Brevet FR2490029A1 — publié le 19820312

BORNE DE JONCTION OU DE CONNEXION POUR CONDUCTEURS ELECTRIQUES. La présente invention concerne une borne pour joindre ou connecter des con- ducteurs électriques, comportant un rail conducteur fixé dans un corps en matière isolante ainsi qu'au moins un ressort de blocage monté dans le corps isolant et servant à bloquer mécaniquement et électriquement au moins un conducteur élec- trique, qui peut être engagé dans la borne par une ouverture de passage ménagée dans le corps isolant. Avec les bornes connues de ce type, le ressort de blocage forme avec le rail conducteur un ensemble unitaire, ledit ressort assurant le blocage du conducteur électrique engagé en position contre le rail conducteur. De telles bornes con- viennent pour différents types de conducteurs, comme par exemple des conducteurs rigides ou bien dés conducteurs flexibles à un fil. Par desserrage du ressort de blocage, on peut enlever à nouveau le conducteur électrique, de sorte que la borne est utilisable de façon répétée. Des bornes de ce genre présentent cepen- dant l'inconvénient de ne pouvoir être utilisées que pour des conducteurs élec- triques dénudés. L'invention a pour but de fournir une borne utilisable de façon répétée, convenant pour tous les types de conducteurs, et qui puisse être utilisée aussi bien pour des conducteurs isolés que pour des conducteurs électriques dénudés. L'invention a en outre pour but de permettre d'exercer des forces de con- tact suffisamment élevées en vue de faire toucher électriquement également des conducteurs de section différente présentant des tolérances différentes, sans qu'il existe un risque d'endommagement d'un conducteur et/ou sans qu'on ait à exercer des forces particulièrement grandes lors de la manipulation de la borne. Le problème est résolu selon l'invention en ce que le ressort de blocage peut être engagé à la façon d'un poussoir dans le corps en matière isolante, en ce que ledit ressort de blocage (qui sera appelé dans la suite "ressort- poussoir") s'accroche dans sa position d'engagement à la façon d'une fourche par au moins deux branches de blocage disposées en forme de U l'une par rapport à l'autre sur le conducteur électrique engagé dans la borne afin d'entrer en contact avec celui-ci, en ce que le ressortpoussoir entre en contact avec le rail conducteur par au moins une partie extrême, et en ce que le conduc- teur électrique est guidé dans un canal l'entourant de toutes parts et qui est formé des deux côtés dans une zone adjacente au ressortpoussoir. Selon un mode avantageux de réalisation de l'invention, le ressort- poussoir entre en contact avec le rail conducteur par ses deux branches de blocage. En utilisant un ressort-poussoir qui est déplaçable en direction du rail conducteur fixe, il est possible d'assurer particulièrement facilement la perforation et/ou le découpage de l'isolation du conducteur électrique et d'établir un bon contact entre le ressort-poussoir et le conducteur électrique. Du fait que, simultanément, le ressort-poussoir entre également en contact électrique avec le rail conducteur, on établit sur la distance la plus courte possible la liaison électrique entre le conducteur et le rail. Lorsque les branches de blocage du ressort-poussoir entrent en contact avec le rail conducteur, comme cela est indiqué de façon plus précise sur les dessins, on obtient alors, du point de vue mécanique, par la combinaison du ressort-poussoir avec le rail conducteur l'avantage de pouvoir corriger de légères déformations du ressort-poussoir, telles que celles pouvant être engendrées à cause de sections de conducteur qui ne sont dimensionnellement pas exactes lors d'un processus de connexion, pendant l;opération de con- nexion suivante grâce au guidage par contact avec le rail conducteur, de sorte que le ressort-poussoir est réutilisable et reste réglé de façon optimale pour chaque nouvelle opération de connexion. Le ressort-poussoir peut être enlevé du conducteur électrique sans au- cune difficulté en vue d'une nouvelle utilisation car ce conducteur est guidé dans un canal l'entourant de toutes parts et qui est formé des deux côtés dans une zone adjacente au ressort-poussoir. Lorsque ce canal de guidage est constitué uniquement par la matière du corps isolant de la borne et lorsque le ressort-poussoir entre en contact seulement dans sa position d'engagement avec le rail conducteur, il se produit, lors du recul du ressort- poussoir, également une nette interruption de la liaison conductrice entre le conducteur et le rail. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, on peut cependant faire en sorte que le canal de guidage soit également formé au moins en partie par le rail conducteur. Cela est particulièrement avantageux lorsque l'encombrement est limité car le conducteur électrique s'applique alors directement contre le rail conducteur et il est possible de réduire la hauteur de construction de la borne. Avantageusement, le ressort-poussoir est guidé dans le corps en matière isolante de la borne dans un canal qui est pourvu extérieurement d'une ex- trémité ouverte car, dans ce cas, le ressort-poussoir est facilement inter- changeable. La borne selon l'invention peut ainsi être adaptée très facile- ment à des diamètres différents de conducteurs électriques par un remplace- ment du ressort-poussoir. D'autre part, une borne conforme à l'invention peut naturellement être également pourvue de plusieurs ressorts-poussoirs ou de plusieurs zones de blocage qui sont chacune associées à une section déterminée de conducteur. En variante, on peut également prévoir un seul ressort-poussoir comportant plusieurs paires de branches de blocage pour différentes sections de conduc- teurs. Dans ce cas, on n'a pas besoin de remplacer le ressort-poussoir lors- qu'on doit fixer dans la borne des conducteurs de différentes sections. Selon un mode avantageux de réalisation de l'invention, les branches de blocage du ressort-poussoir comportent des bords intérieurs à arêtes vives, étagées en forme de gradins, disposés symétriquement entre eux et servant à l'enlèvement d'isolation et l'établissement de contact sur des sections différentes de conducteurs. Une telle borne est pourvue d'une seule ouverture de passage de conducteur par zone de raccordement et elle est utilisable de façon universelle pour des conducteurs de sections différentes. Dans le cas de bornes qui doivent être utilisées aussi bien avec des conducteurs isolés qu'avec des conducteurs dénudés de sections différentes, il se pose le problème du réglage correct des forces de blocage afin que, pour toutes les applications envisagées, on soit assuré que, d'une part, lors du processus de raccordement, les conducteurs électriques ne soient pas sectionnés ou endommagés et que, d'autre part, on dispose d'une force de serrage suffisamnient grande pour enlever l'isolation des conducteurs électriques et pour établir le contact électrique correct entre le ressort et le conducteur correspondant. Ce problème est résolu, notamment conformément à un mode avantageux de réalisation de l'invention, en ce que les branches de blocage du ressort- poussoir sont guidées par leurs bords extérieurs entre deux mâchoires élas- tiques de blocage du rail conducteur et en ce que les bords extérieurs sont agencés sous la forme de courbes de distribution (appelées dans la suite "arêtes de distribution"), pour engendrer des forces de serrage des mâchoires de blocage qui sont fonction de la course du poussoir (course d'avance). Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de la présente invention, dans lequel les branches de serrage du ressort-poussoir comportent en avant une arête de coupe destinée à sectionner l'isolation de conducteur (et appelée dans la suite "arête de coupe avant") ainsi qu'une arête de blocage arrière servant à établir un contact électrique avec le conducteur (et appelée dans la suite "arête de contact"), les arêtes de distribution des branches de blocage engendrent les forces de serrage de mâchoires essentiellement immédiatement après l'application (engagement) des arêtes de contact sur le conducteur électrique. Conformément à ce mode avantageux de réalisation de l'invention, il est prévu une séparation nette des fonctions de découpage et d'établissement de contact, les forces de serrage des mâchoires de blocage étant essentielle- ment enclenchées après l'opération de découpage. On obtient ainsi qu'initia- lement les arêtes dé coupe avant sectionnent, pour un réglage élastique et relativement souple des branches de blocage, l'isolation du conducteur électrique et s'adaptent ainsi avec précision au contour extérieur de ce conducteur sans provoquer sa détérioration. Pendant cette opération d'adap- tation ou de palpage, il est possible de tenir compte d'une manière tout à fait correcte de différences de sections du conducteur, avec les tolérances correspondantes. Essentiellement seulement après le sectionnement de l'isolation du con- ducteur et l'application des arêtes de contact des branthes de blocage sur le conducteur électrique maintenant dénudé, les forces de serrage sont sen- siblement augmentées en faisant intervenir les forces de serrage des branches de blocage. Cette augmentation définie des forces de serrage en fonction de la course du poussoir (mouvement d'avancement du ressortpoussoir) peut être adaptée de toute manière désirée, par un agencement déterminé des arêtes de distribution, aux bords extérieurs des branches de blocage. On voit par conséquent qu'avec cette technique il est également possible de réduire dans une proportion importante les forces servant à