EP0148037B1

EP0148037B1 - Dispositif de connexion à contacts et procédé de montage desdits contacts dans le dispositif

Info

Publication number: EP0148037B1
Application number: EP84400010A
Authority: EP
Inventors: François Robert Bonhomme
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-01-04
Filing date: 1984-01-04
Publication date: 1988-03-16
Also published as: EP0148037A1; DE3469980D1

Description

La présente invention a trait à un dispositif de connexion à contacts, par exemple du type connecteur de carte à circuits imprimés ou connecteur pour raccordement de circuits électroniques, ainsi qu'au procédé de montage desdits contacts dans ce dispositif.
On connaît déjà différents types de dispositifs de connexion ou éléments de connecteurs présentant une pluralité de contacts métalliques logés dans des alvéoles individuels pratiqués dans un support ou boîtier isolant. Les contacts métalliques individuels comportent un élément de contact proprement dit, mâle comme par exemple une broche, ou femelle, un corps destiné à être reçu dans l'alvéole et une sortie ou queue de contact prolongeant le corps et émergeant du support des alvéoles pour le raccordement à des conducteurs ou circuits par différents moyens tels que soudage, sertissage, enroulement.
Différents moyens ont déjà été prévus pour maintenir les contacts individuels dans leurs alvéoles. Ainsi, on a déjà prévu de réaliser des supports en forme de boîtier présentant une pluralité d'alvéoles largement ouverts permettant l'insertion du corps dans l'alvéole, un couvercle ou une contre-plaque vissée, collée ou soudée par ultrason étant ensuite mis en place pour empêcher la sortie des contacts hors des alvéoles.
Dans une autre technique (US-A-3 636 503, on munit les corps des contacts de languettes élastiques effaçables, susceptibles de s'effacer lors de l'insertion du contact dans l'alvéole pour venir se remettre en place derrière un épaulement empêchant l'extraction alors que, dans le sens d'insertion, le contact est bloqué par exemple par le fond de l'alvéole. Ces languettes, au lieu d'être ménagées directement sur le contact, peuvent également être portées par des pièces auxiliaires, par exemple par des pièces tubulaires roulées, elles-mêmes immobilisées en longueur sur le contact par deux épaulements.
Une autre technique consiste simplement à noyer les contacts dans le support lors du moulage de celui-ci.
Une autre technique encore consiste à insérer, à l'aide d'un outil, des éléments de contact munis d'ailes coupantes de façon telle que ces ailes creusent des rainures dans la matière plastique du boîtier isolant, en faisant fluer cette matière, la profondeur d'insertion étant limitée par l'arrivée en contact de l'outil contre une surface du boîtier (GB-A-2 024 539).
Ces différentes techniques présentent un certain nombre d'inconvénients.
Ainsi, dans le cas de supports avec contreplaques, l'encombrement du support est accru par la présence de la contre-plaque et la mise en place de celle-ci impose une opération particulière. De plus, en cas de remplacement de contacts, l'enlèvement de la contre-plaque risque de libérer simultanément la totalité des contacts.
Dans le cas de contacts présentant des languettes effaçables, la forme même du contact est rendue plus compliquée ou bien une pièce rapportée porteuse de languettes devient nécessaire. De plus, l'extraction d'un contact pour son remplacement n'est pas facile et demande des outils particulièrement adaptés.
Dans le cas de contacts directement noyés dans la matière isolante du support, l'extraction pour le remplacement devient bien entendu impossible. En outre, il n'existe aucune possibilité d'adaptation individuelle des contacts aux variations de pas entre les éléments de connexion puisque chaque contact est maintenu de façon rigide. Enfin, la technologie de surmoulage n'est pas aisée et exige un investissement coûteux.
L'invention se propose de remédier à ces inconvénients et de fournir un dispositif de connexion à contacts dans lequel les contacts individuels peuvent être immobilisés de façon particulièrement simple sans nécessiter de pièces supplémentaires telles que par exemple des contreplaques ou des languettes et qui permette, pour le remplacement, une extraction facile.
L'invention a également pour but de fournir un procédé simple et peu coûteux permettant l'insertion et la fixation des contacts dans leur support.
