Brevet FR2703193A1 — publié le 19940930

"Appareil électrique, en particulier bloc de jonction, à borne de connexion mettant en oeuvre un écrou à serrage rapide" La présente invention concerne d'une manière générale tous les appareils électriques qui, pour leur raccordement à un conducteur électrique, sont équipés d'au moins une borne de connexion comportant, dans un boîtier en matière isolante présentant une entrée de conducteur pour l'introduction de l'extrémité d'un conducteur électrique, d'une part, un organe de contact fixe, et, d'autre part, une vis, qui, engagée dans un écrou, s'étend en regard de l'organe de contact, pour serrage contre lui de l'extrémité du conducteur électrique. Il s'agit, par exemple, mais non nécessairement exclusivement, de blocs de jonction, c'est-à-dire d'appareils électriques qui, équipés de deux bornes de connexion disposées par exemple dos à dos dans un même plan, sont simplement destinés à permettre de raccorder l'un à l'autre deux conducteurs électriques. Le plus souvent, à ce jour, l'écrou des bornes de connexion est fixe, et le serrage de l'extrémité d'un conducteur électrique impose d'agir en rotation, tour par tour, sur leur vis, sur toute la hauteur du déplacement axial de celle-ci. Le temps nécessaire à un tel serrage est donc inévitablement relativement important. Il est connu par ailleurs de longue date, notamment par le brevet français No 910 678 du 8 Mai 1945, des écrous communément dits à serrage rapide. Ainsi qu'on le sait, un tel écrou à serrage rapide est un écrou dont l'alésage taraudé est recoupé en biais par un alésage lisse, ce qui permet, par basculement, de n'amener qu'en temps opportun son alésage taraudé en prise avec le fût de la vis sur laquelle il est engagé. La présente invention a d'une manière générale pour objet la mise en oeuvre d'un tel écrou à serrage rapide dans une borne de connexion. De manière plus précise, elle a pour objet tout quelconque appareil électrique, et en particulier un bloc de jonction, du genre équipé d'au moins une borne de connexion comportant, dans un boîtier en matière isolante présentant une entrée de conducteur pour l'introduction de l'extrémité d'un conducteur électrique, d'une part, un organe de contact fixe, et, d'autre part, une vis, qui, engagée dans un écrou, s'étend en regard de l'organe de contact, pour serrage contre lui de l'extrémité du conducteur électrique, cet appareil électrique étant d'une manière générale caractérisé en ce que l'écrou est un écrou à serrage rapide, c'est-à-dire un écrou dont l'alésage taraudé est recoupé en biais par un alésage lisse, en ce que cet écrou est monté basculant sur un pivot, qui est fixe et orthogonal au fût de la vis, et en ce que, à cet écrou, sont associés des moyens élastiques de polarisation qui le sollicitent en permanence en direction d'une position pour laquelle il est en prise avec le fût de la vis par son alésage taraudé. Au repos, l'écrou est en prise par son alésage taraudé avec le fût de la vis, et il la bloque axialement en position. Pour le raccordement de ce conducteur électrique, il suffit, dans un premier temps, d'enfoncer axialement la vis, suivant un mouvement d'approche rapide n'impliquant pas sa rotation, puis, dans un deuxième temps, lorsque la vis est arrivée en fin de course, de procéder de manière usuelle à son serrage. Mais, ce serrage n'implique plus qu'une rotation sur au plus quelques tours de cette vis. Il en résulte un avantageux gain de temps. 