CH623429A5 - Connection device for printed-circuit boards - Google Patents

Description

L'invention est relative à un dispositif de connexion, pour cartes à circuits imprimés, comprenant un cadre dans lequel peut être guidée, dans un plan d'introduction et d'extraction, une carte à circuits imprimés munie de pistes conductrices de raccordement sur ses deux faces et qui porte, d'une part, des organes de contact élastiques ayant chacun une première extrémité fixe par rapport à ce cadre et destinés à toucher respectivement par une zone active, avec une force élastique appropriée, les pistes conductrices de raccordement lorsque la carte a été introduite convenablement dans le cadre et, d'autre part, un 5 mécanisme de commande mis à la disposition de l'opérateur et propre à agir sur les organes élastiques de contact alternativement dans le sens de l'ouverture et de la fermeture, dispositif dans lequel le mécanisme de commande comprend un coulisseau mobile en translation parallèlement au plan d'introduction 10 et d'extraction et chaque organe de contact comprend, entre une partie formant charnière et une partie d'ancrage fixe par rapport au coulisseau, deux branches approximativement rectilignes au repos qui sont inclinées entre elles et par rapport audit plan et dont la jonction constitue la zone active de l'organe de contact. 15 Un tel dispositif de connexion a été décrit par le demandeur dans son brevet suisse n° 600 733. Dans ce dispositif de connexion connu, c'est l'autre extrémité de chaque organe de contact qui est ancrée dans le coulisseau tandis que sa partie formant charnière est comprise entre cette extrémité d'ancrage 2o et une partie qui est encastrée dans le cadre. De plus, le mécanisme de commande comprend deux coulisseaux qui sont symétriques l'un de l'autre par rapport au plan d'introduction et d'extraction.

Dans ce dispositif de connexion connu, on peut dessiner sur 25 chaque organe de contact un triangle déformable dont deux côtés sont constitués par ses deux branches approximativement rectilignes et dont le troisième côté, fictif, relie la partie formant charnière (boucle ou spire par exemple) à l'extrémité d'ancrage. Les deux premiers côtés ont une longueur à peu près constante, 30 tandis que le troisième côté ou côté fictif a une longueur variable en fonction de la position du coulisseau. Dans les conditions d'ouverture, le coulisseau occupe une position telle que le côté fictif du triangle ait sa longueur maximale et que, par conséquent, la hauteur du triangle abaissée sur ce côté fictif soit 35 minimale. En d'autres termes, le sommet du triangle opposé à ce côté fictif (ce sommet constituant la zone active de l'organe de contact) est relativement proche du coulisseau correspondant, c'est-à-dire relativement éloigné de la carte à circuits imprimés. Si l'on déplace maintenant dans le sens voulu le coulisseau, 40 celui-ci pousse sur l'extrémité d'ancrage de l'organe de contact, ce qui raccourcit le côté fictif du triangle et allonge la hauteur abaissée sur ce coté fictif. La zone active de l'organe de contact se rapproche alors progressivement de la carte pour venir d'abord en contact avec la piste de raccordement correspondante, 45 puis pour s'étaler en glissant sur cette piste, ce qui assure l'auto-nettoyage des zone de contact. A la fin du mouvement du coulisseau, la zone active de l'organe de contact est appuyée sur la piste de raccordement avec une force qui dépend, entre autres, de l'amplitude du déplacement du coulisseau. Si l'on 50 déplace maintenant en sens inverse le coulisseau, celui-ci tire sur l'extrémité d'ancrage de l'organe de contact, ce qui agrandit le côté fictif du triangle et place la zone active de l'organe de contact en retrait par rapport à la piste de raccordement. Il est à remarquer que la déformation de l'organe de contact est provo-55 quée uniquement par le déplacement du coulisseau sans faire intervenir l'élasticité du métal de l'organe de contact.

Ainsi qu'il a été rappelé ci-dessus à propos de ce connecteur connu, c'est l'une des extrémités de chaque organe de contact qui est ancrée dans le coulisseau. Comme la carte à circuits 60 imprimés doit pouvoir parvenir au-delà de cette extrémité pour atteindre la zone active de l'organe de contact, le coulisseau ne peut être que situé en dehors du plan d'introduction et d'extraction et le mécanisme de commande comprend donc obligatoirement deux coulisseaux symétriques l'un de l'autre par rapport à '■5 ce plan et écartés l'un de l'autre. La présence de ces deux coulisseaux augmente nécessairement l'épaisseur globale du dispositif de connexion, ce qui est gênant pour de nombreuses applications.

