Brevet FR2593969A1 — publié le 19870807

DISPOSITIF DE CONNEXION AUTO-DENUDANT La présente invention concerne un dispositif de connexion auto-dénudant permettant, sans préparation des fils isolés, d'établir rapidement un contact entre les conducteurs de ces fils et une borne électrique. Généralement, lorsqu'on veut établir une liaison électrique entre une borne et un fil on utilise plusieurs outils qui permettent de couper, dénuder et raccorder le conducteur. Outre le temps et la dextérité nécessaire à de telles opérations, les risques sont grands de voir s'introduire dans ce processus des aléas de fonctionnement. En effet, l'âme d'un conducteur trop entaillée au dénudage ou un excès de serrage au raccordement risquent de provoquer des ruptures de fils. Plus récemment on a utilisé des dispositifs à contacts auto-dénudants (CAD) qui sont capables de trancher la gaine isolante des fils qu'on leur présente et de pincer suffisamment l'âme métallique conductrice pour établir un contact. Si ce genre de connexion présente l'avantage de la simplicité et de la rapidité, elle n'a pas permis pour autant d'éliminer l'usage d'un outillage spécialise. En effet, pour introduire les fils dans les fentes des CAD ou pour les extraire, il est nécessaire de posséder les outillages propres à chaque modèle. En outre, ces contacts sont généralement saillants par rapport à leur support et cette disposition les rend non seulement agressifs, mais aussi très sensibles aux phénomènes de corrosion. On connait divers types de connecteurs à contact auto-dénudant, par exemple ceux qui sont décrits dans les exposés d'invention EP O 002 113, DE 3 150 951, FR 2 251 927 et FR 2561 825. Cependant, il apparat nettement que la principale difficulté de ce type de CAD est l'engagement du fil dans la fente. Pour introduire un conducteur dans une fente de faible largeur, il est nécessaire d'appliquer sur le fil de chaque cSté du CAD et au plus près de la fente un effort symétrique important. Si cette règle n'est pas respectée le conducteur fléchit ou casse et il n'est pas possible de le connecter. Dans le cas des contacts à fente circulaire, cette règle est d'autant plus difficile à respecter que le fil arrive perpendiculairement au contact et que celui-ci fait écran à l'outil ou à l'accessoire qui permettrait d'engager le fil. Dans EP O 002 113, la transmission du mouvement de connexion est faite à travers le CAD, mais cette technique, si elle est efficace, nécessite une mécanique compliquée, volumineuse et sûrement coûteuse. Dans DE 3 150 951 et FR 2 251 927, le problème est résolu en usant d'un artifice qui consiste à réaliser les 2 lèvres de la fente circulaire en 2 pièces mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre. Le fil à connecter est introduit entre les 2 pièces et par rotation de l'une ou l'autre la connexion est établie. Cette technique présente de nombreux inconvénients, outre le fait d'avoir un contact en 2 parties mobiles peu pratique à utiliser ; le dénudage du fil n'est réalisé que sur la lèvre de la fente mobile par rapport au fil. Or, il est bien connu que si le dénudage du fil n'est pas effectué de façon symétrique jusqu'à l'Sme du conducteur, le risque est grand de voir un jour l'isolant du fil fluer et le contact électrique di sparattre. Dans FR 2 561 825, le contact auto-dénudant est sans fente, ce qui permet tout simplement de contourner le contact avec le barillet pour pouvoir entratner le fil des 2 c8tés du point de contact. Le palliatif technique, simple en apparence, présente une grave lacune, car la pression du contact est assurée par la jupe en matière plastique du barillet. M2me si on peut penser que la pression de contact excercée par lui est suffisante, il est peu probable que l'isolant du fil servant d'intermédiaire puisse soutenir longtemps sans fluer les pressions qui lui sont appliquées. A catie des inconvénients notés ci-dessus, le volume et la surface occupés par ces connecteurs sont d'ordre de 10 fois le diamètre du fil à raccorder. Ces dimensions rendent prohibitif l'usage de tels contacts dans des connecteurs standard où les pas et les volumes sont de plus en plus réduits. L'invention a pour objectif de prendre en compte les acquis de l'art antérieur tout en y apportant des avantages décisifs. Parmi les avantages on peut citer - la facilité d'utilisation, par la suppression des outillages spécifiques, s'il y a lieu, et des opérations nécessitant une habilité manuelle, - la rapidité de la connexion en supprimant la préparation du fil et en réduisant le temps de raccordement, - les performances, car le complet enrobage