1 Contact pour connecteur de puissance et son procédé de fabrication [1] L'invention concerne le domaine des connecteurs électriques, par exemple des connecteurs électriques de puissance et, notamment, les connecteurs électriques de puissance pour véhicules automobiles électriques ou hybrides rechargeables. En particulier, ce type de véhicules nécessite un rechargement régulier et fréquent de leurs batteries. A cette fin, ces véhicules sont reliés à une borne de recharge grâce à un câble de recharge muni à chacune de ses extrémités d'une prise de charge. [2] Les charges peuvent se faire avec des intensités pouvant aller jusqu'à 120A. Les prises de charge pour les véhicules électriques nécessitent donc une force de contact élevée entre les contacts afin d'éviter, ou au moins limiter, les échauffements. Mais les efforts d'accouplement des prises de charge sur un contre-connecteur, ne doivent pas être trop importants, afin de pouvoir être réalisés avec une ergonomie adaptée à tout type d'utilisateurs, mais également pour limiter l'usure par abrasion ayant lieu lors des nombreux cycles d'accouplement/désaccouplement (10 000 cycles par exemple). En outre, lorsqu'une prise de charge comporte plusieurs contacts (5 contacts par exemple), la poursuite de ces deux objectifs en même temps devient difficile, sinon impossible, avec les technologies de l'art antérieur. [3] Un but de l'invention est de fournir une prise de charge dans laquelle la force de contact peut être élevée, mais sans pour autant exagérément augmenter les efforts 20 d'accouplement et l'usure prématurée des contacts. [4] A cette fin, on réalise un contact femelle pour connecteur de puissance, selon un procédé de fabrication comprenant des étapes consistant à usiner par enlèvement de matière un barreau de matériau électriquement conducteur pour former un élément monobloc comprenant une embase venue de matière avec une zone pour la fixation d'un câble de puissance et une 25 douille venue de matière avec l'embase. La zone de fixation du câble de puissance correspond par exemple à une zone de sertissage ou une zone de soudure du câble sur le contact femelle. La douille s'étend longitudinalement le long d'un axe d'insertion central. Autrement dit, la douille forme un espace ouvert à l'une de ses extrémités longitudinales pour l'insertion d'un contact mâle. Plus précisément, le contact mâle comporte par exemple une broche ou tige 30 essentiellement cylindrique dont l'axe longitudinal correspond à l'axe d'insertion de cette broche dans la douille. 3022703 2 [005] La douille comporte au moins une languette flexible, venue de matière avec l'embase et s'étendant longitudinalement entre une extrémité liée à l'embase et une extrémité libre. Par exemple, la douille comporte plusieurs languettes usinées en les agençant régulièrement autour de l'axe d'insertion et en ménageant un espace interne à la douille croissant en rapprochement 5 de l'embase. On forme ainsi une cage s'étendant longitudinalement le long de l'axe d'insertion et ouverte, pour recevoir la broche du contact mâle, à son extrémité opposée à l'embase. L'introduction de la broche dans la douille entraîne l'écartement des languettes. Les languettes sont par exemple usinées de manière à être inclinées par rapport à l'axe d'insertion, et plus resserrées à proximité de l'extrémité de la douille par laquelle est introduite la broche du 10 contact mâle, qu'au niveau de leur jonction à l'embase. Autrement dit, dans ce cas, les languettes ont une portion plus proche de l'axe d'insertion vers leur extrémité libre qu'au niveau de l'embase. Ainsi, la surface de contact entre la broche du contact mâle et chaque languette peut demeurer la même tout au long de l'insertion du contact mâle dans le contact femelle. 