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L'invention a pour but de rendre les dispositifs de connexion, du genre défini en préambule, tels qu'ils remédient à certains inconvénients des dispositifs connus et en particulier tels que leur épaisseur puisse être diminuée.

Pour atteindre ce but, le dispositif de connexion conforme à 5 l'invention est caractérisé en ce que, sur chaque organe de contact, la partie formant charnière est constituée par la deuxième extrémité de cet organe et en ce que la partie d'ancrage, fixe par rapport au coulisseau, est séparée de cette deuxième extrémité par les deux branches inclinées approxima- i « tivement rectilignes. Par «deuxième extrémité», on etend ici l'extrémité de l'organe de contact qui est opposée à la «première extrémité», c'est-à-dire à celle qui a été définie en préambule comme étant fixe par rapport au cadre.

De préférence, le dispositif de connexion comprend un 15 coulisseau unique qui est symétrique par rapport au plan d'introduction et d'extraction et aux deux faces duquel sont fixées les parties d'ancrage de tous les organes de contact.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, chaque organe de contact est constitué par un fil métallique et le 20 coulisseau et/ou le cadre possèdent des moyens de guidage qui agissent sur ses branches approximativement rectilignes de façon à les maintenir constamment dans un même plan. Dans ce cas, l'extrémité du fil formant charnière est, de préférence,

repliée approximativement à angle droit par rapport au plan 25 d'introduction et d'extraction, en s'écartant de celui-ci, et est introduite dans un trou ménagé à cet effet dans le cadre.

La distance qui existe entre la première extrémité de chaque organe de contact, fixe par rapport au cadre, et sa partie d'ancrage varie nécessairement en fonction de la position du 30 coulisseau. Pour tenir compte de ce fait, chaque organe de contact comprend avantageusement, entre sa première extrémité et sa partie d'ancrage, une partie déformable dans un plan perpendiculaire au plan d'introduction et d'extraction. Pour éviter que ces parties déformables ne viennent se toucher au 35 cours des manœuvres du dispositif de connexion, le coulisseau est avantageusement muni d'une plaquette isolante située dans le plan d'introduction et d'extraction, au niveau des parties déformables des organes de contact.

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Enfin, il y a intérêt à agencer le mécanisme de commande de façon qu'il comprenne deux réglettes solidaires l'une de l'autre et guidées en translation par rapport au cadre, ces réglettes étant munies de rainures obliques dans lesquelles est engagé un axe solidaire du coulisseau et maintenu de façon à ne pouvoir se 45 déplacer que parallèlement au mouvement de translation du coulisseau. Cette construction contribue à limiter l'épaisseur globale du dispositif de connexion.

Une forme d'exécution de l'invention va être maintenant expliquée plus en détail à l'aide des dessins annexés. 50

La figure 1 de ces dessins montre, en perspective partielle, un dispositif de connexion conforme à l'invention qui est coupé par un plan perpendiculaire au plan d'introduction et d'extraction et passant par deux organes de contact opposés.

La figure 2 montre, également en perspective partielle, le 55 même dispositif de connexion qui est coupé par un plan parallèle au plan de coupe de la figure 1 et passant par l'un des axes d'entraînement du coulisseau.

Les figures 3,4 et 5 illustrent les phases successives du mouvement de fermeture des organes de contact, par des vues t,n schématiques dans le plan de coupe de la figure 1.

Le dispositif de connexion comprend un cadre rectangulaire 1 dont seul a été représenté, aux figures 1 et 2, l'un des coins opposés au côté d'introduction pour les cartes à circuits imprimés telles que la carte 2 des figures 3 à 5. Une telle carte 2, bs qui peut être guidée par le cadre 1 dans un plan d'introduction et d'extraction P, est munie de pistes conductrices de raccordement 3 sur ses deux faces.

