Brevet FR3092943A1 — publié le 20200821

Description Titre de l'invention : Dispositif d'interconnexion multidirectionnelle à contact femelle Domaine technique [0001] L'invention concerne le domaine de la connectique. Plus précisément, l'invention trouve une application, par exemple, dans la connectique de puissance et notamment dans la connectique de puissance pour véhicules automobiles. Etat de la technique [0002] En connectique, il peut être nécessaire d'interconnecter entre elles au moins deux barres métalliques conductrices (aussi appelées « busbars » en anglais). À cette fin, il a déjà été conçu des dispositifs d'interconnexion 1 comprenant deux portions comprenant chacune des lames de contact 2 élastiques (voir figure 1). Par exemple, ces lames de contact 2 sont agencées par paire. Les lames de contact 2 de chaque paire s'étendent longitudinalement respectivement de part et d'autre d'un plan. Chacune des lames de contact 2 de chaque paire comporte une surface de contact. Les surfaces de contact de chacune des lames de contact se trouvent en vis-à-vis l'une de l'autre de part et d'autre du plan. Dans l'exemple illustré sur la figure 1, la direction longitudinale L des lames de contact 2 dans une portion est orientée perpendiculairement à la direction longitudinale L' des lames de contact 2 dans l'autre portion. Ainsi, des barres métalliques conductrices 3 être insérées entre les lames de contact 2 de chacune des portions, parallèlement à des directions d'insertion différentes. Ces directions d'insertion sont parallèles respectivement à chacune des direction longitudinales L, L' des lames de contact 2. Plus particulièrement ces directions d'insertion sont perpendiculaires entre elles. Par contre, dans chacune des poilions, la direction d'insertion est unique. Résumé de l'invention [0003] Dans certaines configurations, il peut être utile d'insérer les barres métalliques conductrices selon des directions d'insertion plus diverses que celles possibles avec les dispositifs d'interconnexion de l'art antérieur. [0004] À cette fin, il a été conçu selon l'invention un dispositif d'interconnexion à contact femelle comportant au moins une paire de lames de contact métalliques élastiques s'étendant respectivement de part et d'autre d'un plan. Chaque paire de lames de contact forme un contact femelle. Chacune des deux lames de contact de chaque paire comporte au moins une surface de contact. Dans ce document, pour simplifier, on nomme « surface de contact » une aire d'une lame de contact, sur laquelle se trouvent des points de contact électrique susceptibles de s'établir entre une lame de contact et 2 une barre métallique conductrice insérée entre chaque paire de lame. Les surfaces de contact de chacune des lames de contact sont en vis-à-vis l'une de l'autre, de part et d'autre du plan. Chaque lame de contact s'étend entre une portion de liaison au niveau de laquelle les lames de contact sont reliées entre elles et une extrémité libre. Au niveau de l'extrémité libre, chaque lame de contact présente une surface d'insertion s'écartant du plan, en éloignement de chacune, respectivement, des surfaces de contact. Autrement dit, les surfaces d'insertion de deux lames de contact de chaque paire forment une embouchure en entonnoir (ou gorge en V) afin de guider et de faciliter l'insertion d'une barre métallique conductrice entre les lames de contact. [0005] Plus particulièrement, chaque lame de contact comporte une portion de contact s'étendant entre l'extrémité libre et deux côtés radiaux, angulaircment distants l'un de l'autre d'un angle non-nul, préférentiellement supérieur ou égal à 60 degrés, et par exemple égal à, ou voisin de, 90 degrés. L'extrémité libre de chaque lame de contact s'étend alors entre les deux côtés radiaux de cette lame de contact, essentiellement parallèlement au plan, et la surface d'insertion de chaque lame de contact longe son extrémité libre. [0006] Ainsi, l'extrémité libre d'un contact femelle du dispositif d'interconnexion et la surface d'insertion de chaque lame de contact forment une ouverture qui permet d'insérer une barre métallique conductrice selon différents angles. Si ces angles sont définis par exemple par rapport à un côté radial, ils peuvent prendre n'importe quelle valeur choisie dans l'ensemble