Brevet FR2938382A1 — publié le 20100514

Elément de connexion électrique et connecteur électrique associé La présente invention est relative à un élément de connexion électrique et un connecteur électrique associé, en particulier pour établir une connexion électrique d'une carte fonctionnelle dans un rack de raccordement. Dans le domaine militaire, des véhicules et avions de combats sont en général équipés de nombreux systèmes électriques et électroniques. Ces systèmes peuvent être soumis à des contraintes importantes en termes de vibrations et de secousses lorsque les véhicules évoluent sur un terrain de combat. Afin de protéger les équipements électroniques et pour pouvoir assurer leur fonctionnement même dans des conditions difficiles, ceux-ci sont logé sur des cartes fonctionnelles insérées dans des racks de raccordement. Pour prévoir les connexions électriques de la carte fonctionnelle, il est nécessaire de permettre un léger mouvement relatif entre la carte et une borne de raccordement tout en assurant une connexion électrique fiable. C'est pourquoi on réalise ces connexions électriques à l'aide d'un faisceau de fils électriques ou un circuit flexible dont une extrémité est soudée à la carte et dont l'autre extrémité est raccordée à un connecteur du type mâle ou femelle destiné à coopérer avec un connecteur conjugué porté par le rack. La longueur du faisceau ou du circuit flexible est prévu pour permettre ce mouvement relatif entre la carte et une borne de raccordement électrique. Toutefois, cette opération de soudage est fastidieuse et longue, car non seulement il est nécessaire de souder tous les fils électriques ou pistes électriques une par une, mais il faut aussi contrôler ensuite une à une la qualité des points de soudage. BRT0331 De plus, les dimensions dans ce type d'applications ne permettent pas d'avoir recours à un câblage. Par ailleurs, quand la carte fonctionnelle est insérée dans le rack, l'accès au connecteur peut être difficile voir impossible. Pour pallier à cet inconvénient, il a également été proposé de prévoir un connecteur avec des contacts mâles montés mobile selon leur axe longitudinal et poussés par des ressorts en direction de plages de contactage de la borne de raccordement. En effet, les contacts mâles frottent sur les plages de contact 10 permettant ainsi un mouvement relatif entre la carte et la borne de raccordement. Or, en termes de sécurité de connexion, cette solution n'est pas optimale, car dans les environnements hostiles auxquels des véhicules militaires peuvent être soumis, des accélérations importantes peuvent 15 conduire à une perte de la connexion électrique. En outre, cette solution n'est pas robuste en présence de poussières ou de dépôts, par exemple d'huile, qui peuvent également diminuer la qualité de la connexion électrique de la carte fonctionnelle et des composants qui y sont logés. La présente invention vise à proposer un connecteur électrique qui 20 permet de s'affranchir, au moins partiellement des inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet un élément de connexion électrique pour un connecteur électrique, comprenant une première partie de contact électrique et une seconde partie de contact électrique, 25 caractérisé en ce qu'il comprend en outre un organe de liaison électrique rigide dont une extrémité est reliée via une première articulation sur la première partie de contact et dont l'autre extrémité est reliée via une seconde articulation à la deuxième partie de contact électrique. BRT0331 Cet élément de connexion peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise seule ou en combinaison : les articulations sont réalisées sous forme d'une articulation à rotule, - l'organe de liaison électrique rigide est formé par une tige portant à chaque extrémité une rotule et chaque partie de contact électrique comprend une extrémité en forme de douille recevant une rotule associée, l'organe de liaison électrique rigide est formé par une tige portant à chaque extrémité une douille et chaque partie de contact électrique comprend une extrémité en forme de rotule insérée dans une douille associée, la tige est coudée, - chaque douille est fendue pour exercer une force élastique de maintien sur la rotule associé, - chaque rotule est fendue pour exercer une force élastique de maintien à l'intérieur de la douille associé, la douille présente un canal de réception d'une rotule associé, le canal présentant une longueur permettant un mouvement de translation de la rotule à l'intérieur de la douille, - chaque douille présente un rétrécissement servant de butée pour