EP3067991A1 - Contact femelle comprenant un ressort - Google Patents

Contact femelle comprenant un ressort Download PDF

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EP3067991A1
EP3067991A1 EP16159357.9A EP16159357A EP3067991A1 EP 3067991 A1 EP3067991 A1 EP 3067991A1 EP 16159357 A EP16159357 A EP 16159357A EP 3067991 A1 EP3067991 A1 EP 3067991A1
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EP
European Patent Office
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contact
female contact
female
base
spring
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16159357.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Michel NESPOULOUS
Christophe BOUCHER
Pascal CUIROT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Socete Technique De Productions Industrielles
Original Assignee
Socete Technique De Productions Industrielles
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Socete Technique De Productions Industrielles filed Critical Socete Technique De Productions Industrielles
Publication of EP3067991A1 publication Critical patent/EP3067991A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/48—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/15—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure
    • H01R13/187—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with spring member in the socket
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/03—Contact members characterised by the material, e.g. plating, or coating materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/20—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for assembling or disassembling contact members with insulating base, case or sleeve
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2107/00—Four or more poles

Definitions

  • the present invention relates to a female contact for receiving a male contact. More particularly, the invention relates to a female contact comprising a spring for establishing an electrical contact between said female contact and a male contact.
  • the present invention also relates to a method of modifying an already existing female connector.
  • a female connector is a device comprising at least one female contact in which a male connector comprising at least one male contact is inserted in order to make an electrical contact. The electrical contact is established when the female contact is in contact with the male contact.
  • the figure 1 illustrates the points of electrical contact between a female contact and a male contact in a conventional connection. This electrical contact is made at the inner wall of the side wall of the female contact.
  • the female contacts integrated into electrical connections must respond to very precise dimensions since their dimensioning is a function in particular of the dimensions of the corresponding male contact.
  • very slight variations in sizing can occur during the manufacture of the female contacts. Therefore, it is very important that the contact between the female contact and a male contact can be established continuously even when the female contacts are not exactly the required dimensions.
  • female contact within the meaning of the invention means any device for establishing an electrical contact when a male contact is inserted therein.
  • the female contact is a contact used in a connector such as a base for electrical relay.
  • the female contact may be in the form of a socket with two lips or four lips.
  • not only the internal wall of the side wall of the female contact but also the spring ensure electrical contact with a male contact in the use position to maximize the contact points between the contact female and a male contact.
  • the spring is in contact with the base of the female contact.
  • the base of the female contact is in the form of a conical cavity.
  • the base of the female contact is plane and is chosen from the group consisting of a circular, oval, rectangular or square base.
  • the female contact comprises at least one side wall.
  • the number of side walls will depend in particular on the shape of the base.
  • a female contact comprising a circular base and a side wall or a female contact comprising a square base and four side walls.
  • the orthonormal reference (X, Y, Z) is used in which the direction X is the longitudinal direction of the side wall.
  • the side wall has at least one discontinuity (also called slot) along the direction X.
  • the side wall has two diametrically opposed slots which extend substantially from the base to the open end of the female contact thus creating two lips that can deform during a mechanical stress.
  • the two lips allow to tighten the open end of the female contact before insertion of the male contact.
  • the lips deform slightly but retain the tightening of the open end so as to promote contact with the male contact in the female contact in position d 'use.
  • the female contact has elastic properties in order to be able to deform.
  • At least a portion of the inner wall, the base and the spring are made of material electrical conductor so as to make electrical contact between the female contact and a male contact.
  • the female contact is made of a material both elastic and electrically conductive selected from the group consisting of cuprous alloys such as cuproberyllium, cupro-nickel, brasses and their mixtures.
  • the spring of the invention can be in various forms provided to be deformed under the action of an external force thus allowing to adapt to male contacts of different lengths.
  • the helical spring is in the form of a succession of non-contiguous turns with a constant pitch, that is to say with a constant distance between two successive turns.
  • the coil spring has a pitch of between 0.1 mm and 2 mm, preferably between 0.4 and 0.8 mm.
  • the coil spring has turns having a constant diameter of turns between 0.2mm and 1mm, preferably between 0.3mm and 0.5mm.
  • the helical spring comprises a lower part of a diameter d.sub.i and an upper part of a diameter d.sub.P with d.sub.p > d.sub.P , the lower part of the helical spring being oriented towards the base of the contact. female and the upper part of the coil spring being oriented towards the free edge of the female contact.
  • the female contact is of tubular shape and has a base of internal diameter d b and the ratio between the diameter d of the spring PI and the internal diameter d b of the base (d PI / d b ) is substantially greater than 1.
  • substantially greater than 1 is meant a maximum variation of 10% around the value 1.
  • the spring is fixed integrally to the female contact regardless of the conditions of use.
  • d PI is between 1 and 3 mm, preferably between 1.4 and 1.7 mm.
  • d PS is between 0.5 and 2.5 mm, preferably between 1.2 and 1.4 mm.
  • d b is between 1 mm and 3.5 mm, preferably between 1.4 and 1.9 mm.
  • the spring is made of a material having the following two cumulative characteristics: from a mechanical point of view, the spring must be elastic and from an electrical point of view, the spring must be conductive.
  • the spring is made of a material selected from the group consisting of cuprous alloys such as cuproberyllium, cupro-nickel, brasses and mixtures thereof.
  • the spring and the female contact are made with the same material (s).
