[0001] La présente invention concerne une borne de contact électrique femelle d'une seule
pièce, en tôle découpée et formée, destinée à recevoir un contact mâle. Elle concerne
plus particulièrement une borne du type comprenant un corps avant en forme de cage
ayant un fond, une paroi supérieure, et deux parois latérales ayant chacune une languette
interne qui leur est raccordée par un pli à 180° et qui présente à l'avant une partie
en porte à faux constituant une lame de contact.
[0002] On connaît déjà des bornes de contact du type ci-dessus défini, pouvant être fabriquées
par découpage, pliage, formage et éventuellement roulage d'une plaquette de feuillard
de façon beaucoup plus économique que les bornes décolletées. En contrepartie, les
contacts existants en tôle découpée et formée présentent un certain nombre d'inconvénients.
Si les lames de contact sont initialement en appui l'une contre l'autre et opposent
une force élevée à leur écartement, ce qui est favorable à l'établissement d'une pression
de contact élevée garant d'une liaison électrique de bonne qualité, la force d'insertion
est importante et il existe un risque d'introduction difficile. Ce premier inconvénient
peut devenir grave si un grand nombre de bornes de contact sont prévues dans un même
connecteur. Si au contraire les lames de contact sont initialement séparées, la pression
exercée par chaque lame de contact peut dans certains cas être insuffisante pour assurer
une bonne liaison électrique.
[0003] Une solution à ce problème technique a été apporté dans la demande de brevet FR-A-2621180
qui décrit une borne de contact femelle qui tout à la fois garantit une liaison électrique
satisfaisante et assure un guidage du contact mâle lors de son introduction. C'est
ainsi que chaque paroi latérale présente à l'avant un rabat replié vers l'intérieur,
retenant la lame de contact en précontrainte de flexion dans une position où elle
est hors de contact avec l'autre lame de contact.
[0004] Beaucoup des bornes de contact en tôle pliée existant à ce jour présentent en outre
un risque d'écrasement lors de leur manutention en production ou chez les fabricants
de harnais. C'est le cas notamment de bornes de contact électrique femelle en forme
de cage mais à simple paroi comme celles décrites dans les brevets US-A-4453799 ou
EP-A-0697752, ou encore de celles présentant des lames de contact qui ne participent
pas à la rigidité requise pour tenter d'éviter l'écrasement de la cage décrite par
exemple dans la demande de brevet FR-A-2627020.
[0005] Les bornes électriques à simple paroi doivent par ailleurs résister à toute action
d'arrachement ou de cisaillement du feuillard de métal les constituant. C'est ainsi
que, du fait des découpes, formages, pliages de ces tôles de faible épaisseur, les
intersections des lignes de coupe peuvent se cisailler, se déchirer sous l'action
d'une poussée mécanique exercée sur une paroi.
[0006] Ce risque est particulièrement élevé dans les zones amincies telle que la zone de
transition, entre la partie arrière de raccordement à un fil électrique et la partie
avant constituée par la cage, ou encore dans les fenêtres de la cage prévues pour
permettre la fixation de la borne dans les boitiers en plastique des connecteurs recevant
ces bornes.
[0007] Enfin il convient de mentionner le risque de l'introduction en force d'un contact
mâle dont le dimensionnement serait supérieur aux dimensions internes de la cage et
qui de ce fait appliquerait une pression, sur les lames de contact, supérieure à la
pression du seuil de déformation élastique du métal constituant la lame de contact,
ce qui entraînerait une détérioration définitive de la lame ayant alors atteint son
seuil de déformation plastique.
[0008] Ces inconvénients deviennent particulièrement importants lorsque, pour des impératifs
économiques, les fabricants qui recherchent des solutions visant à réduire les coûts
sans pénaliser la qualité, envisagent de réduire l'épaisseur du feuillard constituant
la plaquette unique de métal électriquement conducteur.
