WO2018203105A1 - Contact electrique femelle et son procede de fabrication - Google Patents

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    • 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
    • H01R4/02—Soldered or welded connections
    • H01R4/023—Soldered or welded connections between cables or wires and terminals

Definitions

  • the present invention relates to an electrical contact and its method of manufacture. More particularly, the invention relates to an electrical contact of the female type having a cylindrical body whose rear portion is intended to be connected to a conductor such as an electric cable for example. In its front part, the body of the contact comprises an active part intended to receive a male-type contact to establish an electrical connection.
  • this type of contact generally comprises a clip formed of elastic conductive tabs which is attached in a housing located in the front part of the body of the female contact.
  • These female contacts further comprise a socket or cap having on its front face an opening and which surrounds the front part of the body in which is fixed the clip provided with tabs. Such contact is for example described in EP 1 107378B1.
  • An object of the present invention is to provide a female type contact having the same advantages of connectors as those of the prior art but simpler and less expensive to manufacture. This object is achieved by a female contact having the features set forth in claims 1 to 5 as well as by manufacturing methods which differ in the steps of claims 6 to 8.
  • Figure 1 is a schematic perspective view of the assembled female contact.
  • Figure 2 illustrates in section the contact of Figure 1.
  • Figure 3 illustrates the cuts made in a circular piece obtained from a strip of material to clear what will form the contact tabs.
  • Figure 4 schematically illustrates a first folding of the free end of the tongues.
  • FIG. 5 illustrates a second folding carried out on the tongues
  • Figure 6 illustrates the part intended to be coupled to the body of the contact after stamping of the circular piece of material obtained in the previous steps.
  • FIG. 7 illustrates the first step of a second embodiment of the manufacturing method of the active part of the female contact according to the invention in which cuts are made in a strip of rectangular material to obtain tongues.
  • Figure 8 illustrates a first folding of the end of the tabs obtained in the previous step.
  • Figure 9 illustrates a second folding of the tabs.
  • Figure 10 shows the part obtained when the material web is folded back on itself.
  • FIGS. 1 and 2 there is shown a female contact according to the invention after its assembly.
  • This contact consists of a body 1 of generally cylindrical shape intended to be connected to an electrical conductor (not shown) in its rear portion shown on the right of Figure 2.
  • This body 1 has at its opposite end an active portion 2 intended to accommodate a male contact (not shown).
  • the body 1 has on its front part a blind hole forming an oblong housing for receiving a male contact.
  • the active part 2 surrounding the end of the body 1 has in its front part a annular opening coaxial housing allowing the introduction of a male contact.
  • the elastic contact tongues 3 are 6 in number distributed uniformly over the circumference of the inner part of the active part 2 to ensure a good electrical connection. In other embodiments, it is possible to provide, depending on the type of connection and the performance requirements required for said connection, a number of different tongues, for example between 2 and 16.
  • the tongues 3 deform radially outwardly and ensure good maintenance of the male contact in the female part while ensuring a good quality electrical connection.
  • the body 1 of the female contact is preferably made of brass and the active part 2 intended to receive the male contact is preferably made of a material having both mechanical properties, in particular high elasticity and good electrical conductivity such as for example a beryllium copper alloy (CuBe2).
  • the embodiments of the prior art include a body similar to that described above which comprises a housing for receiving a conductive element in the form of clip or inverted clip which must be assembled accurately in the housing of the body of the contact.
  • the end of the body is then covered by a third element in the form of a socket generally made of stainless steel.
  • the advantage of the present invention is to gather in one single piece the clip comprising the contact tongues and the sleeve which is engaged on the end portion of the body 1. This results in a saving in manufacturing time and ease of assembly due to the reduced number of parts to assemble.
  • the following description refers to the manufacturing processes of the active part 2 of the female contact and its tabs 3.
  • a first variant of these manufacturing processes consists of cutting into a strip of material of a circular part 4 as illustrated.
