Brevet FR2413804A1 — publié le 19790727

La présente invention concerne le domaine des connecteurs électriques qui, associés à des conducteurs électriques, permettent de relier les différents éléments à connecter au sein d'un circuit, et a plus particulièrement pour objet une borne autodénudante à fourche élastique, ainsi qu'un connecteur électrique muni d'une telle borne. Les exigences grandissantes visant à réduire l'encombrement d'éléments de connexion devant, dans la plupart des cas, accepter des fils métalliques conducteurs de même diamètre, ont conduit au développement de bornes de contact de plus en plus petites, assurant une connexion autodénudante, l'insertion du fil métallique conducteur dans son logement sur la borne de contact pouvant s'effectuer dans un espace restreint par l'emploi de poinçons de faibles dimensions.A cet effet, chaque borne de contact est ancrée dans un support isolant, au moyen d'éléments de rétention, et possède, à une extrémité, un élément autodénudant muni d'une ou de plusieurs fentes, dont la fonction consiste, lors de l'insertion d'un ou de plusieurs fils métalliques à âme massive (conducteur monobrin) ou divisée (conducteur multibrin), revêtus d'une enveloppe ou d'une gaine isolante, à découper ou déplacer l'enveloppe ou la gaine isolante au passage dans un chanfrein d'ouverture de la fente, Jusqu'a ce que l'amie conductrice du conducteur assure une jonction électrique étanche dans la partie la plus étroite de la ou des fentes.Cette liaison procure simultanément le maintien mécanique du conducteur dans son logement sur la borne de contact, dans le cas de sollicitations extérieures intempestives s'exerçant sur le conducteur, telles que tractions, flexions, ou vibrations. Les dispositifs à raccordement autodénudant présentent un avantage supplémentaire, résidant dans leur rapidité de mise en oeuvre, donc dans le gain de temps réalisé au raccordement, en particulier vis-à-vis des dispositifs classiques très largement utilisés, à connexions enroulées sans soudure, à connexions avec soudure ou avec sertissage de fils. Cependant, les dispositifs de connexion auto dinudants, disponibles sur le marché depuis de nombreuses années, comprennent des bornes de contact découpées et pliées de telle sorte que la partie autodénudante dont elles sont munies soit constituée par des fourches rigides ou semi-rigides. Il est alors très difficile d'empêcher que le laminage du conducteur, qui s'effectue à l'insertion de ce dernier dans la fente séparant les deux branches de la fourche, ne s'accompagne d'une certaine réduction de la section du conducteur, avec élimination de particules métalliques, ce qui a pour effet d'altérer très sensiblement les caractéristiques du conducteur de section ainsi diminuée, aussi bien sur le plan de la résistance à la traction que sur celui de la résistance au pliage et de l'intensité du courant électrique admissible dans le conducteur. Le but que l'on se propose d'atteindre est de remédier à ces inconvénients et simultanément, de rendre possible dans d'aussi bonnes conditions le raccordement de conducteurs de diamètres différents. A cet effet, la borne autodénudante pour connecteur électrique selon l'invention se caractérise en ce que l'une au moins des branches de la fourche est portée par un bras élastique, dont une extrémité est encastrée, pour permettre, lors de la mise en place du conducteur dans la fente, l'écartement des branches de la fourche et assurer ainsi la progressivité de l'effort de pression et le maintien d'un contact élastique permanent des branches de la fourche sur l'amie du conducteur. En effet, la découpe de l'isolant reste bien assurée au passage du chanfrein d'ouverture de la fente, et l'effort de pression des branches sur le fil conducteur, rendu progressif, repousse et lamine le métal sans provoquer de diminution décelable de sa section. Enfin, le contact mécanique élastique assure la permanence du contact électrique, ces bonnes conditions de raccordement pouvant être obtenues pour des conducteurs dont les diamètres présentent des écarts allant jusqu'à 30% entre le plus petit et le plus gros. Avantageusement cependant, chacune des deux branches d'au moins une four che de la borne est portée par l'extrémité non encastrée d'un bras élastique. I1 est également possible de précontraindre l'un, au moins, des bras élastiques, de sorte qu'à l'état initial, aucun conducteur n'étant inséré dans la fente, ce bras précon traint exerce une force d'appui de l'une des branches contre l'autre. Cette mesure permet d'obtenir un effort de pression pratiquement constant des branches de la fourche élastique sur l'âme de conducteurs de différents diamètres, lesquels peuvent eux-mêmes être protégés par des enveloppes isolantes dé diverses épaisseurs et de diverses matières. Dans une forme préférée de réalisation, la borne comprend une structure en U, et l'encastrement des bras élastiques est réalisé par rattachement de ceux-ci aux flancs de la structure en U. L'invention a également pour objet les connecteurs électriques munis de bornes de contact de ce type, ayant des formes complémentaires et ancrées dans des supports isolants. Au sein de tels