Le cadre 1 porte des organes de contact élastiques 4 dont une première extrémité 4a_ est fixe par rapport au cadre 1 et qui sont destinés à toucher respectivement par une zone active 4b, avec une force élastique appropriée, les pistes conductrices de raccordement 3 lorsque la carte 2 a été introduite convenablement dans le cadre 1.

Le cadre 1 porte en outre un mécanisme de commande 5 mis à la disposition de l'opérateur et propre à agir sur les organes de contact 4 alternativement dans le sens de l'ouverture et de la fermeture. Ce mécanisme de commande comprend un coulisseau 6, mobile en translation parallèlement au plan d'introduction et d'extraction P, comme l'indique une double flèche F à chacune des figures 1 et 2.

Chaque organe de contact 4 comprend, entre une partie formant charnière 4c et une partie d'ancrage 4d fixe par rapport au coulisseau 6, deux branches approximativement rectilignes 4e, 4f qui sont inclinées entre elles et par rapport au plan P et dont la jonction constitue la zone active 4b de l'organe de contact 4.

Conformément à l'invention, sur chaque organe de contact 4, la partie formant charnière 4c est constituée par la deuxième extrémité de cet organe 4 et la partie d'ancrage 4d, fixe par rapport au coulisseau 6, est séparée de cette deuxième extrémité par les deux branches inclinées 4e et 4f.

Etant donné que la carte 2 n'a besoin de parvenir qu'au niveau de la zone active 4b, c'est-à-dire bien en deçà de la partie d'ancrage 4d, il est possible de faire comprendre au mécanisme de commande 5 un coulisseau unique 6 qui est symétrique par rapport au plan P et aux deux faces duquel sont fixées les parties d'ancrage 4d de tous les organes de contact 4. Ainsi qu'il ressort des dessins, chaque partie d'ancrage 4d peut être constituée par une déformation permanente, de profil rectangulaire par exemple, qui est logée dans un alvéole ménagé localement dans le coulisseau 6. Un tel alvéole est limité par des cloisons 7, perpendiculaires au plan P et parallèles à la double flèche F, qui contribuent à empêcher l'organe de contact correspondant 4 de tourner sur lui-même et à isoler électriquement les parties d'ancrage 4d l'une de l'autre. Ces alvéoles sont de préférence disposés par paires dans le même plan, tel que le plan de coupe de la figure 1.

Chaque organe de contact 4 est constitué par un fil métallique et le coulisseau 6 et/ou le cadre 1 possèdent des moyens de guidage qui agissent sur ses branches approximativement rectilignes 4e, 4f de façon à contribuer, avec les susdites cloisons 7, à les maintenir constamment dans le même plan, c'est-à-dire à empêcher l'organe de contact considéré 4 de tourner sur lui-même. Selon le mode de réalisation représenté, ces moyens de guidage sont constitués par des cloisons 8 qui sont portées par les deux parois parallèles et opposées 9 a et 9 c du cadre 1. Ces cloisons 8 pourraient d'ailleurs être remplacées ou complétées par des cloisons similaires, portées par le coulisseau 6. Pour faciliter le montage du dispositif de connexion, les parois 9a, 9c et le fond 9b du cadre 1 sont constituées par des pièces séparées, fixées ensemble par exemple à l'aide de vis (non montrées). De plus, le cadre 1 peut être muni, sur sa face latérale, d'une ouverture 19 permettant l'introduction et l'extraction de la carte 2 par cette face.

La partie ou extrémité formant charnière 4c est repliée approximativement à angle droit par rapport au plan P, en s'écartant de celui-ci, et elle est introduite dans un trou 10 ménagé à cet effet dans la paroi 9 a ou 9c du cadre 1. Comme le montrent les figures 1 et 2, les trous 10 traversent les parois 9a et 9c de part en part, ce qui permet d'immobiliser les extrémités 4c soit en les repliant à la sortie de ces trous, soit en introduisant un adhésif dans les trous 10 par la face extérieure des parois 9 a et 9c. Pour faciliter l'auto-nettoyage des zones actives 4b des pistes conductrices de raccordement 3, il y a intérêt à donner à la

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branche 4e, attenante à la partie formant charnière 4c, une longueur plus grande qu'à la branche 4f, attenante à la partie d'ancrage 4d, pour que la branche 4e se déforme en priorité par rapport à la branche 4f.