  • the spring material can undergo various treatments such as heat treatments and / or surface treatments (eg gold deposit on the entire surface of the spring).
  • the amperage is of the order of 5 amps (5A).
  • the female contact can be in different connectors such as bases for electrical relays or any conventional connections comprising connectors.
  • Another object of the invention is a connector comprising at least one female contact as defined according to the invention.
  • the female connector comprises between 12 and 24 female contacts.
  • Another object of the invention is a kit comprising a connector comprising at least one female contact as defined according to the invention and a male connector.
  • Another object of the invention is a kit comprising a connector comprising at least one female contact, at least one spring as defined above and a male connector.
  • Another object of the invention is the use of the female contact, the female connector or the kits as defined in the present invention under conditions generating high mechanical and / or thermal stresses which can be encountered in means of transport such as plane or train ...
  • the method of the invention makes it possible to use female contacts which do not exactly have the precise dimensions and which are required to establish an electrical contact with a male contact and / or makes it possible to increase the lifetime of a contact.
  • female who would have been deformed over time.
  • the presence of the spring makes it possible to establish the electrical contact between the female contact and a male contact even if the male contact is not in direct contact with the side wall of the female contact.
  • the method of the invention also makes it possible to very quickly and very conveniently restore an electrical contact in a defective connector by avoiding removing the electrical cables from the entire electrical device in which the female contact is integrated.
  • the spring is inserted into the female contact until the spring is in contact with the base of the female contact.
  • the spring is inserted by force into the female contact to ensure its maintenance in the female contact regardless of the conditions of use.
  • the base of the female contact is in the form of a conical cavity.
  • the base of the female contact is flat and is selected from the group consisting of a circular, oval, rectangular or square base.
  • the female contact comprises at least one side wall.
  • the number of side walls will depend in particular on the shape of the base.
  • a female contact comprising a circular base and a side wall or a female contact comprising a square base and four side walls.
  • the orthonormal reference (X, Y, Z) is used in which the direction X is the longitudinal direction of the side wall.
  • the side wall has at least one discontinuity (also called slot) along the direction X.
  • the side wall has two diametrically opposed slots which extend substantially from the base to the open end of the female contact thus creating two lips that can be deformed during a mechanical stress.
  • the two lips allow to tighten the open end of the female contact before insertion of the male contact.
  • the lips deform slightly but retain the tightening of the open end so as to promote contact with the male contact in the female contact in position d 'use.
  • the female contact has elastic properties in order to be able to deform.
  • At least a portion of the inner wall, the base and the spring are made of electrically conductive material so as to establish an electrical contact between the female contact and a male contact.
  • the female contact is made of a material both elastic and electrically conductive selected from the group consisting of cuprous alloys such as cuproberyllium, cupro-nickel, brasses and their mixtures.
  • the spring of the invention can be in various forms provided to be deformed under the action of an external force thus allowing to adapt to male contacts of different lengths.
  • the helical spring is in the form of a succession of non-contiguous turns with a constant pitch, that is to say with a constant distance between two successive turns.
  • the coil spring has a pitch of between 0.1 mm and 2 mm, preferably between 0.4 and 0.8 mm.
  • the coil spring has turns having a constant diameter of turns between 0.2mm and 1mm, preferably between 0.3mm and 0.5mm.
  • the helical spring comprises a lower part of a diameter d.sub.i and an upper part of a diameter d.sub.P with d.sub.p > d.sub.P , the lower part of the helical spring being oriented towards the base of the contact. female and the upper part of the coil spring being oriented towards the free edge of the female contact.
  • the female contact is of tubular shape and has a base of internal diameter d b and the ratio between the diameter d PI of the spring and the internal diameter d b of the base (d PI / d b ) is substantially greater than 1.
  • substantially greater than 1 is meant a maximum variation of 10% around the value 1.
  • the spring is fixed integrally to the female contact regardless of the conditions of use.
  • d PI is between 1 and 3 mm, preferably between 1.4 and 1.7 mm.
  • d PS is between 0.5 and 2.5 mm, preferably between 1.2 and 1.4 mm.
  • d b is between 1 mm and 3.5 mm, preferably between 1.4 and 1.9 mm.
  • the spring is made of a material having the following two cumulative characteristics: from a mechanical point of view, the spring must be elastic and from an electrical point of view, the spring must be conductive.
  • the spring is made of a material selected from the group consisting of cuprous alloys such as cuproberyllium, cupro-nickel, brasses and mixtures thereof.
  • the spring and the female contact are made with the same material (s).
  • the spring material can be subjected to various treatments such as heat treatments or surface treatments (for example gold deposited over the entire surface of the spring).
  • the amperage is of the order of 5 amps (5A).
  • the figure 1 illustrates the points of electrical contact between a female contact 1 (here a bushing) and a male contact 2 in a base for conventional electrical relay.
  • the female contact 1 comprises a base 3, at least one side wall 4 being integral with the base 3 and comprising an inner wall 4a.
  • the side wall 4 has a free edge defining an open end 5 in which the male contact 2 is inserted into the position of use.
  • the electrical contact E (represented by round contact points on the figure 1 ) is made by contact between the inner surface 4a of the side wall 4 of the female contact 1 and the male contact 2 in an upper part of the female contact (that is to say close to the open end 5).
  • the female contact 11 of the present invention illustrated in FIG. figure 3 comprises a spring 16 disposed on its base 13.
  • the contact points E are located between the male contact 12 and the spring 16 and between the spring 16 and the base 13 of the female contact 11.