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, avec un arrachement local, une vue en perspective d'un appareil électrique suivant l'invention; la figure 2 en est une vue en perspective éclatée; la figure 3 est une vue en coupe longitudinale de l'étrier que comporte cet appareil électrique, suivant la ligne III-III de la figure 2; la figure 4 est une autre vue partielle en coupe longitudinale de cet étrier, suivant la ligne IV-IV de la figure 2; les figures 5 A, 5 B, 5 C sont, à échelle supérieure, et avec un arrachement local, des vues partielles en élévation de l'appareil électrique suivant l'invention pour diverses phases successives de son raccordement à un conducteur électrique; la figure 6 est, pour une variante de réalisation, une vue en coupe longitudinale de la partie active de cet appareil électrique; la figure 7 est une vue partielle en plan-coupe de cette partie active, suivant la ligne VII-VII de la figure 6. Ces figures illustrent, à titre d'exemple, l'application de l'invention à un bloc de jonction 10. Ainsi qu'on le sait, un tel bloc de jonction 10 est un appareil électrique qui, pour le raccordement, l'un à l'autre, de deux conducteurs électriques il dont l'extrémité 12 a été au préalable convenablement dénudée s'il s'agit de conducteurs électrique isolés, comporte, dans un même boîtier 13 en matière isolante, deux bornes de connexion 14. En pratique, ces deux bornes de connexion 14 s'étendent dos à dos dans un même plan, et elles sont identiques l'une à l'autre. De manière connue en soi, chacune des bornes de connexion 14 comporte, dans un boîtier, qui est en pratique le boîtier 13 commun à l'ensemble, et qui présente pour chacune d'elles une entrée de conducteur 15 pour l'introduction de l'extrémité 12 d'un conducteur électrique 11, d'une part, un organe de contact 16 fixe, et, d'autre part, une vis 18, qui, engagée dans un écrou 19, s'étend en regard de l'organe de contact 16, pour serrage contre lui de l'extrémité 12 d'un tel conducteur électrique 11. En pratique, dans les formes de réalisation représentées, le boîtier 13 se présente sous la forme d'une plaquette, dont la partie centrale comporte un évidement 20 pour la réception de la partie active associée. Les entrées de conducteur 15 interviennent latéralement, en débouchant dans l'évidement 20. Dans la forme de réalisation représentée, ces entrées de conducteur 15 sont évasées, avec un toit 21 et un plancher 24 qui, obliques l'un par rapport à l'autre, convergent en direction de l'évidement 20. Au voisinage de cet évidement 20, le plancher 24 se raccorde sensiblement à niveau avec les organes de contact 16. Le toit 21 s'arrête au contraire à distance de ceux-ci. Dans les formes de réalisation représentées, les organes de contact 16 appartiennent conjointement à un même étrier 25, qui, commun aux deux bornes de connexion 14, établit une liaison électrique entre celles-ci. De manière connue en soi, cet étrier 25 comporte une partie médiane 26, qui forme les organes de contact 16, et qui, dans la forme de réalisation représentée, présente, transversalement, entre ceux-ci, une fente 27, pour engagement sur une languette 28 que le boîtier 13 comporte en saillie sur le bord correspondant de son évidement 20, et deux ailes latérales 29. Dans la forme de réalisation représentée, l'étrier 25 est fermé en anneau suivant transversalement un contour globalement rectangulaire. Il comporte pour ce faire par une partie de liaison 30, qui s'étend le long du bord de ses ailes latérales 29 opposé à sa partie médiane 26, et qui, en pratique, est formée par des retours en équerre 29 ', superposés l'un à l'autre, et dûment agrafés l'un à l'autre, de ces ailes latérales 29. Les écrous 19 se situent entre les ailes latérales 29 de l'étrier 25, en étant bloqués en rotation par celles-ci, et, pour que le fût 32 des vis 18 ait accès à eux, la partie de liaison 30 de l'étrier 25 présente, en correspondance, deux perçages 33. Conjointement, le boîtier 13 présente, frontalement, pour donner accès à la tête 34 des vis 18, deux cheminées 35, qui, parallèles entre elles, et sensiblement perpendiculaires aux organes de contact 16, débouchent chacune dans l'évidement 20. Enfin, dans la forme de réalisation représentée, il est associé, à l'organe de contact 16 de chacune des bornes de connexion 14, une plaquette d'appui 36, qui, parallèle à cet organe de contact 16, est interposée entre lui et la vis 