  • substantially triangular cuts starting from the center of the piece 4 are made towards the periphery of the latter so as to clear tabs 3 of substantially trapezoidal shape at the center of the piece 4.
  • it will form by cutting a number of tongues ranging from 2 to 16 during this step.
  • the cutting of this circular piece 4 in the material strip can be performed by any known method, in particular by laser cutting or stamping. It is the same for the cuts made in the circular part to release the tabs.
  • a first folding of the free end of the trapezoidal tongues obtained in the previous step is carried out. This folding is carried out so that the end of the tongues form an angle of about 90 degrees with the plane containing the tongues.
  • a second folding is then performed to bring the tongues 3 in a plane substantially perpendicular to the plane of the circular piece 4 as illustrated in FIG. 5.
  • substantially perpendicular it is meant that the angle formed between the longitudinal axis of the tongues and the longitudinal axis of the piece 4 is an acute angle preferably between 5 and 20 degrees.
  • the circular piece 4 with its folded tongues 3 is then pressed to form a cylindrical sleeve whose inner diameter substantially corresponds to the outer diameter of the end of the body 1 and which will form the active part 2 of the female contact.
  • the cylindrical sleeve thus obtained is then cut to the right length, that is to say to a length which corresponds to the part of the body intended to accommodate the active part thus formed.
  • a chamfer or radius is then obtained on the end of the sleeve that does not include the tabs.
  • the active part 2 thus obtained is simply strung on the end of the body 1 and then assembled for example by crimping by pressure on said end of the body 1. Once fixed on the body 1, the free and folded ends of the tongues 3 bear against the annular surface of the end of the housing located in the body 1.
  • this method of manufacturing the active part 2 surrounding the body and comprising the tongues 3 is very simple to implement and can be automated to obtain a large number of parts in a very short time.
  • the assembly of the active part 2 provided with its conductive tabs on the end of the body 1 also does not require complex adjustment or adjustment operation and can also be automated.
  • FIG. 7 is cut in a strip of material a rectangular piece 5 and is formed by cutting or stamping tongues 3 having a generally trapezoidal shape whose short side is free and whose long side merges with the edge of the rectangular room.
  • a first folding of the free end of the tongues 3 is then carried out in a plane substantially perpendicular to the plane of the rectangular piece as illustrated in FIG. 8, then a second folding so as to bring the free end of the tongues 3 opposite the upper surface of the rectangular piece (as shown in Figure 9).
  • the piece thus obtained is then wound on itself as shown in Figure 10 so as to bring the edges of the two small sides of the rectangular part opposite one another.
  • the active part 2 of the contact according to the invention obtained by one of the two processes described above is thus a monobloc part made in a single material and shaped like a cylindrical sleeve provided with its contact tabs.
  • the body 1 of the female contact is generally made of an inexpensive alloy such as brass.
  • the active part of the contact 2 in turn will be made of a material that has both mechanical properties providing some elasticity to the tongues so that during the introduction of the male contact in the active part of the female contact, the tongues 3 can deform elastically radially outwardly so as to facilitate the introduction of the male contact and ensure its good maintenance and in the body 1 of the female contact.
  • the active part 2 of the contact must also, in addition its mechanical characteristics, be made of a material that ensures good electrical conduction. For this purpose we will favor a copper alloy beryllium or beryllium bronze. This material indeed has both the desired mechanical and electrical characteristics.
  • the electrical contact point is close to the input of the contact.
  • the electrical connection is thus made from the introduction of the male contact that is not necessary to introduce a long distance.
  • the monobloc construction and the short length of the tongues 3 it is possible to save on the gold that is deposited on the tongues 3.
