EP0057633A1 - Contact électrique autodénudant, procédé de fabrication de ce contact et connecteurs comprenant ce contact, notamment pour câbles en nappe - Google Patents

Contact électrique autodénudant, procédé de fabrication de ce contact et connecteurs comprenant ce contact, notamment pour câbles en nappe Download PDF

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EP0057633A1
EP0057633A1 EP82400133A EP82400133A EP0057633A1 EP 0057633 A1 EP0057633 A1 EP 0057633A1 EP 82400133 A EP82400133 A EP 82400133A EP 82400133 A EP82400133 A EP 82400133A EP 0057633 A1 EP0057633 A1 EP 0057633A1
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contact
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EP82400133A
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François Robert Bonhomme
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/24—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands
    • H01R4/2416—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having insulation-cutting edges, e.g. of tuning fork type
    • H01R4/2445—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having insulation-cutting edges, e.g. of tuning fork type the contact members having additional means acting on the insulation or the wire, e.g. additional insulation penetrating means, strain relief means or wire cutting knives
    • H01R4/2458—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having insulation-cutting edges, e.g. of tuning fork type the contact members having additional means acting on the insulation or the wire, e.g. additional insulation penetrating means, strain relief means or wire cutting knives the contact members being in a slotted tubular configuration, e.g. slotted tube-end
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/77—Coupling devices for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures

Definitions

  • the present invention relates to an electrical contact of the insulation displacement type, that is to say capable of being connected to an electrical conductor surrounded by an insulator, without prior stripping.
  • the invention also relates to a method of manufacturing this contact.
  • the invention also relates to connectors comprising one or preferably a plurality of these contacts and allowing the connection of all of the connector contacts to one or more conductors or sets of insulated conductors, in particular in the form of ribbon cables, again called "flat cables”.
  • the invention relates more particularly to an electrical contact intended to be connected to an electrical cable which is formed of at least one conductor surrounded by an insulator, without prior removal of this insulator, which contact has at its front end two substantially semi-cylindrical branches surrounding a central recess of substantially cylindrical shape and separated by two diametrically opposite longitudinal slots intended to receive the conductor, these branches ending in front by points which are capable of penetrating into the insulation and which converge two by two backwards to one or the other of the slots, the branches being connected to one another at the rear of the two slots.
  • the contact according to the invention is essentially characterized in that it only comprises two points offset circumferentially by 90 ° relative to the slots, which allows the driver to be guided towards the two slots during penetration of the tips into the insulation.
  • each branch at the level of the point, is provided with an external chamfer tending to oppose any deformation towards the outside and therefore any enlargement of the slots, this chamfer being able to be d 'a relatively small size because the central recess, by receiving the cut insulating material, avoids a stuffing effect and therefore a tendency to the separation of the two branches.
  • the height of the slots is such that the end of the slot opposite the points is located below the bottom of said substantially cylindrical recess. In other words, the height of the slots is less than the depth of said recess .
  • the contact tail can be made anyway to form itself, for example, a male contact or plug-in female.
  • the invention also relates to a method of manufacturing this contact, characterized in that a rigid metal rod section is used (on the scale of the contact which can be very small), which is preferably provided the turning of the end, which is preferably chamfered on the outside of the end of this rod, that the axial drilling of the central recess is carried out at a diameter preferably slightly smaller than the diameter of the chamfer, which is machine the two slits and form the points.
  • the machining of the slots is carried out using a milling cutter while the shaping of the points, according to a plane perpendicular to the cutting plane of the slots, is carried out using a strawberry in shape, preferably with a triangular groove.
  • the subject of the invention is also a connector comprising one or preferably a plurality of contacts, characterized in that it comprises, on a connector cradle, one or more contacts according to the invention with the contact branches emerging from said cradle, the contact resting on the cradle to remain fixed by. compared to this during penetration into the insulating material.
  • the cradle which can be associated with a usual connector housing containing the non-protruding contact parts, can also be associated with a connector cover capable of receiving the wire or ribbon cable to apply it against the cradle and carry out the penetration of the branches of the individual contacts into the insulating material.
  • the end 18 of the contact that can be seen in these figures has, with respect to the cylindrical central part 1 of the contact, a reduced diameter so as to form a radial shoulder 2.
  • This end has two substantially semi-cylindrical branches 3, 4 which surround a concentric cylindrical recess 5.
  • Each of the branches 3, 4 has a penetration point 6,7 the upper part of which is arranged practically in the geometrical cylinder which delimits the internal cylindrical recess 5.
  • the ends 6, 7 present towards the outside a chamfered part. 8,9.
  • the flaps 10, as seen in the drawing, as well as the flaps 11, have an inclination such that, seen in the longitudinal direction of contact, the upper edge 12, which constitutes the intersection of the face 10 with the internal cylindrical surface of the recess 5, is constantly arranged above the edge 13, which constitutes the intersection of the pan 10 with the external cylindrical surface of the branch 3.
  • the two sides 10, 11 located opposite one another converge back towards a longitudinal slot 14, the bottom 15 of which is located above the bottom 16 of the central cylindrical recess 5.
  • a chamfer 19 is then produced on the lathe at the end of the narrowed part 18, using a chamfering tool 20 (FIG. 4).
  • the two slots 14 are produced in a single time using a saw mill 22 having the desired thickness.
  • the points 6 and 7 and the flaps 10 and 11 are produced using a milling cutter 23 having an internal groove with a V section, the axis of rotation of the cutter 23 being perpendicular to the axis of rotation of the saw 22 so that the two vertices 6,7 are angularly offset by 90 ° relative to the slots 14.
  • the machining of the rest of the contact including its tail.
  • the rest of the contact can be of any known or other form.
  • the tail of the contact can be produced in the form of a male or female plug.
  • FIG. 8 schematically shows a connector comprising contacts according to the invention.
  • This connector comprises, in a manner known per se, a cradle 24 provided with a plurality of holes 25 distributed over two parallel rows, offset by a half-step relative to each other.
  • the cradle 24 is integral with a connector housing 26 provided with fixing means 27 for securing the connector cover 28.
  • a ribbon cable 30, provided with different parallel electrical conductors 31, is disposed under the cover 28 in the configuration shown in the drawing.
  • Each lateral edge of the cable is precentered by a shoulder 32 of the cover 28 and centered by parallel ribs which the cover 28 includes and which engage in parallel grooves 36 of the ribbon cable 30.
  • FIG. 10 represents a schematic cross-sectional view of a contact at the level of the deformed conductor 31, it can be seen that the insulating material 33, surrounding the conductor 31, could have largely found its place in the inner recess 5.
  • the conductor 31 itself is deformed by being pinched in a way only when it passes through the two slots 14 in the zones 34.
  • each contact instead of being cylindrical up to the shoulder 2, could for example be frustoconical or cylindrical over most of its height by being connected to the shoulder 2 by an arched profile leave. Moreover, he it would be possible to give the slots 14 of each contact unequal widths.

