Brevet FR3045964A1 — publié le 20170623

Contact femelle avec lames latérales de maintien pour contact mâle et ensemble de connexion comportant de tels contacts femelle et mâle [1] L'invention concerne le domaine des connecteurs électriques et, notamment, des 5 connecteurs électriques pour véhicules automobiles. [2] Les connecteurs, et en particulier, ceux montés sur des moteurs à explosion, peuvent être soumis à de fortes vibrations (par exemple 60G à 1000Hz). Il est donc important que les contacts mâles et femelles de ces connecteurs puissent maintenir dans le temps un contact électrique aussi peu résistif que possible, qu'ils ne soient pas à l'origine d'arcs électriques ou 10 d'échauffements excessifs et qu'ils ne soient pas le siège d'une corrosion par frottements (« fretting corrosion » selon la terminologie anglo-saxonne). [3] Il a été proposé des contacts électriques femelles, tels que ceux décrits dans le document US5681190, comprenant une cage et un manchon. De tels contacts électriques femelles sont destinés à être logés dans des cavités ménagées dans un boîtier constitué d'un 15 matériau diélectrique. La cage est réalisée à partir d'une tôle emboutie et pliée. Elle s'étend selon une direction longitudinale entre [4] - une extrémité d'appariement munie d'une ouverture par laquelle une languette de contact mâle peut être introduite dans la cage, et [5] - une extrémité de fixation à partir de laquelle le contact se prolonge par une portion 20 de fixation au niveau de laquelle un câble peut être fixé et relié électriquement, par soudure ou sertissage par exemple. [6] La cage a essentiellement une forme parallélépipédique ouverte à chacune des extrémités d'appariement et de fixation, pour former un tube avec quatre parois. Elle comprend donc une paroi inférieure, une paroi supérieure et deux parois latérales s'étendant 25 entre les parois inférieure et supérieure. Ces parois inférieure, supérieure et latérales délimitent un espace interne adapté pour recevoir et loger la languette d'un contact mâle introduite par l'ouverture de l'extrémité d'appariement. Les parois supérieure et inférieure comprennent chacune au moins une lame de contact, élastique et s'étendant, à partir de la cage vers une extrémité libre, transversalement par rapport à la direction longitudinale. 30 [007] Par ailleurs, le manchon enveloppe, par l'extérieur de la cage, au moins partiellement les parois inférieure, supérieure et latérales. 3045964 2 [8] Il peut être avantageux de pouvoir utiliser ce type de contacts femelles avec des contacts mâles de formes et de dimensions variées, sans avoir à concevoir et fabriquer un contact femelle adapté et ajusté pour chaque forme ou dimension de contact mâle. Par exemple, dans le cas d'un contact mâle avec une languette de forme aplatie, les lames de contact 5 exercent une pression sur les faces principales de la languette (essentiellement parallèles aux parois supérieure et inférieure de la cage), pour établir entre elles un contact électrique. Mais, la languette peut être amenée sous l'effet des vibrations, à se déplacer et osciller, entre les lames de contact, dans un plan parallèle aux parois inférieure et supérieure. De tels déplacements peuvent être à l'origine d'une dégradation de la qualité du contact électrique 10 entre les contacts mâle et femelle ainsi connectés. [9] Un but de l'invention est de palier au moins partiellement ce problème et d'augmenter la persistance dans le temps d'une bonne qualité de contact entre les contacts mâle et femelle. [colo] A cette fin, on réalise un contact électrique femelle du type de celui décrit ci-dessus, 15 avec ou sans manchon, dans lequel au moins l'une des parois latérales comporte au moins une lame de maintien. Cette lame de maintien est élastique et découpée dans une paroi latérale. Elle reste attachée à la paroi latérale dans laquelle elle est découpée au niveau d'une jonction. Cette jonction est plus proche de l'extrémité d'appariement