  • the figure 4a represents a side view of the female contact according to the invention.
  • the female contact 21 comprises a circular base 23 (represented on the figure 4b ) and a side wall 24 integral with the base 23.
  • the side wall comprises an inner wall 24a and a free edge defining an open end 25.
  • the side wall 24 comprises two diametrically opposed slots 27 which extend substantially from the base 23 to at the open end 25 of the female contact 21 along the X axis thus creating two lips 28.
  • the figure 4b is a top view of the figure 4a showing that the female contact is in a tubular form and comprises a circular base 23 integral with a side wall 24 comprising two diametrically opposed slots 27.
  • the figure 4c is a section along the AA axis of the figure 4a .
  • the base 23 of the female contact 21 has an inner diameter d b substantially less than the diameter of the lower part PI of the spring to be in contact with the base (not shown in figure 4c ).
  • the length l CF , of the female contact 21 will depend on the length of the male contact to be inserted into the female contact. According to one embodiment, the length l CF of the female contact 21 is between 3 and 10 mm, preferably between 5 and 8 mm.
  • the diameter d b is between 1 and 3.5 mm, preferably between 1.4 and 1.9 mm.
  • the figure 4d represents a side view of the female contact of Figures 4a and 4b after tightening the two lips 28. As illustrated on figure 4d , the width of the slot 27 is no longer constant as on the figure 4a but decreases from base 23 to open end 25 to become substantially zero.
  • the lips 28 are deformed slightly but retain a tightening of the open end 25 so as to promote contact with the male contact 29 in the female contact 21 in the use position.
  • the figure 5 represents a helical spring 26 according to one embodiment of the invention.
  • the coil spring 26 comprises a succession of five non-contiguous turns 31 having a constant pitch.
  • the turns 31 have a constant diameter of turns of between 0.2 mm and 1 mm, preferably between 0.3 mm and 0.5 mm.
  • the coil spring 26 comprises a lower part 32 with a diameter of P 1 and an upper part 33 with a diameter d PS with d P d> d PS , the lower part 32 of the coil spring 25 being oriented on the side of the base 23 of the female contact and the upper portion 33 of the coil spring 26 being oriented towards the open end 25 of the female contact.
  • the female contact of the present invention is quite suitable for being integrated in small electrical relay bases that require female contacts of very precise dimensions.
  • the method of the invention makes it possible to establish an electrical contact in connectors including contacts that do not have exactly the required dimensions.
  • the method of the invention makes it possible to extend the service life of the electrical installations in which faulty connectors are integrated by restoring the electrical contact and avoiding removing all the cables from said electrical installations.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un contact femelle destiné à recevoir un contact mâle, ledit contact femelle comprenant une base et au moins une paroi latérale ayant un bord libre définissant une extrémité ouverte, ladite paroi latérale étant solidaire de la base et comprenant une paroi interne, caractérisé en ce que : - le contact femelle comprend un ressort helicoidal en matériau conducteur électrique disposé entre la base et l'extrémité ouverte, - une partie de la paroi interne et la base sont en matériau conducteur électrique, et - la paroi interne du contact femelle et/ou le ressort assure(nt) un contact électrique avec un contact mâle en position d'utilisation.

Description

  • La présente invention concerne un contact femelle destiné à recevoir un contact mâle. Plus particulièrement, l'invention concerne un contact femelle comprenant un ressort destiné à établir un contact électrique entre ledit contact femelle et un contact mâle.
  • La présente invention concerne également un procédé de modification d'un connecteur femelle déjà existant.
  • Un connecteur femelle est un dispositif comprenant au moins un contact femelle dans lequel un connecteur mâle comprenant au moins un contact mâle est inséré afin d'établir un contact électrique. Le contact électrique s'établit lorsque le contact femelle est en contact avec le contact mâle.
  • Ainsi, il est essentiel que le contact entre le contact femelle et le contact mâle ne présente aucun défaut afin qu'un contact électrique puisse être établi de façon continue.
  • Ce type de connexion existe dans de très nombreux dispositifs électriques parmi lesquels on peut citer par exemple les relais électriques et leurs embases.
  • Les relais électriques et leurs embases sont donc composés d'un connecteur femelle (appelé embase) comprenant au moins un contact femelle (appelé douille) dans lequel vient s'insérer un connecteur mâle (appelé relais) comprenant au moins un contact mâle.
  • La figure 1 illustre les points de contact électrique entre un contact femelle et un contact mâle dans une connexion classique. Ce contact électrique se fait au niveau de la paroi interne de la paroi latérale du contact femelle.
  • Cependant, lorsque ces connexions sont utilisées dans des conditions sévères, c'est-à-dire par exemple soumises à de fortes vibrations, ou bien lorsqu'elles sont soumises à de nombreuses manipulations entrainant de multiples insertions-désinsertions du contact femelle avec le contact mâle, le contact femelle se déforme et le contact électrique n'est alors plus assuré de manière continue.
  • Par ailleurs, les contacts femelles intégrés dans des connexions électriques doivent répondre à des dimensions très précises puisque leur dimensionnement est fonction notamment des dimensions du contact mâle correspondant. Cependant, de très légères variations de dimensionnement peuvent apparaitre lors de la fabrication des contacts femelles. C'est pourquoi, il est très important que le contact entre le contact femelle et un contact mâle puisse être établi de façon continue même lorsque les contacts femelles n'ont pas exactement les dimensions requises.