connecteurs, l'encastrement des bras élastiques peut être raidi par l'appui des flancs de la structure en U sur des flancs en regard du support isolant sur lequel est ancrée chaque borne. De même, on peut prévoir qu'à partir d'une certaine ouverture de la fente, l'encastre- ment des bras élastiques soit raidi par appui d'une partie des bras sur des flancs du support isolant. L'invention sera mieux comprise à l'aide des deux exemples décrits ci-après en référence aux figures annexées dans lesquelles - la figure 1 représente une borne de contact selon l'invention, munie d'une fourche élastique associée à Sne fourche semi-rigide, de type connu, - la figure 2 représente, de façon analogue, une borne de contact selon l'invention munie de deux fourches plastiques, - la figure 3 représente, en vue de dessus, la fourche élastique dont les branches sont portées à l'extrémité de bras élastiques rattachés aux flancs d'une structure en U d'uneborne selon, l'invention ancrée dans un support isolant. Les bornes de contact représentées sur les figures 1 et 2 sont des bornes de type femelle, dont une extrémité est agencée pour permettre la coopération de ces bornes avec des bornes de type mâle, de forme complémentaire. Pour une meilleure compréhension des figures 1 et 2, le dispositif d'ancrage des bornes de contact dans leur support isolant ainsi que la butée de fin de course, dont la borne peut être munie pour limiter éventuellement l'introduction de la borne mâle de forme complémentaire, n'ont pas été représentés. En référence à la figure 1, la borne de contact comprend une structure en U,1, dont les flancs 2 et 3 se prolongent d'un côté pour définir les branches élastiques d'une pince 4 de forme connue, destinée à permettre l'introduction puis la rétention de la borne de forme complémentaire. De l'autre côté, les flancs 2 et 3 se prolongent sous la forme de deux bras élastiques 5 et 6, à l'extrémité libre desquels sont portées les deux branches 7 et 8 d'une fourche 9 dont le profil est analogue à celui d'une fourche 10 semi-rigide, de type connu, portée par l'extrémité correspondante de la base 11 de la structure en U,1. On notera que les bras élastiques 5 et 6 travaillent comme des poutres encastrées, l'encastrement étant, dans ce cas, flexible puisque réalisé par rattachement des bras 5 et 6 aux flancs 2 et 3 de la structure en U,1. Lors de l'insertion d'un conducteur, dont lrame métallique,ayant un diamètre de 0,4 mm par exemple, est entourée d'une enveloppe isolante dont la nature et l'épaisseur peuvent être diverses, entre les branches 7 et 8 de la fourche élastique 9, qui définissent un chanfrein d'ouverture 12 d'une fente 13 de 0,3 à 0,33 mm environ de large, il se produit tout d'abord une découpe et/ou un déplacement de l'enveloppe isolante. Puis, à l'introduction du conducteur dans la fente 13, les branches 7 et 8 de la fourche élastique 9 peuvent s'écarter tout en appliquant un effort de pression progressif sur le métal de l'âme du conducteur, qui est alors laminé et repoussé sans diminution décelable de la section de l'ame. De section circulaire avant l'insertion, l'åme se déforme, sa section s'ovalisant, Jusqu'a présenter deux méplats latéraux sur lesquels les branches 7 et 8 de la fourche 9 s'appuient élastiquement pour assurer la permanence du contact électrique. Pour une âme de conducteur réalisée en un métal donné, ayant subi un traitement thermique déterminé, il est aisé de jouer sur la largeur et l'épaisseur des bras élastiques 5 et 6, la longueur des bras élastiques 5 et 6 à partir de l'en castrement ainsi que sur la largeur initiale de la fente 13, avant pénétration d'un conducteur, pour rendre possible le raccordement de conducteurs ayant des âmes présentant des écarts de diamètre atteignant 25% à 30% entre le plus petit et le plus gros, ou encore pour adapter les efforts de pression exercés par les branches 7 et 8 de la fourche élastique 9 sur l'azyme d'un conducteur particulier. Afin d'améliorer le maintien mécanique du conducteur sur la borne de contact, il est possible d'associer la fourche élastique 9 à une fourche semi-rigide de type connu 10, comme représenté sur la figure 1, en particulier si l'on désire limiter l'encombrement d'une telle borne. Cependant, une forme de réalisation préférée consiste à associer sur une même borne, deux fourches élastiques, comme cela est représenté sur la figure 2. La borne est alors constituée de deux structures en U,1 et 14,reliées par leur base commune 11. Aux flancs 2 et 3 de la structure 1 et à ceux 15 et 16 de la structure 14 sont respectivement rattachés les bras élastiques 5 et 6, et 17 et 18, portant, les deux premiers, les branches d'une fourche élastique 9, et, les deux seconds, les branches d'une fourche élastique 19, identique à 9 et tournée vers elle. Cette réalisation procure un excellent maintien mécanique du conducteur sur la borne, ainsi que de bons contacts électriques maintenus avec permanence. Dans les connecteurs électriques selon l'invention, toute borne de contact munie d'une fourche élastique, telle que précédemment décrite, est ancrée dans un support isolant. Il est alors avantageux de raidir l'encastrement des bras élastiques tels que 5 et 