[0009] L'invention vise ainsi une borne de contact électrique femelle obtenue à partir d'une
plaquette unique de métal électriquement conducteur comportant une partie arrière
permettant sa liaison avec un conducteur électrique et une partie avant en forme de
cage constituée d'un fond, de deux parois latérales munies de moyens de guidage d'un
contact mâle lors de son insertion et de moyens de fixation de cette cage dans des
boitiers de connexion, de deux demi-parois supérieures, chaque demi-paroi supérieure
et latérale étant liée par un pliage à 180° à une languette interne définissant une
lame de contact. Suivant l'invention cette borne est caractérisée en ce qu'au moins
une des parois latérales comporte au moins deux déformations qui agissent alternativement
sur les surfaces opposées de la lame de contact associée à la paroi afin de maîtriser
en continu la pression de contact exercée par la lame sur la surface du contact mâle
lorsqu'il est inséré.
[0010] L'invention se caractérise en outre en ce les deux déformations définissent un jeu
limitant le déplacement maximum de la lame de contact entre une position passive lorsqu'aucune
pression de contact n'est exercée et une position active lorsque la lame exerce sa
pression de contact maximum.
[0011] Selon une caractéristique de l'invention les déformations assurent respectivement
la mise en précontrainte de flexion de la lame lors de sa position passive et la limite
de déformation élastique de la lame lors de sa position active.
[0012] Selon une autre caractéristique de l'invention les déformations sont constituées
respectivement par un rabat et un pli de la plaquette, ces plis des deux faces latérales
de la cage convergent dans un même plan afin d'interdire l'introduction d'un contact
mâle non conforme au dimensionnement de la borne.
[0013] Selon une autre caractéristique de l'invention, la plaquette de métal électriquement
conducteur présente une épaisseur inférieure à 0,3 mm.
[0014] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode
particulier de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif.
La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels :
la figure 1 est une vue en perspective montrant une borne de contact électrique femelle
selon l'invention;
la figure 2 est une vue en plan d'une plaquette destinée à être pliée pour constituer
la borne de l'invention;
les figures 3A et 3B sont des vues en coupe de la partie avant en forme de cage;
la figure 4 est une coupe partielle d'une borne positionnée dans un isolant;
les figures 5 et 5A sont deux vues en perspective avec une partie arrachée montrant
la borne de la figure 1;
les figures 6 et 6A sont deux vues en perspective avec une partie arrachée montrant
un autre détail de la borne de la figure 1;
la figure 7 est une vue en plan d'une plaquette destinée à être pliée pour constituer
une borne de l'art antérieur.
[0015] La borne dont la constitution finale est montrée en figures 1 et 3 à 6, réalisée
à partir d'une plaquette du genre montré en figure 2, est destinée à être insérée
dans un boîtier de connecteur dont la constitution générale peut être classique. La
borne 10 est d'une seule pièce, elle peut être regardée comme ayant un corps avant
11 destiné à recevoir un contact mâle 12 et une partie arrière ou fût à sertir 14.
Ces deux parties sont séparées par une zone de transition 15. Le fût 14 comporte deux
jeux de languettes 16 et 18, respectivement destinés à être serties sur l'âme et sur
la gaine d'un fil électrique 20.
[0016] Le corps de la borne 10 présente une forme de cage ayant un fond 22 et deux côtés
24. Chaque côté 24 est double. Il comprend une paroi externe 26 et une languette interne
28. Chaque paroi externe 26 est réalisée par pliage à 90° de la plaquette d'origine
suivant l'une des lignes 30 indiquées en traits mixtes sur la figure 2. La languette
interne 28 est reliée à la paroi externe 26 par un pli à 180° suivant l'arête indiquée
en 32 sur la figure 2. L'ensemble des deux paroi et languette 26 et 28 présentent
un pli à angle droit suivant les lignes désignées par 34 sur la figure 2.
[0017] Comme on le voit sur la figure 2 chaque languette interne 28 n'est raccordée à la
paroi externe correspondante 26 que dans sa partie arrière. La partie avant de chaque
languette interne 28 constitue ainsi une lame de contact 29 élastique d'appui générant
une pression sur la surface du contact mâle 12 lorsque celui-ci est inséré.
[0018] Dans un autre mode de réalisation non représenté, chaque lame de contact 29 pourrait
être fractionnée par une fente sur une partie de sa longueur à partir de l'extrémité
libre, ceci permet un appui plus régulier mais ce fractionnement n'est cependant pas
indispensable. L'un des contacts (ou les deux) pourrait être dépourvu de fente. Inversement,
il serait possible de prévoir plus d'une fente dans chaque lame de contact.