Abstract

Un contact électrique pour câbles en nappe (30) est formé d'une tige terminée par deux branches semi-cylindriques (3, 4) qui sont munies chacune d'une pointe (6,7) pour pénétrer dans la matière isolante (33). Les branches (3, 4) entourent un évidement central, de forme sensiblement cylindrique, délimitant entre les branches (3, 4) deux fentes longitudinales diamétralement opposées (14) pour recevoir le conducteur (31).

Description

  • La présente invention a trait à un contact électrique du type autodénudant, c'est-à-dire susceptible d'être raccordé à un conducteur électrique entouré d'un isolant, sans dénudage préalable. L'invention a aussi trait à un procédé de fabrication de ce contact. L'invention a également trait aux connecteurs comprenant un ou de préférence une pluralité de ces contacts et permettant le raccordement de l'ensemble des contacts du connecteur sur un ou plusieurs conducteurs ou ensembles de conducteurs isolés, notamment sous forme de câbles en nappe, encore appelés "câbles plats".
  • Selon l'un de ses aspects, l'invention concerne plus particulièrement un contact électrique destiné à être raccordé à un câble électrique qui est formé d'au moins un conducteur entouré d'un isolant, sans enlèvement préalable de cet isolant, lequel contact présente à son extrémité avant deux branches sensiblement semi-cylindriques entourant un évidement central de forme sensiblementcylin- drique et séparées par deux fentes longitudinales diamétralement opposées destinées à recevoir le conducteur, ces branches se terminant vers l'avant par des pointes qui sont capables de pénétrer dans l'isolant et qui convergent deux par deux vers l'arrière jusqu'à l'une ou l'autre des fentes, les branches étant reliées l'une à l'autre à l'arrière des deux fentes.
  • Un tel contact électrique est décrit dans le JP-A-51-119991 (figures 7 et 8). Le contact électrique révélé par ce document comporte quatre pointes qui bordent deux à deux les fentes. De part et d'autre de chaque fente, les pointes voisines convergent l'une vers l'autre par l'intermédiaire d'un biseau très peu profond. Cette construction a pour inconvénient que, lors de l'enfoncement du contact dans l'isolant du câble électrique, le conducteur de celui-ci risque d'être dévié hors de la fente et de ne toucher le contact que par la surface extérieure de celui-ci, c'est-à-dire dans de très mauvaises conditions.
  • Pour remédier à cet inconvénient, le contact conforme à l'invention est.essentiellement caractérisé en ce qu'il ne comporte que deux pointes décalées circonférentiellement de 90° par rapport aux fentes, ce grâce à quoi le conducteur est guidé vers les deux fentes lors de la pénétration des pointes dans l'isolant.
  • De façon particulièrement préférée, l'extrémité de chaque branche, au niveau de la pointe, est munie d'un chanfrein extérieur tendant à s'opposer à toute déformation vers l'extérieur et donc à tout agrandissement des fentes, ce chanfrein pouvant être d'une taille relativement réduite du fait que l'évidement central, en accueillant la matière isolante découpée, évite un effet de bourrage et par conséquent une tendance à l'écartement des deux branches.
  • De préférence, la hauteur des fentes est telle que l'extrémité de la fente opposée aux pointes est.située en deçà du fond dudit évidement sensiblement cylindrique., En d'autres termes,'la hauteur des fentes est inférieure à la profondeur dudit évidement.
  • La queue de contact peut être réalisée de toute façon pour former elle-même, par exemple, un contact mâle ou femelle enfichable.
  • L'invention a également pour objet un procédé de fabrication de ce contact, caractérisé en ce que l'on utilise un tronçon de tige métallique rigide (à l'échelle du contact qui peut être de très petite dimension), dont on assure de préférence le décolletage de l'extrémité, que de préférence on chanfreine extérieurement l'extrémité.de cette tige, que l'on effectue le perçage axial de l'évidement central à un diamètre de préférence légèrement inférieur au diamètre du chanfrein, que l'on usine les deux fentes et que l'on forme les pointes.