15 [006] Chaque languette est usinée de manière à pouvoir être fléchie entre une position de repos, occupée par la languette lorsque le contact femelle ne reçoit pas de contact mâle et au moins une position fléchie, dans laquelle la languette dégage un espace pour un contact mâle. [7] Chaque languette présente une surface de contact, destinée à établir un contact électrique avec un contact mâle. Par ailleurs, on réalise un profil de languette (par exemple en coupe longitudinale) conférant à celle-ci au moins une première et une deuxième longueurs de flexion, fléchies successivement lors de la flexion de la languette en éloignement de l'axe d'insertion, la première longueur de flexion étant plus longue que la deuxième. [8] Ainsi, lors de l'introduction de la broche d'un contact mâle dans la douille, la broche entre en contact avec les languettes à proximité de leur extrémité libre. La broche possède des dimensions transversales telles que les broches sont écartées de l'axe d'insertion et laissent la broche pénétrer dans la douille. Autrement dit, lors de l'introduction de la broche dans la douille, les languettes sont repoussées en éloignement de l'axe d'insertion. A cette fin, elles fléchissent sur une première longueur de flexion. Cette première longueur de flexion est par exemple, la distance entre le point de contact d'une languette avec la broche du contact mâle, et la jonction d'une languette à l'embase. Elle forme donc un bras de levier relativement long qui permet d'écarter les languettes et de faire glisser la broche au niveau du point de contact 3022703 3 avec une force de frottement relativement faible. La force d'insertion du contact mâle dans le contact femelle peut ainsi être réduite. Par exemple, cette force d'insertion est de l'ordre de 6N. [009] Par contre, il faut une force de contact élevée entre les languettes et la broche du contact mâle pendant l'utilisation normale de la prise de charge (pendant une charge). Il faut 5 donc que la pression de la languette sur la broche soit relativement importante lorsque la broche du contact mâle est insérée dans la douille dans la position qu'elle occupe quand la prise de charge est complètement accouplée avec un contre-connecteur. Par exemple, cette force de contact de l'ordre de 4N. A cette fin, on crée un deuxième bras de levier, plus court que le premier, entre le point de contact et un point fixe. Si la rigidité des languettes reste 10 sensiblement constante lors de leur flexion, mais que la longueur sur laquelle elles peuvent être fléchies diminue en formant un bras de levier plus court, la force de réaction à leur flexion augmente. On peut ainsi obtenir une force de contact sur la broche du contact mâle plus importante. La flexion de la languette, de la position de repos à la position fléchie, peut alors s'effectuer successivement avec au moins deux bras de levier distincts : un premier bras de 15 levier puis un deuxième bras de levier plus court que le premier. [0010] Afin que la flexion des languettes intervienne successivement sur les premières et deuxième longueurs de flexion on peut prévoir plusieurs solutions. Selon l'une de ces solutions, on peut prévoir, au moins une butée provoquant le passage d'une flexion sur toute la première longueur de flexion, à une flexion sur seulement la deuxième longueur de flexion.
20 On notera toutefois qu'une butée n'est pas le seul moyen de réaliser un tel changement de régime. Une languette avec une courbure appropriée ou une variation appropriée de sa flexibilité sur sa longueur, permet d'obtenir un effet semblable. Par exemple, on peut jouer sur la forme des languettes et prévoir plusieurs portions, chacune de ces portions ayant une inclinaison différentes par rapport à l'axe d'insertion. Ainsi, à l'insertion de la broche du 25 contact mâle, la longueur totale de la languette est utilisée comme levier, mais après insertion, le contact entre la broche et la languette intervient au niveau ou à proximité d'un coude placé plus proche de l'embase, donc avec un bras de levier plus court. [0011] Lorsqu'une butée est utilisée, celle-ci peut être placée sur une languette et interagir avec un autre élément du contact ou de la prise de charge, ou bien, inversement, elle peut être 30 placée sur l'un de ces éléments et interagir avec une languette. Dans tous les cas, cette butée a pour fonction de bloquer ou au moins limiter la flexion d'une languette, sur une portion de la 3022703 4 première longueur de flexion, pour que la flexion de la languette soit limitée essentiellement à la deuxième longueur de flexion. [0012] Par exemple, pour former cette butée, on réalise une protubérance sur une surface externe de chaque languette et on insère la douille dans un fût. Chaque languette comporte une 5 surface externe dirigée vers la surface interne du fût. Chaque languette peut alors subir une flexion, dans au moins une direction de flexion ramenant la surface externe vers le fût, à partir d'une position de