Brevet FR3003704A1 — publié le 20140926

CONTACT ELECTRIQUE ET EQUIPEMENT ELECTRIQUE OU ELECTRONIQUE EQUIPE DE CE CONTACT DESCRIPTION Le sujet de l'invention est un contact électrique, ainsi qu'un équipement électrique ou électronique équipé de ce contact électrique. Ce contact a pour objet principal de remplacer des contacts femelles composés de deux lames souples parallèles entre lesquelles on insère un corps rigide comprenant des contacts mâles pour réaliser une connexion électrique, en écartant les lames et en les faisant frotter contre les contacts mâles. De tels contacts se rencontrent fréquemment sur des équipements électriques ou électroniques dans lesquels on enfiche des circuits imprimés, qui sont les corps rigides porteurs des contacts mâles. Cependant, ce contact ne s'applique pas uniquement au raccordement des circuits imprimés. Ces dispositifs présentent certains inconvénients découlant principalement des efforts nécessaires pour réaliser la connexion. Quand le corps rigide porteur des contacts mâles atteint le contact femelle et les lames, une force élevée doit dès le début être fournie, mais dès que l'écartement est obtenu, la progression du corps rigide dans le sens de l'enfichage reprend brusquement avec une force beaucoup moindre. L'opérateur est donc d'abord incité à augmenter excessivement l'effort quand la résistance opposée par le contact femelle apparaît, pour vaincre le blocage, avec le risque d'enfoncer ensuite trop fortement le corps rigide en causant des dommages s'il bute contre le fond contact femelle. Dans le sens inverse d'extraction, un effort relativement important doit d'abord être exercé pour vaincre les frottements du corps rigide dans le contact femelle, puis cet effort cesse brusquement quand le corps rigide en est extrait, avec encore le risque d'une mauvaise manipulation ou de dégâts si l'opérateur se laisse surprendre. Des blessures aux opérateurs peuvent aussi survenir dans de telles circonstances. Cela explique que le personnel chargé d'installer ou de retirer les cartes électroniques des équipements doit être formé spécialement. Des tolérances très serrées de fabrication du contact femelle doivent aussi être respectées, puisque l'effort à exercer dépend fortement de l'écartement des lames souples au repos et qu'on doit éviter à la fois des contacts trop proches ou trop écartés à l'état libre, c'est-à-dire un effort de serrage excessif, ou une pression de contact insuffisante qui pourrait mener à un défaut de connexion. Et si le corps rigide vient devant le contact femelle avec un excentrement, l'une des lames sera plus fortement chargée que l'autre et risquera donc d'être déformée par franchissement de sa limite élastique, ce qui endommagera définitivement le contact et pourra aussi compromettre la connexion électrique. Ces inconvénients peuvent être réduits en formant un chanfrein à l'arête du corps rigide de manière à permettre son enfichage en douceur entre les lames, mais le coût de fabrication est alors accru. Une autre solution est de rendre le contact femelle « flottant », ce qui cependant augmente le coût de fabrication. L'invention permet de supprimer complètement tous ces inconvénients. La force d'insertion augmente progressivement jusqu'à une valeur maximale, sans à-coup, ni impression de blocage incitant à fournir un effort excessif. Aucun chanfrein du corps rigide n'est nécessaire. La force d'extraction est nulle. L'usure des contacts mâles est diminuée. Les risques de manipulations malhabiles susceptibles d'avérer des blessures de l'opérateur et des endommagements du corps rigide et des pièces environnantes sont bien plus faibles voire supprimés. Les conséquences d'une mauvaise position du corps rigide par rapport au contact sont réduites. Il résulte de tout cela un confort plus grand pour l'opérateur et des risques de dommages ou de mauvaises connexions beaucoup moins importants. En résumé, l'invention est relative sous une forme générale à un contact électrique destiné à venir en interaction contre un corps rigide comprenant un contact complémentaire et déplacé dans une trajectoire d'enfichage pour réaliser une connexion électrique entre ledit contact électrique et le contact complémentaire, le contact électrique comprenant une lame souple ayant une portion de tangence au contact complémentaire, caractérisé en ce qu'il comprend encore un levier, le levier comprenant successivement une partie de fixation à un support, une partie flexible d'articulation à la partie de fixation, un raccordement à la lame souple, et une partie d'extrémité faisant un angle avec la lame souple. Au lieu d'être réalisé en écartant une paire de lames souples, le contact se produit en basculant le levier au moyen d'un effort modéré et continûment