de la borne garantit des isolements et une résistance à la corrosion excellents, - la sécurité, car aucune partie métallique n'est apparente, ce qui assure en outre une grande robustesse au matériel, - l'encombrement, car la taille d'un point de connexion dans certains cas peut descendre jusqu'à 3 fois le diamètre du fil à raccorder :: cette qualité essentielle lui permet de trouver de nombreuses applications dans les connecteurs de faibles dimensions, - la diversité des fonctions, le contact permettant dans la même borne de réaliser deux contacts opposés, d'introduire un ou plusieurs fils dans la même fente et de retirer le ou les fils très aisément. - le coût : grâce à ses faibles dimensions le dispositif peut être réalisé au moindre coût par rapport au matériel existant. Le dispositif de connexion selon l'invention est du type auto-dénudant comportant une fente circulaire présentant un V d'entrée ainsi qu'un barillet. Il comprend une douille extérieure tubulaire portant une des lèvres de la fente de connexion et un organe central disposé axialement dans la douille, fixé concentriquement à celle-ci et portant la deuxième lèvre de la fente de connexion. Le barillet prend place dans la douille, comporte une encoche longitudinale recevant le fil à connecter et se prolonge au-delà du niveau de la fente par une paroi circulant dans cette fente. De la sorte, par rotation du barillet, le fil, prisonnier de l'encoche, vient se dénuder sur le V d'entrée de la fente, puis s'y coincer pour assurer la connexion. Les problèmes énumérés plus haut sont donc résolus de façon élégante en mettant en oeuvre une combinaison contact (fente)/barillet autre que celles qui sont connues. En effet, puisqu'il est difficile de traverser ou de contourner les contacts pour entraîner les fils, l'invention, à l'aide d'une paroi cylindrique disposé sous la tette du barillet passant à travers la fente de connexion, permet de déplacer le fil en l'entraînant dessus, dedans, et dessous le contact. L'invention est susceptible de nombreuses formes d'exécution, dont plusieurs sont illustrées ciaprès en référence au dessin et sont données à titre d'exemples non limitatifs. Dans ce dessin - la figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif de connexion selon l'invention, dans une première forme d'exécution (le barillet supérieur est vu en perspective), - les figures 2 à 5 sont des vues de dessus, partiellement éclatées, de ce m8me dispositif, illustrant les différentes phases de connexion, - la figure 6 est une vue en coupe d'un dispositif de connexion selon l'invention, dans une autre forme d'exécution, - les figures 7 à 9 correspondent à des vues de dessus, respectivement en coupe,-du dispositif selon la figure 7, dans les différentes phases de connexion, - la figure 10 est une vue en coupe d'un dispositif de connexion selon l'invention, dans une autre forme d'exécution, - les figures 11 et 12 correspondent, de dessus et en coupe, à la figure 10, - la figure 13 est une vue en coupe d'un dispositif de connexion selon l'invention, dans une autre forme d'exécution, - les figures 14 et 15 sont des vues en coupe et de dessus correspondant à la figure 13, - la figure 16 est une vue en coupe d'un dispositif de connexion selon l'invention, dans la dernière forme d'exécution illustrée dans ce texte, - les figures 17 à 18 sont des vues de dessus et en coupe correspondant à la figure 16. Pour mieux comprendre le fonctionnement du dispositif de connexion, nous allons commencer par considérer les fig. 2, 3, 4 et 5 qui sont des vues de dessus, partiellement éclatées correspondant à la fig, 1. Pour l'opérateur qui doit utiliser ces dispositifs de connexion, le boîtier se présente sous la forme d'une réglette parallèlipédique dans laquelle sont placés les barillets. Ces barillets disposés têtes-bêches sur 2 faces de la reglette ressemblent à des têtes de vis percées d'un ou de deux trous. Sur le bord de chaque alvéole un index triangulaire gravé indique une p-osition préférentielle. L'opération de raccordement est simple : il suffit à l'aide d'un tournevis de faire tourner le barillet 1 choisi pour positionner un trou 2 en face de l'index triangulaire 3. Le fil 4 est introduit dans le trou jusqu'en butée, l'opérateur fait tourner le barillet (fig. 2) d'au moins 45Q (900 sur la fig. 3) pour connecter le fil. Si dans un deuxième temps (fig. 4) l'opérateur veut raccorder un 2ème fil sans déconnecter le premier, il agira sur le barillet 1 pour amener le 2ème trou 2' en face de l'index 3, introduira le fil et après une rotation d'au moins 450, aura ses 2 fils simultanément