L'invention a pour objet un dispositif de connexion à contacts comportant au moins un et de préférence une pluralité de contacts individuels présentant un élément de contact, par exemple mâle ou femelle, un corps et une queue ou sortie de raccordement, un support ou boîtier isolant possédant un nombre égal d'alvéoles logeant individuellement lesdits contacts, ces derniers étant insérés dans les alvéoles dans la direction de la queue ou sortie de raccordement, laquelle traverse le fond de l'alvéole et des moyens de retenue des contacts dans leurs alvéoles pour s'opposer à leur extraction; le corps de contact présentant un épaulement de retenue susceptible de venir, lors de l'insertion, s'appliquer contre un épaulement complémentaire de l'alvéole qui le reçoit pour limiter l'insertion du contact, caractérisé en ce que la queue, initialement disposée dans le prolongement du corps est repliée à l'extérieur de l'alvéole contre une surface de support empêchant l'extraction du contact, des moyens étant de préférence prévus pour empêcher une rotation du contact dans son alvéole.
De préférence, le support ou boîtier présente, à l'extérieur de l'alvéole et du côté de la sortie de raccordement, une gorge dont la dimension transversale est égale ou très légèrement supérieure à l'épaisseur, dans la même direction, de la sortie ou queue de raccordement, le fond de ladite gorge constituant ladite surface du support empêchant l'extraction du contact. Il est ainsi possible de maintenir simplement en rotation un contact dont le corps est cylindrique ou bien dont les dimensions sont telles qu'il pourrait tourner ou pivoter dans l'alvéole.
L'épaulement de retenue présenté par le corps est de préférence simplement constitué par un épaulement assurant la transition entre le corps et la sortie de raccordement, cet épaulement coopérant avec le fond de l'alvéole au voisinage d'un orifice du fond laissant passer la sortie de raccordement du contact. Cependant, on comprend qu'en variante, les moyens de butée ou épaulement limitant le mouvement d'insertion du corps dans l'alvéole peuvent être disposés à d'autres emplacements et coopérer avec des contre-surfaces ou épaulements correspondants du support dans l'alvéole.
De préférence, la surface située à l'extérieur de l'alvéole, contre laquelle la sortie ou queue de raccordement est repliée, forme avec la direction de cette sortie avant son repli un angle légèrement supérieur à celui formé par la sortie de raccordement à l'état replié avec sa direction initiale, d'une valeur correspondant sensiblement au retour élastique lors du pliage. Ainsi, par exemple, si l'on veut que la sortie de raccordement fasse avec la direction initiale un angle de 90°, l'angle de la surface de retenue avec la direction initiale du contact est supérieur à 90° d'une faible valeur correspondant à ce retour élastique.
En raison de ce retour élastique, le contact est en fait retenu dans le sens d'extraction par la partie de la surface située au niveau même du pli de la sortie de raccordement.
La sortie ou queue de raccordement peut être pliée une seule fois de sorte que l'axe de l'extrémité de la queue de raccordement forme avec l'axe du contact lui-même un angle assez grand, de préférence supérieur à 45° et pouvant être par exemple de 90°.
Cependant, en variante, on peut replier une seconde fois la partie restante de la sortie de raccordement, par exemple pour l'amener dans une direction parallèle à la direction initiale du contact et de la sortie de raccordement. Il est également possible, si la sortie de raccordement est assez longue, de la replier de façon supplémentaire pour amener sa partie terminale dans le prolongement de l'axe initial.
Bien entendu, toutes sortes d'autres pliages supplémentaires peuvent donner, à la sortie de raccordement, toute forme, par exemple une forme de contact à lame, lui permettant d'agir comme un élément de contact élastique s'appliquant contre une plage de contact d'une pièce telle que par exemple une carte à circuits imprimés. Dans ce cas, un raccordement par soudage, sertissage ou enroulement est inutile, la queue de contact formant elle-même un élément de contact.
L'invention a également pour objet un procédé de montage des contacts dans le dispositif, caractérisé en ce que l'on utilise au départ des contacts individuels possédant une sortie ou queue de raccordement sensiblement rectiligne dans l'axe de l'alvéole, en ce que l'on introduit le contact dans l'alvéole pour faire passer la sortie de raccordement hors de l'alvéole, que l'on maintient le contact dans l'alvéole avec son épaulement de retenue appliqué contre l'épaulement complémentaire de retenue de l'alvéole et en ce que l'on replie la partie émergente de la sortie ou queue de raccordement contre ladite surface de support, de préférence au niveau d'une gorge de cette surface, de façon à donner à cette partie émergente une déformation angulaire permanente.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et se référant au dessin annexé dans lequel:

La figure 1 représente, en perspective, un contact individuel de forme cylindrique.
La figure 2 représente, en perspective, un contact de forme plate.
La figure 3 représente en perspective avec coupe, un support de dispositif destiné à recevoir un contact selon la figure 2.
La figure 4 représente une vue en coupe du contact dans le support au moment du pliage.
La figure 5 représente une vue de contact plié dans ce support et soudé sur une carte de circuits imprimés.
La figure 6 représente une vue similaire avec un second repli de raccordement soudé sur une carte.
La figure 7 représente en coupe transversale un dispositif de connexion complexe dans lequel les queues de contact sont appliquées élastiquement en contact électrique avec des pistes d'une carte de circuits imprimés.
La figure 8 représente, en perspective avec coupe, un support de forme complexe recevant deux séries de contacts analogues à ceux de la figure 1 mais de longueurs respectivement différentes.
La figure 9 représente, en perspective, un dispositif de moulage d'un support analogue à celui de la figure 8.

En se référant à la figure 1, on voit un contact ayant une forme générale de révolution avec un corps cylindrique 1a, de part et d'autre duquel s'étendent coaxialement une broche 1b formant le contact mâle et une sortie de raccordement 1c destinée à être raccordée à un conducteur. La transition entre le corps 1 a et la sortie 1 forme un épaulement annulaire 1d.
Sur la figure 2, on voit un contact réalisé par estampage ou découpage dans une bande et comprenant un corps plat de forme rectangulaire 2a, une broche de section carrée 2b formant l'élément de contact mâle et une queue de raccordement 2c avec un épaulement double 2d sur le corps.
Les contacts ainsi représentés sur les figures 1 et 2, qui sont d'une forme connue, sont tous susceptibles d'être incorporés dans l'invention, de même que différentes autres formes possibles de contact comportant, outre l'élément de contact proprement dit une queue ou sortie de raccordement et des moyens de butée tels qu'un ou plusieurs épaulements au niveau d'une partie moyenne pouvant ou non prendre la forme d'un corps plus épais, ces moyens de butée étant destinés à limiter l'enfoncement du contact dans l'alvéole dans le sens d'insertion, c'est-à-dire dans le sens de la sortie de raccordement.
On se réfère maintenant aux figures 3 à 5.
Sur la figure 3, on voit un support 3 avec une coupe à travers un alvéole. Le support 3 est réalisé par moulage d'un seul bloc. Il comporte une pluralité d'alvéoles 4a de forme plate, ouverts à la partie inférieure en 4b et refermés à la partie supérieure par un fond muni à sa partie centrale d'un passage 4c pour la sortie de raccordement 2c. Le fond détermine ainsi deux épaulements 4d contre lesquels vont pouvoir venir buter les épaulements 2d du contact. Le passage 4c débouche au fond d'une gorge 5 qui débouche librement sur l'une des faces latérales 3a du support. Le fond de la gorge 5, du côté où cette gorge est interrompue en 5a et au-dessus de l'épaulement 4d, a une forme rectiligne parallèle à la surface supérieure 3b du support et aux épaulements 4d. Par contre, la partie de fond 5b qui se dirige vers la face 3a, est inclinée de façon à former un angle assez faible, de l'ordre de quelques degrés, avec le plan des épaulements 4d.
Comme on le voit, le contact de la figure 2 est inséré dans l'alvéole par l'ouverture 4b de celui-ci et, ce faisant, la sortie de raccordement 2c traverse le passage 4c, la position finale étant atteinte lorsque les épaulements 2d viennent au contact des épaulements 4d (figure 4).
Le contact étant dans cette position contre le fond de l'alvéole, on l'y maintient au moyen d'un élément 6, par exemple en élastomère, appliqué contre la broche 2b, et avec un outil convenable (non représenté), on vient replier la sortie de raccordement 2c dans la gorge 5 (comme schématisé par une flèche à la figure 4) jusqu'à ce qu'elle vienne s'appuyer contre la surface inclinée 5b, formant alors avec sa direction initiale un angle supérieur à 90°, l'introduction dans la gorge 5 pouvant être favorisée par une inclinaison des flancs de cette gorge. Lorsque l'on écarte l'outil de pliage, la sortie de raccordement 2c pivote légèrement en sens contraire à celui de la flèche sous l'effet de l'élasticité résiduelle et adopte la position représentée en 2'c en trait interrompu, position dans laquelle la sortie de raccordement fait avec sa direction initiale un angle de 90°. Dans cette position, la sortie de raccordement 2c n'est en contact avec le fond 5b de la gorge 5, qu'au voisinage du passage 4c. Le contact se trouve ainsi maintenu immobilisé dans l'alvéole et les sorties de raccordement à la position 2'c sont toutes orientées perpendiculairement à la face 3a du support 3 dans une direction parfaitement déterminée. On comprend par ailleurs que, si l'alvéole est de forme cylindrique et reçoit un contact tel que celui représenté sur la figure 1, la sortie de raccordement, disposée de façon pliée dans la gorge 5, immobilise le contact en rotation.