6 en assurant l'appui des flancs 2 et 3 de la structure en U,1, et même, à partir d'une certaine ouverture, des bras 5 et 6 eux-mêmes, contre les flancs du support isolant 20, comme représenté sur la figure 3. La grande surface d'appui évite ainsi toute dégradation lors d'un cablage ou lors de recablages,contrairement à ce qui se passe avec les bornes munies de fourches de type connu. En plus des possibilités d'adaptation des efforts de pression s'exerçant sur un conducteur donné, ainsi que des possibilités de raccordement de conducteurs de différents diamètres, procurées par la borne autodénudante à fourche élastique selon l'invention, du fait des nombreux paramètres sur lesquels il est aisé d'intervenir, d'autres avantages importants découlent de l'invention. En particulier, la grande flexibilité des bras élastiques permet de s'affranchir, dans une certaine mesure, des conditions de grande précision en général requises pour la réalisation des fourches de type connu, notamment précision du profil et du chanfrein d'ouverture de la fente, asymétrie éventuelle des branches d'une fourche, décalées l'une par rapport à l'autre. Les bornes selon l'invention sont donc d'une réalisation industrielle facilitée.De plus, les bornes à fourche élastique selon l'invention peuvent être recablées un grand nombre de fois (de dix à vingt fois) sans entrainer d'altération notable des caractéristiques mécaniques et électriques du raccordement. D'autre part, les bornes selon l'invention permettent un raccordement avantageux dans le cas de conducteurs multibrins. En effet, l'insertion de ces derniers sur des fourches de type connu s'accompagne de la coupure des brins venant le plus en contact des bords de la fente, et la relaxation du faisceau tend à ovaliser ce dernier plus qu'il ne conviendrait. Il peut alors se produire des ruptures du contact électrique si la borne est soumise à des vibrations. La fourche élastique ne présente pas ces inconvénients. A l'insertion du conducteur multibrin, l'ouverture des branches de la fourche permet de ne pas couper les brins. Ceux-ci sont simplement déplacés les uns par rapport aux autres et toute relaxation du faisceau s'accompagne d'un resserrement des branches, du à l'élasticité des bras, le contact électrique étant maintenu. Le raccordement de conducteurs monobrins ou multibrins s'effectue ainsi avec une grande stabilité de la résistance de contact. Enfin, par l'association de fourches élastiques à des fourches de même type, ou à des fourches de type différent, rigides ou semi-rigides, en nombre quelconque, sur une même borne de contact, ou au sein d'un même connecteur, on peut assurer à la connexion des propriétés mécaniques et électriques très variées, permettant une grande facilité d'adaptation à l'espace disponible pour réaliser la connexion,ou aux contraintes climatiques d'utilisation. REVENDICATIONS 1/ Borne autodénudante pour connecteur électrique, comprenant au moins une fourche constituée de deux branches disposées côte à côte et séparées par une fente dans laquelle est susceptible d'être retenue l'amie d'un conducteur électrique monobrin ou multibrin, dont l'enveloppe ou la gaine isolante est découpée ou déplacée, au passage dans un chanfrein d'ouverture de la fente, lors de l'introduction du conducteur dans la fente, caractérisée en ce que l'une au moins des branches est portée par un bras élastique, dont une extrémité est encastrée, pour permettre, lors de la mise en place du conduc ter dans la fente, l'écartement des branches de la fourche et assurer ainsi la progressivité de l'effort de pression et le maintien d'un contact élastique permanent des branches de la fourche sur l'âme du conducteur. 2/ Borne autodénudante selon la revendication 1, caractérisée en ce que chacune des deux branches d'une fourche au moins est portée par l'extrémité non encastrée d'un bras élastique. 3/ Borne autodénudante selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'un, au moins, des bras élastiques est précontraint, de sorte qu'a l'état initial, il exerce une force d'appui de l'une des branches contre l'autre. 4/ Borne autodénudante selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'encastrement des bras élastiques est réalisé par rattachement des bras aux flancs d'une structure en U que comprend la borne. 5/ Connecteur électrique, du type comportant au moins une borne de contact ancrée dans un support isolant et susceptible de coopérer avec une borne de contact de forme complémentaire, également ancrée dansun support isolant, carac tersé en ce que l'une au moins de ces bornes de contact est une borne selon l'une des revendications 1 à 4 précédentes. 6/ Connecteur électrique selon la revendication 5, muni d'au moins une borne de contact, selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'encastrement des bras est raidi par l'appui des flancs de la structure en U sur des flancs en regard du support isolant sur lequel est ancrée la borne. 7/ Connecteur électrique selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'à partir d'une certaine ouverture de la fente, l'encastrement des bras élastiques est raidi par appui d'une partie des bras sur des flancs du support isolant.