  • Par conséquent, il serait intéressant de disposer d'un contact femelle qui permettrait d'assurer un contact électrique continu quelque soient ses conditions d'utilisation (environnement, durée...) et même lorsque de légères variations de dimensionnement apparaissent lors de son procédé de fabrication ou lors de sa mise en oeuvre.
  • Les inventeurs ont démontré qu'un contact femelle comprenant un ressort permettait de répondre à ces exigences.
  • Un premier objet de l'invention est donc un contact femelle destiné à recevoir un contact mâle, ledit contact femelle comprenant une base et au moins une paroi latérale ayant un bord libre définissant une extrémité ouverte, ladite paroi latérale étant solidaire de la base et comprenant une paroi interne, caractérisé en ce que :
    • le contact femelle comprend un ressort helicoidal en matériau conducteur électrique disposé entre la base et l'extrémité ouverte,
    • une partie de la paroi interne et la base sont en matériau conducteur électrique, et
    • la paroi interne du contact femelle et/ou le ressort assure(nt) un contact électrique avec un contact mâle en position d'utilisation, et
    • ledit ressort hélicoïdal comprend une partie inférieure d'un diamètre dPI et une partie supérieure d'un diamètre dPS avec dPI>dPS, la partie inférieure du ressort hélicoïdal étant orientée du côté de la base du contact femelle et la partie supérieure du ressort hélicoïdal étant orientée vers le bord libre du contact femelle.
  • Par « contact femelle» au sens de l'invention, on entend tout dispositif permettant d'établir un contact électrique lorsqu'un contact mâle y est inséré.
  • Par la suite on utilisera indifféremment les termes de « contact femelle » ou de « douille ».
  • Selon un mode de réalisation, le contact femelle est un contact utilisé dans un connecteur tel qu'une embase pour relai électrique. Le contact femelle peut se présenter sous la forme d'une douille à deux lèvres ou à quatre lèvres.
  • Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, non seulement la paroi interne de la paroi latérale du contact femelle mais aussi le ressort assurent un contact électrique avec un contact mâle en position d'utilisation afin de maximiser les points de contact entre le contact femelle et un contact mâle.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, le ressort est en contact avec la base du contact femelle.
  • Selon un mode de réalisation, la base du contact femelle se présente sous la forme d'une cavité conique.
  • Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la base du contact femelle est plane et est choisie dans le groupe consistant en une base circulaire, ovale, rectangulaire ou carrée.
  • Selon l'invention, le contact femelle comprend au moins une paroi latérale. Le nombre de paroi latérale dépendra notamment de la forme de la base.
  • A titre d'exemple, on peut citer un contact femelle comprenant une base circulaire et une paroi latérale ou bien un contact femelle comprenant une base carrée et quatre parois latérales.
  • Selon l'invention, le repère orthonormé (X, Y, Z) est utilisé dans lequel la direction X est la direction longitudinale de la paroi latérale.
  • Selon un mode de réalisation, la paroi latérale présente au moins une discontinuité (appelée également fente) le long de la direction X.
  • Selon un mode de réalisation particulier, la paroi latérale présente deux fentes diamétralement opposées qui s'étendent sensiblement de la base jusqu'à l'extrémité ouverte du contact femelle créant ainsi deux lèvres pouvant se déformer lors d'une sollicitation mécanique. En effet, dans ce mode de réalisation, les deux lèvres permettent de resserrer l'extrémité ouverte du contact femelle avant l'insertion du contact mâle. Lorsque le contact mâle s'insère dans le contact femelle pour atteindre sa position d'utilisation, les lèvres se déforment légèrement mais conservent le resserrement de l'extrémité ouverte de façon à favoriser le contact avec le contact mâle dans le contact femelle en position d'utilisation.
  • Ainsi, selon un mode de réalisation particulier, le contact femelle présente des propriétés élastiques afin de pouvoir se déformer.
  • Par ailleurs, selon l'invention, au moins une partie de la paroi interne, la base et le ressort sont en matériau conducteur électrique afin de pouvoir établir un contact électrique entre le contact femelle et un contact mâle.
  • C'est pourquoi, selon un mode de réalisation particulier, le contact femelle est réalisé avec un matériau à la fois élastique et conducteur électrique choisi dans le groupe consistant en les alliages cuivreux tels que le cuprobéryllium, le cupro-nickel, les laitons et leurs mélanges.
  • Le ressort de l'invention peut se présenter sous différentes formes à condition de se déformer sous l'action d'une force extérieure permettant ainsi de s'adapter à des contacts mâles de différentes longueurs.
  • Selon un mode de réalisation, le ressort hélicoïdal se présente sous la forme d'une succession de spires non jointives avec un pas constant, c'est-à-dire avec une distance constante entre deux spires successives.
  • Selon un mode de réalisation, le ressort hélicoïdal présente un pas compris entre 0,1mm et 2mm, de préférence entre 0,4 et 0,8mm.
  • Selon un mode de réalisation, le ressort hélicoïdal présente des spires ayant un diamètre constant dspires compris entre 0,2mm et 1mm, de préférence entre 0,3mm et 0,5mm.
  • Selon l'invention, le ressort hélicoïdal comprend une partie inférieure d'un diamètre dPI et une partie supérieure d'un diamètre dPS avec dPI>dPS, la partie inférieure du ressort hélicoïdal étant orientée du côté de la base du contact femelle et la partie supérieure du ressort hélicoïdal étant orientée vers le bord libre du contact femelle.
