Brevet FR2573926A1 — publié le 19860530

"Vis de serrage, notamment pour borne électrique de sécurité" La présente invention concerne d'une manière générale les contacts électriques, du type de ceux établis au sein d'une borne électrique. Elle vise aussi bien le cas d'une borne électrique qui, prise individuellement, est simplement destinée à assurer le raccordement entre eux de deux conducteurs électriques, qu'il s'agisse par exemple d'une simple barrette de connexion ou qu'il s'agisse d'un bornier ou bloc de jonction à simple fonction de connexion ou à fonction multiple, que le cas d'une borne électrique intégrée à un quelconque appareil ou appareillage électrique pour la desserte de celui-ci. D'une manière générale, une borne électrique comporte un corps, qui est en matériau conducteur, par exemple en laiton ou en cuivre, etquïest au moins partiellement évidée d'un logement propre à la réception de l'extrémité dénudée d'au moins un quelconque conducteur électrique, et un organe de pression, qui, interférant avec ledit logement, est propre à l'application d'une pression à ladite extrémité dénudée dudit conducteur électrique pour l'établissement du contact électrique recherché avec celle-ci. La présente invention concerne plus particulièrement le cas où l'organe de pression mis en oeuvre est une vis de serrage. Ainsi qu'on le sait, touteborne électrique est à ce jour susceptible d'être à l'origine d'incidents, notamment lorsque son organe de pression est ainsi une vis de serrage. En effet, l'utilisation de l'énergie électrique présente, en plus des risques bien connus d'électrocution, des risques d'incendie. Contrairement à une opinion généralement admise, ces risques d'incendie sont rarement dus à des courts-circuits. En pratique, un court-circuit met en jeu une énergie très importante, de l'ordre de plusieurs centaines de kw, dégagée en un temps très court, de l'ordre de quelques millisecondes. Sa brièveté résulte en effet soit, dans une installation correctement réalisée, du fonctionnement des dispositifs de protection situés en amont, soit de la destruction quasi immédiate du contact accidentel l'ayant provoquée. Un court-circuit, lorsqu'il est franc, se traduit donc par une réaction brutale, qui, pratiquement instantanée et assimilable à une explosion très localisée, est plus ou moins violente suivant son importance. Mais, sauf lorsqu'il se produit en présence de gaz très inflammables, il ne provoque pratiquement jamais un quelconque début d'incendie. Les incendies d'origine électrique proviennent le plus souvent d'une cause moins spectaculaire, mais plus insidieuse, qu'un court-circuit. Ils proviennent en effet le plus souvent d'un mauvais contact entre un conducteur électrique et la borne avec laquelle celui-ci est en prise. Ce mauvais contact, qui résulte très souvent du desserrage de la vis correspondante d'une telle borne, se traduit tout d'abord par un petit arc électrique, intermittent et de durée relativement courte, entre le conducteur électrique et la borne. Cet arc électrique provoque inévitablement un échauffement tant du conducteur électrique que de la borne. Un tel échauffement ne manque pas de s'accompagner de l'oxydation des surfaces en contact entre le conducteur électrique et la borne. Cette oxydation entraîne à son tour une augmentation de la durée de l'arc électrique, et, le phénomène s'amplifiant, cet arc électrique peut, au bout d'un certain temps, se stabiliser et devenir permanent. Dans ces conditions, la température de la borne s' élève de manière sensible, et peut par exemple dépasser 6000C. A de telles températures, les matériaux isolants, généralement à base de matière synthétique dite plastique, qui sont au contact avec le corps même de la borne, en formant par exemple une enveloppe pour celui-ci, se dégradent très rapidement, et ce sont généralement les gaz, inflammables, qui'en dégagent, qui sont à l'origine d'un incendie. Contrairement à un court-circuit, l'énergie dissipée dans un mauvais contact reste très faible, de l'ordre de quelques dizaines de watts. Elle n'est donc pas susceptible de provoquer, comme lui, le fonctionnement des dispositifs de protection situés en amont, et, de ce point de vue, ceux-ci sont inévitablement inopérants. Pour tenter de réduire la probabilité d'un mauvais contact dans une borne électrique, on peut songer à utiliser deux vis de serrage au lieu d'une, ou à remplacer une telle vis de serrage par une lame ou languette élastiquement déformable. Mais, à ce jour, de telles dispositions ne se sont pas révélées suffisamment sûres. Pour améliorer donc la sécurité nécessaire, on est conduit à ce jour à ne mettre en oeuvre, pour matériaux isolants, que des matériaux susceptibles de subir, sans dégradation notable, et, notamment, sans production de gaz inflammable, des températures relativement très élevées. Dans de nombreux cas pratiques, les normes ou règlements techniques en vigueur exigent que ces matériaux isolants résistent à un test d'inflammation réalisé par l'application à eux d'un fil incandescent porté à une température de 9600C. Une