une rotule associée, la partie de contact électrique comprend une fiche mâle ou une fiche femelle. L'invention a également pour objet un organe de liaison électrique pour un élément de connexion tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il est formé par une tige portant à chaque extrémité une rotule pour coopérer avec une douille associée d'une partie de contact électrique. BRT033130 L'invention a en outre pour objet un organe de liaison électrique pour un élément de connexion tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il est formé par une tige portant à chaque extrémité une douille pour coopérer avec une rotule associée d'une partie de contact électrique. L'invention concerne aussi un connecteur électrique caractérisé en ce qu'il comprend des éléments de connexion tel que défini ci-dessus et en ce que les premières parties de contact électrique sont maintenues dans une première embase et en ce que les deuxième parties de contact électrique sont maintenues dans une deuxième embase. Ce connecteur électrique peut en outre compter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison : - il comprend un bloc d'un matériau élastique et isolant qui enrobe 15 les organes de liaison électrique, - le bloc de matériau élastique est réalisé en silicone, de préférence par surmoulage il comporte des fixations articulées entre les embases. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront 20 de la description suivante, donnée à titre d'exemple, sans caractère limitatif, en regard des figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'un connecteur selon l'invention équipé d'éléments de connexion selon un premier mode de réalisation, 25 la figure 2 montre le connecteur de la figure 1 selon une vue de dessus, - la figure 3 montre une vue en perspective détaillée d'un élément de connexion de la figure 1, - la figure 4 montre une vue en coupe longitudinale d'un élément 30 de connexion de la figure 3, BRT0331 la figure S montre une vue en perspective détaillée d'un organe de liaison électrique des figures 3 et 4, la figure 6 montre une vue en perspective détaillée d'une première variante d'un organe de liaison électrique, - la figure 7 montre une vue en perspective détaillée d'une seconde variante d'un organe de liaison électrique, la figure 8 montre une vue en perspective détaillée d'un deuxième mode de réalisation d'un élément de connexion selon l'invention, la figure 9 montre une vue en coupe longitudinale d'un élément de connexion de la figure 8, - la figure 10 montre une vue en perspective détaillée d'un troisième mode de réalisation d'ion élément de connexion selon l'invention, la figure 11 montre une vue en coupe longitudinale d'un élément de connexion de la figure 10, et la figure 12 montre une vue partielle en coupe longitudinale d'un élément de connexion selon une autre variante. Sur toutes les figures, les mêmes éléments portent les mêmes 20 numéros de référence. Sur les figures 1 et 2 est représenté en perspective et en vue de dessus un connecteur électrique 1 par exemple pour connecter une carte fonctionnelle (non représenté), par exemple une carte à circuit imprimé (PCB) portant par exemple des unités fonctionnelles tels que des 25 composants radars, à une borne de raccordement d'un connecteur conjugué par exemple d'un rack (non représenté). Ce connecteur électrique 1 comprend une première embase 3 et une seconde embase 5, par exemple en matière plastique. Ces embases 3 ou 5 peuvent être identiques ou différentes en fonction 30 des bornes de raccordement que le connecteur est censé de raccorder BRT0331 électriquement. Ces embases peuvent être montées droites ou coudés sur un circuit intégré ou en façade d'un boitier externe. Les embases 3 et 5 comportent en outre à leurs extrémités latérales des oreilles percées 9 dans lesquelles peuvent être logées des fixations articulées 11 représentées schématiquement sur le figure 2. Ces fixations articulées 11 ont pour fonction de maintenir l'écart entre les embases 3 et 5 dans une certaine plage de fonctionnement. Ces première et seconde embases 3 et 5 portent respectivement des extrémités d'éléments de connexion 7 qui sont représentés de façon détaillée sur les figures 3, 4 et 5. Les éléments de connexion électrique 7 sont réalisés en métal. Selon une variante non représentée, l'écart entre les embases peut aussi être maintenu par un bloc d'un matériau élastique et isolant qui enrobe les organes de liaison électrique 7. Ce bloc de matériau élastique est par exemple réalisé en silicone, de préférence par surmoulage. On décrira maintenant plus en détail