connectés (fig. 5). A partir de la position précédente (fig. 5), l'opérateur peut retirer l'un ou l'autre des fils raccordés en l'amenant par rotation en face de l'index triangulaire 3. On remarquera que du fait de sa symetrie le contact peut exécuter les manoeuvres de connexion ou de déconnexion dans les deux sens, La rotation du barillet 1 s'effectue par exemple à l'aide d'un simple tournevis, le barillet présentant une fente 5 dans sa tête. Le fonctionnement du dispositif étant expliqué nous pouvons revenir en détail sur la fig. 1. Celle-ci représente un dispositif de connexion en coupe longitudinale, dans -une forme d'exécution comportant une borne à deux contacts opposés. Le contact supérieur et le contact inférieur sont identiques et toute description du premier est valable pour le second. Les deux barillets de connexion sont représentés hors de leur logement pour la clarté du dessin. En réalité, les deux barillets sont prisonniers à demeure du dispositif. En d'autres termes, les dispositif est équipé d'une borne double capable de recevoir des fils aux deux extrémités, ce qui explique la présence de deux barillets opposés. En considérant ce dispositif du haut en bas on distingue, le barillet supérieur 1, la borne 6 et le barillet inférieur 1'. Le barillet 1 est une pièce de forme générale cylindrique en matiere plastique isolante. Il est constitué de 4 parties distinctes. La tête 7 ou organe de manoeuvre se loge dans l'alvéole 8 du boîtier et est fendue en 5 pour être manoeuvrée à l'aide d'un tournevis, elle est percée de trous 2,2' traversants pour le passage des fils 4. Le diamètre extérieur de la tête est dimensionné pour tourner avec un minimum de jeu dans l'alvéole du boîtier. A l'intérieur de la tête 7 du barillet 1, un alésage 9 est prévu pour coopérer avec un tigron 10 de l'axe de la borne. L'alésage 9 reçoit le tigeron 10 avec un minimum de jeu car il a pour fonction de soutenir l'axe pendant l'effort de connexion. Sous la tâte 7 du barillet une collerette supérieure 12 d'une épaisseur inEérieure au jeu existant entre le tigeron 10 de l'axe et l'alésage supérieur 30 de la douille est prévue pour circuler librement dans la chambre supérieure 13 du contact. La collerette 12 est fendue en regard du trou 2 et les bords de cette fente permettent de déplacer le fil au-dessus de la fente de connexion 14. Entre la collerette supérieure 12 et une collerette inférieure 15, il existe une gorge annulaire 16 fendue en regard du trou 2 de passage du fil 4 qui remplit une fonction essentielle dans le dispositif. Une paroi ciculaire 17 délimitée par le fond de la gorge 16 et l'alésage intérieur 29 du barillet traverse et circule librement dans la fente de connexion 5. Elle sert d'organe de poussée pour déplacer le fil 4 pendant le raccordement et à rattacher la collerette inférieure 15 au barillet 1. La collerette inférieure 15 tourne librement dans une chambre inférieure 18 du contact c'est-à-dire entre le col 19 de l'axe 11 et l'alésage inférieur 31 de la a douille. Son rôle est d'accompagner le fil 4 pendant la connexion, de renforcer la paroi 17 et de refermer par un pont 37 la fente de travail réalisée sous le trou 2. I.a borne 6 a deux contacts identiques opposés, le contact supérieur et le contact inférieur. La borne 6 dans cet exemple comprend un bottier extérieur isolant 20 et une douille 21. La douille 21 est une pièce usinée dans un métal bon conducteur de l'électricité par exemple un alliage cuivreux. Elle se présente sous la forme d'un cylindre, partiellement fendu longitudinalement 22 et transversalement 23. Ces fentes 22 et 23 ont pour but de donner une certaine souplesse au contact et de permettre, en s'écartant, de laisser le passage à la collerette inférieure 15 du barillet 1. De cette manière le barillet est prisonnier de la douille 21. Avantageusement il est monté dans la douille 21 avant la mise en place de la borne 6 dans le bottier 20. L'intérieur de la douille est réalisé identiquement de chaque côté et chaque moitié comporte un alésage 30, un rétreint 24, un chambrage 31 et un perçage. L'alésage 30 et le chambrage 31 ont le même diamètre et sont calculés pour permettre la libre circulation du fil 4 et des collerettes 12,15 du barillet 1. Le rétreint est la partie importante puisqu'il constitue la lèvre extérieure 24 de la fente de connexion 14. Ce rétreint est interrompu par usinage en forme de plans inclinés 25 conçu pour laisser passer le fil, participer au dénudage et au matriçage du conducteur. L'axe est décolleté dans un alliage cuivreux et la moitié supérieure de cette pièce symétrique comporte, de