croissant, à mesure que l'enfichage se poursuit en exploitant la flexibilité de la partie d'articulation. La lame souple se situe d'abord à côté du corps rigide et s'approche de lui à mesure que le levier est enfoncé, avant de réaliser un contact en douceur. Un tel fonctionnement est obtenu par exemple dans la configuration plausible où l'extrémité du levier est sécante et essentiellement perpendiculaire à la trajectoire d'enfichage, alors que la lame souple lui est essentiellement parallèle. Divers perfectionnements à cette conception de base peuvent être proposés. C'est ainsi que la partie d'articulation peut comprendre un repli à angle aigu avec la partie de fixation, ce qui donne un levier de grande souplesse, et une croissance particulièrement modérée et stable de l'effort à l'enfichage. La partie d'extrémité du levier est avantageusement rigide. La conception est simplifiée si la partie d'articulation est une lame flexible, que prolonge la lame souple par laquelle la connexion électrique s'effectue ; et plus encore si le levier et la lame souple sont d'un seul tenant. La partie d'extrémité peut être composée de nervures encadrant la lame souple et s'étendant dans la direction d'enfichage, ce qui donne une grande robustesse. La partie d'extrémité peut comprendre un bout regroupé en crochet, s'étendant devant la portion de tangence de la lame souple, afin de garantir une pression de contact suffisamment importante entre la lame souple et le contact mâle. L'invention est encore relative à un équipement électrique ou électronique comprenant au moins un contact conforme à ceux qui précèdent ; la partie d'extrémité du levier coupe alors la trajectoire d'enfichage, mais la lame souple est toute d'un côté de la trajectoire d'enfichage à l'état de repos, ce qui fait que le corps rigide passe à côté d'elle, sans contact et sans frottement avant de toucher le levier. L'invention sera maintenant plus complètement décrite au moyen des Figures suivantes, qui en illustrent ses différents aspects, caractéristiques et avantages, au moyen de modes de réalisation non exclusifs d'autres : - la Figure 1 illustre l'agencement connu déjà évoqué ci-dessus ; - les Figures 2A, 2B et 2C représentent l'enfichage et l'établissement de la connexion électrique pour un mode de réalisation particulier de l'invention à trois étapes successives ; - les Figures 3A, 3B et 3C sont analogues aux Figures 2A, 2B et 2C respectives, l'agencement étant représenté de côté au lieu d'être en perspective ; - la Figure 4 évoque la fabrication des contacts selon un mode de réalisation ; - la Figure 5 représente un mode de réalisation plus complexe de l'invention ; - les Figures 6A, 6B et 6C illustrent un autre mode de réalisation ; - et les Figures 7A, 7B, 7C et 7D, encore un autre mode de réalisation. La Figure 1 illustre l'agencement connu. Le contact femelle est formé de deux lames souples 1 et 2 parallèles dont chacune comprend, près de l'extrémité libre, une portion de tangence 3 courbe, les courbures étant dirigées l'une vers l'autre. Un corps rigide 4 à enficher dans ce contact femelle, en forme de plaquette pouvant être une carte à circuit imprimé, comprend à son bord un contact mâle 5, à placer entre les portions de tangence 3. Eventuellement, un second contact mâle peut être placé sur l'autre face. Un chanfrein 6 peut être formé à l'arête inférieure du corps rigide 4 pour faciliter son insertion entre les lames souples 1 et 2. Le dispositif possède les inconvénients indiqués plus haut, et en particulier la nécessité d'exercer une force assez importante pour vaincre la pression de serrage entre les portions de tangence 3 dès le début de l'insertion, suivie d'une chute brutale de cette force à une valeur modérée dès que les lames souples 1 et 2 ont été écartées, d'où un risque d'instabilité dans le geste d'enfoncement du corps rigide 4. Les Figures 2A et 3A illustrent le dispositif à l'état précédent la connexion. Le contact femelle comprend une lame souple 7 unique, comprenant encore une portion de tangence 8 à courbure dirigée vers un corps rigide 9 à enficher, encore en forme de plaquette et porteur d'un contact mâle 10. Il est à noter qu'aucun chanfrein du bord inférieur 19 du corps rigide 9 n'a besoin d'être réalisé avec l'invention. Le contact femelle comprend encore un levier 11, qu'on peut diviser en une partie de fixation 12 à un support 13, une partie d'articulation 14, un raccordement 15 à l'extrémité de la lame souple 7 opposée à la portion de tangence 8, et une partie d'extrémité 16. Le support 13 peut appartenir à un équipement électrique ou électronique, non représenté en détail (esquissé toutefois à la Figure 3C), où la trajectoire d'enfichage du corps rigide 9 est délimitée avec quelque