Brevet FR2921521A1 — publié le 20090327

Domaine de l'invention La présente invention concerne un connecteur électrique réalisé sous la forme d'un manchon de contact comprenant une pièce de contact fabriquée en une seule partie en tôle, ayant au moins un ressort de contact pénétrant dans l'ouverture de contact pour réaliser le contact électrique avec un contact opposé engagé dans l'orifice de con-tact. Etat de la technique On connaît un tel connecteur électrique également appelé contact par exemple selon le document DE 102 24 683 Al. Les connexions électriques sont destinées à réaliser par leurs parties en forme de manchons et leurs parties en forme de fiches une liaison par exemple entre une ligne électrique et une autre ligne électrique ou une ligne électrique et un équipement électrique, liaisons que l'on peut toujours séparer. La difficulté des connexions actuelles est celle de leur encombrement qui provient en partie du câble utilisé et en partie aussi des dimensions et de la conception des contacts électriques (contacts, douilles de contact ou manchons de contact, bornes). Dans le cas de connecteurs multipolaires pour des appareils de commande (allant jus-qu'à 200 broches de contact pour une ligne) ou analogues, les dimensions sont telles que les connecteurs sont souvent plus grands que leurs composants. La miniaturisation bute actuellement sur les efforts normaux à réaliser au niveau du contact pour garantir le contact élec- trique entre le connecteur enfiché, les épaisseurs de paroi du connecteur en matière plastique, la trame ou intervalle entre les rangées, les épaisseurs de tôle des alliages de cuivre (Cu) utilisés pour le contact ainsi qu'à cause du diamètre des conducteurs. Depuis peu, des trames ou écarts de 2,5 mm sont habituels pour des contacts utilisant des bro- ches d'un diamètre de 0,63 mm. Par exemple, 20 contacts par rangée pourraient en réduisant la trame ou écart à 2,1 mm, permettre une économie de 7 mm dans la largeur du connecteur ce qui se traduit par un gain de place et de matière. Le document DE 102 24 683 Al déjà cité ci-dessus décrit une connexion électrique avec un connecteur comportant un segment de contact réalisé de façon que les éléments de contact en foi me de lamelles élastiques, puissent rtevoir une broche du contact opposé, pour réaliser le contact électrique entre le connecteur et le connecteur complémentaire. Mais ce document DE 102 24 683 Al ne donne aucune information concernant la matière du segment de contact Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention concerne un connecteur du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que la tôle est une tôle d'acier d'une épaisseur inférieure ou égale à environ 0,15 mm et dont au moins le côté de contact d'un ressort de contact ro est muni d'un revêtement dont la conductivité électrique est supérieure à celle de la tôle d'acier. L'acier peut être un acier à ressort, inoxydable tel que par exemple X12CrNi177K ou XlOCrNi188 (matériau Nr. 1.4310) ayant une pla e de résistance mécanique comprise entre 1400 et 1700 Mpa. La résistance 15 mécanique des habituels alliages de cuivre se situant dans une plage de 400-600 Mpa. La pièce de contact selon l'invention, en acier a l'avantage vis-à-vis des habituels alliages de cuivre d'avoir une résistance mécanique trois fois supérieure ce qui permet d'utiliser des épaisseurs de tôle plus minces, de façon correspondante 20 pour arriver à des forces normales de contact comparables d'environ 3 N. Cela permet d'utiliser des contacts de structure plus petite et d'économiser ainsi de la place dans les connexions entre connecteurs et appareillages de commande. La réduction de la trame (écart) possible selon l'invention entre les contacts voisins permet par exemple pour 20 contacts par rangée, d'économiser un espace de 2 25 à 4 mm par rapport à un contact en un alliage de cuivre moins solide. Pour avoir une conductivité électrique comparable à celle des alliages du cuivre, le revêtement est formé idéalement d'argent (de préférence un revêtement de 2-100 �m et notamment de 2-20 �m en particulier de 6-12 �m réalisé par dépôt galvanique ou de 8-10 gm réalisé par dépôt gal- 30 vanique ou de 10-20 gril réalisé par dépôt galvanique) car l'argent a la meilleure conductivité électrique de tous les métaux et de très bonnes caractéristiques de soudage et de protection. A la fois de l'argent pur brillant mais aussi de l'argent dur avec ou sans passivation par exemple à base de Thiol ou encore un alliage d'argent, peuvent être envisagés. Le 35 revêtement d'argent peut être réalisé avec ou sans couche intermédiaire par exemple en Nickel (Ni); on peut également prévoir un agent d'accrochage approprié (Cu-Flash ou Ni-Strike) entre le substrat en acier et la couche d'argent proprement dite. L'élévation de température par effet Joule est d'autant plus faible que la couche d'argent est plus épaisse. On peut avoir des couches d'argent encore plus épaisses mais cela se traduit par un coût plus important; en outre, pour des couches très épaisses (> à environ 20 �m), on aura une modification du comportement au pliage et à l'emboutissage ainsi qu'une détérioration du comportement tribologique. Dans ces conditions, un contact selon l'invention à base d'acier à ressort pour des applications dans l'industrie automobile, peut par exemple pour une température ambiante de 100°C, recevoir au moins 20 % de courant de plus qu'un contact en acier non argenté. Un autre avantage réside dans la faible relaxation par rapport à des contacts en alliage de cuivre car l'acier ne relaxe pratiquement pas. Ainsi, même aux températures élevées allant jusqu'à environ 160°C, on aura une fonction électrique assurée pour toute la durée de vie. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un connecteur électrique représenté dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale d'une pièce de contact fa-briquée en un seul morceau de tôle d'un connecteur électrique se- lon l'invention, la tôle étant de la tôle d'acier avec un revêtement d'argent, - la figure 2 montre un autre mode de réalisation de la pièce de contact du connecteur électrique selon l'invention, avec une couche intermédiaire entre la tôle d'acier et le revêtement d'argent, - la figure 3 montre un diagramme de la température du connecteur électrique selon l'invention sous l'effet de la charge électrique et ce-la pour trois revêtements d'argent d'épaisseurs différentes. Description de modes de réalisation Selon la figure 1, le connecteur électrique 1 est un con- tact à douille ou un contact rond pour le branchement électrique d'un d'un contact complémentaire ou de broches 2 d'un diamètre inférieur ou égal à 1,2 mm. Le connecteur électrique 1 comporte une pièce de contact 4 réalisée en une seule partie dans une seule tôle 3 d'une épaisseur d'environ 0,1 mm en forme de manchon, ayant deux ressorts de contact 6 (contact en forme de bras élastique) pénétrant dans l'ouverture 5 de la pièce de contact 4 pour réaliser le contact électrique avec la broche 2 engagée dans l'ouverture de contact 5. La tôle 3 est une tôle d'acier 7 munie sur au moins une face de contact des ressorts de contact 6 d'un revêtement en argent 8 dont la conductivité électrique est supérieure à celle de la tôle d'acier 7. La tôle d'acier 7 est par exemple un acier in-oxydable tel que X12CrNi177K - X1OCrNi188, (domaine de résistance mécanique 1400-1700 Mpa), et le revêtement d'argent 8 est en argent pur brillant ou en argent dur. Le revêtement d'argent 8 avec ou sans passivation par exemple à base de Thiol est appliqué avec une épaisseur d'environ 5-20 �m par un procédé galvanique sur la tôle d'acier 7. Ce connecteur électrique 1 à base d'acier à ressort a l'avantage que, grâce à sa résistance mécanique triple de celle des alliages de cuivre Cu usuels, on peut utiliser des épaisseurs de tôle d'autant plus minces pour arriver à des efforts de contact normaux pour les ressorts de contact 6 d'environ 3 N. Grâce à la réduction ainsi possible de la trame entre les contacts voisins, on pourra économiser par exemple pour 20 contacts par rangée, un espace d'encombrement de 2 à 4 mm par comparaison avec un connecteur réalisé en un alliage de cuivre beaucoup moins résistant. L'inconvénient est que la conductivité électrique de l'acier inoxydable est beaucoup plus mauvaise que celle de l'alliage de cuivre Cu mais cet inconvénient est compensé par le revête-ment d'argent 8. La figure 2 montre une autre structure de la tôle 3 avec laquelle est réalisée la pièce de contact 4. Entre la tôle d'acier 7 et le revêtement d'argent 8, on a prévu une couche intermédiaire 9 par exemple une couche Ni ou encore une couche d'accrochage appropriée (Cu-Flash ou Ni-Strike). La figure 3 montre la courbe de la température du con- necteur électrique 1 en fonction de l'intensité électrique appliquée et cela pour trois épaisseurs différentes de revêtement d'argent 8 : 5 �m, 8 �m et 10 �m. L'élévation de température du connecteur électrique 1 par effet Joule est d'autant plus faible que le revêtement d'argent 8 est épais. On peut envisager des épaisseurs d'argent encore plus importan- tes mais cela est plus coûteux et pour des couches très épaisses (> à environ 20 �m) on aura un comportement différent au pliage et à l'emboutissage et un plus mauvais comportement tribologique. Dans ces conditions, un connecteur électrique 1 pour des applications dans le domaine automobile, pourra par exemple à une température ambiante de 100°C, recevoir au moins 20 % de courant de plus qu'un contact en acier sans revêtement en argent.15 REVENDICATIONS 1 °) Connecteur électrique (1) réalisé sous la forme d'un manchon de contact comprenant une pièce de contact (4) fabriquée en une seule partie en tôle (3), ayant au moins un ressort de contact (6) pénétrant dans l'ouverture de contact (5) pour réaliser le contact électrique avec un contact opposé (2) engagé dans l'orifice de contact (5), caractérisé en ce que la tôle (3) est une tôle d'acier (7) d'une épaisseur inférieure ou égale à environ 0,15 mm et dont au moins le côté de contact d'un ressort de contact (6) est muni d'un revêtement (8) dont la conductivité électrique est supérieure à celle de la tôle d'acier (7). 2°) Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tôle d'acier (7) est un acier à ressort notamment un acier X12CrNi177K - X10CrNi188. 3°) Connecteur électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le revêtement (8) est en argent notamment en argent pur, brillant ou aussi en argent dur ou en alliage d'argent. 4°) Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement (8) a une épaisseur de 2-100 �m et notamment de 2-20 �m. 5°) Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé par une couche intermédiaire (9) entre la tôle d'acier (7) et le revêtement (8). 6°) Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tôle d'acier (7) a une épaisseur d'environ 0,1 mm.35