l'actionnement du ressort-poussoir, car ce ressort n'est difficile à régler que lorsque les -arêtes de contact s'appliquent déjà contre le conducteur et ne peuvent être amenées dans leur position limite qu'avec-des forces relativement faibles. Selon un mode avantageux de réalisation de l'invention, les branches de serrage du ressort-poussoir comportent, entre les arêtes de coupe avant et les arêtes de contact, des arêtes de friction servant au nettoyage et à l'enlèvement éventuel par friction de couches d'oxyde existant sur la surfacedu conducteur. Egalement, ces parties de frottement opèrent d'une manière encore suffisamment efficace pour un réglage souple des branches de serrage du ressort-poussoir, de sorte qu'on exclut également dans ce cas un endommagement du conducteur. Les forces de serrage des branches de blocage, et par conséquent égale- ment les forces servant à l'actionneriient du ressort-poussoir, sont addition- nellement encore réduites en faisant en sorte, conformément à une autre caractéristique de l'invention, que les branches de serrage du ressort- poussoir diminuentdelargeur en forme de coin, en les considérant en vue latérale, c'est-à-dire dans le plan des forces de serrage, dans la direction de progression du poussoir (direction d'avancement). Cette forme de coin présente l'avantage que, dans le cas de conducteur isolé, la gaine isolante est enlevée lors d'une opération de coupe effectuée dans la direction axiale du conducteur, auquel cas il suffit d'appliquer des forces plus petites que, par exemple, lors d'un processus de cisaillement effectué dans une direction perpendiculaire à l'orientation longitudinale du conducteur. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante et des figures jointes, données à titre illustratif mais non limitatif. Les Figures 1 et 2 représentent respectivement une coupe longitudinale et une coupe transversale d'une borne de connexion en série conforme à la présente invention. La Figure 3 est une vue en perspective d'un mode de réalisation possible d'un ressort-poussoir. La Figure 4 est une coupe d'une borne selon l'invention, destinée à raccorder des sections différentes de conducteurs. La Figure 5 est une vue latérale d'une moitié d'un autre mode de réa- lisation d'une borne selon l'invention. La Figure 6 est une vue de face de la borne de la Figure 5, dont une paroi est représentée en vue en partie arrachée; et la Figure 7 est une coupe de la borne de la Figure 5, faite sur la ligne III-III. La borne de connexion en série représentée sur les Figures 1 et 2 comporte un corps isolant 13, qui est emboîté d'une manière connue sur un rail porteur 14. Le rail conducteur de courant 15 est fixé dans le corps isolant. La borne de connexion en série comporte deux zones de raccorde- ment, qui ont une structure identique. Chaque zone de raccordement se compose essentiellement du ressort-poussoir 16, du canal de conducteur 17 et du rail conducteur de courant 15. Comme le montre notamment la Fig. 2, le ressort-poussoir 16 comporte deux branches de serrage 18 àarêtes vives, reliées entre elles en formant un U et qui s'accrochent à la façon d'une fourche sur le conducteur électrique 19 pourvu d'une gaine isolante. En outre, le ressort-poussoir comporte des parties extrêmes 20, qui sont décalées de 900 par rapport au plan des branches de serrage 18 et qui servent à l'établissementdu contact avec le rail conducteur. La Figure 3 représente, en vue en perspective, un mode de réalisation d'un ressort-poussoir qui montre de façon plus précise l'agencement précité. Les extrémités 21 servent à l'établissement du contact avec le rail conduc- teur et les paires de branches de serrage 22, 23, décalées de 900 par rap- port auxdites extrémités, servent à l'accrochage sur le conducteur élec- trique et à l'établissement du contact-avec celui-ci. Il est également possible d'envisager d'autres formes de réalisation du ressort-poussoir. Le ressort-poussoir représenté sur la Figure 3 comporte dans sa zone supé- rieure des trous 24 qui permettent une liaison correcte de la partie métal- lique profilée avec une partie de tête en matière isolante. Le ressort-poussoir 16 représenté sur les Figures 1-et 2 comporte une partie de tête qui peut s'emboîter par un bourrelet 27 dans une rainure supérieure 28 ou une rainure inférieure 29. Lors de l'emboîtement dans la rainure supérieure, la zone de blocage est ouverte et le conducteur 19 peut être engagé dans l'ouverture de passage 30. Il est déplacé jusque dans sa position limite dans son canal 17, qui est formé des deux côtés dans une zone adjacente au ressort-poussoir 16 et qui entoure detoutes parts le conducteur électrique. Lors de l'emboîtement du bourrelet 27 dans la rainure inférieure 29, le ressort-poussoir 16 est engagé suffisamment loin pour que les deux branches de