Connecteur électrique pour fils conducteurs isolés

Abstract

 Connecteur, notamment pour machines dynamo-électriques à bobinages.
La présente invention concerne un connecteur de liaison électrique d'un fil conducteur isolé 4 à un circuit imprimé par une cosse 3 qui comporte une première partie 13 de connexion au fil 4 par enlèvement d'isolant et une seconde partie 14 de connexion de la cosse 3 au circuit imprimé par enfichage.
Application à la fabrication automatique de stators de moteurs électriques.

Description

[0001] La présente invention concerne un connecteur électrique pour fils conducteurs isolés. Elle trouve application dans le domaine de la connectique des machines dynamoélectriques bobinées.

[0002] Dans de telles machines, plusieurs bobines sont réunies mécaniquement sur un support comme une carcasse statorique. Elles comportent, chacune, plusieurs spires d'un fil conducteur isolé. Chaque bobine possède donc deux fils conducteurs isolés, l'un d'entrée de la bobine, l'autre de sortie de la bobine. L'ensemble des bobines comporte donc une pluralité de fils conducteurs isolés que l'on doit électriquement relier directement ou non à l'alimentation électrique dans le cas d'un moteur ou à la charge dans le cas d'une génératrice.

[0003] Pour des raisons industrielles bien connues, la construction de telles machines tend vers une automatisation compléte de la chaîne, de fabrication. Dans le même temps, on cherche à réduire la durée de fabrication de chaque machine produite et les différents coûts des composants de la machine de façon à réduire le prix de revient.

[0004] La présente invention apporte une réponse à ces différents impératifs, en particulier en proposant un connecteur d'un prix de revient avantageux et facilement montable par une chaîne automatique.

[0005] D'autre part, il est connu que les machines dynamoélectriques doivent, dans de nombreux domaines de la technique, avoir des configurations adaptables. Ainsi, un moteur doit pouvoir changer de vitesses, inverser de sens de rotation, etc. Pour celà, il est connu de monter un sélecteur ou un circuit particulier sur un circuit imprimé qui relie les fils conducteurs isolés du bobinage à l'alimentation ou à la charge électrique. La présente invention apporte une solution au problème de la connexion des fils conducteurs isolés du bobinage au circuit imprimé adaptateur. En effet, le connecteur selon l'invention permet de réaliser la liaison d'un fil conducteur isolé à un circuit imprimé par une cosse de connexion au fil isolé par enlèvement d'isolant et de connexion au circuit imprimé par enfichage.

[0006] D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la suite de la description avec les figures qui sont :

- la figure 1 : un schéma général d'un connecteur selon l'invention,

- la figure 2 : des schémas de deux phases du montage d'une cosse selon l'invention,

- la figure 3 : un schéma d'une première cosse selon l'invention,

- la figure 4 : un schéma d'une seconde cosse selon l'invention,

- la figure 5 : un schéma d'une troisième cosse selon l'invention,

- la figure 6 : un schéma d'un connecteur utilisant les cosses de la figure 5.

[0007] A la figure 1, un connecteur selon l'invention comprend toujours un premier boîtier 1 qui comporte une plaque supérieure 5 , et une plaque inférieure 6. D'un même coté, représenté à l'arrière du boîtier 1 sur la figure 1, une fente 7 pratiquée dans la plaque supérieure 5 et une fente 8 dans la plaque inférieure 6 permettent de positionner le fil conducteur isolé 4 à connecter.

[0008] Pour cela, une cosse 3, réalisée en un matériau conducteur convenablement choisi en fonction des impératifs mécaniques et thermiques, est disposée dans un second boîtier 2. La cosse 3 comporte une première partie 13 de connexion du fil conducteur isolé 4 à la cosse 3 et une seconde partie 14 de connexion de la cosse 3 à un circuit imprimé non représenté.