En se référant à la figure 5, on voit comment l'on peut par exemple utiliser un dispositif tel que celui qui a été décrit en faisant passer la sortie de raccordement 2c à travers un orifice pratiqué dans une carte à circuits imprimés 7 et en soudant d'une façon connue en 8 le contact de façon à assurer une continuité électrique avec une plage conductrice portée en cet emplacement par la carte 7. Un bord de la carte à circuits imprimés 7 est fixé contre le support 3 par des moyens non représentés à la figure 5, la surface 3a étant appliquée contre ladite carte alors que les broches 2b s'étendent parallèlement au plan de la carte.
En se référant à la figure 6, on voit un contact similaire à celui de la figure 5 mais dont la sortie de raccordement 2c, après avoir été pliée comme on l'a représenté sur la figure 4 pour former un premier coude 2e, a été repliée une seconde fois en 2f dans un sens ramenant l'extrémité de la sortie 2c dans une direction parallèle mais décalée par rapport à l'axe initial qui est en même temps celui de la broche 2b. Une carte 7 peut être mise en place dans une position cette fois-ci perpendiculaire à la face 3a du support 3.
En se référant à la figure 7, on y voit deux supports 3 disposés parallèlement avec leurs faces 3a en regard l'une de l'autre, en laissant entre elles un intervalle permettant la mise en place d'une carte à circuits imprimés 9. Les queues de raccordement 2c, après avoir été repliées une première fois de façon à empêcher l'extraction des contacts, reçoivent plusieurs autres courbures de façon à présenter vers l'extrémité une partie incurvée 2g présentant sa convexité vers la carte à circuits imprimés 9. Dans la position représentée sur la figure, les extrémités 2g des deux contacts s'appliquent avec une pression élastique relativement importante contre les deux faces de la carte à circuits imprimés 9 au niveau de plages conductrices de celle -ci de façon à réaliser en ces emplacements une continuité électrique, la pression élastique dépendant notamment des angles des différents points de courbure ou de pliage de la sortie de raccordement 2c. Celle ci doit, bien entendu, présenter une longueur suffisante au départ pour permettre d'atteindre la configuration finale recherchée qui est représentée sur le dessin.
Dans cette forme de réalisation, les sorties de raccordement jouent en fait un rôle de contact et on peut même éventuellement utiliser les broches 2b non pas comme des contacts mâles mais comme des éléments de raccordement permanent, par exemple par soudage, enroulement etc.
Toujours dans cette forme de réalisation, les deux supports 3 peuvent être soit indépendants et fixés contre la carte à circuits imprimés de façon quelconque ou maintenues dans leur position en parallélisme par des moyens de maintien (non représentés) ou bien les deux supports 3 peuvent former un bloc moulé d'un seul tenant laissant en sa partie centrale un passage pour la carte 9.
Bien entendu, dans toutes les formes de réalisation qui ont été représentées, on comprend que l'on peut utiliser, au lieu d'un contact plat comme celui de la figure 2, un contact de forme cylindrique comme celui de la figure 1, seule la forme de l'alvéole étant modifiée.
En se référant à la figure 8, on y a représenté un support complexe permettant de recevoir des contacts du même type que celui représenté sur la figure 1.
Plus précisément, le support moulé 10 représenté présente au moins deux parties de hauteurs différentes, à savoir une partie 10a munie d'une rangée d'alvéoles 11a et une partie 10b munie également d'une rangée d'alvéoles 12a, la hauteur de la partie 10b étant inférieure à celle de la partie 10a. Comme on le voit sur la figure, les alvéoles 11 a et 12a des deux rangées ont une forme cylindrique, les alvéoles 11 a étant de plus grande longueur que les alvéoles 12a. Pour le reste, les formes des gorges, des passages pour les sorties de raccordement et des surfaces de fond de gorge sont identiques à celles représentées sur la figure 3 . Dans les alvéoles 12a, on vient insérer des contacts tels que ceux représentés sur la figure 1 alors que, dans les alvéoles 11 a, on vient insérer des contacts similaires mais dont le corps est nettement plus allongé. Une fois les sorties de raccordement repliées dans les gorges, les contacts se trouvent tous immobilisés en rotation et maintenus dans leur posiion à l'intérieur des alvéoles.
Sur la figure 9, on a représenté des éléments de moule pour le moulage de supports de dispositifs selon l'invention. Les parois latérales et de fond du moule n'ont pas été représentées. Par contre, on voit que les alvéoles, qui dans cet exemple sont cylindriques, sont déterminés par des noyaux de moule 13 de forme cylindrique portant à leur extrémité supérieure un renfoncement de positionnement 13a. La cavité de l'alvéole 12a se moule autour du noyau 13. Le passage 12c est réalisé par un prolongement 14a d'une partie de moule supérieure 14, laquelle présente également des reliefs 14b permettant de déterminer la formation des gorges 5 et des fonds de gorge 5b. Le prolongement 14a, assurant la réalisation du passage 12c, se poursuit lui-même par une pointe de positionnement 14c qui est reçue exactement par le renfoncement 13a du noyau 13. Le démoulage s'effectue en éloignant le noyau 13 et la partie de moule 14 l'un de l'autre hors du support moulé.