telle exigence réduit de façon importante le choix des matériaux isolants utilisables au voisinage des bornes électriques, et elle s'inscrit donc inévitablement au préjudice du prix de revient des appareils ou appareillages éventuellement concerné par celles-ci. La présente invention a d'une manière générale pour objet une disposition de sécurité propre à permettre au moindre coût une protection efficace contre les risques incendie dus à un éventuel mauvais contact au sein d'une borne électrique. De manière plus précise, elle a pour objet une vis de serrage, notamment pour borne électrique, caractérisée d'une manière générale en ce qu'elle comporte axialement une réserve de matériau métallique à bas point de fusion qui débouche à sa base. De préférence, il s'agit en pratique d'une réserve en soudure à âme décapante. Quoi qu'il en soit, si la borne électrique ainsi traitée vient à être accidentellement le siège d'un mauvais contact, son échauffement provoque la fusion de la réserve de matériau métallique à bas point de fusion qui lui est ainsi associée. Par capillarité', le matériau liquide correspondant envahit la zone de contact concernée, provoquant ainsi 1' extinction quasi immédiate de l'arc électrique initial, et, la borne se refroidissant, il entraîna par sa prise la soudure du conducteur électrique en cause sur le corps de cette borne. Le mauvais contact qui est à l'origine de l'incident est alors par lui-même supprimé, et, avant d'avoir atteint une température susceptible de provoquer une d4grration des matériaux isolants situés à son voisinage, la borne reprend très rapidement sa température normale, en continuant à remplir son rôle de raccordement électrique, sans risque de nouvel incident. C'est seulement au cours d'une éventuelle intervention ultérieure que l'incident précédent peut se révéler, et, s'il est nécessaire de libérer le conducteur électrique concerné, et dans ce cas seulement, il suffit alors d'utiliser un fer à souder. Ainsi donc, par une intervention à l'endroit même où il peut s'établir, la disposition suivant l'invention permet d'assurer de manière très simple une protection efficace contre tout risque d'incendie dû à un mauvais contact dans une borne électrique, en utilisant pour ce faire de-manière particulièrement avantageuse l'énergie calorifique se dissipant inévitablement au premier stade du processus susceptible de conduire à un tel risque d'incendie. Le choix des matériaux isolants à mettre en oeuvre au voisinage d'une telle borne électrique s'en trouve avantageusement élargi. En effet, la disposition suivant l'invention permet d'éviter que ces matériaux isolants ne soient l'objet des contraintes thermiques excessives résultant usuellement des températures anormales atteintes à ce jour par les bornes électriques en cas de mauvais contact en leur sein. Ainsi donc, la disposition suivant l'invention permet à la fois à une borne électrique ou à un éventuel appareil ou appareillage électrique équipé d'une telle borne électrique de bénéficier d'une augmentation de sécurité, et d'être relevable d'une diminution des coûts par utilisation de matériaux isolants moins coûteux. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels la figure 1 est une vue partielle en perspective d'une borne électrique mettant en oeuvre la disposition suivant l' invention la figure 2 est une vue en coupe transversale de cette borne électrique, suivant la ligne II-II de la figure 1, avant intervention de la disposition suivant l'invention la figure 3 est une vue en coupe transversale analogue à celle de la figure 2, après cette intervention. Ces figures illustrent à titre d'exemple l'application de l'invention à une borne électrique. D'une manière générale, et tel qu'illustré schématiquement par ces figures, une borne électrique comporte un corps 10, qui est en matériau conducteur, et par exemple en laiton, et qui est au moins partiellement évidé d'un logement il propre à la réception de l'extrémité dénudée 12 d'au moins un quelconque conducteur électrique 13, et un organe de pression, détaillé ci-après, qui, interférant avec ledit logement 11, est propre à l'application d'une pression à ladite extrémité dénudée 12 dudit conducteur électrique 13 pour établissement du contact électrique recherché avec celle-ci. Dans la forme de réalisation représentée, le corps 10 se présente sous la forme d'un tronçon de barreau cylindrique, de section transversale partie circulaire et partie trapézoïdale, et le logement 11 qu'il comporte est formé par un alésage longitudinal, qui, de section transversale circulaire, affecte la partie de sa propre section transversale, qui est elle-même circulaire. Quoi qu'il en soit, l'organe de pression mis en oeuvre est une vis de serrage 14, dont le fût fileté 15 est engagé à vissage dans un perçage taraudé 16, qui, ménagé dans la partie de section trapézoidale du corps 10, débouche transversalement dans le logement 11 que comporte celui-ci. Ces dispositions sont bien connues par elles-mêmes, et ne faisant pas en propre l'objet de la présente invention, elles ne seront