repos occupée par la languette lorsque le contact femelle ne reçoit pas de contact mâle, vers une position fléchie ou de contact, occupée par la languette lorsqu'un contact mâle est introduit dans la douille. La position de repos de la languette correspond à une 10 position dans laquelle la languette n'est pas contrainte par le contact mâle. Chaque languette tend à revenir élastiquement vers l'axe d'insertion lorsque, lors de son introduction dans le contact femelle, le contact mâle écarte la languette de sa position de repos. [0013] La protubérance est réalisée de manière à ce qu'elle s'étende en direction d'une surface interne du fût en laissant un espace entre la protubérance et la surface interne du fût 15 lorsque la languette est en position de repos. Plus précisément, la protubérance est localisée sur la surface externe de la languette et s'étend essentiellement dans la direction de flexion, sur une épaisseur inférieure à la distance entre la surface externe de la languette à proximité de la protubérance et le fût au droit de la protubérance. Une distance de travail est ainsi laissée entre la protubérance et le fût qui peut s'annuler après flexion de la languette. 20 [0014] La broche du contact mâle présente une section croissante à partir de son extrémité libre. Ainsi, lors de son introduction dans la douille, la broche du contact mâle écarte progressivement les languettes de l'axe d'insertion. L'espace entre la protubérance et la surface interne du fût commence par être réduit, lors de l'introduction de la broche du contact mâle dans la douille. Les languettes commencent donc à fléchir vers la surface interne du fût. 25 puis l'espace entre la protubérance et la surface interne du fût finit par s'annuler. On notera que l'on peut obtenir un effet équivalent en plaçant une protubérance sur la surface interne du fût et s'étendant vers une languette. [0015] La distance entre la jonction de chaque languette avec l'embase et la protubérance peut varier. Par exemple, la distance entre l'embase et la protubérance est inférieure à la 30 distance entre la protubérance et le premier point de contact entre la languette et le contact mâle. Cette distance n'est pas nécessairement la même pour toutes les languettes afin d'obtenir un effort d'insertion plus progressif. 3022703 5 [0016] Le procédé selon l'invention peut donc comporter les caractéristiques suivantes, considérées isolément ou en combinaison : - on usine plusieurs languettes en les agençant régulièrement autour de l'axe d'insertion et en ménageant un espace interne à la douille croissant en 5 rapprochement de l'embase ; et - on réalise une protubérance sur l'une ou l'autre de la surface externe de la languette et la surface interne d'un fût dans lequel on insère la douille, par exemple on réalise cette protubérance sur la surface externe de la languette, et on insère la douille dans un fût, la protubérance s'étendant en direction d'une surface 10 interne du fût en laissant un espace entre la protubérance et la surface interne du fût, lorsque la languette est en position de repos occupée par la languette, c'est-à-dire lorsque le contact femelle ne reçoit pas de contact mâle, cet espace pouvant être réduit, puis annulé lorsque la languette est fléchie vers la surface interne du fût. 15 [0017] Selon un autre aspect, l'invention est un contact femelle de puissance pour connecteur de câble. Ce contact peut alors comporter les caractéristiques suivantes, considérées isolément ou en combinaison : - une embase venue de matière avec une zone de fixation d'un câble, - une douille s'étendant longitudinalement le long d'un axe d'insertion central, cette 20 douille comportant au moins une languette flexible, venue de matière avec l'embase et s'étendant longitudinalement entre une extrémité liée à l'embase et une extrémité libre ; - la languette peut être fléchie entre une position de repos, occupée par la languette lorsque le contact femelle ne reçoit pas de contact mâle et au moins une position 25 fléchie, dans laquelle la languette dégage un espace pour un contact mâle ; - la languette est inclinée par rapport à l'axe d'insertion avec une portion plus proche de l'axe d'insertion vers l'extrémité libre qu'au niveau de l'embase et, par le fait que la languette comporte un profil lui conférant au moins une première et une deuxième longueurs de flexion, fléchies