[0009] Le second boitier 2 est intérieur au premier boîtier et comporte des moyens 16 de fixation mécanique au premier boitier. Le second boîtier comporte une plaque supérieure 9 et une plaque inférieure 10. D'autre part, pour des raisons de rigidité et de tenue mécanique, le second boîtier 2 peut porter des entretoises 11 entre deux cosses 3 successives si le connecteur comporte de nombreuses cosses de connexion. Le connecteur peut, au moins pour les deux boîtiers 1 et 2, être réalisé en une matière plastique isolante, les boîtiers étant obtenus par moulage.

[0010] Chaque cosse 3 comporte un moyen 15 de fixation au boîtier 2. Ce moyen de fixation peut être du type à encliquetage.

[0011] A la figure 2, on a représenté une première partie 13 d'une forme particulière pour réaliser la connexion de la cosse 3 à un fil 17 conducteur isolé. En effet, le fil 17 étant un fil isolé, il faut qu'au montage de la cosse 3 sur le fil 17, l'isolant soit localement arraché pour que le contact électrique soit établi. Dans un premier mode de réalisation, la première partie 13 de la cosse 3 comporte une partie plane 18 reliée par un coude à une partie plane 19. Les deux parties planes 18 et 19 sont dans le plan du dessin. Ce déport permet l'introduction de l'outil de montage de la cosse 3. Puis dans le plan perpendiculaire au plan du dessin, une partie 20 permet de passer derrière le fil 17. Une partie 21 dans un plan parrallèle au premier permet de commencer l'entourage du fil 17. Cette configuration, représentée au diagramme a de la figure 2, est celle de la cosse avant que la connexion de la première partie de la cosse 3 soit réalisée.

[0012] Au diagramme b, après l'insertion de la cosse 3 derrière le fil 17 à connecter, la partie allongée 21 est coudée en une deuxième partie 22 de façon à réaliser l'entourage du fil isolé 17. Puis, deux électrodes de bonne résistance mécanique sont appliquées de part et d'autre du fil isolé 17 sur les parties 20 et 22. Une pression mécanique est exercée en même temps que le courant est établi. On exerce ainsi un échauffement local de l'isolant qui s'évapore. De plus, l'action mécanique réalise un sertissage de la première partie 13 sur le fil 4 de la figure 1.

[0013] Au montage du connecteur selon l'invention, les fils isolés à - connecter sont montées sur le premier boîtier 1 de la figure 1. Puis le second boîtier 2, qui porte autant de cosses qu'il y a de fils à connecter est fixé au premier boîtier 1 par encliquetage. Les cosses sont de la forme indiquée à la figure 2-a. Puis une première opération de cambrage réalise la pliure de la partie 22. Enfin une opération de sertissage à chaud vient réaliser la connexion des cosses aux fils isolés tel qu'il a été décrit. Avec un outillage approprié, ces deux opérations peuvent être réalisées simultanément. Dans une variante d'exécution, la partie plane 21 comporte un bossage non représenté qui permet de retenir le fil 17 au sertissage quand la cosse est cambrée. Le bossage porte par l'avant 22 de la partie 21 est rabattu devant le fil 17 qu'il emprisonne entre lui et la partie 21. Ainsi, on évite quand le pressage par électrodes a lieu que le fil 17 n'ait tendance à sortir de la cosse 3.

[0014] La seconde partie 14 de la cosse 3 a pour fonction de connecter la cosse 3 à une piste du circuit imprimé. A la figure 3, on a représenté une seconde partie 14 selon une première variante. La partie avant de la cosse comporte une ouverture dite lyre 14 entre les mors de laquelle un circuit imprimé 23, muni d'une piste de cuivre dont la position correspond à celle de la cosse dans le connecteur, est introduit Les contacts mécanique et électrique sont établis par friction de l'ouverture lyre 14 de part et d'autre du circuit imprimé 23, au droit de la piste. Il est possible d'utiliser avec une partie lyre 14 un circuit imprimé simple ou double face. Ainsi les pistes peuvent être d'un coté ou de l'autre du circuit imprimé 23. On peut ainsi alterner les pistes successivement l'une sur la face supérieure, l'autre sur la face inférieure de la plaquette de circuit imprimé 23. On peut aussi faire arriver à la même connexion 14 une piste sur la face supérieure et une piste sur la face inférieure de la plaquette 23.