  • Selon un autre mode de réalisation, le contact femelle est de forme tubulaire et présente une base de diamètre interne db et le ratio entre le diamètre dPI du ressort et le diamètre interne db de la base (dPI/db) est sensiblement supérieur à 1.
  • Par « sensiblement supérieur à 1 », on entend une variation maximale de 10% autour de la valeur 1.
  • Ainsi, selon ce mode de réalisation, le ressort est fixé de manière solidaire au contact femelle quelles que soient les conditions d'utilisations.
  • Les dimensions données, ci-dessous, non limitatives, sont données en fonction d'un contact mâle de référence ayant une longueur de 15,7mm.
  • Selon un mode de réalisation, dPI est compris entre 1 et 3mm, de préférence entre 1,4 et 1,7mm.
  • Selon un mode de réalisation, dPS est compris entre 0,5 et 2,5mm, de préférence entre 1,2 et 1,4mm.
  • Selon un mode de réalisation, db est compris entre 1mm et 3,5mm, de préférence entre 1,4 et 1,9mm.
  • L'homme du métier saura trouver un ratio entre la longueur du ressort lr et la longueur du contact femelle lCF adapté en fonction des dimensions du contact mâle devant s'insérer dans le contact femelle.
  • Selon l'invention, le ressort est réalisé en un matériau présentant les deux caractéristiques cumulatives suivantes : d'un point de vue mécanique, le ressort doit être élastique et d'un point de vue électrique, le ressort doit être conducteur.
  • Ainsi, selon un mode de réalisation, le ressort est réalisé en un matériau choisi dans le groupe consistant en les alliages cuivreux tels que le cuprobéryllium, le cupro-nickel, les laitons et leurs mélanges.
  • Selon un mode de réalisation, le ressort et le contact femelle sont réalisés avec le(s) même(s) matériau(x).
  • Afin d'améliorer ses propriétés mécaniques et électriques, le matériau du ressort peut subir différents traitements comme des traitements thermiques et/ou des traitements de surface (par exemple dépôt d'or sur toute la surface du ressort).
  • L'homme du métier saura choisir les matériaux adaptés en fonction de l'ampérage que doit traverser le contact femelle. A titre d'exemple, pour un ressort réalisé en cuprobéryllium présentant un diamètre dspires de 0,4mm, l'ampérage est de l'ordre de 5 ampères (5A).
  • Selon l'invention, le contact femelle peut se trouver dans différents connecteurs tels que des embases pour relais électriques ou bien toutes connexions classiques comprenant des connecteurs.
  • Ainsi, un autre objet de l'invention est un connecteur comprenant au moins un contact femelle tel que défini selon l'invention.
  • Selon un mode de réalisation, le connecteur femelle comprend entre 12 et 24 contacts femelles.
  • Un autre objet de l'invention est un kit comprenant un connecteur comprenant au moins un contact femelle tel que défini selon l'invention et un connecteur mâle.
  • Un autre objet de l'invention est un kit comprenant un connecteur comprenant au moins un contact femelle, au moins un ressort tels que définis précédemment et un connecteur mâle.
  • La présence du ressort dans le contact femelle de l'invention permet d'établir un contact fiable quelles que soient les conditions d'utilisation.
  • Ainsi, un autre objet de l'invention est l'utilisation du contact femelle, du connecteur femelle ou des kits tels que définis dans la présente invention dans des conditions générant de fortes contraintes mécaniques et/ou thermiques qui peuvent être rencontrées dans des moyens de transports tels que l'avion ou le train...
  • Un autre objet de la présente invention est un procédé de modification d'un connecteur femelle destiné à recevoir un connecteur mâle comprenant les étapes consistant en:
    1. (i) Disposer d'un connecteur femelle comprenant au moins un contact femelle destiné à recevoir un connecteur mâle comprenant au moins un contact mâle, le dit contact femelle comprenant une base et au moins une paroi latérale ayant un bord libre définissant une extrémité ouverte, la paroi latérale comprenant une paroi interne et étant solidaire de la base;
    2. (ii) Insérer un ressort hélicoïdal en matériau conducteur électrique entre la base et l'extrémité ouverte du contact femelle;
    3. (iii) Eventuellement, insérer un contact mâle dans le contact femelle modifié à l'étape (ii) afin d'établir un contact électrique via la paroi interne du contact femelle et/ou via le ressort,
    caractérisé en ce que ledit ressort hélicoïdal comprend une partie inférieure d'un diamètre dPI et une partie supérieure d'un diamètre dPS avec dPI>dPS, la partie inférieure du ressort hélicoïdal étant orientée du côté de la base du contact femelle et la partie supérieure du ressort hélicoïdal étant orientée vers le bord libre du contact femelle.
  • Ainsi, le procédé de l'invention permet d'utiliser des contacts femelles qui n'ont pas exactement les dimensions précises et requises pour établir un contact électrique avec un contact mâle et/ou permet d'augmenter la durée de vie d'un contact femelle qui aurait été déformé au cours du temps. En effet, la présence du ressort permet d'établir le contact électrique entre le contact femelle et un contact mâle même si le contact mâle n'est pas en contact direct avec la paroi latérale du contact femelle.
  • Le procédé de l'invention permet également de rétablir de manière très rapide et très pratique un contact électrique dans un connecteur défectueux en évitant d'enlever les câbles électriques de l'ensemble du dispositif électrique dans lequel le contact femelle est intégré.
