EP0074061B1

EP0074061B1 - Borne modulaire de raccordement électrique

Info

Publication number: EP0074061B1
Application number: EP82107994A
Authority: EP
Inventors: André Petit; Daniel Jamet
Original assignee: Alcatel SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1981-09-04
Filing date: 1982-08-31
Publication date: 1986-10-08
Also published as: DE3273697D1; US4469385A; FR2512595B1; CA1175514A; EP0074061A1; FR2512595A1

Description

La présente invention porte sur les raccordements électriques entre conducteurs d'un câble électrique et broches électriques telles que broches montées sur un substrat de circuit imprimé et/ou bornes électriques rigides de composants, en particulier pour les interconnexions entre châssis d'équipement électrique, circuits imprimés, composants électroniques ou éléments électriques à connexions rigides.
De tels raccordements entre conducteurs et broches rigides peuvent être réalisés par des connexions enroulées de type standard.
On connaît par le document US-A-4 008 939 une borne de raccordement électrique entre câbles électriques et broches électriques rigides montées par exemple sur un substrat de circuit imprimé. Cette borne de raccordement électrique comporte une pluralité de contacts individuels de forme allongée et sensiblement linéaire. Ces contacts sont raccordés, par l'une de leurs portions terminales, dites premières extrémités, aux câbles respectifs; ils assurent par l'autre de leurs portions terminales, dites secondes extrémités, un contact par pression sur les broches respectives. La borne de raccordement comporte aussi un support pour lesdits contacts individuels. Ce support se présente sous la forme générale d'un parallélépipède allongé. Il comporte deux parties de support montées emboîtées l'une sur l'autre et rétractables l'une en regard de l'autre par un moyen de blocage actionnable, tel qu'un arbre ou vis quart de tour de commande. L'une de ces parties de support des contacts présente une rainure longitudinale ouverte sur l'une de ses petites faces longitudinales, dans laquelle l'autre partie de support vient s'emboîter à fond ou se rétracter. Cette même partie de support de contacts présente en outre une pluralité d'alvéoles internes parallèles à ses grandes faces longitudinales et débouchant sur le fond de la rainure. Ces alvéoles constituent les logements des contacts respectifs dont les secondes extrémités destinées à assurer un contact par pression avec les broches débordent dans ladite rainure longitudinale. L'autre partie de support présente une série de passages correspondant aux alvéoles respectifs, ces passages sont destinés à recevoir les broches; en outre, leurs extrémités, en regard de ladite rainure longitudinale sont profilées pour constituer des cames sur lesquelles les secondes extrémités des contacts viennent en appui pour assurer le contact à pression souhaité sur lesdites broches lorsque cette partie de support est emboîtée à fond dans la rainure.
Dans cette borne de raccordement, c'est le moyen de blocage des deux parties de support en position emboîtée l'une dans l'autre qui permet le maintien en contact par pression desdits contacts individuels et des broches respectives. Au fur et à mesure de l'actionnement de ce moyen de blocage, les secondes extrémités concernées desdits contacts individuels glissent le long des cames, se déforment et viennent assurer à pression croissante le contact sur les broches. Ces effets, au cours de l'actionnement du moyen de blocage, risquent d'endommager les contacts sollicités simultanément en pression de plus en plus grande contre les cames et les broches, ils rendent ainsi la borne de raccordement fragile.
La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients et, de plus, de permettre d'adopter une structure modulaire à commande simultanée de la borne résultante rendue ainsi adaptable aux raccordements entre conducteurs et broches à réaliser.
La présente invention a donc pour objet une borne modulaire de raccordement électrique entre conducteurs électriques d'un câble et broches électriques rigides, comportant une pluralité de contacts individuels d'une part raccordés par une première de leurs extrémités aux conducteurs respectifs et d'autre part assurant par leur deuxième extrémité en forme de lame plate un contact par pression sur lesdites broches respectives, un support de contacts, de forme allongée et sensiblement parallélépipédique, présentant une rainure interne longitudinale ouverte sur l'une de ses faces longitudinales, dite face supérieure, et une pluralité d'alvéoles parallèles à ses faces latérales et débouchant sur le fond de ladite rainure, pour le logement desdits contacts dont la deuxième extrémité de chacun d'eux déborde dans ladite rainure, et des moyens de blocage en contact à pression desdites secondes extrémités desdits contacts sur lesdites broches électriques, caractérisée en ce que:

- lesdits contacts individuels sont en forme générale de U dont l'une des branches définit ladite première extrémité de l'autre ladite deuxième extrémité pour chacun des contacts,
- ledit support de contacts est modulaire et ladite série d'alvéoles est constituée par des alvéoles dits externes formés dans les grandes faces latérales de chacun des supports modulaires et par des alvéoles dits internes formés dans les parois longitudinales de ladite rainure et débouchant sur la face longitudinale opposée à celle portant la rainure et dite face inférieure, chacun des alvéoles externes de l'un des côtés de ladite rainure recevant la branche de contact avec le conducteur électrique de l'un des contacts et étant en vis-à-vis avec l'un des alvéoles internes de l'autre côté de ladite rainure recevant d'une part la branche en forme de lame plate s'étendant le long du sommet de cet alvéole interne et d'autre part la broche correspondante s'insérant par la face inférieure dudit support,
- et lesdits moyens de blocage sont constitués par une came rotative de forme générale cylindrique présentant deux méplats diamétralement opposés, montée dans la rainure de chaque support de contacts en étant contre les branches de contact en forme de lame et en appui sur le fond de cette rainure, assurant la mise simultanée en contact par pression des contacts avec les broches respectives lorsque ses portions semi-cylindriques sont amenées contre les branches de contact en forme de lame,
- et en ce qu'elle comporte, en outre, un élément isolant fixé sur chaque support de contacts et ménageant un logement interne supérieur pour lesdits conducteurs électriques.

L'invention sera décrite ci-après plus en détail à l'aide d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple et illustré dans le dessin ci-annexé. Dans ce dessin:

- la figure 1 représente en perspective éclatée la borne modulaire de raccordement électrique selon l'invention,
- la figure 2 représente en perspective l'un des contacts de la borne de raccordement électrique de la figure 1 et le conducteur électrique qui lui sera raccordé,
- la figure 3 et la figure 4 représentent respectivement vue en élévation et vue de dessus la borne de raccordement électrique de la figure 1, avec coupe longitudinale de ses extrémités,
- les figures 5A et 5B sont deux vues en coupe transversale de la borne de raccordement électrique, effectuées selon la ligne V-V de la figure 4, respectivement en position dite de repos et en position dite de contact,
- la figure 6 est une vue en coupe transversale de la borne de raccordement électrique, effectuée selon la ligne VI-VI de la figure 4, en position dite de repos,
- la figure 7 illustre les raccordements entre conducteurs d'un ou plusieurs câbles sur une carte de circuit imprimé dite d'interconnexion.