18 et est liée en translation à cette dernière. Par exemple, cette plaquette d'appui 36 est solidaire d'un jambage 38, qui, extérieur à l'étrier 25, s'étend entre celui-ci et le bord correspondant de l'évidement 20 du boîtier 13, et qui, à son autre extrémité, présente un retour en équerre 39 par lequel il est attelé axialement à la vis 18. Par exemple, et tel que représenté sur les figures 1 à 5, la tête 34 de la vis 18 présente à sa base une collerette , et le retour en équerre 39 du jambage 38 présente une échancrure 41 en demi-cercle par laquelle il est engagé sur cette tête 34 en reposant sur sa collerette 40 suivant une demi-circonférence de celle-ci. Les dispositions qui précèdent 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. Il en est de même en ce qui concerne les pieds dont est éventuellement muni le boîtier 13 pour son encliquetage sur un quelconque rail ou barreau de support. Suivant l'invention, l'écrou 19 de chacune des bornes de connexion 14 est un écrou à serrage rapide, c'est-à-dire un écrou dont l'alésage taraudé 42 est recoupé en biais par un alésage lisse 44 en formant avec celui-ci des débouchés communs. Conjointement, suivant l'invention, l'écrou 19 de chaque borne de connexion 14 est monté basculant sur un pivot , qui est fixe, et qui est orthogonal au fût 32 de la vis 18 associée, et, suivant des modalités décrites plus en détail ultérieurement, il lui est associé des moyens élastiques de polarisation 47 qui le sollicitent en permanence en direction d'une position pour laquelle il est en prise avec le fût 32 de cette vis 18 par son alésage taraudé 42. Dans les formes de réalisation représentées, le pivot vient d'un seul tenant de l'étrier 25. Il est formé en pratique de deux tourillons 48 venus chacun respectivement des deux ailes latérales 29 de cet étrier 25. Dans la forme de réalisation représentée, les tourillons 48 sont formés par crevé et soyage de ces ailes latérales 29. En variante, ils peuvent résulter par exemple d'un simple enfoncement local de celles-ci. Pour son engagement sur ces deux tourillons 48, l'écrou 19 d'une borne de connexion 14 présente sur chacune de ses deux faces longitudinales une rainure 49 à fond borgne 50 arrondi en demi-cercle. Les moyens élastiques de polarisation 47 associés à l'écrou 19 des bornes de connexion 14 portent sur la face 51 inférieure de cet écrou 19, c'est-à-dire sur la face de cet écrou 19 opposée à la tête 34 de la vis 18 associée. En pratique, ils portent sur l'écrou 19 du côté de cet écrou 19 opposé au fût 32 de la vis 18 par rapport au pivot 45, et, conjointement, la face 52 latérale de l'écrou 19 située du côté opposé au point d'action des moyens élastiques de polarisation 47 par rapport au pivot 45 est globalement convexe. Cette face 52 latérale convexe s'étend donc du même côté du fût 32 de la vis 18 que le fond borgne 50 des rainures 49. Autrement dit, ces rainures 49 débouchent à leur extrémité sur la face latérale de l'écrou 19 située du même côté du pivot 45 que le point d'action des moyens élastiques de polarisation 47. Dans les formes de réalisation représentées, cette face latérale de l'écrou 19 est droite. Dans les formes de réalisation représentées, les moyens élastiques de polarisation 47 viennent par ailleurs d'un seul tenant de l'étrier 25. Ils comportent en pratique une languette élastiquement déformable 54, qui, venue d'un seul tenant d'une des ailes latérales 29 de l'étrier 25, à la faveur d'un crevé 55 de celle-ci, s'étend sensiblement parallèlement à l'organe de contact 16, et dont l'extrémité libre 56 est déportée transversalement vers l'autre des ailes latérales 29, pour pouvoir porter sur l'écrou 19 présent entre celles-ci. Enfin, dans les formes de réalisation représentées, la plaquette d'appui 36 associée à l'organe de contact 16 des bornes de connexion 14 présente, en saillie, du côté opposé à cet organe de contact 16, au moins un épaulement 57 propre à contrebuter