  • Selon un mode de réalisation, le ressort est inséré dans le contact femelle jusqu'à ce que le ressort soit en contact avec la base du contact femelle.
  • Selon un autre mode de réalisation, le ressort est inséré par force dans le contact femelle afin d'assurer son maintien dans le contact femelle quelles que soient les conditions d'utilisation.
  • Selon un mode de réalisation, la base du contact femelle se présente sous la forme d'une cavité conique.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, la base du contact femelle est plane et est choisie dans le groupe consistant en une base circulaire, ovale, rectangulaire ou carrée.
  • Selon l'invention, le contact femelle comprend au moins une paroi latérale. Le nombre de paroi latérale dépendra notamment de la forme de la base.
  • A titre d'exemple, on peut citer un contact femelle comprenant une base circulaire et une paroi latérale ou bien un contact femelle comprenant une base carrée et quatre parois latérales.
  • Selon l'invention, le repère orthonormé (X, Y, Z) est utilisé dans lequel la direction X est la direction longitudinale de la paroi latérale.
  • Selon un mode de réalisation, la paroi latérale présente au moins une discontinuité (appelée également fente) le long de la direction X.
  • Selon un mode de réalisation particulier, la paroi latérale présente deux fentes diamétralement opposées qui s'étendent sensiblement de la base jusqu'à l'extrémité ouverte du contact femelle créant ainsi deux lèvres pouvant se déformées lors d'une sollicitation mécanique. En effet, dans ce mode de réalisation, les deux lèvres permettent de resserrer l'extrémité ouverte du contact femelle avant l'insertion du contact mâle. Lorsque le contact mâle s'insère dans le contact femelle pour atteindre sa position d'utilisation, les lèvres se déforment légèrement mais conservent le resserrement de l'extrémité ouverte de façon à favoriser le contact avec le contact mâle dans le contact femelle en position d'utilisation.
  • Ainsi, selon un mode de réalisation particulier, le contact femelle présente des propriétés élastiques afin de pouvoir se déformer.
  • Par ailleurs, selon l'invention, au moins une partie de la paroi interne, la base et le ressort sont en matériau conducteur électrique afin de pouvoir établir un contact électrique entre le contact femelle et un contact mâle.
  • C'est pourquoi, selon un mode de réalisation particulier, le contact femelle est réalisé avec un matériau à la fois élastique et conducteur électrique choisi dans le groupe consistant en les alliages cuivreux tels que le cuprobéryllium, le cupro-nickel, les laitons et leurs mélanges.
  • Le ressort de l'invention peut se présenter sous différentes formes à condition de se déformer sous l'action d'une force extérieure permettant ainsi de s'adapter à des contacts mâles de différentes longueurs.
  • Selon un mode de réalisation combiné au précédent, le ressort hélicoïdal se présente sous la forme d'une succession de spires non jointives avec un pas constant, c'est-à-dire avec une distance constante entre deux spires successives.
  • Selon un mode de réalisation, le ressort hélicoïdal présente un pas compris entre 0,1mm et 2mm, de préférence entre 0,4 et 0,8mm.
  • Selon un mode de réalisation, le ressort hélicoïdal présente des spires ayant un diamètre constant dspires compris entre 0,2mm et 1mm, de préférence entre 0,3mm et 0,5mm.
  • Selon l'invention, le ressort hélicoïdal comprend une partie inférieure d'un diamètre dPI et une partie supérieure d'un diamètre dPS avec dPI>dPS, la partie inférieure du ressort hélicoïdal étant orientée du côté de la base du contact femelle et la partie supérieure du ressort hélicoïdal étant orientée vers le bord libre du contact femelle.
  • Selon un autre mode de réalisation, le contact femelle est de forme tubulaire et présente une base de diamètre interne db et le ratio entre le diamètre dPI du ressort et le diamètre interne db de la base (dPI/db) est sensiblement supérieur à 1.
  • Par « sensiblement supérieur à 1 », on entend une variation maximale de 10% autour de la valeur 1.
  • Ainsi, selon ce mode de réalisation, le ressort est fixé de manière solidaire au contact femelle quelles que soient les conditions d'utilisations.
  • Les dimensions données, ci-dessous, non limitatives, sont données en fonction d'un contact mâle de référence ayant une longueur de 15,7mm.
  • Selon un mode de réalisation, dPI est compris entre 1 et 3mm, de préférence entre 1,4 et 1,7mm.
  • Selon un mode de réalisation, dPS est compris entre 0,5 et 2,5mm, de préférence entre 1,2 et 1,4mm.
  • Selon un mode de réalisation, db est compris entre 1mm et 3,5mm, de préférence entre 1,4 et 1,9mm.
  • L'homme du métier saura trouver un ratio entre la longueur du ressort lr et la longueur du contact femelle lCF adapté en fonction des dimensions du contact mâle devant s'insérer dans le contact femelle.
  • Selon l'invention, le ressort est réalisé en un matériau présentant les deux caractéristiques cumulatives suivantes : d'un point de vue mécanique, le ressort doit être élastique et d'un point de vue électrique, le ressort doit être conducteur.
  • Ainsi, selon un mode de réalisation, le ressort est réalisé en un matériau choisi dans le groupe consistant en les alliages cuivreux tels que le cuprobéryllium, le cupro-nickel, les laitons et leurs mélanges.
  • De manière avantageuse, le ressort et le contact femelle sont réalisés avec le(s) même(s) matériau(x).