En regard notamment des figures 1, 3 ou 4, on voit que la borne de raccordement électrique selon l'invention est de type modulaire.
Elle comporte des supports de contacts tels que 1 et 1' identiques, qui recevront chacune douze contacts tels que 2, un élément isolant 3 pour l'alignement des supports de contacts 1 et 1', un boîtier-capot 4 assurant le blocage de l'élément 3 sur les supports de contacts et une came 5 montée rotative dans les supports de contacts 1 et 1' pour l'actionnement simultané de tous les contacts 2 et donc leur mise en position dite de repos ou en position dite de contact.
En regard des figures 3 et 7 notamment, on voit que cette borne est destinée à assurer le raccordement entre conducteurs électriques 6 et des broches électriques alignées 7.
En se référant plus particulièrement à nouveau à la figure 1, on voit que chacun des supports de contacts 1 et 1' se présente sous la forme d'un bloc parallélépipédique allongé à rainure longitudinale interne 10 ouverte sur la quasi-totalité de sa face supérieure.
Chacun de ces supports 1 et l'comporte, le long de chacune de leurs deux grandes faces latérales six alvéoles externes 11 formés sur la hauteur de ces grandes faces latérales et disposés, de l'une des faces à l'autre, en quinconce. Chacun comporte également le long des parois longitudinales de la rainure 10 six autres alvéoles, dits alvéoles internes, 12, se prolongeant jusqu'à la face inférieure du support. Ces six alvéoles internes 12 sont intercalés entre les six alvéoles externes formés sur la grande face latérale correspondante du support, c'est-à-dire sont en vis-à-vis respectivement avec les six alvéoles externes de la grande face latérale opposée. Ainsi les douze alvéoles internes 12 du support, avec les douze alvéoles externes 11 de ce même support, définissent les logements pour les douze contacts 2 que chaque support 1 ou 1' peut recevoir.
Chacun des supports 1 et 1' présente également une rainure longitudinale 13 sur chacune de ses deux grandes faces latérales, au voisinage du bord inférieur de ces faces, venant couper les six alvéoles externes 11.
Dans chacun des supports 1 et 1' la rainure interne 10 est de profondeur voisine de la moitié de la hauteur du support et est à fond 14 arrondi. Elle définit le logement de la came 5, le fond arrondi en constitue la surface d'appui. Cette rainure 10 débouche sur les deux petites faces latérales présentant chacune une ouverture 15 en forme d'arche ouverte du côté de la face inférieure, le sommet semi-circulaire de ces ouvertures en arche et le fond arrondi de la rainure 10 limitant le débattement vertical possible de la came 5 dans son logement.
Ces supports 1 et 1' sont en matière plastique, par exemple en polycarbonate; ils sont avantageusement issus de moulage.
Les contacts 2 dont l'un est représenté à plus grande échelle dans la figure 2 sont des contacts du type ressort de forme générale en U. Ainsi qu'il apparait dans cette figure 2 et/ou dans les figures 5A, 5B et 6, l'une des branches du contact 2, repérée en 20, est destinée à être raccordée au conducteur 6 gainé d'isolant, en réalisant un contact par arêtes dénudantes. A cet effet, cette branche 20 se présente elle-même en forme de U ouvert vers l'extérieur du contact 2 et présente, latéralement des arêtes internes 21 embouties venant traverser la gaine isolante du conducteur 6 lors de son insertion selon la flèche F et son maintien dans cette branche 20, pour réaliser le raccordement électrique du conducteur 6 et du contact 2.
Cette branche 20 présente, en outre, des ergots emboutis découpés 22, orientés vers l'intérieur du contact 2, venant s'agripper dans le logement 11 du support 1 ou 1', recevant cette branche pour le maintien de ce contact.
L'autre branche 23 du contact 2 est en forme de lame plate et présente dans une partie intermédiaire une simple déformation 24 formant un bossage vers l'extérieur du contact 2. Cette branche 23 est destinée à venir en contact avec l'une des broches 7, la déformation 24 localisant alors le contact électrique à réaliser.
