Brevet FR2889625A1 — publié le 20070209

Elément de contact femelle et procédé de réalisation d'un élément de contact femelle. L'invention concerne un élément de contact électrique femelle apte à véhiculer une intensité de courant élevée. L'invention concerne également un procédé de réalisation d'un tel élément de contact électrique femelle. L'invention trouve des applications notamment dans le domaine des connecteurs électriques destinés à être utilisés dans des conditions sévères, par exemple dans le domaine de l'avionique où les conditions de températures et de vibrations peuvent être extrêmes. On connaît déjà un élément de contact électrique femelle comportant un élément de retenue élastique apte à maintenir en position un élément de contact électrique mâle de forme générale cylindrique. Notamment, on connaît par le document FR 2 692 080 un élément de contact femelle en trois parties, tel que représenté sur la figure 1 de l'état de la technique. Une première partie est constituée d'un fût arrière 2 destiné à recevoir un conducteur électrique tel qu'un câble. Le fût arrière 2 est réalisé dans un matériau permettant de sertir ledit fût 2 sur le conducteur électrique. Une deuxième partie 3, ou partie active, est réalisée dans un matériau ayant une élasticité élevée ainsi qu'une bonne conductibilité électrique. La partie active 3 est destinée à recevoir un élément de contact, ou borne, mâle de forme générale cylindrique. La partie active 3 est, par exemple, formée à partir d'une douille fractionnée par des fentes 4 longitudinales, afin de ménager une pluralité de languettes 5 longitudinales. Les languettes 5 sont réalisées de manière à présenter, à l'endroit d'une extrémité libre destinée à recevoir la borne mâle, un renflement intérieur. Ledit renflement intérieur est destiné à être en contact avec la borne mâle lorsque ladite borne est insérée dans la partie active 3 de la borne femelle 1. Autour de la partie avant 3 est monté un tube 6 emmanché sur la base commune 7 des languettes 5. Le tube 6 sert d'appui aux languettes 5 lorsqu'elles sont déformées par l'introduction de la borne mâle dans la partie active 3. Lorsque la borne mâle pénètre entre les languettes 5 de la partie active 3 de la borne femelle 1, la déformation des languettes 5 est telle que la partie dépourvue des renflement desdites languettes 5 prend une forme générale en S, tandis que la partie munie des renflements reste droite par rapport au tube 6. Chaque languette 5 s'appuie ainsi sur la borne mâle sur toute la surface de son renflement, ce qui permet d'assurer une bonne conduction électrique entre la borne femelle et la borne mâle et un maintien de la borne mâle dans la partie active 3 de la borne femelle 1, même en cas de vibrations importantes. Cependant, une telle borne femelle est difficile à réaliser dans la mesure où elle est formée de trois parties indépendantes qui sont solidarisées les unes aux autres. Il est donc nécessaire d'élaborer de façon très précise chacune des trois parties de la borne femelle, de manière à garantir une bonne liaison entre chacune des pièces. Notamment, il est important de réaliser avec une très grande précision le tube 6 qui doit être emmanché sur la partie active 3, puisque le contact entre la partie active 3 et le tube 6 doit pouvoir se faire sur toute la longueur des languettes 5. Un but de l'invention est de proposer un élément de contact électrique femelle apte à recevoir et maintenir en position de connexion un élément de contact mâle, sensiblement cylindrique, quelles que soient les conditions de connexion et notamment en présence de températures élevées, de variations de températures importantes, de vibrations importantes etc. Un autre but de l'invention est de proposer un tel élément de contact femelle qui soit de réalisation simple et peu coûteuse, ne nécessitant pas de montage complexe. Pour cela, l'invention propose de réaliser une borne femelle en deux parties. Une première partie, ou partie de connexion plastique, assure le raccordement entre la borne femelle et un conducteur électrique tel qu'un câble. Une deuxième partie, ou partie active élastique, assure une pression de contact entre la borne femelle et une borne mâle rapportée, quelles que soient les conditions environnementales, par exemple lors de vibrations extrêmes et/ou de variations importantes de la température. La partie de connexion plastique est un corps monobloc dans lequel sont ménagées deux cavités. La première cavité est destinée à recevoir le câble, tandis que la deuxième cavité est destinée à recevoir la partie active élastique. Ainsi, seule la partie active élastique est rapportée. La deuxième cavité, destinée à recevoir la partie active élastique, peut être ménagée grossièrement. La seule zone de la deuxième cavité devant être précise est l'extrémité ouverte. Par extrémité ouverte, on entend l'extrémité par laquelle la borne mâle est introduite dans la deuxième cavité. En effet, la paroi interne de l'extrémité ouverte de la