  • Afin d'améliorer ses propriétés mécaniques et électriques, le matériau du ressort peut subir différents traitements comme des traitements thermiques ou des traitements de surface (par exemple dépôt d'or sur toute la surface du ressort).
  • L'homme du métier saura choisir les matériaux adaptés en fonction de l'ampérage que doit traverser le contact femelle. A titre d'exemple, pour un ressort réalisé en cuprobéryllium présentant un diamètre dspires de 0,4mm, l'ampérage est de l'ordre de 5 ampères (5A).
  • L'invention va être décrite plus en détails dans ce qui suit à l'aide des dessins annexés sur lesquels :
    • La figure 1 représente partiellement en coupe un contact mâle inséré dans une douille d'embase pour relai électrique de l'art antérieur.
    • La figure 2 représente l'ensemble du contact mâle inséré dans la douille de l'embase pour relai électrique de la figure 1 ayant subi des déformations suite à une utilisation dans des conditions sévères.
    • La figure 3 représente une coupe longitudinale d'un contact mâle inséré dans une douille d'embase pour relai électrique selon la présente invention.
    • Les figures 4a-4d représentent schématiquement une douille selon un mode de réalisation de l'invention.
    • La figure 5 représente schématiquement un ressort compris dans une douille selon un mode de réalisation de l'invention.
  • La figure 1 illustre les points de contact électrique entre un contact femelle 1 (ici une douille) et un contact mâle 2 dans une embase pour relai électrique classique.
  • Le contact femelle 1 comprend une base 3, au moins une paroi latérale 4 étant solidaire de la base 3 et comprenant une paroi interne 4a. La paroi latérale 4 a un bord libre définissant une extrémité ouverte 5 dans laquelle le contact mâle 2 vient s'insérer en position d'utilisation.
  • Le contact électrique E (représenté par des points de contact ronds sur la figure 1) se fait par contact entre la surface interne 4a de la paroi latérale 4 du contact femelle 1 et le contact mâle 2 dans une partie supérieure du contact femelle (c'est-à-dire proche de l'extrémité ouverte 5).
  • Cependant, comme expliqué précédemment et comme illustré de manière exagérée avec la figure 2, lorsque les embases pour relais sont utilisées dans des conditions sévères, ou bien lorsqu'elles sont soumises à de nombreuses manipulations, la partie supérieure du contact femelle 1 se déforme et le contact électrique n'est plus assuré de manière continue.
  • A la différence des contacts femelles de l'art antérieur, le contact femelle 11 de la présente invention illustré sur la figure 3 comprend un ressort 16 disposé sur sa base 13. Ainsi, même lorsque le contact électrique ne peut plus se faire par contact entre la surface interne 14a de la paroi latérale 14 et le contact mâle 12, celui-ci est assuré par la présence du ressort 16. En effet, comme illustré sur la figure 3, les points de contact E se trouvent à la fois entre le contact mâle 12 et le ressort 16 et entre le ressort 16 et la base 13 du contact femelle 11.
  • La structure du contact femelle est davantage décrite ci-dessous à travers les figures 4a à 4c.
  • La figure 4a représente une vue latérale du contact femelle selon l'invention. Le contact femelle 21 comprend une base circulaire 23 (représentée sur la figure 4b) et une paroi latérale 24 solidaire de la base 23. La paroi latérale comprend une paroi interne 24a et un bord libre définissant une extrémité ouverte 25. La paroi latérale 24 comprend deux fentes 27 diamétralement opposées qui s'étendent sensiblement de la base 23 jusqu'à l'extrémité ouverte 25 du contact femelle 21 le long de l'axe X créant ainsi deux lèvres 28.
  • La figure 4b est une vue de dessus de la figure 4a montrant que le contact femelle se trouve sous une forme tubulaire et comprend une base 23 circulaire solidaire d'une paroi latérale 24 comprenant deux fentes 27 diamétralement opposées.
  • La figure 4c est une coupe selon l'axe A-A de la figure 4a. Selon un mode de réalisation particulier, la base 23 du contact femelle 21 présente un diamètre interne db sensiblement inférieur au diamètre de la partie inférieure dPI du ressort destiné à être en contact avec la base (non représenté sur la figure 4c). La longueur lCF, du contact femelle 21 dépendra de la longueur du contact mâle devant s'insérer dans le contact femelle. Selon un mode de réalisation, la longueur lCF, du contact femelle 21 est comprise entre 3 et 10mm, de préférence entre 5 et 8mm.
  • Selon un mode de réalisation, le diamètre db est compris entre 1 et 3,5mm, de préférence entre 1,4 et 1,9mm.
  • La figure 4d représente une vue latérale du contact femelle des figures 4a et 4b après serrage des deux lèvres 28. Comme illustré sur la figure 4d, la largeur de la fente 27 n'est plus constante comme sur la figure 4a mais diminue de la base 23 jusqu'à l'extrémité ouverte 25 jusqu'à devenir pratiquement nulle.
  • Ainsi, lorsque le contact mâle 29 (représenté seulement en partie sur la figure 4d) s'insère dans le contact femelle 21, les lèvres 28 se déforment légèrement mais conservent un resserrement de l'extrémité ouverte 25 de façon à favoriser le contact avec le contact mâle 29 dans le contact femelle 21 en position d'utilisation.
  • La figure 5 représente un ressort hélicoïdal 26 selon un mode de réalisation de l'invention. Le ressort hélicoïdal 26 comprend une succession de cinq spires 31 non jointives présentant un pas constant.