latitude par une rainure ou un autre moyen de guidage situé devant le support 13. La partie d'articulation 14 est incurvée et forme un repli à angle aigu, qui lui permet de s'étendre au-dessus de la partie de fixation 12 et procure une grande souplesse de rotation au contact femelle. La partie d'extrémité 16 est formée de deux nervures 17 parallèles encadrant la lame souple 7 et bifurquant de la partie d'articulation 14 à l'endroit du raccordement 15. Tous les constituants du contact femelle sont d'un seul tenant, et le levier est en particulier composé d'une seule lame souple recourbée, dont la lame souple 7 déjà mentionnée est seulement un prolongement au-delà du raccordement 15. Alors que les autres constituants du contact ont une dimension de largeur dans une direction transversale T, les nervures 17 s'étendent perpendiculairement à cette direction et possèdent donc une grande rigidité à l'égard des efforts qui leur sont appliqués par le corps rigide 9 dans la direction d'enfichage E, perpendiculaire à cette direction transversale T. Les nervures 17 possèdent une arête 18 d'appui du bord du corps rigide 9 supérieur. Dans cet état de déconnexion, la partie d'extrémité 16 s'étend sécante et essentiellement perpendiculaire à la trajectoire d'enfichage du corps rigide 9 (dans la direction E) et doit donc être touchée par lui quand il sera abaissé, alors que la lame souple 7 est à l'écart de cette trajectoire, s'étend le long du corps rigide 9 essentiellement parallèlement à la trajectoire d'enfichage, et ne touche donc pas le corps rigide 9 ni le contact mâle 10. Quand le corps rigide 9 est abaissé sur le contact dans la direction d'enfichage E, son bord 19 inférieur touche les arêtes 18 d'appui des nervures 17 (Figures 2B et 3B). L'effort exercé par l'enfoncement du corps 9 produit un basculement des nervures 17 et de la lame souple 7 par la flexion de la partie d'articulation 14. Cet effort augmente modérément avec l'enfoncement du corps 9, grâce à la souplesse de la partie d'articulation 14. Les nervures 17 étant rigides dans la direction d'enfichage E, leur enfoncement est entièrement communiqué à la partie d'articulation 14 et à la lame souple 7. La portion de tangence 8 finit par toucher la face latérale du corps 9 à mesure qu'elle subit le basculement vers la trajectoire d'enfichage, mais aucune variation brusque de la force d'enfoncement n'est observée ensuite, puisque ce contact se traduit par une force de frottement qui est d'abord modérée. La poursuite de l'enfichage (Figures 2C et 3C) s'exprime par un déplacement modeste de la portion de tangence 8 sur le contact mâle 10 et par un accroissement modeste également de sa force de frottement consécutive au basculement supplémentaire du levier 11. La Figure 4 montre que le contact femelle peut être formé par découpage d'une tôle mince, les nervures 17 étant alors dans le même plan que les autres éléments, puis par une série de pliages pour former le levier, placer les nervures 17 dans un plan perpendiculaire et placer la lame souple 7, en lui faisant faire un angle avec la direction d'extension des nervures 17. Une série de contacts peut être fabriquée sur la même tôle, et on voit que la matière perdue est faible, si une disposition tête-bêche est choisie. La Figure 5 illustre un mode de réalisation plus complexe, où deux contacts 20 femelles tels que décrits ci-dessus sont présents sur une même partie de fixation 12, qui est alors au centre du contact ; leurs orientations sont opposées et leur disparition est symétrique, les nervures 17 des parties d'extrémité 16 se chevauchent dans la direction transversale T et les lames souples 7 ont leurs parties de tangence 8 dirigées l'une vers l'autre. L'enfoncement du corps rigide 9 se traduit par un rapprochement simultané des lames souples 7 des deux contacts 20, qui viennent serrer les flancs opposés du corps 9. Les mêmes remarques que précédemment s'appliquent à chacun des contacts femelles. Mais comme le corps rigide 9 est ici retenu des deux côtés, les risques de mauvaise connexion électrique sont plus petits. Chacun des contacts 20 femelles peut être associé à un contact mâle 10 respectif. Un autre mode de réalisation est décrit au moyen des Figures 6A, 6B et 6C, correspondant aux Figures 3A, 3B et 3C du premier mode de réalisation décrit. Ce nouveau mode de réalisation diffère en ce que la partie d'extrémité 16 du levier 11 comprend un crochet 25 au bout de chacune des nervures 17. Le crochet 25 est dirigé dans la même direction que la lame souple 7 : il est donc essentiellement parallèle à la portion de tangence 8. Il attrape le bas du corps rigide 9 quand celui-ci touche les nervures 17, et empêche alors des mouvements latéraux du corps rigide 9, qui est retenu entre le