que de l'extrémité de fixation. La lame de maintien s'étend à partir de la jonction vers une extrémité libre située plus proche de 20 l'extrémité de fixation que de l'extrémité d'appariement. L'extrémité libre fait saillie dans l'espace interne. [0011] Grâce à ces dispositions, chaque lame de maintien latérale coopère de manière élastique avec un bord de la languette du contact mâle, afin de limiter ses mouvements dans le contact femelle dans lequel il est logé. Par exemple, chaque lame de maintien peut coopérer 25 avec un bord (essentiellement perpendiculaire aux faces principales) de la languette du contact mâle, afin de limiter, dans la cage, ses mouvements parallèles aux parois inférieure et supérieure. [0012] Le contact électrique femelle selon l'invention peut en outre comporter l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes considérées isolément ou en combinaison d'une ou 30 plusieurs autres : [0013] - il comporte un manchon enveloppant, par l'extérieur de la cage, au moins partiellement les parois inférieure, supérieure et latérales; 3045964 3 [0014] - les lames de maintien comportent une zone de pression prenant appui, lorsqu'une languette de contact mâle est logée dans la cage, sur le manchon si le contact est constitué de deux pièces ou prenant appui sur les faces internes d'une cavité de boitier dans laquelle la cage est insérée si le contact femelle est constitué d'une seule pièce; [0015] - le manchon et/ou la cage comporte deux rampes, chacune repliée vers l'intérieur et/ou l'extérieur de la cage ; par exemple, ces deux rampes sont repliées vers les parois latérales et l'espace interne de la cage, au niveau de l'extrémité d'appariement ce cette dernière ; [0016] - les lames de contact correspondant aux parois supérieure et inférieure comportent, au niveau de leur extrémité libre, une arête entre deux surfaces formant un angle aigu avec un plan parallèle aux parois inférieure et supérieure ; [0017] - les lames de contact correspondant aux parois supérieure et inférieure sont liées à la cage au niveau des parois latérales ; [0018] - la cage est intégralement formée d'une seule pièce ; [0019] - la paroi supérieure de la cage comporte une ligne de jonction entre deux bords d'un flan replié ; et [0020] - la ligne de jonction est au moins partiellement recouverte d'une portion continue du manchon s'étendant au-dessus et parallèlement à la paroi supérieure de la cage et repliée de part et d'autre de celle-ci parallèlement aux parois latérales. [0021] Selon un autre aspect l'invention concerne un ensemble de connexion. Un tel ensemble de connexion peut par exemple comprendre un connecteur et un contre-connecteur électriques comportant respectivement un contact électrique femelle selon l'invention, avec deux lames de maintien, et un contact électrique mâle ayant une languette avec une dimension, perpendiculairement à la direction longitudinale et parallèlement aux parois inférieure et supérieure, inférieure à la dimension interne correspondante de la cage, et supérieure à l'écartement entre les extrémités libres des lames de maintien (lorsqu'elles ne sont pas contraintes, avant insertion de la languette dans la cage). [0022] Cet ensemble de connexion comporte éventuellement une languette ayant une forme en coupe transversale de parallélépipède aplati, et les lames de maintien prennent appui 30 chacune respectivement sur un bord de la languette correspondant au petit côté de ce parallélépipède. 