continu des valeurs d'angles comprises entre 0 degré et la valeur de l'angle entre les deux côtés radiaux. [0007] Le dispositif d'interconnexion à contact femelle selon l'invention comporte éven- tuellement l'une et/ou l'autre des caractéristiques suivantes considérées chacune isolément, indépendamment l'une de l'autre, ou en combinaison d'une ou plusieurs autres : au moins une lame de contact comprend au moins deux branches, chaque branche s'étendant essentiellement radialement entre la portion de liaison et l'extrémité libre ; au moins une lame de contact comporte trois branches : une première et une deuxième branches s'étendant essentiellement radialement entre la portion de liaison et l'extrémité libre, chacune des première et deuxième branches s'étendant respectivement longitudinalement parallèlement à un côté radial, et une troisième branche s'étendant radialement, entre les première et deuxième branches, depuis de la portion de liaison en direction de l'extrémité libre ; les deux lames de contact de chaque paire présentent des portions de contact essentiellement symétriques l'une de l'autre par rapport au plan ; il comporte deux paires de lames de contacts ; autrement dit il comporte deux 3 contact femelles ; chaque lame de contact comporte une portion de liaison au niveau de laquelle les paires de lames de contact sont reliées entre elles ; il comporte une douille de contact présentant des languettes de contact conductrices élastiques distribuées autour d'un axe central d'accouplement, les languettes de contact s'étendant longitudinalement essentiellement parallèlement à cet axe central et perpendiculairement au plan ; toutes les lames de contact sont identiques ; et il est formé d'une pluralité de feuillets empilés les uns sur les autres dans une direction essentiellement perpendiculaire au plan. [0008] Selon un autre aspect, l'invention concerne un ensemble de connexion comprenant un dispositif d'interconnexion à contact femelle comportant au moins l'une des caractéristiques énoncées ci-dessus et une barre métallique conductrice insérée entre deux lames de contact formant un contact femelle. Brève description des dessins [0009] D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels: [0010] [fig.1 J représente schématiquement en perspective un dispositif d'interconnexion selon Fart antérieur, pour connecter entre elles deux barres métalliques conductrices ; [0011] [fig.2] représente schématiquement en perspective une lame de contact d'un dispositif d'interconnexion selon l'invention, vue par sa face interne ; [0012] [fig.31 représente schématiquement en perspective la lame de contact de la figure 2, vue par sa face externe ; [0013] [fig.4] représente schématiquement en perspective un ensemble de quatre lames de contact telles que celle représentée sur les figures I et 2, avant leur assemblage, pour former un dispositif d'interconnexion selon l'invention ; [0014] [fig.5] représente l'ensemble de la figure 4, une fois les lames de contact assemblées ; [0015] [fig.6] représente la figure 6 illustre l'insertion d'une barre métallique conductrice, selon plusieurs directions d'insertion, dans un contact femelle d'un dispositif d'interconnexion selon l'invention ; 100161 Ifig.71 représente un assemblage de lames de contact d'un dispositif d'interconnexion selon l'invention, dans une configuration différente de celle correspondant à la figure 5 ; [0017] [fig.8] représente schématiquement en perspective un autre mode de réalisation d'un dispositif d'interconnexion selon l'invention ; [0018] [fig.9] représente schématiquement en perspective encore un autre mode de réalisation d'un dispositif d'interconnexion selon l'invention ; et [0019] [fig.10] représente schématiquement en perspective un exemple d'un procédé de découpe et de pliage d'une tôle, pour réaliser une lame de contact adaptée pour former un dispositif d'interconnexion selon l'invention. Description détaillée [0020] Un mode de réalisation d'un dispositif d'interconnexion 1 à contact femelle selon l'invention est illustré par les figures 2 à 5. Ce dispositif d'interconnexion 1 comporte au moins une paire de lames de contact 2 métalliques élastiques (voir par exemple la figure 5). Chacune de ces lames de contact 2 est réalisée par découpage et formage à partir d'au