[0019] Entre la paroi 26 et la languette 28 une partie de paroi proche du pli à 180° constitue
un demi plafond de cage. Dans le mode de réalisation représenté, la découpe de la
plaquette d'origine laisse subsister des languettes 40 en appui de butée l'une contre
l'autre et constituant un plafond continu dans la zone en porte à faux des lames de
contact 29. Cette dernière solution limite les risques d'accrochage de bornes entre
elles lorsqu'elles sont groupées en botte ou en vrac et assure une protection complète
des lames de contact.
[0020] Chaque lame de contact 29 a avantageusement une forme du genre montré en figures
3 et 4. La partie en porte à faux, formant contact électrique, représente un peu plus
de la moitié de la longueur totale de la languette interne 28 et elle est mise en
forme de façon à présenter une cambrure vers l'intérieur. Elle présente de plus un
coude épaissi 27 dirigé vers l'autre lame de contact, à proximité immédiate de son
extrémité libre. La force élastique due au cambrage de la lame de contact 29 et tendant
à rapprocher deux lames l'une contre l'autre, est absorbée par un rabat 46 de la paroi
externe 26 correspondante, replié vers l'arrière. Ce rabat 46 qui permet de plus le
guidage du contact mâle lors de son insertion, retient ainsi la lame de contact 29
en précontrainte de flexion dans une position proche de la paroi externe 26 à laquelle
elle est liée, c'est à dire dans une position où elle est hors de contact avec l'autre
lame de contact 29 qui lui est opposée. On voit sur la figure 1 que le pli des rabats
se trouve en avant des arêtes terminales des parois latérales de la cage et est de
forme arrondie, ce qui facilite l'introduction de la borne dans l'isolant 51 d'un
boîtier de connecteur, non représenté, et limite les risques de détérioration de cet
isolant. Pour réduire encore le risque lors de l'introduction, les arêtes du fond
et du plafond peuvent être adoucies.
[0021] Dans les parois externes 26 sont ménagées des ouvertures 50 destinées à permettre
l'immobilisation de la borne dans un isolant 51 à l'aide d'un doigt de verrouillage
52 qui peut avoir l'une quelconque des constitutions utilisées à l'heure actuelle.
Dans le mode de réalisation montré en figure 4, ce doigt est constitué par une poutre
allongée ménagée lors du moulage de l'isolant, présentant un ergot 53 dirigé vers
l'intérieur de l'alvéole de l'isolant et pouvant s'engager dans la fenêtre 50. Du
fait que la poutre 52 se prolonge en avant de l'ergot 53, il est possible de déverrouiller
la borne en enfonçant un tube à travers le passage avant 54 de l'isolant (délimité
par une lèvre annulaire présentant une brèche permettant le montage de la languette
52), ce tube venant se glisser entre le côté de la borne et la poutre. Du fait de
l'emplacement symétrique des deux fenêtres 50, la borne peut occuper l'une ou l'autre
de deux positions symétriques dans l'alvéole de l'isolant.
[0022] Comme il est visible sur les figures 2 à 4, la fenêtre 50 présente sur l'un de ses
cotés une portion de paroi qui lors de la fabrication permet la réalisation d'une
déformation du feuillard de manière à former un pli 55. Ce pli 55 définit un épaulement
dont la surface 56 est prévue pour coopérer avec la surface d'appui supérieure 57
de l'ergot 53 permettant la fixation de la borne dans l'alvéole de l'isolant.
[0023] On notera que l'extrémité de cette déformation 55 est orientée vers l'intérieur et
constitue une butée agissant sur la surface extérieure de la lame de contact 29 de
façon à éviter tout risque de dépassement de la limite élastique de ladite lame.
[0024] Cette disposition, combinée à la disposition décrite ci-dessus selon laquelle le
rabat 46 retient en précontrainte de flexion la lame de contact 29, permet ainsi de
maîtriser la pression de contact de la lame sur le contact mâle en continu, c'est
à dire tout au long de la vie de la borne, à chaque insertion de ce dernier.