  • De préférence, l'usinage des fentes est effectué à l'aide d'une fraise-scie alors que la mise en forme des pointes, selon un plan perpendiculaire au plan de découpage des fentes, s'effectue à l'aide d'une fraise de forme, présentant une gorge de préférence triangulaire.
  • L'invention a également pour objet un connecteur comprenant un ou de préférence une pluralité de contacts, caractérisé en ce qu'il comporte, sur un berceau de connecteur, un ou plusieurs contacts selon l'invention avec les branches de contact émergeant dudit berceau, le contact prenant appui sur le berceau pour rester fixe par. rapport à celui-ci lors de la pénétration dans la matière isolante.
  • Le berceau, qui peut être associé à un boîtier usuel de connecteur contenant les parties non dépassantes de contact, peut également être associé à un couvercle de connecteur susceptible de recevoir le fil ou le câble en nappe pour l'appliquer contre le berceau et réaliser la pénétration des branches des différents contacts individuels dans la matière isolante.
  • 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 aux dessins annexés dans lesquels :
    • La figure 1 représente une vue en élévation de l'extrémité d'un connecteur selon l'invention.
    • La figure 2 représente une vue en perspective de cette extrémité.
    • Les figures 3 à 7 représentent schématiquement les différentes étapes du procédé de fabrication d'un contact selon l'invention.
    • La figure 8 représente une vue schématique en perspective d'une partie d'un connecteur comprenant les contacts selon l'invention.
    • La figure 9 représente une vue schématique d'une partie du connecteur lors de l'enfoncement des contacts dans un câble en nappe.
    • La figure 10 représente une vue schématique du conducteur serré dans les fentes d'un contact.
  • On se réfère aux figures 1 et 2.
  • L'extrémité 18 du contact que l'on voit sur ces figures présente, par rapport à la partie centrale cylindrique 1 du contact, un diamètre réduit de façon à former un épaulement radial 2. Cette extrémité présente deux branches sensiblement semi-cylindriques 3,4 qui entourent un évidement cylindrique concentrique 5. Chacune des branches 3, 4 possède une pointe de pénétration 6,7 dont la partie supérieure est disposée pratiquement dans le cylindre géométrique qui délimite l'évidement cylindrique interne 5. Les extrémités 6, 7 présentent vers l'extérieur une partie chanfreinée.8,9. Par ailleurs, depuis l'extrémité 6 de la branche 3, s'étendent en retrait deux pans 10 auxquels correspondent des pans 11 sur la branche 4. Les pans 10, comme on le voit sur le dessin, de même que les pans 11, présentent une inclinaison telle que, vue dans la direction longitudinale du contact, l'arête supérieure 12, qui constitue l'intersection du pan 10 avec la surface cylindrique interne de l'évidement 5, se trouve disposée constamment au-dessus de l'arête 13, qui constitue l'intersection du pan 10 avec la surface cylindrique extérieure de la branche 3.
  • Les deux pans 10, 11 situés en face l'un de l'autre convergent en retrait vers une fente longitudinale 14 dont le fond 15 est situé au-dessus du fond 16 de l'évidement central cylindrique 5.
  • Pour fabriquer un contact ainsi décrit, on voit, en se reportant aux figures 3.à 7, les différentes étapes du procédé utilisé.
  • On part d'un tronçon de tige métallique conductrice usuelle pour réaliser le contact, en métal à ressort ou non, ayant le diamètre de la partie 1. A l'aide d'un tour schématiquement représenté par son outil 17, on réalise un décolletage de l'extrémité 18 de la tige de façon à en réduire le diamètre et réaliser l'épaulement 2 (figure 3).
  • On réalise ensuite sur le tour un chanfrein 19 à l'extrémité de la partie rétrécie 18, grâce à un outil à chanfreiner 20 (figure 4).
  • En se référant ensuite à la figure 5, on voit que l'on effectue le perçage, à l'aide d'un outil de perçage usuel 21, de l'évidement cylindrique interne 5.
  • Ensuite, comme on le voit sur la figure 6, on réalise en un-seul temps les deux fentes 14 à l'aide d'une fraise-scie 22 ayant l'épaisseur voulue.
  • Enfin, comme on le voit sur la figure 7, on réalise les pointes 6 et 7 et les pans 10 et 11 à l'aide d'une fraise de forme 23 ayant une gorge interne à section en V, l'axe de rotation de la fraise 23 étant perpendiculaire à l'axe de rotation de la scie 22 de façon que les deux sommets 6,7 soient angulairement décalés de 90° par rapport aux fentes 14.