serrage à arêtes vives 18 qui sont disposées en forme de U l'une par rapport à l'autre s'accrochent sur le conducteur électrique 19 à la façon d'une fourche et établissent un contact avec celui-ci, après qu'elles ont au préalable sectionné la gaine isolante de ce conducteur 19. Le conducteur 19 est alors bloqué dans l'ouverture supérieure étroite de la fourche constituée par les deux branches de serrage 18. Dans cette position d'avancement du ressort-poussoir, les parties extrêmes établissent un contact avec le rail conducteur de courant 15. L'engagement (avancement) du ressort-poussoir 16 peut être produit par une pression exercée par un doigt (cf. Figure 1, en haut, à gauche), car le ressort-poussoir est protégé contre un contact par la tête isolante 26. Pour le desserrage de la borne de raccordement, il suffit de déplacer en retrait le ressort-poussoir, ce qui peut avantageusement être obtenu par engagement d'un tournevis dans la cavité de la tête isolante 26. Sur la-Figure 4, on a représenté, comme autre exemple de réalisation de l'invention, une borne de jQnction en section droite. La coupe a été faite par une zone de raccordement et elle permet de montrer le ressortpoussoir 33, le conducteur électrique 34, le canal de guidage de conducteur 35 ainsi que le rail conducteur de courant 36. Le ressortpoussoir 33 représenté sur cette figure comporte des branches de serrage disposées symétriquement l'une par rapport à l'autre, échelonnées en forme de gradins, et il est possible avec un seul et même ressort-poussoir de bloquer en position trois sections dif- férentes de conducteurs. On obtient une concordance précise de lignes ca- ractéristiques d'action des différents gradins ou parties du ressortpoussoir par la prévision de fentes 41. La tête isolante comporte, en correspondance aux gradins, des bourrelets d'emboîtement 42, 43, 44, à l'aide desquels le ressort-poussoir peut être fixé dans trois positions différentes d'avancement en correspondance aux différentes sections de conducteurs à bloquer. Les positions de blocage sont repérées sur la tête isolante, par exemple par le symbole 2,5 pour le conducteur bloqué dans la borne conformément au dessin et ayant une section droite de 2,5 mm2. La borne représentée sur les Figures 5 à 7 comporte un corps isolant 54 associé à un rail conducteur 55 fixé dans le corps ainsi qu'à un ressort- poussoir 57 monté dans ledit corps 54 de façon à pouvoir être déplacé à l'aide du poussoir 56. On peut voir, en référence aux Figures 6 et 7, que le ressort-poussoir 57 comporte deux branches de serrage 58,59, disposées l'une par rapport à l'autre en forme de U et qui s'accrochent à la façon d'une fourche sur un conducteur électrique 60, qui est guidé dans un canal 61 entourant de toutes parts le conducteur et qui est formé des deux côtés dans une zone adjacente au ressort-poussoir, dans la position d'avancement de ce dernier. Selon l'invention, les branches de serrage 58 et 59 du ressort-poussoir 57 sont guidées par leurs arêtes extérieures entre deux mâchoires élastiques de blocage 62 et 63 du rail conducteur 55. A cet effet, les bords extérieurs sont agencés sous la forme de courbes de distribution 64, 65 et ils déter- minent, en fonction de la course dupoussoir (course d'avancement) l'instant d'enclenchement et la grandeur des forces additionnelles de serrage des màchoires de blocage. Lors du profilage précis des arêtes de distribution 64 et 65, il faut tenir compte de sections de conducteurs, par exemple 0,75 à 1,5 mm2, sur lesquelles la borne doit opérer et de l'intervalle d'espa- cement des branches de serrage (cf. Figure 6). Dans l'exemple représenté, l'intervalle des branches de serrage 58 et 59 varie en correspondance aux plages fonctionnelles associées. Les branches de serrage représentées sur lesfigurescomporte à chaque fois une arête de coupe avant 66, un bord de friction 67 ainsi que des arêtes de contact 68. La Figure 6 montre que, dans la direction de poussée et immédiatement en arrière des arêtes de coupe avant 66, il est prévu une arête de coupe arrière qui agrandit l'intervalle d'espacement des branches de serrage. Lors de l'engagement du ressort-poussoir sur un conducteur électrique isolé, les arêtes de coupe avant 66 sectionnent tout d'abord la gaine isolante, Il ne se produit alors qu'un faible élargissement d'intervalle, ce dernier étant conservé initialement du fait du réglage souple des branches de serrage et des faibles forces de serrage des branches de blocage. Egalement, les arêtes de distribution 64 et 65 sont agencées de manière que,, dans cette plage fonctionnelle, on empêche initialement une activation des forces additionnelles de serrage des mâchoires de blocage. Ensuite, les bords de friction 67 opèrent sur la surfacedu conducteur dénudé de manière à la nettoyer. Ce n'est qu'ensuite