Les contacts 2 seront en métal élastique et avantageusement recouverts d'un revêtement de protection contre la corrosion; ce revêtement protecteur sera par exemple en étain-plomb. Ainsi qu'il ressort de la figure 1 et des figures 5A et 6 correspondant à deux coupes transversales de la borne faites par deux logements successifs 11-12 de contacts, les ressorts sont insérés dans leur logement à partir de la face inférieure du support 1 ou 1' qui les reçoit, en étant, un sur deux montés alternés de 180°. Ainsi les branches 23 des contacts 2 successifs sur l'un des supports 1 ou 1' seront disposés dans les alvéoles internes successifs 12 de ce support, qui sont alternativement sur l'une et l'autre des parois de la rainure 10, tandis que les branches 20 des contacts successifs viennent se loger dans les alvéoles externes 11 qui sont alternativement sur l'une et l'autre des faces latérales du support concerné. Compte tenu de l'épaisseur des supports 1 et 1' choisie telle que la distance entre les fonds des alvéoles internes et externes en vis-à-vis est supérieure à l'écartement entre les branches 20 et 23 des contacts 2, les branches 23 s'étendront au sommet de leurs alvéoles internes respectifs.
Le maintien en alignement des supports 1 et 1' ainsi équipés de leurs contacts 2 est assuré par l'élément isolant 3 et le blocage de l'ensemble par le boîtier-capot 4, cet élément 3 et le boîtier-capot 4 étant montés emboîtés l'un dans l'autre sur les supports 1 et 1'.
En regard de la figure 1 notamment, on voit que l'élément isolant 3 est un profilé de section en U renversé et de longueur égale à celle de l'ensemble des supports 1 et 1' qu'il va recouvrir. Ce profilé 3 présente deux bossages longitudinaux 30 sur des portions de ses branches, au voisinage de sa base, ces bossages étant obtenus par une sur- épaisseur donnée à sa base et aux portions adjacentes de ses branches latérales. Il présente, aussi deux languettes longitudinales 31 en saillie vers sa partie interne et formant des rebords sur ses deux branches latérales. Ces languettes 31 viennent maintenir en alignement les supports 1 et 1' par encastrement dans les rainures 13 des supports. Ce profilé 3 est de hauteur prévue supérieure à celle des supports 1 et l'et vient, lorsqu'il les recouvre, ménager au-dessus d'eux (figures 3, 5A, 5B et 6) un espace libre 33 formant un logement pour les conducteurs 6 qui seront raccordés aux contacts 2.
Le boîtier-capot 4 est en un matériau conducteur ferro-magnétique, par exemple en acier connu sous les références Z8 C17. Ce boîtier-capot 4 est, comme l'élément 3 qu'il recouvre, de section en U et présente deux déformations longitudinales 40 sur ces deux branches latérales, correspondant aux bossages longitudinaux 30. Il présente à une extrémité une patte 41 sensiblement dans le prolongement de sa face supérieure, sur laquelle vient se loger un collier 42 à serrage par vis 43 qui maintiendra le câble de conducteurs 6 (figures 3, 4) à raccorder aux contacts 2. Ce collier 42 assurera également, ainsi que visible dans les figures 3 et 4, le raccordement électrique du boîtier-capot 4 à une masse électrique et à l'écran du câble, par un fil de continuité d'écran 61 à cosse Faston terminale 62, le boîtier-capot 4 servant d'écran électro-magnétique aux circuits qu'il renferme.
A l'opposé de cette patte d'extrémité 41 et du collier 42, la face frontale 44 du boîtier-capot 4 est fermée par une portion terminale rabattue de sa face supérieure. Cette face frontale 44 est munie d'un passage circulaire 45 d'accès pour la came 5, dans son logement des supports 1 et 1'; elle est munie, en outre, d'une petite ouverture ou perçage 46, circulaire pour le maintien de la came 5 en position pour laquelle la fermeture des contacts est assurée.
Ainsi qu'il a été dit ci-avant, après insertion de l'élément 3 dans le boîtier-capot 4, cet ensemble 3-4 est monté sur les supports 1 et 1' équipés de leurs contacts 2.
Enfin la borne rigide ainsi réalisée comporte en outre sa came de commande 5. En regard de la figure 1 notamment, on voit que cette came 5 est de longueur légèrement supérieure à celle de l'ensemble 3-4 recouvrant les supports 1 et 1'. Elle est de forme générale cylindrique et présente sur la quasi-totalité de sa longueur deux méplats 50 diamétralement opposés (figures 5A, 5B et 6). A une extrémité formant bout arrondi elle présente une gorge périphérique 51, tandis que l'extrémité opposée forme une manette d'actionnement 52. Cette manette d'actionnement qui sera extérieure au boîtier-capot 4 présente un ergot de positionnement 53 en saillie vers la face frontale 44 du boîtier-capot, disposé sensiblement dans le plan axial de la came coupant les méplats et pour pouvoir venir pénétrer dans le perçage 46 pour le maintien de cette came en position.