3045964 4 [0023] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit ainsi que sur les dessins annexés. Sur ces dessins : [0024] - la figure 1 représente schématiquement en perspective un ensemble ce connexion comprenant un contact mâle et un contact femelle ; 5 [0025] - la figure 2 représente schématiquement en perspective la cage du contact femelle de la figure 1 ; [0026] - la figure 3 représente schématiquement en perspective, vue essentiellement de face, la cage de la figure 2 ; [0027] - la figure 4 représente schématiquement en perspective et en coupe, vue 10 essentiellement de dessus, la cage des figures 2 et 3 ; [0028] - la figure 5 représente schématiquement en perspective et en coupe, vue essentiellement de dessus, la cage des figures 2 et 3, avec un manchon autour de la cage et une languette de contact mâle inséré dans la cage ; [0029] - les figures 6A et 6B représentent chacune une languette de contact mâle ayant une 15 forme différente de celle insérée dans la cage du contact femelle représenté sur la figure 5 ; [0030] - les figures 7A et 7B représentent en coupe longitudinale une variante de la cage du contact femelle représenté sur les figures 1 à 5, avec une languette de contact mâle insérée dans la cage ; et [0031] - les figures 8A et 8B représentent en coupe longitudinale une autre variante de la 20 cage du contact femelle représenté sur les figures 1 à 5, avec une languette de contact mâle insérée dans la cage. [0032] Dans ce document les termes « avant », « arrière », « dessus », « dessous », etc. sont purement conventionnels et font, le cas échéant, référence aux orientations telles que représentées sur les figures. 25 [0033] L'ensemble de connexion 100 représenté sur la figure 1 comporte un contact femelle 1 et un contact mâle 2 (dont seule la languette 3 est représentée sur les figures). Le contact femelle 1, seul ou avec d'autres contacts, peut être logé dans un boîtier de connecteur (non représenté) en matière électriquement isolante. De même, le contact mâle 2, seul ou avec d'autres contacts, peut être logé dans un boîtier d'un contre-connecteur (non représenté) en matière électriquement isolante, adapté pour s'accoupler avec le connecteur comportant le contact femelle 1. 3045964 5 [0034] Les contacts femelle 1 et mâle 2 sont accouplés, ou appariés, électriquement et mécaniquement en insérant la languette 3 dans la cage 4 du contact femelle 1, dans une direction d'insertion essentiellement parallèle à la direction longitudinale L des contacts mâle 2 et femelle 1. 5 [0035] Le contact femelle 1 comprend aussi une portion de fixation 5 prolongeant la cage 4, vers l'arrière de celle-ci, dans la direction longitudinale L. La portion de fixation 5 est adaptée dans le cas présent pour recevoir et y sertir l'extrémité d'un câble (non représenté). Le contact femelle 1 comprend également un manchon protecteur 6. [0036] La cage 4 est obtenue par emboutissage et pliage d'une tôle de matériau conducteur 10 (cuivre ou aluminium ou un alliage de ces métaux par exemple). Le manchon 6 est également obtenu par emboutissage et pliage d'une tôle de matériau conducteur (acier par exemple). [0037] Comme représenté sur la figure 2, la cage 4 a essentiellement une forme parallélépipédique. Elle s'étend longitudinalement parallèlement à la direction L entre une extrémité d'appariement 7, vers l'avant, et une extrémité de fixation 8, vers l'arrière. La cage 4 15 forme (sans prendre en compte les découpes dans les parois) un tube dont la section transversale est essentiellement rectangulaire. Ce tube a donc essentiellement quatre parois : une paroi inférieure 9, une paroi supérieure 10 et deux parois latérales 11. Il est ouvert à chacune de ses extrémités longitudinales 7 et 8. Du côté de l'extrémité d'appariement 7, il est comporte une ouverture par laquelle peut être insérée la languette 3 d'un contact mâle 2. Les 20 parois inférieure 9, supérieure 10 et latérales 11 délimitent ainsi un espace interne adapté pour recevoir et loger la languette 3. [0038] Pour le mode de réalisation décrit ici, la cage 4 est formée d'une seule pièce, en repliant, parallèlement à la direction longitudinale L, une forme découpée par emboutissage et en ramenant les bords du flan d'emboutissage, l'un vers l'autre, sensiblement au niveau d'une 25 ligne de jonction 12 médiane de la paroi supérieure 10 de la cage 4. La ligne de jonction 12 est en partie recouverte d'une portion continue 24 du manchon 6 (voir figure 1). s'étendant au-dessus et parallèlement à la paroi supérieure 10 de la cage 4. Cette portion continue 24 est repliée de part et d'autre de celle-ci parallèlement aux parois latérales 11. Elle contribue à éviter que les bords de la cage 4 ne s'écartent. 