latéralement le fût 32 de la vis 18 du côté de ce fût 32 opposé au pivot 45. En pratique, cet épaulement 57 est formé par la tranche d'une languette 58 venue par crevé de la plaquette d'appui 36. Dans les formes de réalisation représentées, il est ainsi prévu deux épaulements 57 de part et d'autre de l'extrémité du fût 32 d'une vis 18. Au montage, les écrous 19 des bornes de connexion 14 sont engagés latéralement dans l'étrier 25, parallèlement aux organes de contact 16, suivant les flèches Fl de la figure 2, avec le débouché de leurs rainures 49 tourné du côté de cet étrier 25 et engagement de ces rainures 49 sur les tourillons 48 correspondants. Les plaquettes d'appui 36 sont elles-mêmes ensuite engagées latéralement dans l'étrier 25, parallèlement aux organes de contact 16, suivant les flèches Fl de la figure 2. Au terme de cet engagement, leurs jambages 38 portent sur la tranche latérale de l'étrier 25, et les retours en équerre 39 de ces jambages 38 surplombent la partie de liaison de celui-ci. Les vis 18 sont alors elles-mêmes mises en place perpendiculairement aux organes de contact 16, suivant les flèches F 2 de la figure 2, en traversant, chacune, successivement, le perçage 33 correspondant de la partie de liaison 30 de l'étrier 25, et, à la faveur de son alésage lisse 44, l'écrou 19 sous-jacent à celle-ci. Au terme de cet engagement, les vis 18 viennent en prise, par l'extrémité de leur fût 32, avec les épaulements 57 des plaquettes d'appui 36, et, par une manipulation appropriée, il est fait en sorte que, par la collerette 40 de leur tête 34, elles s'engagent sous le retour en équerre 39 des jambages 38 de ces plaquettes d'appui 36. La partie active du bloc de jonction 10 constitue dès lors un sousensemble 60 qui est mis en place dans l'évidement du boîtier 13, suivant la flèche F 3 de la figure 2. Les jambages 38 des plaquettes d'appui 36 s'étendent alors entre l'étrier 25 et les flancs correspondants de cet évidement 20, et une coopération de forme entre la fente 27 de l'étrier 25 et la languette 28 du boîtier 13 présente dans cet évidement 20 suffit à la retenue du sous- ensemble 60 dans celui-ci. Eventuellement, un léger dévissage des vis 18 conduit ensuite la tête 34 de celles-ci à s'engager légèrement dans les cheminées 35 du boîtier 13, comme représenté sur la figure 5 A. En toute hypothèse, les bornes de connexion 14 sont alors ouvertes, leur plaquette d'appui 36 s'étendant à distance de leur organe de contact 16. Conjointement, sous la sollicitation des moyens élastiques de polarisation 47, l'écrou 19 de ces bornes de connexion 14 se trouve en prise par leur alésage taraudé 42 avec le fût 32 des vis 18, ce qui, par la retenue axiale qui en résulte pour celles-ci, assure effectivement le maintien en position ouverte des bornes de connexion 14. Du fait du couple exercé par les écrous 19 sur leur fût 32 sous la sollicitation des moyens élastiques de polarisation 47, les vis 18 se trouvent en appui, d'une part, contre l'épaulement 57 des plaquettes d'appui 36 opposé au pivot 45 de ces écrous 19, et, d'autre part, contre la portion de la tranche des perçages 33 de la partie de liaison 30 de l'étrier située du côté d'un tel pivot 45. Par construction, il est fait en sorte que, pour cette position de repos, ou d'attente, c'est-à-dire lorsque l'écrou 19 des bornes de connexion 14 est en prise avec le fût 32 de la vis 18 par son alésage taraudé 42, il subsiste un jeu J entre cet écrou 19 et la partie de liaison 30 de l'étrier 25 du côté au moins de cet écrou 19 opposé au pivot 45 par rapport au fût 32 de la vis 18. Ainsi, c'est en toute certitude que l'écrou 19 peut venir en prise avec le fût 32 de la vis 18 par son alésage taraudé 42, sans interférence avec la partie de liaison 30 de l'étrier 25. Après introduction, dans une borne de connexion 14, par l'entrée de conducteur 15 correspondante, de l'extrémité 12 d'un conducteur électrique 11, il est procédé à l'enfoncement axial