que les arêtes de con- tact 68 sont appliquées contre le conducteur électrique et il se produit alors une augmentation de l'intervalle précité, et par conséquent l'ampli- fication souhaitée des forces de serrage des branches de blocage. En outre, grâce à l'agencement correspondant des arêtes de distribution 64 et 65, les forces de serrage des mâchoires de blocage sont établies de telle sorte que les arêtes de contact 68 établissent avec le conducteur 60 un contact électriquement plus sûr indépendant de la section droite dudit conducteur. La Figure 5 montre que le ressort-poussoir choisi dans cet exemple de réalisation est pourvu, en vue latérale, c'est-à-dire en le considérant dans le plan des forces de serrage, d'un profil effilé en forme de coin dans la direction de poussée. - La tête de poussoir 56 est formée d'une matière isolante et elle est reliée par le trou 69, formé par poinçonnage, rigidement au ressortpoussoir 57. Dans sa position supérieure de retrait, elle comporte une partie de retenue 70. Dans la présente description et dans les revendications auxquelles elle donne lieu, dans un souci de simplification, on appelle: - le ressort de blocage 16, 33, 57, "ressort-poussoir"; - les courbes de distribution 64, 65, "arêtes de distribution"; - l'arête de coupe 66, " - ête de coupe avant"; - l'arête de blocage 68, "arête de contact"; - les bords de friction 67, "parties de frottement". Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Borne pour joindre ou connecter des conducteurs électriques, comportant un rail conducteur fixé dans un corps en matière isolante ainsi qu'au moins un ressort de blocage monté dans le corps isolant et servant à bloquer mécanique- ment et électriquement au moins un conducteur électrique, qui peut être engagé dans la borne par une ouverture de passage ménagée dans le corps isolant, caractérisée en ce que le ressort de blocage (16, 33, 57), agencé à la façon d'un poussoir, est monté de façon à pouvoir se déplacer par translation dans le corps en matière isolante (13, 54), en ce que le ressort de blocage s'accroche dans sa position d'engagement à la façon d'une fourche par au moins deux branches de blocage (18, 22, 58, 59) reliées entre elles en formant un U sur le conducteur 3 électrique (19, 34, 60) engagé dans la borne afin d'entrer en contact avec celui-ci, en ce que le ressort-poussoir entre en contact avec le rail conducteur (15, 36, 55) par au moins une partie extrême (20, 21, 58, 59) et en ce que le conducteur élec- trique est guidé dans un canal (17, 35, 61) l'entourant de toutes parts et qui est formé des deux côtés dans une zone adjacente au ressort-poussoir. 2.- Borne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le ressortpoussoir (57) entre en contact avec le rail conducteur (55) par ses branches de blocage (58, 59). 3.- Borne selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les branches de blocage du ressort-poussoir (33) comportent des bords intérieurs à arêtes ) vives, disposés symétriquement l'un par rapport à l'autre, étagés en forme de gradins et servent à enlever l'isolation et à établir le contact sur des sections différentes de conducteur. 4.- Borne selon la revendication 2, caractérisée en ce que les branches de blocage (58 et 59) du ressort-poussoir (57) sont guidées par leurs bords extérieurs i entre deux mâchoires élastiques de blocage (62, 63) du rail conducteur (55), et en ce que les bords extérieurs sont agencés sous la forme de courbes de dis- tribution (64, 65) pour enclencher les forces de serrage des mâchoires de blocage en fonction de la-course du poussoir. 5.- Borne selon la revendication 4, caractérisée en ce que les branches ) de blocage (58, 59) du ressort-poussoir (57) comportent une arête de coupe (66) placée en avant et servant au sectionnement de l'isolation du conducteur, ainsi qu'une arête de blocage (68) placée en arrière et servant à établir un contact électrique avec le conducteur, et en ce que les arêtes de distribution (64, 65) des branches de blocage enclenchent les forces de serrage de mâchoires de blocage essentiellement après l'application des arêtes de contact (68) sur le conducteur électrique. 11 2490029 6.- Borne selon la revendication 5, caractérisée en ce que les branches de blocage (58, 59) du ressort-poussoir (57) comportent, entre les arêtes de coupe avant (66) et les arêtes de contact (68) des bords de friction (67) ser- vant à nettoyer et enlever par frottement les couches d'oxyde existant éventuel- lement sur la surface du conducteur, 7.- Borne selon la revendication 4, 5 ou 6, caractérisée en ce que les branches de blocage (58, 59) du ressort-poussoir (57) sont agencées en vue latérale, c'est-à-dire en les considérant dans le plan des forces de serrage, avec un profil effilé en forme de coin dans la direction d'avancement.