[0025] L'avantage d'une telle disposition permet grâce aux deux déformations, à savoir le
rabat 46 et le pli 55, la définition d'un jeu délimitant le déplacement de la lame
de contact 29 entre une position dite passive lorsqu'elle est retenue par le rabat
46 et qu'aucun contact mâle n'est inséré et une position dite active lorsqu'elle limite
l'écartement maximum de la lame sous l'effort créé par l'introduction du contact mâle.
[0026] Comme on le voit sur la figure 3, les plis 55 des deux parois externes 26 convergent
dans un même plan horizontal de façon à ce que les points de contact entre le contact
mâle 12 et les lames de contact 29 d'une part et entre les lames de contact 29 et
les plis 55 d'autre part définissent un espace qui élimine toute possibilité d'introduire
un contact mâle non conforme aux dimensions de la borne femelle.
[0027] Comme décrit en figure 4, le pli 55 présente une double orientation. Le premier pliage
oriente la partie de feuillard prédécoupé vers le centre de la borne, puis une seconde
opération oriente à 180° la même partie de feuillard vers l'extérieur de la borne
renforçant ainsi la tenue mécanique de l'épaulement constitué par le pli 55. On notera
d'autre part que la surface inférieure 56 du pli 55 présente une surface d'appui importante
sur la surface supérieure 57 de l'ergot 53 ce qui évite tout risque de cisaillement
de la plaquette malgré la diminution de l'épaisseur du feuillard. Cette surface 56
est sensiblement supérieure à la surface d'appui 57 de façon à ce que l'effort exercé
soit le plus homogène possible sur ces surfaces et n'engendre pas de porte à faux.
[0028] Les plans respectifs des surfaces d'appui complémentaires 56 et 57 définissent un
angle α avec le plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de la borne, de manière
à ce que leur pentes opposées respectives créent un effet d'auto engagement entre
la borne et l'isolant. A titre d'exemple la valeur de l'angle α de la surface 57 de
l'ergot est compris entre 1° et 45° et de manière préférentielle présente une valeur
de 15°.
[0029] En se référant à la figure 7 on notera que les fenêtres 50a pratiquées dans les parois
des bornes électriques de l'art antérieur peuvent évidemment comporter les plis 55
bien que ces parois soient simples.
[0030] Les figures 5 et 5A montrent un dispositif de consolidation de la borne 10. En effet,
dans le but de compenser la diminution de l'épaisseur de la plaquette, le rabat 46
possède une largeur L sensiblement égale à la largeur interne définie par les parois
de la borne une fois repliée de façon à ce que les arêtes latérales des rabats 46
viennent en appui sur la surface intérieure du fond et des demi-parois supérieures
de la borne. En outre ces parois sont pourvues d'ouvertures 60 dans lesquelles s'engagent
des tenons 61 pratiqués sur les extrémités des arêtes latérales des rabats 46.
[0031] Outre le fait que les rabats 46 sont ainsi solidement fixés, cette consolidation
de la cage formant la borne 10 permet aussi un entretoisement des parois de cette
cage et permet d'éviter tout écrasement accidentel.
[0032] On notera que la fixation des rabats 46 dans la cage peut être réalisée par un seul
tenon 61 prévu sur l'une ou l'autre des arêtes latérales du rabat 46.
[0033] Les figures 6 et 6A montrent une autre disposition apte à renforcer la rigidité mécanique
de la borne en général.
[0034] En effet entre le corps avant 11 de la borne 10 et le fût à sertir 14 il existe une
zone dite de transition 15 qui peut subir des déformations ou désalignements préjudiciables
pour la mise en place des bornes dans les isolants.
[0035] Sur ces figures, on voit que cette zone de transition est de dimension réduite. En
effet les parois 26 du corps avant 11 sont prolongées par deux branches 71 et 72 en
forme d'équerre qui définissent avec le fond 22 et la paroi 26 une ouverture 70 constituée
ainsi de 4 cotés coopérant ensembles à la consolidation de cette zone partiellement
évidée. On notera que l'ouverture 70 permet l'introduction de tout dispositif de blocage
latéral secondaire de la borne dans un boîtier de connecteur. Il convient de même
de noter qu'entre les deux équerres disposées chacune sur une paroi 26 est prévu un
espace 73 permettant le positionnement de l'extrémité de tout fil à sertir dépassant
légèrement les dimensions requises, évitant ainsi à ce fil de repousser la borne au
delà des normes requises pour le bon positionnement de la borne dans son isolant.