  • the female contact thus obtained is both simple to manufacture and does not require adjustment of several pieces together. Because of its monobloc construction, it is also very robust.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)

Abstract

L'invention concerne un contact femelle comprenant un corps cylindrique (1) présentant un logement destiné à accueillir un contact mâle et une partie active (2) conformée comme un manchon cylindrique muni de languettes (3) élastiques en contact avec une surface annulaire de l'extrémité du logement, ladite partie active (2) étant monobloc. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel contact femelle qui comprend les étapes suivantes : découpage d'une pièce circulaire (4) dans une bande de matière, formation de languettes (3) par des découpes pratiquées au centre de la pièce (4), pliage des languettes (3) et emboutissage de la pièce circulaire (3) pour former un manchon cylindrique qui est ensuite fixé sur une extrémité du corps (1). Dans une variante du procédé de fabrication, la partie active (2) est obtenue par découpage d'une pièce de matière rectangulaire (5), la formation de languettes (3) par des découpes pratiquées sur l'un des grands côtés du rectangle, le pliage des languettes et l'enroulage de la pièce rectangulaire sur elle-même puis les deux bords de la bande enroulée sur elle-même sont ensuite soudés bord à bord pour former un manchon cylindrique robuste.

Description

Contact électrique femelle et son procédé de fabrication.
La présente invention concerne un contact électrique ainsi que son procédé de fabrication. Plus particulièrement l'invention concerne un contact électrique du type femelle présentant un corps cylindrique dont la partie arrière est destinée à être raccordée à un conducteur tel qu'un câble électrique par exemple. Dans sa partie avant, le corps du contact comprend une partie active destinée à accueillir un contact de type mâle pour établir une connexion électrique. Dans les réalisations de l'art antérieur, ce type de contact comporte généralement un clip formé de languettes conductrices élastiques qui est rapporté dans un logement situé dans la partie avant du corps du contact femelle. Ces contacts femelles comprennent encore une douille ou coiffe présentant sur sa face avant une ouverture et qui vient entourer la partie avant du corps dans laquelle est fixé le clip muni de languettes. Un tel contact est par exemple décrit dans le brevet EP 1 107378B1 .
Ces réalisations comportent au minimum trois pièces différentes (le corps, le clip et la douille) qui sont fabriquées dans des matériaux différents et qui doivent être assemblées avec des manipulations et un ajustement minutieux lors de leur montage. Un but de la présente invention est de proposer un contact de type femelle présentant les mêmes avantages de connectique que ceux de l'art antérieur mais plus simple et moins coûteux à fabriquer. Ce but est atteint par un contact femelle qui présente les caractéristiques énoncées aux revendications 1 à 5 ainsi que par des procédés de fabrication qui se distinguent par les étapes énoncées aux revendications 6 à 8.
L'invention va maintenant être décrite en détail dans la description qui suit et en référence aux dessins annexés qui illustrent à titre d'exemple un contact femelle selon l'invention ainsi que les différentes étapes de fabrication d'un tel contact dans lesquels : La figure 1 est une vue schématique en perspective du contact femelle assemblé.
La figure 2 illustre en coupe le contact de la figure 1 .
La figure 3 illustre les découpes pratiquées dans une pièce circulaire obtenue à partir d'une bande de matière pour dégager ce qui formera les languettes de contact.
La figure 4 illustre schématiquement un premier pliage de l'extrémité libre des languettes.
La figure 5 illustre un second pliage effectué sur les languettes,
La figure 6 illustre la pièce destinée à être accouplée au corps du contact après emboutissage de la pièce circulaire de matière obtenue aux étapes précédentes.
La figure 7 illustre la première étape d'un second mode d'exécution du procédé de fabrication de la partie active du contact femelle selon l'invention dans laquelle on pratique des découpes dans une bande de matière rectangulaire pour obtenir des languettes.
La figure 8 illustre un premier pliage de l'extrémité des languettes obtenue à l'étape précédente.
La figure 9 illustre un second pliage des languettes.
La figure 10 montre la pièce obtenue lorsque la bande de matière est repliée sur elle-même.