successivement lors de la flexion de la languette en 30 éloignement de l'axe d'insertion, la première longueur de flexion étant plus longue que la deuxième longueur; 3022703 6 - il comporte une languette fléchissant de la position de repos à la position fléchie avec au moins deux bras de levier successifs et distincts : un premier bras de levier, puis un deuxième bras de levier plus court que le premier ; - la douille est insérée dans un fût et la languette présente une surface de contact, 5 destinée à établir un contact électrique avec un contact mâle, ainsi qu'une surface externe dirigée vers une surface interne du fût, cette languette pouvant être fléchie, dans au moins une direction de flexion essentiellement perpendiculaire à l'axe d'insertion, en ramenant la surface externe vers le fût, à partir d'une position de repos occupée par la languette lorsque le contact femelle ne reçoit pas de contact mâle, vers 10 une position de contact, occupée par la languette lorsqu'un contact mâle est introduit dans la douille, la languette tendant à revenir élastiquement vers l'axe d'insertion lorsque, lors de son introduction dans le contact femelle, le contact mâle écarte la languette de sa position de repos ; - la languette comporte une protubérance localisée sur la surface externe de la languette 15 et s'étendant essentiellement dans la direction de flexion sur une épaisseur inférieure à la distance entre la surface externe de la languette à proximité de la protubérance et au droit de la protubérance, laissant ainsi une distance de travail entre la protubérance et le fût qui peut s'annuler après flexion de la languette ; - la distance entre l'embase et la protubérance est inférieure à la distance entre la 20 protubérance et le premier point de contact entre la languette et le contact mâle. [0018] Selon encore un autre aspect, l'invention est un ensemble de contacts mâle et femelle de puissance pour connecteur de câble, comprenant un contact femelle tel que décrit dans ce document, et un contact mâle présentant une broche cylindrique de révolution ayant une extrémité libre chanfreinée. 25 [0019] Selon encore un autre aspect, l'invention est un connecteur de câble puissance comprenant au moins un contact femelle tel que décrit dans ce document, et un boîtier un matériau diélectrique avec une cavité pour recevoir un contact femelle avec son fût. [0020] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit ainsi que sur les dessins annexés. Sur ces dessins : 30 - la figure 1 représente schématiquement en perspective un câble de charge pour véhicule électrique, muni de connecteurs conformes à l'invention ; 3022703 7 la figure 2 représente schématiquement en perspective un exemple de contact femelle pour les connecteurs de la figure 1 ; la figure 3 représente schématiquement en coupe un ensemble de contacts mâle et femelle en position de pré-accouplement de leur connecteurs respectifs ; 5 les figures 4A et 4B représentent en coupe un détail du contact femelle de la figure 3, dans deux positions distinctes de la languette ; et la figure 5 est un diagramme des forces d'insertion d'un contact mâle dans un contact femelle, respectivement de l'art antérieur et selon l'invention, en fonction du déplacement du contact mâle dans le contact femelle. 10 [0021] Sur la figure 1 sont représentés deux connecteurs ou prises de charge 10, 20 pour véhicule automobile électrique, montés chacun à une extrémité d'un câble de recharge 30. Chacun de ces deux connecteurs 10, 20 comportent trois contacts de puissance et deux contacts pour le circuit de commande (Ces contacts ne sont pas visibles sur la figure 1, mais on peut voir sur le connecteur à gauche sur la figure 1, que sa face d'accouplement présente 15 sept ouvertures 22, deux de ces ouvertures n'étant pas utilisées pour réaliser une connexion). [0022] Chaque connecteur 10, 20 comporte un boîtier en matériau diélectrique avec une cavité pour recevoir un contact femelle 40 avec son fût 41. [0023] L'un de ces contacts femelles 40 de puissance est représenté sur la figure 2. Une partie monobloc de ce contact 40 est usiné par enlèvement de matière à partir d'un barreau de 20 matériau électriquement conducteur (un alliage de cuivre par exemple). Cette partie monobloc comprend une zone de fixation d'un câble 42, une embase 43 et une douille 44 et s'étend longitudinalement le long