les éléments de connexion 7 selon les figures 3, 4 et 5. L'élément de connexion électrique 7 comprend une première partie 13 de contact électrique et une seconde partie 15 de contact électrique ainsi un organe de liaison électrique rigide 17 dont une extrémité est reliée via une première articulation 19 sur la première partie 13 de contact et dont la seconde extrémité est reliée via une seconde articulation 21 à la deuxième partie 15 de contact électrique. Ces articulations 19 et 21 sont réalisées sous forme d'une articulation à rotule. Selon le mode de réalisation des figures 1 à 5, l'organe de liaison électrique rigide 17 est formé par une tige 23 portant à chaque extrémité une rotule 25 et chaque partie 13 et 15 de contact électrique BRT0331 comprend une extrémité en forme de douille 27 recevant une rotule associée 25. Comme on le voit sur la figure 4, la douille 27 présente un canal de réception 29 d'une rotule associé 25. Ce canal 29 présente une longueur L permettant un mouvement de translation de la rotule 25 à l'intérieur de la douille 27. Selon un mode de réalisation non représenté, chaque douille 27 peut présenter un rétrécissement à son extrémité d'introduction de la rotule 25 pour servir de butée pour une rotule associée lorsque celle-ci a été introduite pour empêcher que l'articulation puisse se désassembler. De plus, on voit sur les figures 4 et 5 que chaque rotule 25 est fendue, de préférence selon deux axes perpendiculaires. Ainsi, on prévoit que le diamètre externe de la rotule 25 sans contraintes est légèrement supérieur au diamètre intérieur de la douille 27 et donc du canal 29 de sorte que lors de l'introduction de la rotule 25 dans le canal 29, la rotule est comprimée et les quatre segments 31 de la rotule sont maintenues élastiquement à l'intérieur de la douille associée 27 contre les parois internes du canal 29. Ainsi, on peut établir de façon sûre une liaison électrique entre une partie 13 ou 15 de contact électrique et l'organe de liaison 17. De plus, on obtient aussi un certain maintien mécanique entre les parties 13 et 15 et l'organe de liaison 17. Par ailleurs, on constate sur les figures 1 à 4 que l'extrémité des parties 13 et 15 de contact électrique opposée à la douille 27 porte une fiche mâle 32. Bien entendu, une version en fiche femelle est aussi envisageable. Ces fiches 32 sont destinées à coopérer avec des fiches conjuguées d'un connecteur conjugué non représenté. Sur la figure 5, l'organe de liaison électrique 17 possède une forme générale d'un os avec une partie centrale cylindrique 35 ayant à peu près le même diamètre que le diamètre des rotules 25. Ceci permet un meilleur maintien lors de l'usinage en décolletage. BRT0331 Sur la figure 6 est représentée une variante de l'organe de liaison 17 qui se distingue de la version de la figure 5 par le fait que la partie centrale 35 est de plus faible section que les rotules 25 et possède une section transversale en forme d'un carré. Sur la figure 7 est représentée une variante de l'organe de liaison 17 qui se distingue de la version de la figure 5 par le fait que la partie centrale de tige est coudée. Cette disposition permet la fabrication de connecteurs coudés, par exemple à 90°. La variante représentée sur les figures 8 et 9 se distingue de celle 10 des figures 3 et 4 par le fait que ce ne sont pas les rotules 25 qui sont fendues, mais les douilles 27 selon leur axe longitudinal. Sur ces figures, on distingue encore mieux que les rotules 25 peuvent coulisser à l'intérieur de la douille 27. Le mode de réalisation des figures 10 et 11 se distingue de celui 15 des figures 3 et 4 par le fait que l'organe de liaison électrique rigide est formé par une tige 23 portant à chaque extrémité une douille 27 et chaque partie de contact électrique 13, 15 comprend une extrémité en forme de rotule 25 insérée dans une douille 27 associée. Sur ce mode de réalisation, les douilles 27 sont fendues, mais on 20 peut aussi prévoir que ce sont des rotules qui sont fendues comme décrit précédemment sans sortir du cadre de la présente invention. Selon encore une autre variante représentée sur la figure 12, on peut prévoir de maintenir la rotule à l'intérieur de la douille grâce à un clip 40 inséré dans la douille qui exerce une force élastique de maintien 25 contre la paroi interne de la douille. Ce clip peut par exemple un simple anneau ouvert métallique. Ainsi, grâce à ces éléments de connexion électrique articulés, on peut réaliser un connecteur qui permet de pallier aux tolérances et jeux, entre par exemple une carte PCB et un rack et leur connecteurs 30 