Brevet FR2584240A1 — publié le 19870102

DISPOSITIF DE RACCORDEMENT DE FILS CONDUCTEURS A UN ENSEMBLE DE BORNES ELECTRIQUES ET APPAREIL POUR LA COMMANDE D'AUTOMA TISMES INDUSTRIELS COMPORTANT UN TEL DISPOSITIF. La présente invention concerne un dispositif de raccordement de fils conducteurs à un ensemble de bornes électriques, notamment pour des appareils servant à la commande d'automatismes industriels tels, qu'en particulier, des miniautomates programmables. D'une manière générale, les mini-automates programmables appartiennent à ce qu'on appelle le bas de gamme des automates programmables, et ils se présentent sous forme de petits modules, de forme générale parallélépipédique, susceptibles d'être juxtaposés. Chacun de ces modules comporte un certain nombre d'entrées/sorties, par exemple seize entrées et seize sorties, matérialisées par une ou plusieurs rangées de bornes ou contacts externes disposés côte à côte, avec un pas donné, sur sa face supérieure et, éventuellement, sur sa face inférieure. La liaison électrique entre les bornes extérieures et l'installation régie par l'automate est assurée par des fils conducteurs qui viennent se raccorder sur tout ou partie de la rangée de bornes correspondantes ; habituellement, ces bornes de connexion sont soit du type à serrage par vis, soit du type à serrage élastique connu sous le nom de "faston" dans la littérature anglo-saxonne. De façon générale, pour assurer le raccordement de fils conducteurs sur des bornes externes de serrage d'un appareil électrique quelconque, il est connu d'utiliser des embouts de câblage par exemple du type comprenant chacun un tube métallique conducteur solidaire d'une jupe isolante tubulaire coaxiale, comme cela est décrit dans le brevet FR No 1 468 859. Chaque embout est monté en extrémité d'un fil conducteur, puis est introduit dans sa borne correspondante qui, par serrage, assure le sertissage de l'embout sur son conducteur. Une fois les fils conducteurs raccordés individuellement aux bornes électriques correspondantes de l'appareil au moyen des embouts de câblage, il peut s'avérer nécessaire par la suite, et pour diverses raisons (réparations, essais,...), de changer l'appareil existant et de le remplacer par un nouvel appareil identique en lui connectant les mêmes fils conducteurs. A cet effet, sur l'appareil à changer, on débranche individuellement les embouts d'extrémités des fils de leurs bornes correspondantes. Dans ces conditions, lors de l'échange de l'appareil, il se pose alors le problème technique consistant à reconnecter les mêmes fils conducteurs aux mêmes emplacements des bornes du nouvel appareil, sans erreurs de branchement du genre interversion. Cette connexion des fils est d'autant plus difficile à exécuter sans risques d'erreurs que le nombre de bornes de raccordement est relativement élevé, ce qui est le cas en particulier pour les mini-automates programmables. La présente invention a pour but de résoudre ce problème technique en proposant un dispositif de raccordement de fils conducteurs à un nombre relativement élevé de bornes externes d'un appareil, qui joue le rôle de détrompeur en procurant une mémorisation du câblage effectué, ctest-à-dire une mémorisation de la position relative des fils vis-à-vis des bornes lors d'un échange de l'appareil. En outre, le dispo sitif selon l'invention est d'une structure simple et d'un faible cout de fabrication. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de raccordement de fils conducteurs à un ensemble de bornes électriques, comportant une pluralité d'embouts de câblage venant se brancher sur les bornes et étant formés chacun d'une partie métallique conductrice et d'une partie isolante tubulaire solidaire d'une extrémité de la partie métallique, les fils conducteurs étant introduits dans les parties isolantes respectives des embouts et étant connectés aux parties métalliques respectives de ceux-ci, et les parties métalliques des embouts étant insérées dans les bornes, caractérisé en ce que le dispositif comporte une pièce isolante de liaison et de maintien des embouts de câblage les uns avec les autres au niveau de leurs parties isolantes respectives, de sorte que la pièce de liaison et les-embouts équipés des fils conducteurs forment un ensemble unitaire, assurant ainsi une mémorisation de la position relative des fils vis-à-vis des bornes lors d'un débranchement des embouts de câblage. Pour une disposition des bornes suivant au moins une rangée et avec un pas donné, selon une version préférentielle de l'invention, la pie ce isolante de liaison et de maintien comporte au moins une rangée de barrettes reliant entre elles, et sensiblement avec le même pas que celui des bornes, les parties isolantes des embouts, formant ainsi des embouts en bande dont les parties métalliques respectives sont introduites dans la rangée de bornes correspondantes. De préférence les barrettes sont réalisées en matière plastique semi-rigide. Ainsi, ces barrettes de liaison et de maintien des embouts de câblage assurent, en plus de la mémorisation du câblage réalisé, une mémorisation du pas des bornes lors du débranchement collectif des embouts. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels La figure 1 représente une vue schématique en perspec tive d'un mini-automate programmable avec une rangée de ses bornes externes aptes à recevoir un dispositif de raccordement de fils conducteurs selon un premier mode de réalisation de l'invention g La figure 2 représente un:: vue en coupe longitudinale du dispositif de raccordement de la figure 1, avec les fils conducteurs connectés à leurs bornes électriques correspondantes ; Les figures 3, 4 et 5 représentent schématiquement en perspective différents types d'embouts à cosses utilisés pour le raccordement des fils conducteurs ; ta figure 6 représente une vue identique à ia figure 1 avec une variante du dispositif de raccordement des fils conducteurs selon l'invention ; La figure 7 représente une vue en coupe longitudinale du dispositif de raccordement de la figure 6, avec les fils conducteurs connectés à leurs bornes électriques correspondantes ; et La figure 8 représente une vue en coupe longitudinale du dispositif de raccordement de la figure 6, après déconnexion des fils conducteurs de leurs bornes correspondantes. Sur ces différentes figures, les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments qui remplissent les mêmes fonctions en vue des mêmes résultats. Sur la figure 1, on a représenté en 1 un mini-automate programmable modulaire de forme générale sensiblement parallélépipédique, et de conception classique avec un nombre relativement élevé d'entrées/sorties, par exemple vingt au total, qui sont matérialisées par des bornes externes de connexion électrique. L'automate 1 est destiné à être monté en face arrière sur un rail support, et ses bornes externes, repérées en 3 sur la figure 1, sont toutes identiques et sont, par exemple, du type à serrage par vis, connu en soi. D'autre part, ces bornes de serrage 3 sont disposées côte à côte suivant une rangée avec un pas Q donné, égal par exemple à 8,2 millimètres, aussi bien sur la face supérieure 5 que sur la face inférieure 6 de l'automate ; sur la figure 1, seule la rangée de bornes en face supérieure est visible. On a repéré en 8 et 9 sur la figure 1 les deux rangées de vis de serrage montées en face avant de l'automate et associées respectivement aux deux rangées de bornes externes. On notera que les bornes de connexion peuvent également être du type à serrage élastique, connu en soi, sans sortir du cadre de l'invention. A titre illustratif et non limitatif, les bornes extérieures 3 présentes sur la face supérieure de l'automate sont au nombre de dix et constituent toutes, par exemple, les entrées de celui-ci, tandis que toutes celles présentes sur la face inférieure de l'automate, au nombre de dix également, en constituent les sorties. De façon classique, l'installation régie par l'automate est reliée électriquement aux entrées/sorties de ce dernier par des fils conducteurs sous gaine isolante, assemblés le plus souvent en toron, et venant se brancher selon une disposition bien précise sur tout ou partie de chaque rangée de bornes externes correspondantes. On va maintenant décrire un premier mode de réalisation préféré du dispositif permettant de raccorder les fils conducteurs de liaison à leurs bornes correspondantes, conforme à l'invention, en se reportant aux figures 1 et 2. Sur ces figures, on a représenté uniquement le dispositif de connexion des divers fils conducteurs 12 aux bornes externes d'entrée 3 présentes sur la face supérieure de l'automate ; bien entendu, un autre dispositif identique est également prévu pour les bornes de sortie présentes en face inférieure de l'automate. Le dispositif de raccordement selon l'invention, repéré globalement en 14, comporte une pluralité d'embouts identiques de câblage 15, en nombre égal à celui des bornes de connexion 3, c'est-à-dire dix dans l'exemple choisi, disposés suivant une rangée avec le même pas p que celui des bornes, et reliés et maintenus solidairement les uns aux autres au moyen de barrettes ou languettes isolantes 17, formant ainsi des embouts en bande. Plus en détail, chaque embout 15 se compose d'un tube métallique conducteur 15a, de section droite par exemple circulaire, qui est solidaire à l'une de ses extrémités d'une jupe ou collerette isolante 15b en forme d'entonnoir et coaxiale au tube. De préférence, ces embouts en bande 15 sont obtenus en moulant simultanément, à l'aide d'une matière plastique du type polyamide par exemple, d'une part, les jupes isolantes 15b sur leurs tubes 15a disposés côte à côte au pas p donné et, d'autre part, les barrettes isolantes 17 qui relient entre elles lesdites jupes isolantes. Cette bande d'embouts constitue donc une pièce unitaire destinée à raccorder les fils conducteurs à leurs bornes correspondantes, qui assure, par la présence des barrettes de liaison, d'une part, une parfaite isolation entre les différents embouts et, d'autre part, une mémorisation du pas des