  • Bien entendu, le procédé ainsi défini peut faire l'objet de différentes variantes, certaines étapes pouvant être interverties et le chanfreinage pouvant être éventuellement omis. De même, il n'est pas absolument nécessaire de réaliser un épaulement 2, le positionnement du contact dans le connecteur pouvant être assuré d'une autre façon.
  • Par ailleurs, on n'a pas représenté l'usinage du reste du contact, y compris de sa queue. Le reste du contact peut être de toute forme connue ou autre. La queue du contact peut être réalisée sous forme de fiche mâle ou femelle.
  • On se réfère maintenant aux figures 8 à 10.
  • On a représenté schématiquement à la figure 8 un connecteur comprenant des contacts selon l'invention.
  • Ce connecteur comporte, d'une façon en soi connue, un berceau 24 muni d'une pluralité de trous 25 répartis sur deux rangées parallèles, décalées d'un demi-pas l'une par rapport à l'autre. Le berceau 24 est solidaire d'un boîtier de connecteur 26 muni de moyens de fixation 27 pour l'assujettissement du couvercle 28 de connecteur.
  • Les différents contacts individuels sont insérés dans les différents trous 25 du berceau 24 de façon que leurs branches 3, 4 restent apparentes. Des moyens de type connu (à méplat, à bossage.ou semblables) maintiennent les contacts de façon telle que leurs fentes 14 restent perpendiculaires aux rangées de trous 25. On voit en 29 apparaître la queue, sous forme de fiche mâle, de l'un des contacts 3,4.
  • Un câble en nappe 30, muni de différents conducteurs électriques parallèles 31, est disposé sous le couvercle 28 dans la configuration représentée sur le dessin. Chaque bord latéral du câble est précentré par un épaulement 32 du couvercle 28 et centré par des nervures parallèles que comprend le couvercle 28 et qui s'engagent dans des rainures parallèles 36 du câble en nappe 30. Il en résulte que, lorsque l'on viendra appliquer le couvercle 28 sur le berceau 24, les différents conducteurs 31, qui sont séparés les uns des autres par la moitié du pas de deux trous 25 consécutifs de la même rangée, viendront se disposer au-dessus des contacts 3, 4, chaque conducteur 31 étant ainsi associé à un seul contact.
  • Lorsque le couvercle 28 a été mis en place sur le connecteur, des plots 35, portés en saillie par ce couvercle, ont pénétré respectivement dans les évidements cylindriques 5 des différents contacts et les différentes branches 3, 4 de ceux-ci ont perforé et traversé la matière isolante 33 de la nappe de câble, les pointes 6, 7 émergeant de l'autre côté de la nappe 30. Lors du mouvement de pénétration des branches 3, 4 d'un contact dans la matière isolante, cette matière est refoulée sans bourrage à l'intérieur de l'évidement intérieur 5 et, à mesure que le contact s'enfonce dans la matière isolante, le conducteur 31, par exemple à sept torons, est guidé par les arêtes 12 et progressivement déformé pour venir s'enfoncer dans les deux fentes 14 comme représenté sur la figure 9. Dans cette position, les bords des fentes 14 assurent un contact électrique parfait entre les branches 3,4 et le conducteur 31.
  • En se référant plus particulièrement à la figure 10 qui représente une vue schématique en section transversale d'un contact au niveau du conducteur 31 déformé, on voit que la matière isolante 33, entourant le conducteur 31, a pu largement trouver sa place dans l'évidement intérieur 5. Le conducteur 31 lui-même est déformé en étant en quelque sorte pincé uniquement lors de'son passage à travers les deux fentes 14 dans les zones 34.
  • Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de.réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter diverses modifications de forme ou de matériaux sans pour cela s'éloigner ni de son cadre ni de son esprit.
  • Il est à noter qur l'extrémité 18 de chaque contact, au lieu d'être cylindrique jusqu'à l'épaulement 2, pourrait être par exemple tronconique ou cylindrique sur la majeure partie de sa hauteur en étant raccordée à l'épaulement 2 par un congé à profil arqué. De plus, il serait possible de donner aux fentes 14 de chaque contact des largeurs inégales.