moins un feuillet métallique conducteur. Dans l'exemple illustré par les figures 2 à 5, les lames de contact 2 sont réalisées à partir d'un feuillet métallique en monocouche (sans empilement) constitué d'un alliage de cuivre. Cc feuillet a, par exemple, une épaisseur de 1,2 millimètres. [0021] Chaque lame de contact 2 comporte une face interne 4 et une face externe 5 (voir figures 2 et 3). Chaque lame de contact 2 comporte également une portion de liaison 6 et une portion de contact 7. [0022] La portion de liaison 6 se présente sous forme d'une plaque s'étendant longitudi- nalement entre une extrémité libre 8 et la portion de contact 7. La portion de liaison 6 comporte, au voisinage de l'extrémité libre 8, une encoche 9, un ergot 10, et un trou 11 traversant. Ce trou 11 est percé, à travers l'épaisseur de la plaque, perpendiculairement aux surfaces principales de la portion de liaison 6. L'ergot 10 est formé à partir d'une dent découpée dans le feuillet métallique et courbée du côté de la face interne 4 de la lame de contact 2. L'ergot 10 dépasse de la surface principale correspondant à la surface interne 4 d'une distance correspondant essentiellement à l'épaisseur du feuillet (c'est-à-dire l'épaisseur d'une plaque). [0023] La portion de contact 7 a une forme globalement triangulaire. Elle est reliée par l'un de ses sommets à la portion de liaison 6 avec laquelle elle est venue de matière. Le côté opposé à ce sommet forme une autre extrémité libre 12 de la lame de contact 2. Au niveau de ce côté opposé, la lame de contact 2 comporte une poutre frontale 13 reliée par chacune de ses extrémités à la portion de liaison 6, respectivement par une première 14 et une deuxième 15 branches. Les première 14 et deuxième 15 branches comportent chacune respectivement un côté radial 16 ou 17. Les deux côtés radiaux 16, 71 forment un angle a. non-nul et préférentiellement égal à 90 degrés. [0024] La poutre frontale 13 est essentiellement courbe. Elle forme un arc de cercle dont le centre se trouve sur un rayon parallèle à la direction longitudinale de la portion de contact 7. Par exemple, le rayon de courbure de la poutre frontale 13 est de 12,5 millimètres (courbure au niveau de l'extrémité libre 12). [0025] La poutre frontale 13 comporte, tournées vers la surface interne 4, une surface de contact 18 et une surface d'insertion 19 s'étendant toutes deux le long de l'extrémité libre 12, essentiellement entre les première 14 et deuxième 15 branches. On notera que les surfaces de contact 18 peuvent être réduites essentiellement à une ligne courbe s'étendant parallèlement à l'extrémité libre 12 sur laquelle chaque lame de contact 2 établit des points de contact électrique avec une barre métallique conductrice 3. La surface de contact 18 s'étend, sur la face interne 4, dans un plan parallèle aux surfaces principales de la portion de liaison 6. La surface d'insertion 19 est biseautée et s'écarte, en direction de l'extrémité libre 12, du plan de la surface de contact 18. Cette surface d'insertion 19 permet de guider et faciliter l'insertion d'une barre métallique conductrice 3 dans le dispositif d'interconnexion 1. [0026] Les première 14 et deuxième 15 branches sont légèrement déformées au voisinage de leur jonction avec la poutre frontale 13 de manière à décaler la surface de contact 18, par rapport à la portion de liaison 6. Autrement dit, du côté de la face interne 4 de la lame de contact 2, la surface de contact 18 se trouve dans un plan situé devant celui correspondant à la surface de la portion de liaison 6. Ce décalage permet de rapprocher l'une de l'autre les surfaces de contact 18 de deux lames de contact 2 en vis-à-vis, c'est-à-dire formant un contact femelle destiné à l'insertion d'une barre métallique conductrice 3. [0027] La portion de contact 7 comporte une ouverture 20 délimitée par la poutre frontale 13 et les première 14 et deuxième 15 branches. Une troisième branche 21 s'étend longitudinalement dans l'ouverture à partir de la portion de liaison 6. La troisième branche 21 comporte également une surface de contact 18, distincte de celle de la poutre frontale 13. La troisième branche 21 comporte une extrémité libre 22, longitudinalement opposée à son extrémité reliée à la portion de liaison 6. La troisième branche 21 n'est pas reliée à