Claims

1. Dispositif de connexion à contacts comportant au moins un et de préférence une pluralité de contacts individuels présentant un élément de contact (1b, 2b) un corps (1a, 2a) et une queue ou sortie de raccordement (1c, 2c), un support ou boîtier isolant (3,10) possédant un nombre égal d'alvéoles (4a, 11a, 12a) logeant individuellement lesdits contacts, ces derniers étant insérés dans les alvéoles dans la direction de la queue ou sortie de raccordement, laquelle traverse le fond de l'alvéole, et des moyens de retenue des contacts dans leurs alvéoles pour s'opposer à leur extraction; le corps de contact (1a, 2a) présentant un épaulement de retenue (1 d, 2d) susceptible de venir lors de l'insertion s'appliquer contre un épaulement complémentaire (4d, 11 d, 12d) de l'alvéole qui le reçoit pour limiter l'insertion du contact, caractérisé en ce que la sortie de raccordement (1c, 2c) initialement disposée dans le prolongement du corps est repliée à l'extérieur de l'alvéole contre une surface (5b) du support (3, 10) empêchant l'extraction du contact.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (5) empêchant une rotation du contact dans son alvéole.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le support (3) présente à l'extérieur de l'alvéole et du côté de la sortie de raccordement, une gorge (5) dont la dimension transversale est égale ou très légèrement supérieure à l'épaisseur de la sortie de raccordement (1c, 2c), le fond (5b) de ladite gorge (5) constituant ladite surface empêchant l'extraction du contact.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'épaulement de retenue (1d, 2d) du corps de contact est simplement constitué par un épaulement assurant la transition entre le corps (1a, 2a) et la sortie de raccordement (1c, 2c), ledit épaulement coopérant avec le fond (4d, 11d, 12d) de l'alvéole au voisinage d'un orifice de fond (4c, 11 c, 12c) de celui-ci.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surface de retenue (5b) fait, avec la direction finale de la sortie de raccordement (1c, 2c) au voisinage de sa sortie de l'alvéole, un léger angle correspondant au retour élastique après pliage.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la sortie de raccordement (2c) présente, après le pli (2e) contre ladite surface de retenue (5b), au moins un second pli (2f) l'éloignant de ladite surface.

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'extrémité de la sortie de raccordement (2c) traverse une carte à circuits imprimés (7) à laquelle elle est soudée, le support (3) étant relié à ladite carte (7).

8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite sortie présente à son extrémité une partie (2g) incurvée susceptible de s'appliquer élastiquement contre une zone conductrice pour assurer un contact électrique.

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le support (10) présente au moins deux rangées d'alvéoles (lia, 12b) de profondeurs différentes, les faces du support (10a, 10b) par où émergent les sorties de raccordement étant ainsi disposées à des niveaux décalés.

10. Procédé de montage de contacts dans un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on utilise au départ des contacts individuels possédant une sortie ou queue de raccordement sensiblement rectiligne dans l'axe de l'alvéole, en ce que l'on introduit le contact dans l'alvéole pour faire passer la sortie de raccordement hors de l'alvéole, que l'on maintient le contact dans l'alvéole avec son épaulement de retenue appliqué contre l'épaulement complémentaire de retenue de l'alvéole et en ce que l'on replie la partie émergente de la sortie de raccordement contre ladite surface de support, de préférence au niveau d'une gorge de cette surface, de façon à donner à cette partie émergente une déformation angulaire permanente.