Claims (7)

1. Contact électrique destiné à être raccordé à un câble électrique qui est formé d'au moins un conducteur (31) entouré d'un isolant (33), sans enlèvement préalable de cet isolant (33), lequel contact présente à son extrémité avant deux branches sensiblement semi-cylindriques (3,4) entourant un évidement central (5) de forme sensiblement cylindrique et séparées par deux fentes longitudinales diamétralement opposées (14) destinées à recevoir le conducteur (31), ces branches (3,4) se terminant vers l'avant par des pointes (6,7) qui sont capables de pénétrer dans l'isolant (33) et qui convergent deux par deux vers l'arrière jusqu'à l'une ou l'autre des fentes (14), les branches (3,4) étant reliées l'une à l'autre à l'arrière des deux fentes (14), caractérisé en ce qu'il.ne comporte que deux pointes (6,7) décalées circonférentiellement de 90° par rapport aux fentes (14), ce grâce à quoi le conducteur (31) est guidé vers-les deux fentes (14) lors de la pénétration des pointes (6,7) dans l'isolant (33).
2. Contact électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité de chaque branche (3,4); au niveau de la pointe (6,7), est munie d'un chanfrein extérieur (8,9) tendant à s'opposer à la déformation du contact vers l'extérieur.
3. Contact électrique selon l'une des revendications et 2, caractérisé en ce que la hauteur des fentes (14) est telle que l'extrémité (15) de la fente opposée aux pointes (6,7) est située en deçà du fond (16) dudit évidement central (5).
4. Contact électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque branche (3,4) possède, de part et d'autre de la pointe (6,7), deux pans (10) s'étendant vers l'arrière jusqu'à la fente correspondante (14), l'arête d'intersection (12) de chaque pan (10) avec la surface interne dudit évidement (5) étant située à un niveau supérieur plus proche du sommet de la pointe correspondante (6,7) que l'arête opposée (13) formant l'intersection dudit pan (10) avec la surface semi- cylindrique extérieurede la branche (3,4).
5. Procédé de fabrication d'un contact électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise un tronçon de tige métallique, que l'on effectue le perçage axial de l'évidement central (5), que l'on usine les deux fentes (14) et que l'on forme les pointes (6,7).
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on effectue un chanfreinage (19) de l'extrémité du tronçon et que l'on effectue le perçage axial de l'évidement central (5) à un diamètre légèrement inférieur au diamètre du chanfrein (19).
7. Connecteur, notamment pour câbles en nappe, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un contact selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, sur un berceau de connecteur (24) de façon que les deux branches (3,4) du connecteur émergent dudit berceau (24).
EP82400133A 1981-01-28 1982-01-25 Contact électrique autodénudant, procédé de fabrication de ce contact et connecteurs comprenant ce contact, notamment pour câbles en nappe Withdrawn EP0057633A1 (fr)

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