Chaque organe de contact 4 comprend, entre sa première extrémité 4a et sa partie d'ancrage 4d, une partie 4g apte à se déformer dans un plan perpendiculaire au plan d'introduction et d'extraction P. Cette partie 4g peut être constituée par exemple par un arc de cercle, de rayorivariable (voir les figures 3 à 5), ou par deux branches successives approximativement rectilignes (voir la fig. 1). Comme il ressort de la figure 1, le coulisseau 6 est avantageusement muni d'une plaquette isolante 11 située dans le plan P, au niveau des partie déformables 4g des organes de contact 4. Des cloisons transversales 12 peuvent être ménagées de part et d'autre de cette plaquette 11 pour guider les parties 4g au cours de leur déformation et pour les isoler électriquement l'une de l'autre.

Ainsi qu'il ressort des figures 1 et 2, le mécanisme de commande 5 comprend deux réglettes 13, parallèles à la longueur du coulisseau 6, qui sont solidarisées à leurs deux extrémités par des traverses 14. Ces réglettes sont logées dans des rainures 15, ménagées dans les parois 9a, 9c du cadre 1 et ouvertes vers l'extérieur de celui-ci, lesquelles rainures 15 guident en translation les réglettes 13. Celles-ci sont munies de rainures ou boutonnières obliques 16 qui reçoivent, deux à deux, un axe 17 solidaire du coulisseau 6. L'axe 17 traverse chaque paroi 9a, 9c du cadre 1, au niveau de sa rainure 15, par une boutonnière transversale 18 de sorte que cet axe 17 est maintenu de façon à ne pouvoir se déplacer que parallèlement au mouvement de translation du coulisseau (double flèche F). Ainsi qu'il ressort de la figure 1 (à gauche), la présence de l'axe 17 empêche de placer des organes de contact 4 au même niveau que cet axe. C'est la raison pour laquelle les rangées des trous 10 et des cloisons 8 présentent une lacune à ce niveau.

Le coulisseau 6 est agencé pour glisser au contact de la surface intérieure des parois 9a, 9c et il est muni d'encoches qui permettent aux organes de contact d'entrer dans les alvéoles limités par les cloisons 7 et d'en sortir.

On obtient ainsi un dispositif de connexion qui se monte et fonctionne de la manière suivante.

Le montage comprend les étapes de:

—mise en place des organes de contact 4 sur le coulisseau 6 et le fond 9b, les extrémités fixes 4a traversant ce fond 9b;

— mise en place des parois 9a et 9c; et

— fixation des trois éléments 9a, 9b et 9c du cadre 1 par un procédé mécanique (vis) ou encore par soudure aux ultrasons.

Dans la position qui est représentée aux figures 1,2 et 3, chaque axe 17 (un à chaque extrémité du coulisseau 6) se trouve à celle des extrémités d'une paire de rainures 16 qui fait occuper 5 au coulisseau 6 sa position la plus à droite. Par conséquent, l'angle formé par les branches approximativement rectilignes 4e, 4f de chaque organe de contact 4 est fort obtus et toutes les zones actives 4b sont écartées du volume balayé par une carte telle que 2. On peut donc introduire cette carte dans le cadre 1 I0 dans des conditions de force d'insertion nulle, c'est à-dire sans que les zones actives 4b frottent sur les pistes conductrices 3 de la carte 2. Une fois que celle-ci est mise en place dans le cadre 1, l'opérateur peut agir sur le mécanisme de commande 5 de façon à faire avancer les réglettes 13. En parcourant les rainures 16 et 15 18, chaque axe 17 est donc déplacé vers la gauche des dessins, de la position de la figure 3 à celle de la figure 5. A la figure 4, les zones actives 4b viennent toucher les pistes conductrices de raccordement 3. Puis, de la position de la figure 4 à celle de la figure 5, les zones actives 4b balayent les pistes 3 de gauche à 20 droite. En effet, ce sont les branches 4e, plus longues et par conséquent plus flexibles, qui tendent à se déformer tandis que les branches 4f tendent à accompagner le déplacement du coulisseau 6 sans pratiquement se déformer. Un tel effet d'auto-nettoyage a été décrit plus en détail dans le susdit brevet suisse 25 n°600 733.