d'un axe central d'insertion I. Le fait d'usiner la zone de fixation 42, l'embase 43 et la douille 44 sous forme d'un élément monobloc permet une meilleure conduction et répartition du courant électrique et évite des échauffements au niveau des points 25 de jonction que l'on pourrait avoir si le contact 0 était réalisé par le pliage et/ou la réunion de plusieurs éléments. [0024] La douille 44 comporte quatre languettes 45 flexibles régulièrement et symétriquement réparties autour de l'axe d'insertion I. Chaque languette 45 est incurvée autour de l'axe d'insertion I. Chaque languette 45 s'étend longitudinalement entre une 30 extrémité liée à l'embase 43 et une extrémité libre 46. [0025] Comme représenté sur la figure 3, chaque languette 45 est essentiellement droite et d'épaisseur constante sur l'ensemble de sa longueur (mise à part une portion chanfreinée à 3022703 8 proximité de son extrémité libre 46). Après décolletage dans un barreau de matière, les languettes 45 sont essentiellement parallèles à l'axe de d'insertion I. Elles sont ensuite légèrement pliées pour être inclinée par rapport à celui-ci, avec une portion plus proche de l'axe d'insertion I vers l'extrémité libre 46 qu'au niveau de l'embase 43 (autrement dit la 5 section transversale de la douille 44 est plus petite à proximité de l'extrémité libre 46 qu'à proximité de l'embase 43). On obtient ainsi, pour recevoir un contact mâle 50, un espace interne à la douille 44 croissant en rapprochement de l'embase 43. [0026] Par ailleurs, on réalise une protubérance 47, par exemple sous la forme d'une nervure, sur la surface externe 48 de chaque languette 45. Cette nervure s'étend longitudinalement en 10 arc de cercle (essentiellement centrée sur l'axe d'insertion I) et avec une épaisseur constante sur cette surface externe 48. Par exemple, l'épaisseur des languettes 45 est sensiblement égale à 0,9mm et de la hauteur d'une protubérance 47 au-dessus de la languette sur laquelle elle est située est de l'ordre de 0,1 à 0,2mm. [0027] La douille 44 est insérée dans un fût 41, la protubérance 47 s'étend donc en direction 15 d'une surface interne 49 du fût 41. En position de repos, c'est-à-dire dans la position qu'elle occupe lorsque le contact femelle 40 ne reçoit pas de contact mâle 50, chaque languette 45 est inclinée par rapport à l'axe d'insertion I de manière à ménager un espace entre la protubérance 47 et la surface interne 49 du fût 41 (voir figure 4A). [0028] L'exemple de contact mâle représenté sur la figure 3 est essentiellement monobloc et 20 constitué d'une broche 51 ou tige cylindrique avec une portion de fixation 52 pour un câble. L'extrémité libre 53 du contact mâle 50 opposée à celle comportant la zone de fixation comporte un capuchon 54 conique en matière plastique isolante. La forme de cette extrémité libre 53 permet de faciliter et guider l'insertion du contact mâle 50 au niveau de l'extrémité libre 46 chanfreinée des languettes 45. Le diamètre externe de la broche 51 (au-delà de la 25 portion comportant le capuchon 54) est essentiellement constant et supérieur au diamètre du cercle inscrit à la partie la plus resserrée de la douille 44 (c'est-à-dire au niveau ou à proximité de la zone de transition entre l'extrémité libre 46 chanfreinée des languettes 45 et la portion d'épaisseur constante de celles-ci). [0029] Les figures 4A et 4B représentent respectivement une portion de languette 45 voisine 30 d'une protubérance 47, respectivement lorsque la languette 45 est en position de repos, occupée par la languette 45 lorsque le contact femelle 40 ne reçoit pas de contact mâle 50 et, en position fléchie ou de contact, dans laquelle la languette 45 dégage un espace pour un 3022703 9 contact mâle 50. La languette 45 est donc fléchie, dans au moins une direction de flexion f perpendiculaire à l'axe d'insertion I, en ramenant la surface externe 49 vers le fût 41, à partir de sa position de repos vers sa position fléchie ou de contact. La languette 45 tend à revenir élastiquement vers l'axe d'insertion I lorsque, lors de son introduction dans le contact femelle 5 40, le contact mâle 50 écarte la languette 45 de sa position de repos. [0030] La protubérance 47 s'étend essentiellement dans la direction de flexion f sur une épaisseur inférieure à la distance entre la surface externe 48 de la languette 45 (en position de repos) à proximité de la