30 [0039] Les parois supérieure 12 et inférieure 9 comprennent chacune deux lames de contact 13 élastiques et s'étendant, à partir de la cage 4 vers une extrémité libre 14, transversalement par rapport à la direction longitudinale L. Dans le mode de réalisation décrit ici, les lames de 3045964 6 contact 13 correspondant aux parois supérieure 10 et inférieure 9 sont liées à la cage au niveau des parois latérales 11. On peut constater que des découpes relativement larges sont ménagées autour de ces lames de contact 13. Ainsi, une certaine élasticité est conférée à la cage 4 qui permet d'amortir une partie de l'énergie des vibrations et limite les déplacements relatifs 5 éventuels entre la languette 3 et les lames de contact 13. Ainsi, cette élasticité assure une bonne tenue aux vibrations, en même temps de bonnes performances électriques. [0040] Comme représenté sur la figure 3, les lames de contact 13 comportent au niveau de leur extrémité libre 14, une arête 15 entre deux surfaces formant un angle aigu avec un plan parallèle aux parois inférieure 9 et supérieure 10. Chaque arête 15 est essentiellement tangente 10 à une droite parallèle à la direction longitudinale L. Chaque arête 15 permet ainsi aux lames de contact 13 de mordre dans la matière constitutive de la languette 3, lorsqu'elle est insérée dans la cage 4, ce qui contribue à établir ainsi un contact électrique le moins résistif possible entre les lames de contact 13 et la languette 3. En outre, chaque arête 15 permet de mieux ancrer la languette 3 entre les lames de contact 13 et d'exercer sur la languette 3 une force de frottement 15 tendant à limiter autant que possible le déplacement relatif de la languette 3 par rapport à la cage 4 dans un plan parallèle aux parois supérieure 10 et inférieure 9. [0041] Les parois latérales 11 comportent chacune une lame de maintien 16, élastique découpée dans une paroi latérale à laquelle elle reste attachée au niveau d'une jonction 17. Chacune lame de maintien 16 s'étend donc à partir d'une jonction 17 vers une extrémité libre 20 18. Chaque lame de maintien 16 est repliée vers l'arrière de la cage 4, c'est-à-dire vers l'extrémité de fixation 5, afin de faciliter l'insertion de la languette 3 dans la cage 4 à partir de l'ouverture correspondant à l'extrémité d'appariement 7. Comme on peut le remarquer sur les figures 3 et 4, lorsqu'aucune languette 3 n'est introduite dans la cage 4, les lames de maintien 16 s'étendent globalement transversalement dans l'espace interne de la cage 4, jusqu'à 25 éventuellement presque se rejoindre au centre de celle-ci. La longueur et la forme des lames de maintien 16 permettent de s'adapter à de nombreuses formes de languettes 3, que celles-ci aient des bords 19 parallèles, comme sur la figure 6A ou en biseau comme sur la figure 6B. [0042] Chaque paroi latérale 11 comporte une fenêtre 20 correspondant à la portion de la cage 4 découpée pour former une lame de maintien 16 respective. 30 [0043] Chacune lame de maintien 16 a, en coupe longitudinale, parallèlement aux parois inférieure 9 et supérieure 10, une forme en « S ». Comme représenté sur la figure 5, une portion de cette forme en «S » est destinée à venir au contact d'un bord 19 longitudinal de la 3045964 7 languette 3, lorsque celle-ci est introduite dans la cage4. Une autre portion de cette forme en « S » est destinée à venir au contact de la face interne du manchon 6. Cette dernière portion de la forme en « S » forme une zone de pression prenant d'appui sur le manchon 6 lorsqu'une languette 3 de contact mâle 2 est logée dans la cage 4. Ainsi, non seulement les lames de 5 maintien 16 guident et maintiennent la languette 3 dans la cage 4, mais elles limitent, d'une part, les déplacements