  • Les spires 31 présentent un diamètre constant dspires compris entre 0,2mm et 1mm, de préférence entre 0,3mm et 0,5mm.
  • Le ressort hélicoïdal 26 comprend une partie inférieure 32 d'un diamètre dPI et une partie supérieure 33 d'un diamètre dPS avec dPI>dPS, la partie inférieure 32 du ressort hélicoïdal 25 étant orientée du côté de la base 23 du contact femelle et la partie supérieure 33 du ressort hélicoïdal 26 étant orientée vers l'extrémité ouverte 25 du contact femelle.
  • Ainsi, le contact femelle de la présente invention est tout à fait adapté à être intégré dans des embases pour relais électriques de petite taille qui nécessitent des contacts femelles de dimensions très précises.
  • Par ailleurs, le procédé de l'invention permet d'établir un contact électrique dans des connecteurs comprenant des contacts qui n'ont pas exactement les dimensions requises.
  • Enfin, le procédé de l'invention permet de prolonger la durée de vie des installations électriques dans lesquelles des connecteurs défectueux sont intégrés en rétablissant le contact électrique et en évitant d'enlever l'ensemble des câbles desdites installations électriques.

Claims (10)

  1. Contact femelle (11,21) destiné à recevoir un contact mâle (12,29), ledit contact femelle (11,21) comprenant une base (13,23) et au moins une paroi latérale (14,24) ayant un bord libre définissant une extrémité ouverte (15,25), ladite paroi latérale (14,24) étant solidaire de la base (13,23) et comprenant une paroi interne (14a,24a), caractérisé en ce que :
    - le contact femelle (11,21) comprend un ressort hélicoïdal (16,26) en matériau conducteur électrique disposé entre la base (13,23) et l'extrémité ouverte (15,25),
    - une partie de la paroi interne (14a,24a) et la base (13,23) sont en matériau conducteur électrique, et
    - la paroi interne (14a,24a) du contact femelle (11,21) et/ou le ressort (16,26) assure(nt) un contact électrique avec un contact mâle (12,29) en position d'utilisation,
    caractérisé en ce que ledit ressort hélicoïdal (16,26) comprend une partie inférieure (32) d'un diamètre dPI et une partie supérieure (33) d'un diamètre dPS avec dPI>dPS, la partie inférieure (32) du ressort hélicoïdal étant orientée du côté de la base (13,23) du contact femelle et la partie supérieure (33) du ressort hélicoïdal étant orientée vers le bord libre du contact femelle.
  2. Contact femelle (11,21) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort (16,26) est en contact avec la base (13,23) du contact femelle.
  3. Contact femelle (11,21) selon la revendication 1, caractérisé en ce que :
    - le contact femelle est de forme tubulaire et présente une base de diamètre interne db ; et
    - le ratio entre le diamètre dPI et le diamètre interne db est sensiblement supérieur à 1.
  4. Contact femelle (11,21) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ressort (16,26) est fait d'un matériau choisi dans le groupe consistant en les alliages cuivreux tels que le cuprobéryllium, le cupro-nickel, les laitons et leurs mélanges.
  5. Contact femelle (11,21) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi latérale présente deux fentes diamétralement opposées qui s'étendent sensiblement de la base jusqu'à l'extrémité ouverte du contact femelle.
  6. Connecteur femelle comprenant au moins un contact femelle (11,21) tel que défini selon l'une des revendications précédentes.
  7. Kit comprenant le connecteur femelle tel que défini dans la revendication 6 et un connecteur mâle.
  8. Procédé de modification d'un connecteur femelle destiné à recevoir un connecteur mâle comprenant les étapes consistant en :
    (i) Disposer d'un connecteur femelle comprenant au moins un contact femelle (11,21) destiné à recevoir un connecteur mâle comprenant au moins un contact mâle (12,29), le dit contact femelle (11,21) comprenant une base (13,23) et au moins une paroi latérale (14,24) ayant un bord libre définissant une extrémité ouverte (15,25), ladite paroi latérale (14,24) étant solidaire de la base (13,23) et comprenant une paroi interne (14a,24a);
    (ii) Insérer un ressort hélicoïdal (16,26) en matériau conducteur électrique entre la base (13,23) et l'extrémité ouverte (15, 25) du contact femelle ;
    (iii) Eventuellement, insérer un contact mâle dans le contact femelle modifié à l'étape (ii) afin d'établir un contact électrique via la paroi interne (14a,24a) du contact femelle et/ou via le ressort ;
    caractérisé en ce que ledit ressort hélicoïdal (16,26) comprend une partie inférieure (32) d'un diamètre dPI et une partie supérieure (33) d'un diamètre dPS avec dPI>dPS, la partie inférieure (32) du ressort hélicoïdal étant orientée du côté de la base (13,23) du contact femelle et la partie supérieure (33) du ressort hélicoïdal étant orientée vers le bord libre du contact femelle.
  9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le ressort est inséré jusqu'à ce que le ressort (16,26) soit en contact avec la base (13,23) du contact femelle.
  10. Utilisation du contact femelle (11,21) tel que défini dans l'une des revendications 1 à 5, du connecteur femelle défini dans la revendication 6, du kit défini dans la revendication 7 dans des conditions générant de fortes contraintes mécaniques et/ou thermiques qui peuvent être rencontrées dans des moyens de transports tels que l'avion ou le train.
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