la poutre frontale 13. Comme la première 14 et la deuxième 15 branches, la troisième branche 21 est légèrement déformée de manière à décaler sa surface de contact 23, par rapport la portion de liaison 6. La surface de contact 23 de la troisième branche 21 se trouve donc également dans un plan situé devant celui correspondant à la 6 surface de la portion de liaison 6. La troisième branche 21 comporte une portion recourbée, entre sa surface de contact 23 et son extrémité libre 22. Elle s'écarte ainsi de la face interne 4 de la lame de contact 2, de manière à guider et faciliter l'insertion d'une barre métallique conductrice 1 dans le dispositif d'interconnexion 1. [0028] Pour former un dispositif d'interconnexion 1 correspondant au mode de réalisation illustré par les figures 4 et 5, on assemble au moins deux paires de lames de contact 2 telles que décrites ci-dessus. Une lame de contact 2 de chaque paire est intercalée entre deux lames de contact 2 de l'autre paire. Les deux lames de contact 2 de chaque paire sont orientées de manière à ce que leur portion de liaison 6 s'étende longitudinalement parallèlement l'une à l'autre et à ce que les portions de contact 7 se trouvent en vis-à-vis l'une de l'autre. Par contre, la lame de contact 2 d'une paire intercalée entre les lames de contact 2 de l'autre paire est orientée de manière à ce que sa portion de liaison 6 s'étende longitudinalement perpendiculairement aux portions de liaison 6 des deux lames de contact 2 de l'autre paire. Les trous 11 des quatre lames de contact 2 sont alignés selon une direction d'assemblage A. [0029] Lors de cet assemblage, l'ergot 10 de chaque lame de contact 2 pénètre dans une encoche 9 de la lame de contact 2 voisine. De cette manière, l'orientation de chacune des lames de contact 2 par rapport aux autres est bien définie et bloquée. [0030] Après assemblage, les lames de contact 2 sont solidairement fixées les unes aux autres, à l'aide d'un rivet passant par les trous 11 et/ou par soudure, etc. [0031] Pour chaque paire de lames de contact 2, les faces internes 4 sont tournées l'une vers l'autre. Les surfaces de contact 18 de chacune des lames de contact 2 sont en vis-à-vis l'une de l'autre, de part et d'autre d'un plan P par rapport auquel elles sont parallèles (voir figure 5). Les surfaces d'insertion 19 de chaque paire forment, après assemblage, une gorge 24 courbe qui permet l'insertion, entre les lames de contact 2, d'une barre métallique conductrice 3 selon plusieurs directions. [0032] Comme illustré par la figure 6, d'une barre métallique conductrice 3 peut être insérée dans la gorge 24 selon des directions essentiellement parallèles aux première 14 et deuxième 15 branches, ou selon n'importe quel angle entre ces deux directions, et en particulier à 45 degrés de celles-ci. Préférentiellement, la largeur (parallèlement au plan P) de la barre métallique conductrice 3 qui peut être insérée dans la gorge 24 est inférieure à 12 millimètres. [0033] Comme le dispositif d'interconnexion 1 des figures 5 et 6 comporte deux paires de lames de contact 2, orientées à 90 degrés l'une de l'autre, et comme chaque paire de lames de contact 2 peut être connectée avec une barre métallique conductrice 3 selon plusieurs directions, on constate que ce dispositif d'interconnexion 1 permet de connecter entre elles deux barres métalliques conductrices 2 selon de nombreuses orientations de l'une par rapport à l'autre. Par exemple, les deux barres conductrices 7 métalliques ainsi connectées peuvent être alignées (c'est-à-dire avec un angle de 180° entre leurs directions longitudinales), à 90° l'une de l'autre, à 45° l'une de l'autre, etc. [0034] Selon un autre mode d'assemblage, à partir de lames de contact 2 identiques à celles décrites en relation avec les figures 2 et 3, on peut aussi obtenir la configuration illustrée par la figure 7. Dans cc mode de réalisation, les portions de liaison 6 de toutes les lames de contact 2 s'étendent longitudinalement parallèlement à une même direction. Les gorges 24 sont essentiellement ouvertes dans des directions opposées. [0035] Selon un autre mode de réalisation d'un contact selon l'invention, illustré par la figure 8, le dispositif d'interconnexion 1 comporte également deux paires de lames de contact 2. Les caractéristiques des