Cette came 5 est en matériau isolant. Elle est introduite, à travers le passage 45 de la face frontale du boîtier-capot dans la rainure 10 des supports en venant reposer sur le fond arrondi de la rainure des supports, son extrémité en bout arrondi débordant des supports 1 et 1'. Cette came 5 introduite dans les supports améliore leur alignement. Elle est maintenue en position à l'aide d'un clips 55 inséré dans la gorge 51.
L'assemblage ainsi réalisé forme une borne de raccordement commandable prête à être insérée sur des broches 7, de type à connexions enroulées, alignées en deux rangées ainsi qu'il apparaît en regard des figures 3 et 4 et plus particulièrement dans la figure 7. Dans cette figure 7, on voit quatre bornes de raccordement désignées par A, B, C, et D identiques entre elles et du type de celle illustrée dans les figures 1, 3 et 4. Ces bornes sont insérées ou prêtes à être insérées sur des doubles rangées de broches 7, débordant d'un substrat de circuit imprimé 8, ce substrat pouvant être une carte d'interconnexion de circuits ou éléments électriques ou composants électroniques à raccorder par l'intermédiaire des bornes de raccordement à différents conducteurs de câbles électriques.
Cette opération d'insertion de chacune des bornes de raccordement sur les broches 7 et le fonctionnement de la borne sont expliqués plus en détail en regard des coupes effectuées sur la figure 4 et données dans les figures 5A, 5B et 6.
Dans ces figures, on voit l'un des contacts 2 de la borne de raccordement, raccordé à son conducteur 6 et disposé en relation avec l'une des broches 7 débordant la carte d'interconnexion 8. Cette broche 7 appartient comme les autres broches semblables à un ou plusieurs éléments électriques 9 tels que celui schématisé en pointillés, par exemple à un connecteur à force d'insertion nulle pour cartes de circuit imprimé portant divers composants, réalisant par des contacts individuels sur des pistes imprimées sur l'un des bords de cette carte les entrées ou les sorties pour le circuit formé sur cette carte (non représentés).
Lors du montage de la borne de raccordement sur la carte d'interconnexion 8, les broches 7 viennent s'insérer au fond des alvéoles internes 12 du support de contacts 1 (ou du support de contacts 1'). Cette insertion est rendue possible lors du positionnement des branches 23 des contacts 2 le long du sommet de leurs alvéoles internes 12 respectifs, c'est-à-dire par actionnement de la came 5 dont l'un des méplats vient alors en regard de la branche 23 de chacun des contacts 2 qui libère alors totalement le fond de son alvéole. La branche 23 du contact 2 et la broche 7 logées toutes deux dans le même alvéole interne sont alors sans contact l'une avec l'autre.
La borne étant montée sur la carte d'interconnexion 8, l'actionnement de la came 5, par sa manette 52 en amenant l'ergot 53 porté par la manette dans le perçage 46 du boîtier-capot 4, provoque la mise des portions semi-cylindriques de la came en regard des branches 23 des contacts 2. Dans ces conditions la pression exercée sur ces branches, provoque leur enfoncement vers le fond de leurs alvéoles 12 et donc leur mise en contact avec les broches 7 qui y sont respectivement logées.
On notera, en outre, que par l'actionnement de la came de 90°, on commandera à volonté la borne de raccordement en position dite de repos pour laquelle les contacts 2 et les broches 7 sont sans contact et pour laquelle elle peut être librement dégagée de la carte 8 ou en position dite de contact pour laquelle les broches 7 seront reliées aux conducteurs 6.
En regard des figures ci-annexées, il a été indiqué ci-avant que la borne comportait deux supports de contacts chacun pouvant recevoir douze contacts. Il est évident que la borne peut comporter un nombre différent de supports de contacts et que ces derniers peuvent aussi recevoir un nombre différent de contacts. Bien entendu également, il est possible de monter tout ou partie des contacts 2 sur le support qui les reçoit en fonction de la disposition des broches 7 dans les deux rangées de broches à raccorder à un même nombre de conducteurs électriques.