bornes externes. On notera qu'il est également possible de réaliser de longues bandes d'embouts que l'on vient ensuite découper en tronçons de bande au nombre d'embouts choisi, et qu'on peut également former sur une même bande des embouts de diamètres différents. La connexion électrique des fils conducteurs 12 (figure 1) dans leurs bornes externes correspondantes 3 s'effectue de la manière suivante au moyen du dispositif de raccordement 14 décrit ci-dessus. Les fils conducteurs 12, assemblés en un toron et préalablement dénudés à l'une de leurs extrémités, sont introduits axialement dans leurs embouts en bande correspondants selon un ordre déterminé à l'avance, formant ainsi avantageusement un toron prééquipé d'embouts en bande. On notera que la rangée d'embouts de câblage peut être équipée soit totalement, soit partiellement, de fils oonducteurs, selon le nombre de fils à connecter ; ainsi, à titre illustratif sur la figure 1, seulement huit fils conducteurs sont à connecter, laissant donc libres deux embouts de la bande. Après la mise en place des fils conducteurs dans leurs embouts correspondants, la bande d'embouts 15 est ensuite introduite en une seule opération et axialement, par les parties tubulaires conductrices 15a des embouts, dans la rangée de bornes externes 3, puis seuls les embouts équipés de fils conducteurs sont sertis par les vis de serrage 8 (figure 1) associées aux bornes correspondantes. Avantageusement, les barrettes isolantes 17 reliant les embouts, présentent une certaine souplesse et sont réalisées, à cet effet, en une matière plastique du type semirigide afin de garantir l'introduction des embouts dans leurs bornes correspondantes lorsque le pas des embouts en bande se trouve être légèrement différent de celui des bornes. La figure 2 illustre schématiquement la connexion électrique une fois établie par les embouts en bande 15 équipés des fils conducteurs 12 qui sont disposés selon le meme ordre que celui représenté sur la figure 1. On notera que le sertissage des embouts stir leurs fils conducteurs peut également être effectué avant introduction de la bande d'embouts dans la rangée de bornes, que ces dernières soient du type à serrage par vis ou du type à serrage élastique, sans sortir du cadre de l'invention. En outre, les embouts de câblage à tubes métalliques surmoulés tels qu'illustréE sur les figures 1 et 2, peuvent être remplacés par des embouts à cosses, également formés en bande. Ainsi, on a représenté en 15c (figure 3) et 15d (figure 4) respectivement deux types connus de cosses qui permettent une connexion par vis, et en 15e (figure 5) un type connu de cosse qui permet une connexion par serrage élastique. La pièce de raccordement selon l'invention qui vient d'être décrite, et qui se compose d'une pluralité d'embouts relis et maintenus les uns aux autres par des barrettes isolantes au même pas que les bornes de connexion, permet donc, lors d'un débranchement ultérieur de ces embouts en bande équipés de leurs fils conducteurs, de conserver parfaitement l'ordre de câblage prédéterminé, assurant ainsi une mémorisation des positions relatives des fils vis-à-vis de leurs bornes ; dans ces conditions, lors de l'échange de l'automate existant par un nouvel automate identique, il s'avère particulièrement facile et rapide, et désormais sans risques d'erreurs, de reconnecter les mêmes fils conducteurs prééquipés des embouts en bande aux mêmes emplacements des bornes du nouvel automate. On va maintenant décrire une variante du dispositif de raccordement suivant l'invention en se reportant aux figures 6 à 8 sur lesquelles on a représenté uniquement, comme précédemment, ledit dispositif destiné aux bornes externes d'entrée 3 présentes sur la face supérieure de l'automate. Selon cette variante, figure 6, le dispositif de raccordement 14 comporte une plaquette isolante 21 qui vient se monter en appui sur la rangée de bornes externes 3 de l'automate et qui est percée d'une pluralité d'ouvertures 22, en nombre égal à celui des bornes de connexion, c'est-àdire dix dans l'exemple choisi, ménagées en une rangée de même pas p que celui des bornes, de manière à communiquer directement avec ces dernières. La plaquette perforée 21 étant disposée sur la rangée de bornes, les embouts de câblage 15, en nombre égal à celui des fils à raccorder 12, c'est-à-dire huit dans l'exemple choisi, sont montés en extrémités des fils, puis sont introduits axialement, par leurs parties conductrices respectives 15a, dans les ouvertures correspondantes de la plaquette selon un ordre bien précis, pour venir finalement se brancher dans les bornes correspondantes 3 par serrage de celles-ci. La figure 7 représente schématiquement la connexion électrique une fois établie par les embouts 15 isolés électriquement les uns des autres par la plaquette 21 qui relie entre elles les jupes isolantes 15b des embouts utilisés. Sur cette figure 7, on a repris la même disposition des embouts équipés de leurs fils conducteurs que celle en figure 2, cette fois deux ouvertures 22 de la