En référence aux figures 1 et 2, il est représenté un contact femelle selon l'invention après son assemblage. Ce contact est constitué d'un corps 1 de forme générale cylindrique destiné à être raccordé à un conducteur électrique (non représenté) dans sa partie arrière illustrée sur la droite de la figure 2. Ce corps 1 présente à son extrémité opposée une partie active 2 destinée à accueillir un contact mâle (non représenté). Le corps 1 présente sur sa partie avant un trou borgne formant un logement oblong destiné à accueillir un contact mâle. La partie active 2 entourant l'extrémité du corps 1 comporte dans sa partie avant une ouverture annulaire coaxiale au logement permettant l'introduction d'un contact mâle. A l'intérieur de la partie active 2 on distingue des languettes élastiques 3 dont les extrémités libres prennent appui sur la surface annulaire de l'extrémité du logement situé dans le corps 1 comme cela ressort de la figure 2 illustrant en coupe l'extrémité du contact une fois assemblé. Dans la forme d'exécution représentée, les languettes élastiques de contact 3 sont au nombre de 6 réparties uniformément sur la circonférence de la partie interne de la partie active 2 pour assurer une bonne connexion électrique. Dans d'autres formes d'exécution on peut prévoir en fonction du type de connexion et des exigences de performance requises pour ladite connexion un nombre de languettes différent par exemple compris entre 2 et 16. Lors de l'introduction du contact mâle (non représenté) les languettes 3 se déforment radialement vers l'extérieur et assurent un bon maintien du contact mâle dans la partie femelle tout en garantissant une connexion électrique de bonne qualité. Le corps 1 du contact femelle est de préférence réalisé en laiton et la partie active 2 destinée à accueillir le contact mâle est de préférence réalisée dans un matériau présentant à la fois des propriétés mécaniques, notamment une élasticité élevée et une bonne conductibilité électrique comme par exemple un alliage de cuivre béryllium (CuBe2).
Les réalisations de l'art antérieur comprennent un corps similaire à celui décrit ci-dessus qui comporte un logement destiné à accueillir un élément conducteur sous forme de clip ou de clip inversé qui doit être assemblé avec précision dans le logement du corps du contact. L'extrémité du corps est ensuite recouverte par un troisième élément sous forme d'une douille généralement réalisée en acier inoxydable. L'avantage de la présente invention est de rassembler en une seule pièce monobloc le clip comprenant les languettes de contact et la douille qui vient s'emmancher sur la partie terminale du corps 1 . Il en découle un gain de temps à la fabrication ainsi qu'une facilité d'assemblage du fait du nombre réduit de pièces à assembler. La description qui suit se réfère aux procédés de fabrication de la partie active 2 du contact femelle et de ses languettes 3. Une première variante de ces procédés de fabrication consiste à effectuer une découpe dans une bande de matière d'une pièce circulaire 4 comme illustré à la figure 3. On pratique ensuite des découpes sensiblement triangulaires partant du centre de la pièce 4 vers la périphérie de cette dernière de manière à dégager au centre de la pièce 4 des languettes 3 de forme sensiblement trapézoïdale. Selon les performances à atteindre, on formera ainsi par découpage un nombre de languettes variant de 2 à 16 lors de cette étape. La découpe de cette pièce circulaire 4 dans la bande de matière peut être réalisée par tout procédé connu, en particulier par une découpe au laser ou par étampage. Il en est de même pour les découpes pratiquées dans la pièce circulaire pour dégager les languettes. On procède ensuite comme illustré à la figure 4 à un premier pliage de l'extrémité libre des languettes trapézoïdales obtenues à l'étape précédente. Ce pliage est effectué de manière à ce que l'extrémité des languettes forme un angle d'environ 90 degrés avec le plan contenant les languettes.