transversaux (dans un plan parallèle aux parois supérieure 10 et inférieure 9) de la languette 3 par rapport à la cage 4 et, d'autre part, les déplacements de la cage 4 par rapport au manchon 6. En outre, la pression des lames de maintien 16 sur la face interne du manchon 6, augmente la force exercée par les lames de maintien 16 sur la languette 10 3, contribuant ainsi à un meilleur maintien de la languette 3 dans la cage 4. [0044] Comme on peut le voir sur la figure 5 en particulier, le manchon 6 comporte deux rampes 21. Chaque rampe 21 est repliée vers l'espace interne de la cage 4 au niveau de son extrémité d'appariement 7. Elles guident la languette 3 lors de son introduction dans la cage 4. Ces rampes 21 permettent d'attacher le manchon 6 dans la cage 4 et de bloquer le mouvement 15 de la cage 4 dans le manchon 6, dans la direction longitudinale L. En outre, ces rampes 21 peuvent former chacune un point appui contribuant également à limiter le déplacement transversal (dans un plan parallèle aux parois supérieure 10 et inférieure 9) de la languette 3 par rapport à la cage 4. [0045] Le manchon 6 comporte également, sur sa face interne, des nervures 22 interférant 20 avec la surface externe des parois latérales 11 de la cage 4, et contribuant également à limiter le déplacement transversal (dans un plan parallèle aux parois supérieure 10 et inférieure 9) de la languette 3 par rapport à la cage 4. [0046] Grâce aux lames de maintien 16, on peut réduire les déplacements relatifs transversaux de la languette 3 dans la cage 4 à 0,81..tm ou moins. Pour cet exemple précis, la 25 largeur moyenne de la languette est d'environ 1.2mm, et la largeur de la cage est de 1.8mm. [0047] Des variantes du mode de réalisation précédent sont décrites ci-dessous en relation avec les figures 7A, 7B, 8A et 8B. [0048] La variante des figures 7A et 7B, diffère de la précédente essentiellement par le fait que chaque lame de maintien 16 est repliée, sensiblement à la moitié de sa longueur, en 30 ramenant son extrémité libre 18 à travers la fenêtre afin que celle-ci soit au contact de la surface interne du manchon 6 et prenne appui sur celle-ci. La portion recourbée (sensiblement en son milieu) de chaque lame de maintien 16 vient au contact d'un bord 19 longitudinal de la 3045964 8 languette 3 lorsque celle-ci est introduite dans la cage 4. Cette forme peut éventuellement contribuer à conférer plus de rigidité aux lames maintien 16, par rapport au mode de réalisation précédent. [0049] La variante des figures 8A et 8B, diffère des précédentes essentiellement par le fait 5 que chaque lame de maintien 16 prend appui sur la surface interne du manchon 6 par son extrémité libre 18 au lieu d'une portion recourbée. L'extrémité libre 18 repose sur la surface interne du manchon 6 au niveau d'une arête 23 mordant dans la matière constitutive du manchon 6 et créant ainsi une friction accrue de la lame de maintien 16 sur la surface interne du manchon 6 lorsque la languette 3 tend à se déplacer transversalement dans un plan parallèle 10 aux parois supérieure 10 et inférieure 9. [0050] D'une manière générale, le contact femelle selon l'invention peut, grâce à l'élasticité de la, ou des, lame(s) latérale(s), permettre d'accommoder plusieurs formes et dimensions de languettes 3 tout en conservant, voire en améliorant, les performances lorsque les contacts femelle 1 et mâle 2 sont soumis à des vibrations. 15 [oo51] Eventuellement, si le contact femelle n'est pas entouré d'un manchon, et que le contact femelle est constitué d'une seule pièce, ce qui vient d'être décrit ci-dessus en relation avec le manchon 6 peut être transposé aux surfaces internes d'un boîtier dans lequel est logé le contact femelle 1. 