deuxième cavité doit venir en contact avec des pattes de la partie active élastique, lorsque lesdites pattes sont écartées par la présence de borne mâle. La zone de contact entre les pattes de la partie active élastique et la paroi interne de la deuxième cavité doit donc être usinée de façon précise. La zone de contact doit d'une part, autoriser l'entrée de la borne mâle dans la partie active élastique de la borne femelle et, d'autre part, interdire tout jeu de ladite borne mâle dans la partie active élastique. La partie de connexion plastique et la partie active élastique peuvent être réalisées dans des matériaux conducteurs différents. L'invention a donc pour objet un élément de contact femelle comportant un fût arrière destiné à recevoir un conducteur électrique et un fût avant muni d'une douille élastique destinée à recevoir un élément de contact mâle, caractérisé en ce qu'il est formé d'un corps tubulaire monobloc dans lequel le fût avant et le fût arrière sont ménagés, la douille élastique étant montée fixe dans le fût avant. Selon des exemples de réalisation de l'invention, l'élément de contact femelle peut comporter tout ou partie des caractéristiques supplémentaires suivantes: - la douille élastique est fixée par une extrémité de fixation à une paroi transversale du corps tubulaire séparant le fût avant du fût arrière. - la douille élastique est munie d'une pluralité de languettes longitudinales. - les languettes de la douille élastique sont aptes à s'arc-bouter en direction de la paroi interne du fût avant, lors de l'introduction d'un élément de contact mâle dans le fût avant. - une extrémité ouverte du fût avant est munie d'un rebord centripète apte à former une butée mécanique pour les languettes de la douille élastique. - l'extrémité de fixation de la douille élastique est vissée dans un orifice de vissage ménagé dans la paroi transversale du corps tubulaire. - l'extrémité de fixation de la douille élastique est bouterollée dans l'orifice de vissage. L'invention concerne également un procédé de réalisation d'un élément de contact femelle caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à : - usiner un tube à ses deux extrémités de manière à ménager un fût avant et un fût arrière dans un volume interne du tube; - insérer et fixer la douille élastique dans le fût avant. Selon des exemples de mise en oeuvre du procédé de l'invention, il est possible d'ajouter tout ou partie des étapes supplémentaires suivantes: usiner le tube de manière à ménager un rebord centripète au niveau de l'extrémité du tube formant l'extrémité ouverte du fût avant. - fixer la douille élastique dans le fût de manière à ce qu'une extrémité libre des languettes élastiques de la douille puisse venir en butée contre le rebord centripète. - usiner le fût avant et le fût arrière avec une précision de l'ordre du dixième de millimètre, et usiner l'extrémité ouverte du fût, au niveau du rebord centripète avec une précision de l'ordre du centième de millimètre. - usiner le fût avant et le fût arrière avec une précision comprise entre 0.15 et 0.40 mm, plus ou moins 0.05 mm et usiner l'extrémité ouverte du fût, au niveau du rebord centripète avec une précision comprise entre 0. 015 et 0.035 mm, plus ou moins 0.005 mm. - usiner le tube de manière à ménager une paroi transversale séparant le fût avant du fût arrière. - ménager un orifice de vissage dans la paroi transversale du tube; visser l'extrémité de fixation de la douille élastique dans l'orifice de vissage. - bouteroller l'extrémité de fixation de la douille élastique dans l'orifice de vissage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures représentent: - Figure 1: un élément de contact femelle de l'état de la technique déjà décrit; - Figure 2: un exemple de réalisation d'un élément de contact femelle selon l'invention; - Figure 3: l'élément de contact femelle selon la figure 2 recevant un élément de contact mâle. Sur la figure 2 est représenté un élément de contact femelle 10 selon un exemple de réalisation de l'invention. L'élément de contact femelle 10 comporte deux parties distinctes. Une première partie 11 est munie d'un corps de forme générale tubulaire cylindrique dans lequel sont ménagés un fût arrière 12 et un fût avant 13. Le fût arrière 12 est par exemple destiné à être serti sur un câble électrique. Le fût avant 13 est destiné à recevoir un élément de contact mâle complémentaire de forme générale cylindrique (non représenté sur la figure 2). Pour cela, une douille élastique 14, formant la deuxième partie de l'élément de contact 10, est montée fixe dans une cavité 15 du fût avant 13. Le fût arrière 12 et le fût avant 13 sont séparés l'un de l'autre par une paroi transversale 20, traversant diamétralement la première partie 11. La paroi transversale 20 forme le fond du fût arrière 12 et du fût avant 13. La douille élastique 14, logée dans le fût avant 13, comporte une base 16 de laquelle partent une pluralité de languettes 17. Les languettes 17 s'étendent depuis la base 