pas décrites plus en détail ici. La borne électrique ainsi constituée peut par exemple appartenir à une simple barrette de connexion. Mais elle peut aussi bien appartenir à un quelconque autre appareil ou appareillage électrique. Le cas échéant, son corps 10 est équipé, d'un seul tenant ou sous forme de pièces rapportées, de dispositions propres à en permettre le maintien au sein d'un tel appareil ou appareillage. C'est la raison pour laquelle sur la figure 1, ce corps 10 n'a été que représenté partiellement, pour faire abstraction de telles dispositions éventuelles. Suivant l'invention, la vis de serrage 14 comporte axialement une réserve de matériau métallique à bas point de fusion 17 qui débouche à sa base. Dans la forme de réalisation représentée, cette réserve de matériau métallique à bas point de fusion 17 est disposée dans un trou 19 évidant axialement la vis de serrage 14 sur toute la hauteur de son fût fileté 15. Il s'agit, par exemple, d'un trou globalement cylindrique. En pratique, la réserve en matériau métallique à bas point de fusion 17 est constituée par un morceau de soudure à âme décapante de diamètre approprié engagé en force dans le trou 19. Dans la forme de réalisation représentée, elle est arasée à niveau avec le débouché inférieur de ce trou 19, et il peut en être de même au débouché supérieur de celui-ci, mais, évidemment, il n'en est pas toujours nécessairement ainsi. Quoi qu'il en soit, à la base de la vis de serrage 14, la réserve de matériau métallique 17 que comporte suivant l'invention celle-ci est en communication avec le logement 11 du corps 10 de la borne électrique qu'elle équipe. La mise en oeuvre de cette borne électrique se fait de manière usuelle : après engagement de l'extrémité dénudée 12 d'un quelconque conducteur électrique 13 dans le logement 11 que comporte à cet effet son corps 10, il suffit, pour 1' établissement du contact électrique recherché, de serrer sur cette extrémité 12 la vis de serrage 14, figure 3, suivant un processus usuel en la matière. Tant que cette borne électrique n'est pas le siège d'un mauvais contact, ce qui est en pratique heureusement le cas le plus fréquent, elle se comporte comme une borne ordinaire. En particulier, l'extrémité dénudée 12 du conducteur électrique 13 peut, comme il est usuel, être volontairement desserréeou resserrée,suivant les nécessités. Si, par contre, cette borne électrique vient à être l'objet d'un mauvais contact, 11 échauffement qui en résulte finit par provoquer la fusion de la réserve en matériau métallique à bas point de fusion 17 de sa vis de serrage 14. En s'écoulant par simple gravité, celle-ci abandonne de manière définitive le trou 19 de cette vis de serrage 14 dans lequel elle a été précédemment établie en attente, et, par capillarité, elle vient alors s 'insérer entre l'extrémité dénudée 12 du conducteur électrique 13 concerné et la paroi correspondante du corps 10 de la borne, tel que schématisé par la masse 17' à la figure 3. Il en résulte un soudage entre cette extrémité dénudée 12 du conducteur électrique 13 et le corps 10, et donc le rétablissement, entre ces organes, d'un bon contact électrique. Ainsi qu'on le notera, lors du serrage de l'extrémité dénudée 12 d'un conducteur électrique 13, la vis de serrage 14 suivant l'invention vient appliquer la réserve en matériau métallique à bas point de fusion 17 qu'elle comporte sur ladite extrémité dénudée 12 elle-même, et donc au plus près de l'endroit où est susceptible de se dégager l'échauffement dû à un éventuel mauvais contact si un tel mauvais contact vient à s'établir. Dans tous les cas, la vis de serrage suivant l'invention se prête facilement à une fabrication en grande série, comme les vis de serrage ordinaires, avec, par rapport à cellesci, un éventuel surcoût relativement modéré pour la doter d'une réserve en matériau métallique à bas point de fusion. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite et représentée, mais englobe toute variante d'exécution. En outre, le domaine d'application de l'invention n' est pas nécessairement limité à celui des bornes électriques, qu'il s'agisse de bornes électriques prises isolément, ou qu'il s'agisse de bornes électriques intégrées à de quelconques appareils ou appareillages. Il peut au contraire s'étendre aussi bien à tous les cas où, pour l'établissement d'un contact électrique, intervient une vis de serrage. REVENDICATIONS 1. Vis de serrage, notamment pour borne électrique, caractériséeen ce qu'elle comporte axialement une réserve de matériau métallique à bas point de fusion (17) qui débouche à sa base. 2. Vis de serrage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que ladite réserve de matériau métallique à bas point de fusion (17) est disposée dans un trou (19) qui l'évide axialement. 3. Vis de serrage suivant la revendication 2, caractérisée en ce que ledit trou (19) s'étend sur toute la hauteur de son fût fileté (15). 4. Vis de serrage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le matériau métallique à bas point de fusion mis en oeuvre est une soudure à âme décapante.