20 REVENDICATIONS1. Contact électrique femelle (1) comprenant une cage (4) s'étendant selon une direction longitudinale entre - une extrémité d'appariement (7) munie d'une ouverture par laquelle une languette (3) de contact mâle (2) peut être introduite dans la cage (4), - une extrémité de fixation (8) à partir de laquelle le contact femelle (1) se prolonge par une portion de fixation (5) au niveau de laquelle un câble peut être fixé et relié électriquement, la cage (4) comprend une paroi inférieure (9), une paroi supérieure (10) et deux parois latérales (11) s'étendant entre les parois inférieure (9) et supérieure (10), ces parois inférieure (9), supérieure (10) et latérales (11) délimitant un espace interne adapté pour recevoir et loger la languette (3) de contact mâle (2) introduite par l'ouverture, les parois supérieure (10) et inférieure (9) comprenant chacune au moins une lame de contact (13), élastique et s'étendant, à partir de la cage (4) vers une extrémité libre (14), transversalement par rapport à la direction longitudinale (L), caractérisé par le fait qu'au moins l'une des parois latérales (11) comporte au moins une lame de maintien (16) élastique et découpée dans une paroi latérale (11) à laquelle elle reste attachée au niveau d'une jonction (17) plus proche de l'extrémité d'appariement (7) que de l'extrémité de fixation (8), et s'étendant à partir de la jonction (17) vers une extrémité libre (18) située plus proche de l'extrémité de fixation (8) que de l'extrémité d'appariement (7), l'extrémité libre (18) faisant saillie dans l'espace interne. 2. Contact selon la revendication 1, comportant un manchon (6) enveloppant, par l'extérieur de la cage (4), au moins partiellement les parois inférieure (9), supérieure (10) et latérales (11), 3. Contact selon la revendication 2, dans lequel le manchon (6) comporte deux rampes (21), chacune repliée vers les parois latérales (11) et l'espace interne de la cage (4), au niveau de son extrémité d'appariement (7). 3045964 10 4. Contact selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel chaque lame de maintien (16) comporte une zone de pression prenant appui sur le manchon (6) lorsqu'une languette (3) de contact mâle (2) est logée dans la cage (4). 5 5. Contact selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les lames de contact (13) correspondant aux parois supérieure (10) et inférieure (9) comportent, au niveau de leur extrémité libre (14), une arête (15) entre deux surfaces formant un angle aigu avec un plan parallèle aux parois inférieure (9) et supérieure (10). 10 6. Contact selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les lames de contact (13) correspondant aux parois supérieure (10) et inférieure (9) sont liées à la cage (4) au niveau des parois latérales (11). 7. Contact selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la cage (4) est 15 intégralement formée d'une seule pièce. 8. Contact selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la paroi supérieure (10) de la cage (4) comporte une ligne de jonction (12) entre deux bords d'un flan replié. 20 9. Contact selon la revendication 8, en combinaison avec la revendication 2, dans lequel la ligne de jonction (12) est au moins partiellement recouverte d'une portion continue (24) du manchon s'étendant au-dessus et parallèlement à la paroi supérieure (10) de la cage (4) et repliée de part et d'autre de celle-ci parallèlement aux parois latérales (11). 25 10. Ensemble de connexion comportant un contact électrique femelle (1) selon l'une des revendications précédentes comportant deux lames de maintien (16) et un contact électrique mâle (2) ayant une languette (3) avec une dimension, perpendiculairement à la direction longitudinale (L) et parallèlement aux parois inférieure (9) et supérieure 30 (10), inférieure à la dimension interne correspondante de la cage (4), et supérieure à l'écartement entre les extrémités libres (18) des lames de maintien (16). 3045964 11 11. Ensemble de connexion selon la revendication 10, dans lequel la languette (3) a une forme en coupe transversale de parallélépipède aplati, et les lames de maintien (16) prennent appui chacune respectivement sur un petit côté de ce parallélépipède. 5