Un second pliage est ensuite exécuté pour amener les languettes 3 dans un plan sensiblement perpendiculaire au plan de la pièce circulaire 4 comme illustré à la figure 5. Par sensiblement perpendiculaire, on entend que l'angle formé entre l'axe longitudinal des languettes et l'axe longitudinal de la pièce 4 est un angle aigu de préférence compris entre 5 et 20 degrés. La pièce circulaire 4 avec ses languettes 3 repliées est ensuite emboutie de manière à former un manchon cylindrique dont le diamètre intérieur correspond sensiblement au diamètre extérieur de l'extrémité du corps 1 et qui va former la partie active 2 du contact femelle. Le manchon cylindrique ainsi obtenu est ensuite découpé à la bonne longueur, c'est-à-dire à une longueur qui correspond à la partie du corps destinée à accueillir la partie active ainsi formée. Un chanfrein ou rayon est ensuite obtenu sur l'extrémité du manchon qui ne comporte pas les languettes. Enfin, la partie active 2 ainsi obtenue est simplement enfilée sur l'extrémité du corps 1 puis assemblée grâce par exemple à un sertissage par pression sur ladite extrémité du corps 1 . Une fois fixées sur le corps 1 , les extrémités libres et repliées des languettes 3 prennent appui contre la surface annulaire de l'extrémité du logement situé dans le corps 1.
Comme on peut le constater, ce procédé de fabrication de la partie active 2 entourant le corps et comportant les languettes 3 est très simple à mettre en œuvre et peut être automatisé de manière à obtenir un grand nombre de pièces en un temps très court. L'assemblage de la partie active 2 munie de ses languettes conductrices sur l'extrémité du corps 1 ne nécessite pas non plus d'opération complexe d'ajustage ou de réglage et peut également être automatisé.
Dans une variante du procédé de fabrication décrit ci-dessus et illustré aux figures 7 à 10, il est prévu les opérations suivantes pour réaliser la partie active 2 du contact femelle munie de ses languettes.
En référence à la figure 7, on découpe dans une bande de matière une pièce rectangulaire 5 puis on forme par découpage ou étampage des languettes 3 présentant une forme générale trapézoïdale dont le petit côté est libre et dont le grand côté se confond avec le bord de la pièce rectangulaire. On effectue ensuite un premier pliage de l'extrémité libre des languettes 3 dans un plan sensiblement perpendiculaire au plan de la pièce rectangulaire comme illustré à la figure 8, puis un second pliage de manière à amener l'extrémité libre des languettes 3 en regard de la surface supérieure de la pièce rectangulaire (comme illustré à la figure 9). La pièce ainsi obtenue est ensuite enroulée sur elle-même comme illustré à la figure 10 de manière à amener les bords des deux petits côtés de la pièce rectangulaire en face l'un de l'autre. Enfin les deux bords de la bande enroulée sur elle-même sont ensuite soudés bord à bord pour former le manchon cylindrique qui constitue la partie active 2 du contact. Ce manchon est ensuite enfilé puis fixé sur l'extrémité du corps du contact 1 , par exemple par sertissage.
La partie active 2 du contact selon l'invention obtenue par l'un des deux procédés décrits ci-dessus est ainsi une pièce monobloc réalisée dans une seule matière et conformée comme un manchon cylindrique muni de ses languettes de contact. Le corps 1 du contact femelle est généralement réalisé dans un alliage peu coûteux comme par exemple du laiton. La partie active du contact 2 quant à elle sera réalisée dans une matière qui présente à la fois des propriétés mécaniques procurant une certaine élasticité aux languettes de sorte que lors de l'introduction du contact mâle dans la partie active du contact femelle, les languettes 3 puissent se déformer élastiquement radialement vers l'extérieur de manière à faciliter l'introduction du contact mâle et à assurer son bon maintien et dans le corps 1 du contact femelle. On notera que le pliage effectué à l'extrémité libre des languettes 3 vient en butée contre un diamètre intérieur du manchon limitant ainsi une trop grande déformation radiale des languettes élastiques lors de l'introduction de la partie mâle dans le corps. Les languettes 3 se déforment radialement grâce à leur élasticité et sont limitées dans leur déplacement radial lorsque le pliage effectué à l'extrémité desdites languettes vient en butée contre le diamètre annulaire interne du manchon 2. La partie active 2 du contact doit également, en plus de ses caractéristiques mécaniques, être réalisée dans une matière qui assure une bonne conduction électrique. A cet effet on privilégiera un alliage de cuivre béryllium ou de bronze béryllium. Cette matière présente en effet à la fois les caractéristiques mécaniques et électriques souhaitées.