16, en direction d'une extrémité ouverte 18 du fût avant 13. L'extrémité ouverte 18 du fût avant 13 est opposée au fond du fût avant 13 formé par la paroi transversale 20. Les languettes 17 ont donc une extrémité libre 19, dirigée vers l'extrémité ouverte 18 du fût avant 13, et une extrémité fixe solidaire de la base 16. Les languettes 17 sont régulièrement réparties sur tout un périmètre externe de la base 16 sensiblement circulaire. Les extrémités libres 19 des languettes 17 ont une orientation centripète, vers le centre de la douille élastique 14, par rapport aux extrémités fixes, de sorte qu'un diamètre de ladite douille 14 au niveau de la base 16 est strictement supérieur à un diamètre de la douille 14 au niveau des extrémités libres 19 des languettes 17. Par exemple, le diamètre de la douille 14 au niveau des extrémités libres 19 des languettes 17 est strictement inférieur au diamètre de l'élément de contact mâle destiné à être logé dans le fût avant 13, et plus précisément dans la douille élastique 14. La base circulaire 16 de la douille 14 est munie, sur une face dirigée vers la paroi transversale 20, d'une extrémité de fixation 21. L'extrémité de fixation 21 est munie d'un filetage afin d'être vissée dans un orifice de vissage 22 ménagé dans la paroi transversale 20 du corps tubulaire 11. La douille élastique 14 est vissée dans la paroi transversale 20 du corps tubulaire 11. On garantit ainsi un maintien fixe de la douille 14 dans la cavité 15 du fût avant 13. Afin d'assurer la fixation irréversible de la douille 14 dans le fût avant 13, il est possible de bouteroller l'extrémité de fixation 21 une fois qu'elle est vissée dans l'orifice de vissage 22. On casse ainsi le filetage de l'extrémité de fixation 21 de la douille 14, ce qui rend impossible le dévissage de ladite douille 14. Bien entendu, il est possible de solidariser la douille 14 par tout autre moyen dans la cavité 15 du fût avant 13. Par exemple, il est possible de coller, ou souder la base 16 sur la paroi transversale 20 du corps tubulaire 11. La douille 14 peut par exemple être réalisée en cuivre béryllium afin de présenter des propriétés d'élasticité et de conductivité lui permettant de recevoir l'élément de contact mâle et de garantir un bon contact électrique entre les deux éléments. Le corps tubulaire 11 peut, lui, être réalisé dans un alliage de cuivre classique. Il est important que les languettes 17 de la douille 14 aient une élasticité suffisante pour autoriser le passage d'un élément de contact mâle 23 (figure 3), ainsi que son maintien en position dans le fût avant 13. Sur la figure 3, on peut voir un élément de contact mâle 23 logé dans la douille 14 de l'élément de contact femelle 10 de l'invention. Au fur et à mesure de l'introduction de l'élément de contact mâle 23 dans la douille 14, l'élément de contact mâle 23 écarte les languettes 17 en direction d'une paroi interne 24 du fût avant 13. Les languettes 17 s'arcboutent en direction de ladite paroi interne 24. L'extrémité ouverte 18 du fût avant 13 est bordée par un rebord 25 centripète, c'est-à-dire dirigé vers un centre de la cavité 15 du fût avant 13. La présence du rebord 25 centripète rétrécie le diamètre du fût avant 13 au niveau de l'extrémité ouverte 18, mais autorise cependant le passage de l'élément de contact mâle 23 dans le fût avant 13. Le rebord centripète 25 forme une butée 26 mécanique pour l'extrémité libre 19 des languettes 17. Plus précisément, lorsque l'élément de contact mâle 23 est logé dans la douille 14, les languettes 17 sont arc- boutées de telle manière que l'extrémité libre 19 desdites languettes 17 vient en butée 26 contre le rebord centripète 25. Les languettes 17 sont ainsi bloquées à leurs deux extrémités. Dans l'élément de contact femelle 10 selon l'invention, seule la zone de butée 26 doit être usinée de manière très précise. En effet, la cavité 15 du fût avant 13 peut être usinée avec une précision faible, de l'ordre de 0,15 à 0,40 mm, et plus préférentiellement de l'ordre de 0,2 à 0,3 mm, tout comme la cavité du fût arrière 12. Par contre, la zone du fût avant 13 formant la butée 26 doit être usinée de manière très précise, avec une précision de l'ordre de 0,015 à 0,035 mm, et plus préférentiellement de l'ordre de 0,02 mm. En effet, la zone de butée 26 doit permettre de bloquer l'extrémité libre 19 des languettes 17 dans une position assurant la conduction électrique et le maintien de l'élément de contact 23 sans jeu dans le fût avant 13. Ainsi, il est possible d'usiner le corps tubulaire 11, à partir d'un tube plein en alliage de cuivre par exemple, de manière à ménager le fût avant 13 et le fût arrière 12. Cette étape d'usinage est relativement simple et peut aisément être réalisée de manière automatique. Le corps tubulaire 11 est par exemple maintenu en position par une pince, tandis qu'un outil vient creuser un fût à chacune de ses extrémités. Les deux fûts 12, 13 obtenus sont séparés l'un de l'autre par une paroi transversale 20 située par exemple