions multiples en assurant une contre pression augmentant tant la tenue mécanique de la broche dans le trou que la pression de contact électrique. En outre les lamelles appliquent une contre-pression sur les couches conductrices et procurent lors de l'insertion des broches un effet de nettoyage de la zone de contact électrique de ces couches lors des insertions-extractions des broches ce qui conserve à la connexion une bonne tenue dans le temps. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représentés et notamment des broches comportant plus de deux sections conductrices pour des panneaux sandwich multicouches sont envisageables. 8 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de connexion pour panneaux sandwich (30), comportant une broche (la, 1 b, 1c, 1d) à insertion sensiblement perpendiculaire à la surface du panneau (30), pourvue d'au moins une section de contact (2, 2a, 2b, 2c) avec une couche conductrice (3a, 3b) du panneau, caractérisé en ce que la section de contact (2, 2a, 2b, 2c) de la broche comporte un élément de contact ressort (4). 2 - Dispositif de connexion selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément de contact ressort (4) est constitué d'au moins une lamelle (4a, 4b, 41) s'étendant dans une direction générale parallèle à la broche et solidaire de la broche par au moins une de ses extrémités. 3 - Dispositif de connexion selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que l'élément de contact ressort (4) comporte une pluralité de lamelles (4a, 4b) disposées autour de la broche, reliées entre elles à au moins une de leurs extrémités longitudinales par une bande de maintien (5a, 5b) et solidarisées à la broche (la, 1 b, 1c, Id) au niveau de cette bandes de maintien. 4 - Dispositif de connexion selon la revendication 3 caractérisé en ce que les lamelles (4a, 4b) sont reliées à la broche (1 a, 1 b, 1 c, 1 d) par une bande de maintien (5a, 5b) à chacune de leurs deux extrémités. 5 - Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que, dans la section de contact (2, 2a, 2b, 2c), la ou les lamelles (4a, 41) comprennent une partie active (6) plane. 6 - Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que, dans la section de contact, les lamelles (4b) 25 comprennent une partie active (7) comportant un profil cylindrique de concavité tournée vers l'axe de la broche (1 a, 1 b, 1c, 1d). 7 - Dispositif de connexion selon la revendication 5 ou 6 caractérisé en ce que, les lamelles (4a, 4b, 41) s'inscrivent dans une première circonférence, les bandes de maintien (5a, 5b) formant des anneaux de section réduite, une zone (8) de transition inclinée reliant les anneaux de section réduites aux parties actives (6, 7) des lamelles. 8 - Dispositif de connexion selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la broche (1c) est de type à deux sections de contact (2a, 2b) étagées l'une au dessus de l'autre et séparées par un élément isolant (9), chaque section de contact comportant un élément de contact ressort (4a, 4b). 9 - Dispositif de connexion selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la broche (1 a, 1 b, 1c, 1d) comporte une pointe (10) acérée de hauteur supérieure au diamètre de la broche. - Dispositif de connexion selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la broche (1 a, 1 b, 1c, 1d) comporte une pointe (10) acérée de hauteur supérieure au double du diamètre de la broche.