haut en bas un tiqeron 10, un épaulement 26, un col 19 et un fût 11. Le tigeron 10 coopère avec l'alésage 9 réalisé dans le barillet 1, et l'épaulement réalise la lèvre intérieure 26 de la fente de connexion 14. Lorsque le rétreint 24 de la douille 21 et l'épaulement 26 de l'axe sont en vis a vis, le jeu entre ces deux pièces constitue la fente de connexion 14. La largeur de cette fente est inférieure au diamètre du conducteur à raccorder et supérieure à l'épaisseur de la paroi 17 de la gorge 16 du barillet 1. La lèvre extérieure 24 et l'épaulement 26 de l'axe sont usinés pour laisser passer le fil et forment des plans inclinés destinés à dénuder et matricer le conducteur. Les plans 25 et 27 forment des V d'entrée. Le col 19 de l'axe situé sous l'épaulement est un dégagement permettant la libre circulation des fils et de la collerette inférieure du barillet. Le diamètre du fût 11 de l'axe est dimensioné pour être chassé à force dans le perçage de la douille, et rendre solidaire les deux pièces. Le diamètre du fût 11 est compris entre les diamètres des lèvres de façon à pouvoir se monter facilement dans la douille. Le bottier 20 est une pièce de forme quelconque, en matière plastique, percée d'un trou traversant et calibré pour recevoir avec serrage la partie centrale de la douille et guider avec un jeu minimum la tête 7 du barillet. Sur le boîtier 20 au bord de chaque alvéole 8 jn index trianqulaire 3 gravé indique la position de chargement du fil. Ce repère est situé en face des V d'entrée pratiqués dans la fente 14. Le diamètre du barillet 1, et partant de l'ensemble, est choisi en fonction du diamètre des fils à connecter et du type de connexion à réaliser. I1 peut être par exemple compris entre 3,6 et 5,5 mm. Une autre forme d'exécution du dispositif selon l'invention est représentée sur les figures 6, 7, 8, et 9. Le principe de connexion est identique à celui décrit précédemment mais la manoeuvre de raccordement du contact inférieur est différent du fait que le barillet est fixe par rapport au boftier 20. Le modèle est caractérisé par un autre type de borne (découpage, pliage) une connexion par rotation du contact et une forme particulière dans leurs lèvres de connexiqn (divergente). Le raccordement s'effectue en faisant tourner la borne dans le bottier à l'aide du barillet supérieur 1. Comme le barillet 1 et la borne 6 ne sont pas liés en rotation, il est nécessaire d'introduire au lieu et place d'un fil une goupille indéformable permettant l'entratnement du contact autour du fil. La paroi circulaire échancrée 17 traverse la fente de connexion 14 de façon à maintenir le fil 4 pendant la connexion ou la déconnexion. Le barillet supérieur 1 comporte sous la téte 7 à l'intérieur du logement du contact un tourillon 32 destiné à pénétrer avec jeu dans un lamage 33 de l'axe r'entra . Ce guidage a pour hut do soutenir l'axe pendant l'effort de connexion. La borne du dispositif de connexion possède toujours elle ours une douille 21 et un axe, mais ces deux pièces sont reliées, dans leur partie centrale par 2 pont s métalliques 36. Autrement dit, si on déve]oppe la borne, on obtient un seul flan de faible épaisseur découpé å la forme adéquate. Les lèvres de a fente de connexion ainsi que le V d'entrée nécessaire au dénudage et au matriçage du fil sont réalises aussi bien sans la douille 21 que sur l'axe par emboutissage, Dans le contact inférieure de la fig. 6 une variante de réalisation des lèvres est représentée. Ce mode de réalisation est intéressant car cette forme de lèvres permet un dénudage beaucoup plus franc et grand des fils connectés. Les emboutissages des sèvres sur les 2 parties du contact ne sont plus perpendiculaires et parallèles à l'axe mais respectivement obliques et divergents. A partir du V d'entrée, les 2 lèvres de la fente s'élargissent et de dissocient pour augmenter la zone dénudée du fil. Le di sposi t i f de connexion décrit dans -les figures 10, 11 et 12 diffère des dispositifs précédents sur plusieurs points qui découlent en partie du fait que la douille 21 n'ost pas fendue. I.e modèle est particulier par son barillet supérieur 1 libre de la borne et du fil 4 et par son barillet inférieur 1' visse. Le barillet supérieur 1 ne possède pas de collerette de rétention axiale sous la paroi 17 et le trou de passage du fil est remplacé par une encoche 27. Cette configuration permet de monter et de démonter le barillet 1 du dispositif aussi souvent que nécessaire. A ce titre, le barillet 1 pourrait si désiré constituer un outil de montage, auquel on pourrait par exemple adjoindre un manche. Le barillet inférieur 