crochet 25 et la lame souple 7 : la connexion entre la portion de tangence 8 et le contact mâle 10 est maintenue fermement. Un autre mode de réalisation encore est décrit au moyen de Figures 7A à 7D. Il se distingue des précédents en ce que le montage du contact femelle est précontraint. La lame souple 7 est prolongée, au-delà de la portion de tangence 8, depuis la portion de raccordement 15, par une portion d'accrochage 26 présentant une concavité dirigée vers une arête 27 saillant sous un couvercle 28 du boîtier dans lequel le contact femelle est logé (Figure 7A). Le couvercle 28 est opposé au support 13, qui est une autre partie du boîtier, et le contact femelle est logé entre eux. Quand le couvercle 28 est effectivement monté sur le boîtier, mais que le contact femelle est à un état libre, l'arête 27 s'ajuste dans la concavité et repousse la portion d'accrochage 26 vers le bas, et fléchit la lame souple 7 et la partie d'articulation 14 (Figure 7B). Quand le corps rigide 9 est engagé dans le boîtier à travers une rainure 29 aidant à définir la direction d'enfichage E (Figure 7C), puis touche les nervures 17, il commence à abaisser le levier 11 seulement en exerçant un effort supérieur à l'effort de précontrainte produit par le couvercle 28 (Figure 7D), ce qui décolle la portion d'accrochage 26 du couvercle 28. Le reste du processus de connexion est inchangé, et il faut exercer le même effort que précédemment pour continuer l'enfoncement du levier 11. La précontrainte permet d'indiquer nettement le début de l'engagement du corps rigide 9 sur le levier 11, et elle assure la position du levier 11 au repos. Quand le corps rigide 9 est retiré, l'élasticité du levier 11 ramène la portion d'accrochage 26 contre le couvercle 28, et l'ajustement de la concavité sur l'arête 27 maintient le levier 11 à une position uniforme. REVENDICATIONS1) Contact électrique destiné à venir en interaction contre un corps rigide (9), le corps rigide comprenant un contact complémentaire (10) et étant déplacé dans une trajectoire d'enfichage (E) pour réaliser une connexion électrique entre ledit contact électrique et le contact complémentaire, le contact électrique comprenant une lame souple (7) ayant une portion de tangence (8) au contact complémentaire (10), caractérisé en ce qu'il comprend encore un levier, le levier comprenant successivement une partie de fixation (12) à un support (13), une partie flexible d'articulation (14) à la partie de fixation (12), un raccordement (15) à la lame souple (7), et une partie d'extrémité (16) faisant un angle avec la lame souple (7). 2) Contact électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la partie d'extrémité (16) est sécante et essentiellement perpendiculaire à la trajectoire d'enfichage (E) et la lame souple (7) est essentiellement parallèle à la trajectoire d'enfichage (E). 3) Contact électrique suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie d'articulation (14) comprend un repli à angle aigu avec la partie de fixation (12). 4) Contact électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie d'extrémité (16) du levier est rigide. 5) Contact électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la partie d'articulation (14) est une lame que prolonge la lame souple (7). 6) Contact électrique suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la lame souple et le levier sont d'un seul tenant. 7) Contact électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la partie d'extrémité (16) est composée de deux nervures (17) encadrant la lame souple. 8) Contact électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la partie d'extrémité comprend un bout recourbé en crochet (25) essentiellement parallèle à la portion de tangence (8) de la lame souple (7). 9) Equipement électrique ou électronique, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un contact conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, la partie d'extrémité du levier traversant la trajectoire d'enfichage, mais la lame souple (7) étant toute d'un côté de la trajectoire d'enfichage. 10) Equipement électrique ou électronique suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le levier (11) comprend une portion (26) de contact avec un couvercle (28) opposé au support (13), qui est une autre partie du boîtier, à un état libre du contact électrique. 11) Equipement électrique ou électronique suivant la revendication 10, caractérisé en ce que ladite portion (26) est un prolongement de la lame souple (7) au-delà de la portion de tangence (8). 12) Equipement électrique ou électronique suivant l'une quelconque des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que ladite portion comporte une concavité s'ajustant sur une arête (27) du couvercle (28).