[0036] On donnera maintenant une description succincte d'un procédé possible de fabrication
de bornes suivant l'invention, permettant d'obtenir les bornes en bandes d'alimentation
d'une machine de sertissage automatique sur des fils.
[0037] Dans le cas des bornes de l'invention destinées au domaine automobile, la fabrication
s'effectue par découpage et formage (pliage) de feuillards d'alliage cuivreux ayant
une épaisseur de 0,29 mm. A un premier poste de travail, le feuillard est découpé
pour donner naissance à des plaquettes successives du genre montré en figure 2, raccordées
entre elles par une bande de liaison 66. Les lignes de pliage, indiquées en traits
mixtes sur la figure 2, peuvent être marquées à la presse. Les lames de contacts 29
sont mis en forme par cambrage et frappe et les rabats 46 sont formés. Comme le montre
la figure 4, il est avantageux de donner à l'ensemble, constitué par les rabats et
la partie terminale libre des lames de contact 29, une pente, par exemple d'environ
15°, qui facilite l'introduction du contact mâle.
[0038] Le pli à 180° entre les languettes et parois internes et externes et le pli à 90°
vers l'intérieur séparant la partie de la languette interne appartenant au côté et
celle appartenant aux plafonds sont formés; simultanément les tenons 61 pénètrent
dans les fenêtres 60 et les parois formées viennent au contact des arêtes des rabats
46.
[0039] L'invention ne se limite pas aux modes particuliers de réalisation qui ont été représentés
et décrits à titres d'exemples. Elle est susceptible de nombreuses variantes. Par
exemple, il est possible de constituer une borne dont les faces ne sont pas exactement
parallèles mais présentent une pente ; une échancrure permettant le passage de la
lame mâle en biais, ce qui est requis pour certains modes de réalisation d'étanchéité,
destinée à recevoir une languette d'étanchéité peut être ménagée à l'avant du plafond
du contact. Il doit être entendu que la portée du présent brevet s'étend à de telles
variantes ainsi plus généralement qu'à toutes autres restant dans le cadre des équivalences.
1. Borne de contact électrique femelle obtenue à partir d'une plaquette unique de métal
électriquement conducteur comportant une partie arrière (14) permettant sa liaison
avec un conducteur électrique (20) et une partie avant en forme de cage (10) constituée
d'un fond (22), de deux parois latérales (26) munies de moyens de guidage (46) d'un
contact mâle (12) lors de son insertion et de moyens de fixation (50) de cette cage
dans des boitiers de connexion, de deux demi-parois supérieures (40), chaque demi-paroi
supérieure et latérale étant liée par un pliage à 180° à une languette interne définissant
une lame de contact (29), au moins une des parois latérales (26) comportant deux déformations
(46, 55) qui agissent alternativement sur les surfaces opposées de la lame de contact
(29) associée à la paroi caractérisée en ce que les deux déformations définissent un jeu limitant le déplacement maximum de la lame
de contact (29) entre une position passive lorsqu'aucune pression de contact n'est
exercée et une position active lorsque la lame exerce sa pression de contact maximum,
afin de maîtriser en continu la pression de contact exercée par la lame sur la surface
du contact mâle lorsqu'il est inséré.
2. Borne de contact électrique femelle selon la revendication 1 caractérisée en ce que les déformations (46, 55) assurent respectivement la mise en précontrainte de flexion
de la lame lors de sa position passive et la limite de déformation élastique de la
lame lors de sa position active.
3. Borne de contact électrique femelle selon les revendications 1 à 2 caractérisée en ce que les déformations sont constituées respectivement par un rabat (46) et un pli (55)
de la plaquette.
4. Borne de contact électrique femelle selon les revendications 1 à 3 caractérisée en ce que les plis des deux faces latérales de la cage convergent dans un même plan afin d'interdire
l'introduction d'un contact mâle non conforme au dimensionnement de la borne.