de la vis 18, suivant la flèche F 4 de la figure 5 B, à l'aide par exemple de la lame 61 d'un tournevis engagée à cet effet dans la cheminée 35 correspondante du boîtier 13. Cet enfoncement axial de la vis 18 provoque un basculement de l'écrou 19 autour de son pivot 45 à l'encontre de ses moyens élastiques de polarisation 47, en raison de l'effet de couple dont est alors l'objet cet écrou 19 du fait du décalage existant entre les deux portions de son alésage taraudé 42 en prise avec le fût 32 de la vis 18. Il en résulte que l'enfoncement axial de cette vis 18 se fait en pratique à la faveur de l'alésage lisse 44 de l'écrou 19, et, donc, très rapidement, sinon instantanément. Autrement dit, l'enfoncement axial de la vis 18 correspond à une approche rapide de la plaquette d'appui 36 par rapport à l'organe de contact 16, avec un premier serrage, par simple écrasement, de l'extrémité 12 du conducteur électrique 11. Ainsi qu'il est aisé de le comprendre, le basculement correspondant de l'écrou 19 se trouve autorisé par la convexité de sa face 52 latérale du côté du jambage 38 de la plaquette d'appui 36. Lorsque, au terme de son enfoncement axial, la vis 18 est en fin de course, les moyens élastiques de polarisation 47 ramènent l'écrou 19 dans la position pour laquelle il est en prise par son alésage taraudé 42 avec le fût 32 de cette vis 18, figure 5 C. Il suffit, dès lors, de visser de manière usuelle cette vis 18 pour parfaire le serrage de l'extrémité 12 du conducteur électrique 11. Pour le débranchement du conducteur électrique il il est procédé au dévissage de la vis 18. Dans la variante de réalisation représentée sur les figures 6 et 7, la tête 34 des vis 18 des bornes de connexion 14 est dépourvue de toute collerette, et, le retour en équerre 39 du jambage 38 des plaquettes d'appui 36 étant suffisamment prolongé pour présenter un perçage 41 ' au lieu et place de la simple échancrure 41 précédente, ce retour en équerre 39 s'étend sous cette tête 34, entre celle-ci et le fût 32 sous-jacent. Une action de rétreint exercée latéralement sur les bords longitudinaux 63 du perçage 41 ', suivant les flèches F 5 de la figure 7, conduit à une déformation de ces bords longitudinaux 63 dont il résulte que, comme précédemment, les plaquettes d'appui 36 sont liées en translation aux vis 18, en rendant de surcroît imperdables celles-ci. En outre, dans cette variante de réalisation des figures 6 et 7, la languette élastiquement déformable 54 constituant les moyens élastiques de polarisation 47 associés à un écrou 19 comporte, à son extrémité libre 56, du côté opposé à l'organe de contact 16 correspondant, un retour 64, légèrement arrondi, et, conjointement, l'écrou 19 comporte, sur sa face 51 inférieure, une rainure 65 pour son crochetage sur ce retour 64. Il est ainsi assuré une retenue des écrous 19 par rapport à l'étrier 25 au montage, ce qui facilite ce montage. Pour le reste, les dispositions sont du même type que celles précédemment décrites. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais englobe toute variante d'exécution et/ou de combinaison de leurs divers éléments. il En outre, le domaine d'application de l'invention n'est pas limité à celui des seuls blocs de jonction, mais il s'étend au contraire aussi bien à celui de tout appareil électrique équipé d'au moins une borne de connexion. REVENDICATIONS 1 Appareil électrique, en particulier bloc de jonction, du genre équipé d'au moins une borne de connexion ( 14) comportant, dans un boîtier ( 13) en matière isolante présentant une entrée de conducteur ( 15) pour l'introduction de l'extrémité ( 12) d'un conducteur électrique ( 11), d'une part, un organe de contact ( 16) fixe, et, d'autre part, une vis ( 18), qui, engagée dans un écrou ( 19), s'étend en regard de l'organe de contact ( 16), pour serrage contre lui de l'extrémité ( 12) du conducteur électrique ( 11), caractérisé en ce que l'écrou ( 19) est un écrou à serrage rapide, c'est-à-dire un écrou dont l'alésage taraudé ( 42) est recoupé en biais par un alésage lisse ( 44), en ce que ledit écrou ( 19) est monté basculant sur un pivot ( 45), qui est fixe et orthogonal au fût ( 32) de la vis ( 18), et en ce que, audit écrou ( 19), sont associés des moyens élastiques de polarisation ( 47) qui le sollicitent en permanence en direction d'une position pour laquelle il est en prise avec le fût ( 32) de la vis ( 18) par son alésage taraudé ( 42). 