lames de contact 2 identiques ou semblables à celles déjà décrites ne font pas l'objet d'une description qui serait redondante avec celle-ci-dessus. Notamment, les portions de contact 7 de chaque lame de contact 2 sont essentiellement les mêmes que celles déjà décrites, à la différence du décalage entre les surfaces de contact 18 par rapport à la surface, côté face interne, de la portion de liaison 6 qui peut être inférieur du fait qu'aucune autre lame de contact 2 n'est intercalée entre deux portions de liaison 6 d'une paire de lames de contact 2. [0036] Dans le contact illustré par la figure 8, deux portions de contact 7 sont reliées entre elles par une portion de liaison 6 commune. Les deux portions de contact 7 sont orientées perpendiculairement l'une par rapport à l'autre. Autrement dit, deux des premières 14 et deuxièmes 15 branches sont parallèles entre elles (verticalement sur la figure 8), les deux autres sont alignées (horizontalement sur la figure 8) et les troisièmes branches 12 sont perpendiculaires entre elles. Les directions d'insertion d'une barre métallique conductrice 3 entre chacune des portions de contact 7, respectivement de chaque paire de lame de contact 2, sont donc essentiellement les mêmes que celles mentionnées en relation avec la figure 4. [0037] Les portions de liaison 6 s'étendent entre les portions de contact 7, perpendicu- lairement aux branches 14, 15 qui sont alignées. Les portions de liaison 6 comportent un trou 11 dans lequel est logée une douille 25 de contact femelle. Par exemple, la douille 25 est insérée à force dans le trou 11. Cette douille 25 présente des languettes de contact 26 conductrices élastiques distribuées autour d'un axe central d'accouplement avec une broche de connecteur mâle (non représenté). Les languettes de contact 26 s'étendent longitudinalement essentiellement parallèlement à cet axe central. Cette douille 25 est réalisée par exemple par découpage et formage à partir d'un feuillet métallique conducteur. [0038] Le dispositif d'interconnexion 1 illustré schématiquement sur la figure 9 comporte quatre paires de portions de contact 7 semblables à celles déjà décrites. Ces paires de portions de contact 7 sont reliées les unes aux autres à l'aide de portions de liaison 6 comportant chacune un trou 11 aligné sur celui des autres lames de contact 2. Une 8 douille 25 telle que décrite ci-dessus peut être logée dans le trou 11. [0039] Chaque lame de contact 2 peut être découpée et formée dans un feuillet métallique unique (mono feuillet ou monocouche) ou peut, comme illustré sur la figure 10, être réalisé par empilement de plusieurs éléments 27, découpés dans un ou plusieurs feuillets avant d'être repliés et/ou positionnés les uns sur les autres de manière alignée, puis soudés les uns aux autres par exemple. [0040] Selon des variantes non-illustrées, le dispositif d'interconnexion selon l'invention peut comporter une lame de contact 2 avec une portion de contact 7 essentiellement plane, tandis que la lame de contact 2 située en vis-à-vis présente les caractéristiques décrites ci-dessus ; et/ou comporter une ou plusieurs lames de contact 2 dans lesquelles la portion de contact 7 est pleine, c'est-à-dire qu'elle ne présente pas à proprement parler de branches 14, 14 et 21, et de poutre frontale 13. Cette portion de contact 7 ne comporte pas d'ouverture 20. Les surfaces de contact 18 et d'insertion 19 sont formées par déformation d'un secteur plein découpé dans au moins un feuillet de matériau métallique conducteur. [0041] Les dispositifs d'interconnexion 1 décrits ci-dessus en relation avec les figures 2 à 9 comportent au moins deux contacts femelles, chaque contact femelle comprenant une paire de lames de contact 2 en vis-à vis. Mais, un dispositif d'interconnexion 1 selon l'invention peut ne comporter qu'un seul contact femelle comprenant une seule paire de lames de contact 2 en vis-à vis. Ce contact femelle peut recevoir une barre conductrice métallique 3, un autre type de connexion pouvant être établi avec un câble, un circuit imprimé ou autre, au niveau des portions de liaison 6, par exemple par soudure, par un système vis-écrou, à l'aide d'un contact femelle 25 tel que celui décrit en relation avec la figure 8, etc. 9 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4]