au niveau de la partie centrale du corps tubulaire 11. On peut alors ménager un trou de vissage 22 dans la paroi transversale 20, destiné à recevoir l'extrémité de fixation 21 de la douille 14. La douille 14 peut par exemple être moulée, ou également usinée. Après le premier usinage, grossier, des deux fûts 13, 14 dans le corps tubulaire 11, on usine de manière très précise la zone de butée 26 afin qu'elle soit spécifiquement adaptée à la douille 14 et à l'élément de contact mâle 23 qui sont destinés à être logés dans le fût avant 13. Par spécifiquement adaptée, on entend que l'usinage de la zone de butée 26 dépend de la longueur des languettes 17 et de leur rayon de courbure lorsque l'élément de contact mâle 23 est introduit, et donc également du diamètre et de la longueur de pénétration de l'élément de contact mâle 23 dans la douille 14. Une fois l'usinage du corps tubulaire 11 terminé, on fixe la douille 14 dans le fût avant 13 de manière à obtenir l'élément de contact femelle 10 de l'invention. Le nombre d'étapes nécessaires à la réalisation d'un tel élément de contact femelle 10 selon l'invention est donc faible, ce qui permet de diminuer les risques de mauvais montage ou de mauvais usinage de l'élément de contact femelle 10. REVENDICATIONS 1- Elément de contact femelle (10) comportant un fût arrière (12) destiné à recevoir un conducteur électrique et un fût avant.(13) muni d'une douille élastique (14) destinée à recevoir un élément de contact mâle, caractérisé en ce qu'il est formé d'un corps tubulaire (11) monobloc dans lequel le fût avant et le fût arrière sont ménagés, la douille élastique étant montée fixe dans le fût avant. 2- Elément de contact femelle selon la revendication 1, caractérisé en ce que la douille élastique est fixée par une extrémité de fixation (21) à une paroi transversale (22) du corps tubulaire séparant le fût avant du fût arrière. 3- Elément de contact femelle selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la douille élastique est munie d'une pluralité de languettes (17) longitudinales. 4- Elément de contact femelle selon la revendication 3, caractérisé en ce que les languettes de la douille élastique sont aptes à s'arc-bouter en direction de la paroi interne (24) du fût avant, lors de l'introduction d'un élément de contact mâle (23) dans le fût avant. 5- Elément de contact femelle selon l'une des revendications 3 à 4, caractérisé en ce qu'une extrémité ouverte (18) du fût avant est munie d'un rebord centripète (25) apte à former une butée mécanique (26) pour les languettes de la douille élastique. 6- Elément de contact femelle selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'extrémité de fixation de la douille élastique est vissée dans un orifice de vissage (22) ménagé dans la paroi transversale du corps tubulaire. 7- Elément de contact femelle selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'extrémité de fixation de la douille élastique est bouterollée dans l'orifice de vissage. 8- Procédé de réalisation d'un élément de contact femelle selon l'une de revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à : - usiner un tube à ses deux extrémités de manière à ménager un fût avant (13) et un fût arrière (12) dans un volume interne du tube; -insérer et fixer la douille (14) élastique dans le fût avant. 9- Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte des étapes supplémentaires consistant à - usiner le tube de manière à ménager un rebord centripète (25) au niveau de l'extrémité du tube formant l'extrémité ouverte (18) du fût avant; - fixer la douille élastique dans le fût avant de manière à ce qu'une extrémité libre (19) des languettes élastiques de la douille puissent venir en butée (26) contre le rebord centripète. 10- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes supplémentaires consistant à : - usiner le fût avant et le fût arrière avec une précision de l'ordre du dixième de millimètre, - usiner l'extrémité ouverte du fût, au niveau du rebord centripète avec une précision de l'ordre du centième de millimètre. 11- Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à - usiner le fût avant et le fût arrière avec une précision comprise entre 0.15 et 0.40 mm, plus ou moins 0.05 mm; - usiner l'extrémité ouverte du fût, au niveau du rebord centripète, avec une précision comprise entre 0.015 et 0.035 mm, plus ou moins 0.005 mm. 12- Procédé selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape supplémentaire consistant à : - usiner le tube de manière à ménager une paroi transversale (20) séparant le fût avant du fût arrière. 13- Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes supplémentaires consistant à : - ménager un orifice de vissage (21) dans la paroi transversale du tube; - visser l'extrémité de fixation de la douille élastique dans l'orifice de vissage. 14- Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape supplémentaire consistant à : - bouteroller l'extrémité de fixation de la douille élastique dans l'orifice de vissage.