1' se monte sur la borne par vissage et dans ce mouvement effectue la connexion du fil. Le dévissage effectue la déconnexion. Pour arriver à ce résultat, les lèvres de la douille 21 et celles de l'axe sont réalisées en forme de filet hélicoidal et la fente de connexion 14 est obtenue en faisant coincider les sommets de ces filetages. Le barillet possède les formes correspondantes à ce type de livres. La collerette 34 est filetée extérieurement et l'intérieur est lisse ou taraudé. La paroi permettant la connexion est de forme hélicoidale est obtenue en faisant coincider les sommets du taraudage et ceux du filetage. Le dispositif de connexion représenté sur les figures 13, 14 et 15 diffère des précédents par sa forme parallèlipédique et sa symétrie par rapport à l'axe longitudinale de la borne. La borne 6 réalisée en 2 parties longitudinales symétriques par rapport à l'axe et de formes rectangulaires. Les lèvres 24,26 des fentes 14 sont obtenues par découpage et pliage et le contact supérieur comporte un double système de fentes. Le contact supérieur de la borne est en fait constitué de deux 1/2 contacts logés dans la même alvéole 8 du boîtier et reliés par un pont 35 dans la partie inférieure. Outre le fait que ces contacts sont de section rectangulaire ou carrée les fentes de connexion 14 sont obtenues par découpage et pliage. Pour augmenter la surface du contact entre la borne et le fil le contact supérieur possède 2 niveaux de fentes superposées qui peuvent être avantageusement de largeur différente. Du point de vue du fonctionnement ce dispositif peut connecter 2 fils simultanément grâce à un système de 2 entrées. Le dispositif de connexion des figures 16, 17 et 18 a une structure en forme de S et un système de fentes en 2 demi-niveaux décalés. Dans la coupe fig. 18 on distingue la structure en forme de S couché, avec deux demi-boucles du S et une partie centrale. Le contact supérieur possède une fente circulaire de 3600, mais réalisée sur 2 niveaux de 1800. Ainsi un fil qui effectuerait un trou complet serait dénudé et connecté 2 fois. Le contact inférieur est un demi contact qui ne fonctionne que sur 1800. Ce modèle se distingue par une structure de la borne en forme de S en fente en 2 niveaux décalés verticalement et un contact inférieur unique. REVENDICAT r ONS 1. D i spots i t i f d e connexion auto-dénudant comportant une fente circulaire (14) présentant un V d'entrée ainsi qu'un barillet (g), caractérisé en ce qu'il comprend une douille (21) extérieure tubulaire portant une des lèves (24) de la fente (14) de connexion et un organe central (10,19) disposé axialement dans la douille (21), fixé concentriquement à celle-ci et portant la deuxième lèvre (26) de la fente (14) de connexion, le barillet (1) prenant place dans la douille (21), comportant une encoche longitudinale (2) recevant le fil (4) à connecter et se prolongeant au-del du niveau de la fente (14) par une paroi (17) circulant dans cette fente (14) en sorte que, par rotation du barillet (1), le fil (4), prisonnier de l'encoche (2), vienne se dénuder sur le V d'entrée de la fente (14), puis s'y coincer pour assurer la connexion. 2. Dispositif sel on la revendication 1, caractérisé en ce que le barillet (1) s'intercale entre la douille (21) et l'orqane central (10,19) par une gorge annulaire (16) dont le fond constitue la paroi (17) qui fait organe de poussée pour le fil (4) à connecter et qui vient se loger par rotation dans le fente (14) de connexion. '. Dispositif sel on la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les lèves de la fente (14) de connexion sont droite 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les lèvres et la fente (14) de connexion sont de forme helicoiale. 5. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les lèvres sont obliques et/ou divergentes par rapport a l'axe du dispositif. 6. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la fente (14) de connexion est à plusieurs niveaux. 7. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la fente (14) de connexion est réalisée en deux niveaux décalés. 8. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le barillet (1) est centré dans la douille (21) par un alésage (9) recevant l'extrémité de l'organe central (10). 9. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est réalisé en deux moitiés de contact reliés par un pont métallique (35). 10. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le barillet (1) présente sous la gorge (16) une collerette (15) inférieure échancrée dont les deux parties sont reliées par un pont (37) en regard de l'encoche (2).