5. Borne de contact électrique femelle selon les revendications précédentes caractérisée en ce que la plaquette de métal électriquement conducteur présente une épaisseur inférieure
à 0,3 mm.
1. An electrical female contact terminal, obtained from a single strip of electrically
conducting metal, comprising a rear part (14) which enables it to be connected with
an electrical conductor (20) and a front part in the shape of a cage (10), consisting
of a base (22), of two side walls (26) fitted with means of guiding (46) a male contact
(12) when being inserted and a means of fixing (50) of the said cage in the connection
casings, of two upper half-walls (40), each upper and side half-wall being connected
by a 180° fold to an internal blade terminal which defines a contact stud (29), at
least one of the side walls (26) comprising two deformations (46, 55) which act in
alternation on opposite surfaces of the contact stud (29) associated with the wall,
characterised by the fact that the two deformations define a set limiting the maximum travel of the
contact stud (29) between a passive position when no contact pressure is being exerted
and an active position, when the stud exerts its maximum contact pressure in order
to control continuously the contact pressure exerted by the stud on the surface of
the male contact when it is inserted.
2. An electrical female contact terminal according to Claim 1, characterised by the fact that the deformations (46,55) respectively ensure the placing into deflexion
pre-tensioning of the stud in its passive position and the limit of elastic deformation
of the stud in its active position.
3. An electrical female contact terminal according to Claims 1 and 2, characterised by the fact that the deformations respectively consist of a flap (46) and a fold (55)
of the blade terminal.
4. An electrical female contact terminal according to Claims 1 to 3, characterised by the fact that the folds of the two side faces of the cage converge in the same plane,
in order to prevent the introduction of a male contact which does not match the dimensions
of the terminal.
5. An electrical female contact terminal according to the prior Claims, characterised by the fact that the strip of electrically conducting metal has a thickness of less
than 0.3 mm.
1. Elektrische Steckbuchse, die aus einem einzigen Blech aus elektrisch leitfähigem Metall
hergestellt ist und einen hinteren Abschnitt (14), der ihre Verbindung mit einem elektrischen
Leiter (20) ermöglicht, und einen vorderen Abschnitt (10) in Form eines Gehäuses aufweist,
das sich aus einem Boden (22), zwei Seitenwänden (26) mit Mitteln (46), die einen
Kontaktstift (12) beim Einstecken führen, und mit Befestigungsmitteln (50) für dieses
Gehäuse in Verbindungsgehäusen und zwei oberen Wandhälften (40) zusammensetzt, wobei
jede obere Wandhälfte und jede Seitenwand durch eine Falzung um 180° mit einer inneren
Lasche verbunden ist, die eine Kontaktzunge (29) festlegt, und wobei mindestens eine
der Seitenwände (26) zwei Verformungen (46, 55) aufweist, die jeweils auf die einander
gegenüberliegenden Flächen der der Wand zugeordneten Kontaktzunge (29) wirken, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verformungen ein Spiel festlegen, das die Maximalverschiebung der Kontaktzunge
(29) zwischen einer passiven Position - wenn kein Kontaktdruck ausgeübt wird - und
einer aktiven Position - wenn die Zunge ihren maximalen Kontaktdruck ausübtbegrenzt,
um den von der Zunge auf die Oberfläche des Kontaktstifts bei dessen Einführung ausgeübten
Kontaktdruck ständig unter Kontrolle zu halten.
2. Elektrische Steckbuchse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformungen (46, 55) die Durchbiegungs-Vorspannung der Zunge in ihrer passiven
Position beziehungsweise die Grenze der elastischen Verformung der Zunge in ihrer
aktiven Position sicherstellen.
3. Elektrische Steckbuchse gemäß den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformungen aus einem Umschlag (46) beziehungsweise einem Falz (55) des Blechs
bestehen.
4. Elektrische Steckbuchse gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Falze der beiden Seitenflächen des Gehäuses in die gleiche Ebene zusammenlaufen,
um zu verhindern, dass ein Kontaktstift eingeführt wird, der nicht mit den Dimensionen
der Buchse übereinstimmt.
5. Elektrische Steckbuchse gemäß den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Blechs aus elektrisch leitfähigem Metall weniger als 0,3 mm beträgt.