[0015] A la figure 4, on a représenté une autre variante d'exécution de la cosse où la seconde partie 14 est du type à lamelle. On a représenté la plaque supérieure 9 du second boîtier 2 qui porte la cosse. Après la première partie 13, la cosse est vrillée de façon à être dans un plan parrallèle à ceux occupés par la plaque 9 et le circuit imprimé 25. Puis la cosse est cambrée en trois coudes successifs 28 de façon à former un resort 27. Au niveau du coude 29, la distance entre le ressort 27 et la plaque 9 est inférieure à l'épaisseur du circuit imprimée 25. La piste 26 du circuit imprimé 25, à connecter à la cosse qui lui est associé dans le connecteur est du coté de ressort 27 de façon à ce que le contact électrique soit établi. La connexion du circuit imprimé dans le connecteur est donc assurée à son montage sur le connecteur.

[0016] D'autre part, le circuit imprimé 25 venant se loger entre le ressort 27 et la plaque isolante 9 du boîtier 2, seules des plaquettes "simple face" de circuit imprimée sont utilisables. Enfin, la cosse 3 est rigidement tenue dans le boîtier 2 à l'arrière du boîtier 2 par un épaulement 31 qui peut comporter un logement de la partie 13 de la cosse 3 sur sa tranche, tout comme la face inférieure de la plaque 9 peut, au droit du logement précédent, présenter le même logement sur tranche. La cosse 3 peut être aussi bloquée en un second point par une entretoise 15 fixée à la face inférieure de la plaque 9.

[0017] Dans une autre variante selon l'invention où la cosse 3 comporte une première partie 13 de connexion au fil isolé et une seconde partie 14 de connexion au circuit imprimé, on utilise une autre technique d'enlèvement de l'isolant par accrochage. La cosse est constituée par une tôle, de laiton par exemple, pliée du coté 13 du fil en deux angles droits. Sur la face verticale, une fente 33 qui aboutit sur les deux faces de la cosse permet de maintenir le fil en contact électrique avec la cosse. Un logement 34 permet d'assurer l'élasticité de la cosse. Les bords de la fente 33 tranchent l'isolant jusqu'au coeur conducteur du fil isolé.

[0018] Le retour du pliage en deux angles droits permet de former en cosse à ressort 27 la seconde partie 14 de la cosse 3. La partie supérieure du pliage qui porte des moyens 32 d'encliquetage de la cosse 3 dans son logement du boîtier 2 est plane. Elle est séparée du haut du ressort 27 d'une épaisseur légèrement inférieure à celle du - circuit imprimé 25. Par élasticité, le contact est maintenu entre la piste 26 et le haut du ressort 27.

[0019] A la figure 6, on a représenté un connécteur selon l'invention qui utilise des cosses du type de celle de la figure 5.

[0020] Le premier boîtier 1 porte huit fils conducteurs isolés à connecter à la plaquette 49 de circuit imprimé. Le peigne 50 de pistes 51-58 peut être simple ou double face. Le boîtier 1 comportant trois entretoises 38-40 la plaquette 49 porte trois encoches 59-61 qui permettent l'encastrement.

[0021] Le second boîtier 2 comporte deux parties, 101, 102, perpendiculaires aux fils, qui peuvent être percées de rainures non représentées analogues et en regard de celles du boîtier 1. Comme le boîtier 2 est introduit selon la flèche 62, les rainures du boîtier 1 et du boîtier 2 sont de sens contraire de façon à bloquer chaque fil. De plus, particulièrement pour les fils émaillés de bobinage de très petit diamètre, le boitier 2 porte, non représentées au dessin, des surfaces d'appui qui viennent s'appuyer sur chaque fil dans le boîtier 1.

[0022] Une machine automatique, connue, place chaque cosse 41-48, telle qu'à la figure 5, dans le connecteur selon la flèche 63, opposée à la flèche 62. Les fils, convenablement maintenus sont donc connectés aux cosses 41-48. Puis la plaquette 49 de circuit imprimé, est introduite dans les cosses 41-48 de telle sorte que chaque piste 51-58 est connectée à une cosse 41-48 qui lui est associé.