On notera également que grâce à cette construction monobloc de la partie active du contact femelle, le point de contact électrique est proche de l'entrée du contact. La connexion électrique est ainsi réalisée dès l'introduction du contact mâle qu'il n'est pas nécessaire d'introduire sur une longue distance. Enfin, grâce à cette construction monobloc et à la faible longueur des languettes 3 il est possible d'économiser sur l'or qui est déposé sur les languettes 3. Le contact femelle ainsi obtenu est à la fois simple à fabriquer et ne nécessite pas d'ajustage de plusieurs pièces entre elles. De par sa construction monobloc, il est de plus très robuste.

Claims

Revendications
Contact électrique femelle formé d'un corps sensiblement cylindrique comprenant à l'une de ses extrémités des moyens de connexion à un conducteur électrique et à son extrémité opposée un trou borgne formant un logement disposé axialement dans le corps (1 ) destiné à accueillir un contact mâle, caractérisé par le fait qu'il comporte une partie active (2) monobloc conformée comme un manchon cylindrique entourant l'extrémité du corps (1 ) qui comprend ledit logement, ladite partie active (2) comprenant des languettes élastiques (3) dont l'extrémité libre est en contact avec une surface annulaire de l'extrémité dudit logement.
Contact électrique femelle selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la partie active (2) comporte de 2 à 16 languettes (3) de contact réparties sur la périphérie interne du manchon cylindrique.
Contact électrique femelle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le corps (1 ) est réalisé en laiton et que la partie active monobloc (2) est réalisée dans un alliage de cuivre/béryllium ou de bronze/béryllium.
Contact électrique femelle selon l'une des revendications précédente, caractérisé par le fait que les languettes (3) présentent une forme sensiblement trapézoïdale.
Contact électrique femelle selon l'une des revendications précédente, caractérisé par le fait que l'extrémité libre des languettes (3) est pliée de manière à former un angle sensiblement perpendiculaire avec l'axe longitudinal des languettes. Procédé de fabrication d'un contact femelle selon l'une des
revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- on découpe une pièce circulaire (4) dans une bande de matière,
- on pratique des découpes sensiblement triangulaires partant du
centre de la pièce circulaire vers sa périphérie de manière à former des languettes (3) de forme sensiblement trapézoïdales,
- on effectue un premier pliage de l'extrémité libre des languettes (3), puis un second pliage des languettes (3) dans un plan sensiblement perpendiculaire au plan de la pièce circulaire,
- on emboutit la pièce circulaire (4) afin d'obtenir un manchon
cylindrique dont le diamètre intérieur correspond sensiblement au diamètre extérieur de l'extrémité du corps (1 ),
- on fixe le manchon cylindrique (3) ainsi obtenu sur l'extrémité du corps (1 ).
Procédé de fabrication d'un contact femelle selon l'une des
revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- on découpe dans une bande de matière une pièce rectangulaire
- on pratique des découpes sur l'un des grands côtés du rectangle de manière à former des languettes (3),
- on réalise un premier pliage de l'extrémité libre des languettes (3), puis un second pliage des languettes (3) de manière à amener l'extrémité libre des languettes (3) en regard de la surface de la pièce rectangulaire, on enroule la pièce rectangulaire (5) sur elle-même de manière a amener les petits côtés de la pièce rectangulaire en face l'un de l'autre,
on soude bord à bord les petits côtés de manière à former un manchon cylindrique,
on fixe le manchon cylindrique formant la partie active (2) ainsi obtenue sur l'extrémité du corps (1 ).
8. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la partie active (2) est fixée sur l'extrémité du corps (1 ) par sertissage par pression.
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