protubérance 47 et au droit de celle-ci, laissant ainsi une distance de travail w entre la protubérance 47 et le fût 41 qui peut s'annuler après flexion de la languette 10 45. [0031] La force d'insertion F du contact mâle 50 dans le contact femelle 40, en fonction de a longueur / de la broche 51 insérée dans la douille 44, est représentée schématiquement sur la figure 5. La figure 5 montre deux courbes : l'une (courbe a) obtenue avec un contact femelle de l'art antérieur et l'autre (courbe b) obtenue avec un contact femelle selon l'invention. Cette 15 force d'insertion F est très faible, voire nulle, tant que le contact mâle 50 n'a pas commencé à écarter les languettes 45 (insertion l'une dans l'autre des portions chanfreinées des contacts mâles et femelles). [0032] Puis on a un contact et un frottement entre les chanfreins des contacts mâle 50 et femelle 40. La force d'insertion F augmente alors relativement rapidement, à mesure que les 20 languettes 45 sont écartées par le contact mâle 50, jusqu'à atteindre un maximum. La valeur de ce maximum dépend des géométries (angles) respectives des chanfreins des contacts mâle 50 et femelle 40, des coefficients de friction des matériaux en contact, ainsi que de la longueur sur laquelle les languettes 45 peuvent être défléchies. Plus cette longueur L est courte, pour des languettes 45 de même section et de même matériau, plus élevée sera la valeur du 25 maximum de la force d'insertion F. [0033] Du fait de l'élasticité des languettes 45, la force d'insertion F diminue à nouveau pour atteindre un niveau constant lorsque les languettes 45 sont écartées au maximum et que le point de contact entre les languettes 45 et la broche 51 du contact mâle 50 se déplace le long de cette broche 51. La défection des languettes 45 est alors constante et la force d'insertion F 30 ne dépend plus que de la friction entre les contacts mâle 50 et femelle 40. [0034] Comme les languettes 45 peuvent, dans un premier temps, fléchir sur la quasi-totalité de leur longueur L et que le bras de levier est relativement grand entre, d'une part, le point de 3022703 10 contact entre la broche 51 et les languettes 45 et, d'autre part, la jonction 60 entre les languettes 45 et l'embase 43 (c'est-à-dire leur point d'ancrage), la force d'insertion F reste relativement faible (courbe b), par rapport au cas (courbe a) où, pour maintenir une force de contact équivalente, la longueur des languettes 45 aurait été plus courte (donc avec un bras de 5 levier relativement faible entre, d'une part, le point de contact entre la broche 51 et les languettes 45 et le point d'ancrage des languettes 45). [0035] On obtient une force de contact suffisante entre les contacts mâle 50 et femelle 40, alors que la longueur L des languettes est plus grande, grâce à leur protubérance 47. En effet, après s'être écartées radialement de l'axe d'insertion I, les languettes 45 viennent en butée sur 10 le fût 41 par l'intermédiaire de leur protubérance 47. L'espace se trouvant entre la protubérance 47 et le fût 41 est donc réduit puis annulé lorsque la languette 45 est fléchie vers la surface interne 49 du fût 41. La portion sur laquelle les languettes 45 peuvent ainsi fléchir est réduite en longueur à celle L' s'étendant entre la protubérance 47 et le point de contact entre la broche 51 et les languettes 45. On a donc une première longueur L de flexion 15 (sensiblement égale à la longueur totale de la languette) plus grande qu'une deuxième longueur L' de flexion (entre la protubérance 47 et le point de contact entre la broche 51 et les languettes 45) et on passe successivement de la première longueur L de flexion à la deuxième longueur L' de flexion, lors de l'insertion du contact mâle 50 dans le contact femelle 40, grâce à l'interaction de la protubérance 47 sur le fût 41. Par exemple, avec L = 22mm, L' = 15mm, 20 ainsi que l'épaisseur des languettes45 et la hauteur des protubérances 47 mentionnées ci-dessus on peut obtenir des forces d'insertion et de contact respectivement de l'ordre de 6N et 4N. [0036] On peut définir les valeurs respectives des forces d'insertion et de contact en jouant sur la position de la protubérance 47. Par exemple, on peut choisir une distance D entre 25 l'embase 43 et la protubérance 47 inférieure à la distance entre la protubérance 47 et le point de contact entre les languettes 45 et le contact mâle 50.