Claims

1. Borne modulaire de raccordement électrique entre conducteurs électriques d'un câble (6) et broches (7) électriques rigides, comportant une pluralité de contacts individuels (2) d'une part raccordés par une première de leurs extrémités (20) aux conducteurs respectifs et d'autre part (23) assurant par leur deuxième extrémité en forme de lame plate un contact par pression sur lesdites broches (7) respectives, un support de contacts (1, 1'), de forme allongée et sensiblement parallélépipédique, présentant une rainure interne (10) longitudinale ouverte sur l'une de ses faces longitudinales, dite face supérieure, et une pluralité d'alvéoles (11, 12) parallèles à ses faces latérales et débouchant sur le fond de ladite rainure, pour le logement desdits contacts dont la deuxième extrémité de chacun d'eux déborde dans ladite rainure (10), et des moyens de blocage en contact à pression desdites secondes extrémités desdits contacts sur lesdites broches électriques, caractérisée en ce que:

- lesdits contacts individuels (2) sont en forme générale de U dont l'une des branches définit ladite première extrémité et l'autre ladite deuxième extrémité pour chacun des contacts,

- ledit support de contacts (1, 1') est modulaire et ladite série d'alvéoles est constituée par des alvéoles dits externes (11) formés dans les grandes faces latérales de chacun des supports modulaires (1, 1') et par des alvéoles dits internes (12) formés dans les parois longitudinales de ladite rainure (10) et débouchant sur la face longitudinale opposée à celle portant la rainure et dite face inférieure, chacun des alvéoles externes de l'un des côtés de ladite rainure recevant la branche (20) de contact avec le conducteur électrique de l'un des contacts (2) et étant en vis-à-vis avec l'un des alvéoles internes de l'autre côté de ladite rainure recevant d'une part la branche (23) en forme de lame plate s'étendant le long du sommet de cet alvéole interne et d'autre part la broche (7) correspondante s'insérant par la face inférieure dudit support,

- et lesdits moyens de blocage sont constitués par une came rotative (5) de forme générale cylindrique présentant deux méplats (50) diamétralement opposés, montée dans la rainure (10) de chaque support de contacts (1, 1') en étant contre les branches de contact en forme de lame et en appui sur le fond (14) de cette rainure, assurant la mise simultanée en contact par pression des contacts (2) avec les broches respectives lorsque ses portions semi-cylindriques sont amenées contre les branches de contact en forme de lame,

- et en ce qu'elle comporte, en outre, un élément isolant (3) fixé sur chaque support de contacts et ménageant un logement interne supérieur (33) pour lesdits conducteurs électriques.

2. Borne de raccordement électrique selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre un boîtier-capot (4) en matériau ferromagnétique monté sur ledit élément isolant (3) en recouvrant ladite borne.

3. Borne de raccordement électrique selon la revendication 2, caractérisée par le fait que ledit boîtier-capot (4) est relié électriquement par un fil électrique de continuité d'écran (61) à une masse électrique.

4. Borne de raccordement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la branche (23) en forme de lame de chacun des contacts (2) présente une déformation intermédiaire (24) formant un bossage vers l'extérieur de ce contact.

5. Borne de raccordement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que chaque support de contacts (1, 1 ) présente latéralement deux rainures longitudinales (13) et en ce que ledit élément isolant, de section en U, présente deux languettes longitudinales d'extrémité (31) en saillie dans sa partie interne et venant s'encastrer dans lesdites rainures latérales (13).

6. Borne de raccordement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que ladite came (5) est maintenue le long de la rainure interne (10) de chaque support de contacts (1, 1') par un clips (55) engagé dans une gorge périphérique (51) formée à une extrémité de ladite came, débordant hors de la borne et au moyen d'une manette (52) d'actionnement, à l'extrémité opposée de cette came.

7. Borne selon la revendication 6, caractérisée par le fait que ladite manette d'actionnement présente un ergot (53) en saillie sur sa face interne coopérant avec une petite ouverture (46) formée dans la face frontale dudit boîtier-capot (4), pour le maintien de la came en une position pour laquelle lesdits contacts (2) sont fermés.

8. Borne selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que les alvéoles internes successifs (12) ainsi que les alvéoles externes successifs (11), le long de ladite rainure interne (10) sont alternativement d'un côté et de l'autre de cette rainure (10).