[0023] D'autre part, le boîtier 2 porte des moyens de fixation, non représentés, de chaque cosse 41-48 par encliquetage. On obtient donc un montage du connecteur selon l'invention qui peut se décrire de la façon suivante. Tout d'abord les fils isolés sont installés dans leurs rainures 35 du boîtier 1. Puis le boîtier 2 est monté et fixé par encliquetage sur les plots 36, 37 du boîtier 1 de telle sorte que les fils soient bloqués. La machine de pose des cosses amène chaque cosse 41-48 sur le fil qui lui est réservé. Enfin, la plaquette 49 est montée par enfichage sur les cosses 41-48.

[0024] Les exemples de réalisation dessinés sont donnés à titre représentatifs de l'invention. En particulier, les rapports de dimensions des dessins ne correspondent pas à la réalité. Au niveau des épaisseurs de chaque cosse, les impératifs technologiques connus de l'homme de métier lui permettent de choisir les dimensions suffisantes pour que la cosse résiste à un sertissage à chaud et garde une élasticité suffisante pour les différents enfichages.

Revendications

1. Connecteur électrique, caractérisé en ce qu'il comporte dans des moyens de support (1, 2) électriquement isolant des fils conducteurs (4) isolés, des cosses (3) conductrices de connexion par enlèvement d'isolant de chaque fil (4) à la cosse et de connexion par enfichage d'une plaquette de circuit imprimé.

2. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de support (1, 2) comportent un premier boîtier (1) qui est percé de rainures (7, 8) dans lesquelles chaque fil isolé (4) est maintenu.

3. Connecteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de support (1, 2) comportent aussi un second boîtier (2) de support de chaque cosse (3) de connexion du fil (4) à une plaquette de circuit imprimé.

4. Connecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque cosse (3) est supportée rigidement dans le boîtier (2) par des moyens de fixation (15) afin que, une fois connectée au fil (4), tout mouvement de la cosse (3) susceptible d'agir sur le fil (4) soit impossible.

5. Connecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le second boîtier (2) porte des moyens de fixation (16) au premier boîtier (1).

6. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque cosse comporte une première partie (13) de connexion du fil (4) à la cosse (3) par enlèvement d'isolant et une seconde partie (14) de connexion de la cosse (3) à une plaquette de circuit imprimé par enfichage.

7. Connecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la première partie (13) avant montage comporte un entourage partiel du fil (17) par des parties (18-21) coudées à angle droit.

8. Connecteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la partie arrière (21) et (13) est coudée au montage à angle droit derrière le fil (17).

9. Connecteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la première partie (13) porte un bossage de retenue du fil (17) au cours du sertissage.

10. Connecteur selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la cosse (3) est sertie à chaud sur le fil isolé (17) de telle sorte que l'isolant soit enlevé par évaporation.

11. Connecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la seconde partie (14) comporte une ouverture lyre destinée à recevoir une plaquette de circuit imprimé (23) simple ou double face.

12. Connecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la seconde partie (14) comporte une forme (27-30) coudée de façon à former un ressort 27, le circuit imprimé (25) simple face (26) venant s'enficher entre la plaque supérieure (9) du boîtier (2) et une partie plane du ressort (27).

13. Connecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la première partie (13) de la cosse (3) comporte une forme pliée à deux angles droits, percée d'une fente (33) qui permet de connecter chaque fil isolé (4) par perçage de l'isolant.

14. Connecteur selon les revendications 6 et 13, caractérisé en ce que la cosse (3) comporte une partie supérieure plane et une partie inférieure en ressort (27) coudée entre lesquelles le circuit imprimé (25) simple ou double face est enfiché.

15. Connecteur selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que chaque cosse (41-48), qui comporte des moyens d'encliquetage (32), est introduite dans le second boîtier (2) qui porte des rainures en regard de chaque fil de façon à le bloquer dans le boîtier (1) et des surfaces d'appui, face à chaque fil.

Dessins