2 Appareil électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens élastiques de polarisation ( 47) portent sur l'écrou ( 19) du côté dudit écrou ( 19) opposé au fût ( 32) de la vis ( 18) par rapport au pivot ( 45). 3 Appareil électrique suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, caractérisé en ce que les moyens élastiques de polarisation ( 47) portent sur la face ( 51) de l'écrou ( 19) opposée à la tête ( 34) de la vis ( 18). 4 Appareil électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, l'organe de contact ( 16) appartenant à un étrier ( 25) à partie médiane ( 26) formant ledit organe de contact ( 16) et ailes latérales ( 29), les moyens élastiques de polarisation ( 47) viennent d'un seul tenant dudit étrier ( 25). Appareil électrique suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens élastiques de polarisation ( 47) comportent une languette élastiquement déformable ( 54) qui, venue d'un seul tenant d'une des ailes latérales ( 29) de l'étrier ( 25) à la faveur d'un crevé ( 55) de celle-ci, s'étend sensiblement parallèlement à l'organe de contact ( 16), et dont l'extrémité libre ( 56) est déportée transversalement vers l'autre desdites ailes latérales ( 29). 6 Appareil électrique suivant la revendication 5, caractérisé en ce que, à son extrémité libre ( 56), la languette élastiquement déformable ( 54) comporte un retour ( 64) du côté opposé à l'organe de contact ( 16), et l'écrou ( 19) comporte une rainure ( 65) pour son crochetage sur ledit retour ( 64). 7 Appareil électrique suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que, l'étrier ( 25) étant fermé en anneau par une partie de liaison ( 30) le long du bord de ses ailes latérales ( 29) opposé à sa partie médiane ( 26), il subsiste un jeu (J) entre l'écrou ( 19) et ladite partie de liaison ( 30), au moins du côté de l'écrou ( 19) opposé au pivot ( 45) par rapport au fût ( 32) de la vis ( 18), lorsque ledit écrou ( 19) est en prise avec ledit fût ( 32) par son alésage taraudé ( 42). 8 Appareil électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, l'organe de contact ( 16) appartenant à un étrier ( 25) à partie médiane ( 26) formant ledit organe de contact ( 16) et ailes latérales ( 29), le pivot ( 45) vient d'un seul tenant dudit étrier ( 25). 9 Appareil électrique suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le pivot ( 45) est formé de deux tourillons ( 48) venus chacun respectivement des deux ailes latérales ( 29) de l'étrier ( 25). Appareil électrique suivant la revendication 9, caractérisé en ce que, pour son engagement sur les deux tourillons ( 48), l'écrou ( 19) présente sur chacune de ses deux faces longitudinales une rainure ( 49) à fond borgne ( 50). 11 Appareil électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que, à l'organe de contact ( 16), est associée une plaquette d'appui ( 36) qui, parallèle à cet organe de contact ( 16), est interposée entre celui-ci et la vis ( 18) et est liée en translation à cette dernière. 12 Appareil électrique suivant la revendication 11, caractérisé en ce que, du côté opposé à l'organe de contact ( 16), ladite plaquette d'appui ( 36) présente en saillie au moins un épaulement ( 57) propre à contrebuter latéralement le fût ( 32) de la vis ( 18) du côté de ce fût ( 32) opposé au pivot ( 45). 13 Appareil électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un bloc de jonction comportant dos à dos dans un même plan deux bornes de connexion ( 14) identiques.