Lorsqu'on déplace ensuite les réglettes 13 en sens contraire, les éléments du dispositif se déplacent ou se déforment dans l'ordre inverse pour reprendre les positions représentées aux figures 1 à 3. Il est alors possible de retirer la carte 2 pour la contrôler ou pour la remplacer par une autre.

Ainsi qu'il ressort des figures 1 et 2, le dispositif de connexion conforme à l'invention a une faible épaisseur globale qui est égale à la somme des épaisseurs du coulisseau unique 6 et des deux parois 9a, 9c du cadre 1, la présence des rainures 15 permettant de noyer les réglettes 13 dans l'épaisseur des parois 9a, 9c.

L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit en relation avec les dessins annexés. C'est ainsi que les organes de contact 4 pourraient être constitués par 40 un ruban métallique et non par un fil métallique. De plus, pour que la branche 4e se déforme en priorité par rapport à la branche 4f, il est possible d'agir non pas sur les longueurs respectives de ces branches, mais sur leurs grosseurs respectives ou sur l'orientation de leur profil, de la manière indiquée par le 45 demandeur dans son brevet suisse n° 600 735.

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2 feuilles dessins

Claims (7)

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1. Dispositif de connexion pour cartes à circuits imprimés, comprenant un cadre dans lequel peut être guidée, dans un plan d'introduction et d'extraction, une carte à circuits imprimés munie de pistes conductrices de raccordement sur ses deux faces et qui porte, d'une part, des organes de contact élastiques ayant chacun une première extrémité fixe par rapport à ce cadre et destinés à toucher respectivement par une zone active, avec une force élastique appropriée, les pistes conductrices de raccordement lorsque la carte a été introduite convenablement dans le cadre et, d'autre part, un mécanisme de commande mis à la disposition de l'opérateur et propre à agir sur les organes élastiques de contact alternativement dans le sens de l'ouverture et de la fermeture, dispositif dans lequel le mécanisme de commande comprend un coulisseau mobile en translation parallèlement au plan d'introduction et d'extraction et chaque organe de contact comprend, entre une partie formant charnière et une partie d'ancrage fixe par rapport au coulisseau, deux branches approximativement rectilignes au repos qui sont inclinées entre elles et par rapport audit plan et donc la jonction constitue la zone active de l'organe de contact, caractérisé en ce que, sur chaque organe de contact (4), la partie formant charnière (4c) est constituée par la deuxième extrémité de cet organe (4) et en ce que la partie d'ancrage (4d), fixe par rapport au coulisseau, est séparée de cette deuxième extrémité par les deux branches inclinées approximativement rectilignes (4e, 4f).

2. Dispositif de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un coulisseau unique (6) qui est symétrique par rapport au plan d'introduction et d'extraction (P) et aux deux faces duquel sont fixées les parties d'ancrage (4d) de tous les organes de contact (4).

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REVENDICATIONS

3. Dispositif de connexion selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque organe de contact (4) est constitué par un fil métallique et le coulisseau (6) et/ou le cadre (1) possèdent des moyens de guidage qui agissent sur ses branches approximativement rectilignes (4e, 4f) de façon à les maintenir constamment dans un même plan.

4. Dispositif de connexion selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'extrémité du fil formant charnière (4c) est replié approximativement à angle droit par rapport au plan d'introduction et d'extraction (P), en s'écartant de celui-ci, et introduite dans un trou (10) ménagé à cet effet dans le cadre (1).

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que chaque organe de contact (4) comprend, entre sa première extrémité (4a) et sa partie d'ancrage (4d), une partie déformable (4g) dans un plan perpendiculaire au plan d'introduction et d'extraction (P).

6. Dispositif de connexion selon la revendication 5, caractérisé en ce que le coulisseau (6) est muni d'une plaquette isolante (11) située dans le plan d'introduction et d'extraction (P), au niveau des parties déformables (4g) des organes de contact (4).

7. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le mécanisme de commande (5) comprend deux réglettes (13) solidaires l'une de l'autre et guidées en translation par rapport au cadre (1), ces réglettes étant munies de rainures obliques (16) dans lesquelles est engagé un axe (17) solidaire du coulisseau (6) et maintenu de façon à ne pouvoir se déplacer que parallèlement au mouvement de translation du coulisseau (6).