plaquette 21 (figure 7) étant inoccupées. D'autre part, les ouvertures 22 pratiquées dans la plaquette isolante 21 ont des dimensions telles qu'elles assurent chacune la solidarisation de la jupe isolante 15b de l'embout avec la plaquette lors de l'insertion de l'embout dans l'ouverture correspondante. Ainsi, la plaquette 21 a pour fonction, d'une part, de relier entre eux les embouts de câblage utilisés et, d'autre part, de les maintenir fixement en position, la liaison et le maintien des embouts s'effectuant au niveau de leurs parties isolantes respectives. Dans ces conditions, lors d'une déconnexion ultérieure des fils conducteurs de leurs bornes correspondantes, on débranche d'une seule pièce l'ensemble constitué par la plaquette et les embouts équipés des fils, permettant ainsi de conserver parfaitement l'ordre de câblage prédéterminé qui sera repris lors de l'échange de l'automate, comme on l'a expliqué précédemment. La figure 8 illustre schématiquement la déconnexion collective des fils électriques dont la disposition particulière, identique à celle de la figure 7, est mémorisée grâce à la plaquette 21 de liaison et de maintien des embouts de câblage 15. On notera que la description ci-dessus a été faite pour des bornes externes prévues sur un mini-automate programmable modulaire ; bien sûr, l'invention s'applique également à tout autre type d'appareil comportant un certain nombre, de préférence relativement élevé, de bornes externes de connexion. De plus, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés et comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant l'esprit de l'invention et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. Revendications de brevet 1. Dispositif de raccordement de fils conducteurs (12) à un ensemble de bornes électriques (3), comportant une pluralité d'embouts de câblage (15) venant se brancher sur les bornes et étant formés chacun d'une partie métallique conductrice (15a ; 15c ; 15d ; 15e) et d'une partie isolante tubulaire (15b) solidaire d'une extrémité de la partie métallique, les fils conducteurs étant introduits dans les parties isolantes respectives des embouts et étant connectés aux parties métalliques respectives de ceux-ci, et les parties métalliques des embouts étant insérées dans les bornes, caractérisé en ce que le dispositif comporte une pièce isolante (17 ;; 2i) de liaison et de maintien des embouts de câblage les uns avec les autres au niveau de leurs parties isolantes respectives, de sorte que la pièce de liaison et les embouts équipés des fils conducteurs forment un ensemble unitaire, assurant ainsi une mémorisation de la position relative des fils (12) vis-à-vis des bornes (3) lors d'un débranchement des embouts de câblage. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce aue les bornes (3) sont disposées suivant au moins une rangée avec u.. pas (p) donné, et en ce que la pièce isolante de liaison et de maintien comporte au moins une rangée de barrettes (17) reliant entre elles, et sensiblement avec le même pas que celui des bornes, les parties isolantes des embouts (15), formant ainsi des embouts en bande dont les parties métalliques respectives sont introduites dans la rangée de bornes correspondantes. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les barrettes (17) viennent de moulage avec les parties isolantes respectives (15b) des embouts de câblage. 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les barrettes (17) sont réalisées en une matière plastique semi-rigide. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bornes (3) sont disposées suivant au moins une rangée avec un pas (p) donné, et en ce que la pièce isolante de liaison et de maintien comporte au moins une plaque (21) disposée sur la rangée de bornes et percée d'au moins une rangée d'ouvertures (22) avec le même pas que celui des bornes et communiquant directement avec celles-ci, la plaque perforée maintenant fixement les parties isolantes des embouts (15) après introduction des parties métalliques respectives de ceux-ci dans la rangée de bornes vorrespon- dantes. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la partie métallique de chaque embout de câblage (15) est constituée par un tube (15a) coaxial à la partie isolante tubulaire qui lui est solidaire. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en co que la partie métallique de chaaue embout de câblage (15) est constituée par une cosse ( 5c ; 15d 15e) 8. Appareil pour la commande d'automatismes industriels, comportant un nombre relativement élevé d'entrées/sorties matérialisées par des bornes électriques externes de connexion (3) qui sont toutes, ou seulement certaines d'entre elles, destinées à recevoir des fils conducteurs (12), caractérisé en ce que l'appareil comporte au moins un dispositif (14) de raccordement des fils conducteurs aux bornes correspondantes tel que défini selon l'une quelconque des revendications précédentes. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il constitue un mini-automate programmable modulaire.