respectifs. BRT0331 On comprend donc aisément que le connecteur présenté ci-dessus permet un montage rapide d'une carte dans un rack tout en assurant une certaine flexibilité. Dans une version encore plus évoluée, les embases sont équipées de moyens de guidage coopérant avec des moyens de guidage complémentaires du connecteur conjugué de sorte que l'on obtient grâce à la flexibilité du connecteur 1 une sorte d'auto alignement des connecteurs. II permet de s'affranchir des étapes fastidieuses de soudage et 10 permet un maintien sécurisé de la connexion électrique. BRT0331 REVENDICATIONS1. Elément de connexion électrique (7) pour un connecteur électrique (1), comprenant une première partie (13) de contact électrique et une seconde partie (15) de contact électrique, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un organe de liaison électrique rigide (17) dont une extrémité est reliée via une première articulation (19) sur la première partie (13) de contact et dont l'autre extrémité est reliée via une seconde articulation (21) à la deuxième partie (15) de contact électrique. 2. Elément de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que les articulations (19, 21) sont réalisées sous forme d'une articulation 15 à rotule (25). 3. Elément de connexion selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de liaison électrique rigide (17) est formé par une tige (23) portant à chaque extrémité une rotule (25) et en ce que chaque partie de contact électrique (13, 15) comprend une extrémité en forme de 20 douille (27) recevant une rotule associée (25). 4. Elément de connexion selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de liaison électrique rigide (17) est formé par une tige (23) portant à chaque extrémité une douille (27) et en ce que chaque partie de contact électrique comprend une extrémité en forme de 25 rotule (25) insérée dans une douille associée (27). 5. Elément de connexion selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la tige (23) est coudée. 6. Elément de connexion selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que chaque douille (27) est fendue pour exercer 30 une force élastique de maintien sur la rotule associé (25). BRT0331 7. Elément de connexion selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que chaque rotule (25) est fendue pour exercer une force élastique de maintien à l'intérieur de la douille associé (27). 8. Elément de connexion selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que la douille (27) présente un canal (29) de réception d'une rotule (25) associé, le canal (29) présentant une longueur (L) permettant un mouvement de translation de la rotule (25) à l'intérieur de la douille (27). 9. Elément de connexion selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque douille (27) présente un rétrécissement servant de butée pour une rotule associée (25). 10.Elément de connexion selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque douille (27) présente un clip (40) pour le maintien d'une rotule associée (25) dans la douille (25). 11.Elément de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la partie (13, 15) de contact électrique comprend une fiche mâle (32) ou une fiche femelle. 12.Organe de liaison électrique pour un élément de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il est formé par une tige (23) portant à chaque extrémité une rotule (25) pour coopérer avec une douille (27) associée d'une partie (13, 15) de contact électrique. 13. Organe de liaison électrique pour un élément de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il est formé par une tige (23) portant à chaque extrémité une douille (27) pour coopérer avec une rotule associée d'une partie (13, 15) de contact électrique. 14. Connecteur électrique caractérisé en ce qu'il comprend des éléments de connexion (7) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 et en ce que les premières parties (13) de contact électrique sont BRT033112 maintenues dans une première embase (3) et en ce que les deuxième parties (15) de contact électrique sont maintenues dans une deuxième embase (5). 15.Connecteur électrique selon la revendication 14, caractérisé en ce que 5 qu'il comprend un bloc d'un matériau élastique et isolant qui enrobe les organes de liaison électrique. 16.Connecteur selon la revendication 15, caractérisé en ce que le bloc de matériau élastique est réalisé en silicone, de préférence par surmoulage. 10 17.Connecteur selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, caractérisé en ce qu'il comporte des fixations articulées (11) entre les embases. BRT0331