Brevet FR2712122A1 — publié le 19950512

L'invention concerne une borne électrique comportant un contact à déplacement d'isolant (CDI) découpé et formé dans une feuille de métal, l'élément CDI étant soudé au laser au niveau des joints pour que sa solidité structurale soit renforcée. L'utilisation de connexions par contact à déplacement d'isolant dans l'industrie électrique est très courante et en demande croissante, car ces connexions permettent une automatisation à bon marché de l'assemblage de faisceaux de câblage. Le sertissage ou le soudage est moins rentable. Les contacts CDI présentent cependant certains inconvénients par rapport au sertissage ; un contact CDI possède une capacité de transport de courant inférieure en raison des fils conducteurs relativement plus petits qui peuvent lui être connectés, et une aire de surface de contact plus petite signifiant une résistance de contact plus élevée. Un autre problème posé par le contact CDI en comparaison avec le sertissage est la plus faible force d'arrachement du fil dans les directions axiale et orthogonale. Il existe donc une demande portant sur l'accroissement de la capacité de transport de courant des contacts CDI afin qu'ils se rapprochent de contacts sertis de dimensions similaires, tout en offrant des forces similaires d'arrachement dans les directions axiale et orthogonale. Une borne CDI de faible dimension est décrite dans la demande de brevet français N 2 674 378. Cette dernière borne CDI est de dimension très réduite et elle vise à améliorer les caractéristiques de contact CDI antérieures par la présence de deux fentes CDI entre lesquelles est interposé un moyen de soulagement de contraintes. Chacun des éléments CDI comporte des saillies à une extrémité supérieure s'engageant dans des fentes des parois latérales du contact pour trouver un support contre celles-ci en opposition à une force axiale exercée sur un fil conducteur. De plus, les parois des éléments CDI trouvent un support structural contre les parois latérales de la borne en opposition aux forces vers ltextérieur du fil conducteur inséré dans les fentes du contact CDI. On souhaite néanmoins augmenter la dimension du fil à connecter à une telle borne ainsi que les forces d'arrachement dans les directions axiale et orthogonale sans augmenter la dimension de la borne. Un objet de l'invention est donc de procurer une borne à contact à déplacement d'isolant (CDI) qui est fiable et robuste tout en étant peu volumineuse et qui peut être produite d'une manière rentable. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 est une vue isométrique d'une borne comportant une partie de connexion à contact à déplacement d'isolant (CDI) la figure 2 est une vue de côté de la borne de la figure 1 la figure 3 est une vue de dessus de la borne de la figure 1 la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2 ; et la figure 5 est une vue développée de la borne de la figure 1 partiellement fabriquée. En référence aux figures 1 à 5, une borne électrique 2 est représentée et comporte une partie de contact 4 avec une borne complémentaire, se prolongeant longitudinalement par une partie 6 de réception de fil, de forme en U, comprenant des parties 8, 10 de connexion CDI, un moyen 12 de soulagement de contraintes, une paroi de base 14 et des parois latérales 16 pliées orthogonalement par rapport à la paroi de base 14. Les parties de contacts CDI 8, 10 comprennent des demi-éléments plans 18, 22 de contacts CDI réalisés par découpage marginal sensiblement à partir de la base 14 et pliés perpendiculairement à celle-ci, (voir également la figure 5), les éléments CDI 18, 22 présentant des fentes CDI 24 destinées à recevoir un fil conducteur et à le connecter électriquement à la borne 4, les éléments CDI 18, 22 portant aussi des saillies 26 s'étendant depuis des bords latéraux 28 de ces éléments et étant situées à proximité d'une extrémité supérieure 30 de réception de fil de l'élément CDI 18. Les saillies 26 sont reçues dans des fentes 19 découpées dans les parois latérales 16. L'intersection des saillies CDI 26 avec les parois latérales 16 forme des joints 32, les éléments CDI 8 et 10 étant soudés au laser en 34 aux parois latérales 16 au niveau du joint 32 dans une position proche des extrémités supérieures libres 36 des parois latérales 16. La partie de contact 4 comprend une partie de corps 38 en forme de caisson de laquelle partent des lames en porte-à-faux 40 pour établir un contact avec une borne mâle complémentaire à broche. La partie 38 de corps en forme de caisson est soudée au laser en 42 au niveau d'un joint 44 pour maintenir structuralement le caisson assemblé, augmentant ainsi la résistance élastique des lames en porte-à-faux 40. La partie 6 de réception de fil comporte en outre des languettes 46 de soulagement de contraintes, pouvant être soumises à une déformation plastique et rabattues par un outil d'emboutissage sur un fil conducteur inséré dans les fentes CDI 24, les languettes 46 de soulagement de contraintes étant destinées à être déformées par une opération simple d'emboutissage similairement aux moyens de soulagement de contraintes décrits dans la demande de brevet français Na 2 674 378 précitée. Les moyens 46 de soulagement de contraintes protègent le fil contre des forces longitudinales et transversales de traction appliquées au fil, les deux éléments CDI 8, 10 procurant un soulagement de contraintes supplémentaire s'opposant aux forces longitudinales exercées sur le fil. A cet effet, l'engagement des saillies 26 des éléments CDI 8, 10 à l'intérieur des fentes 19 des parois latérales 16 renforce les éléments CDI dans leur opposition aux forces longitudinales du fil. Le soudage au laser des saillies 26 aux parois latérales 16 empêche les saillies d'être dégagées des fentes 19 si des forces excessives exercées sur le fil déforment les éléments CDI 8, 10, ce qui renforce encore leur effet de soulagement des contraintes longitudinales. La connexion électrique d'un fil conducteur sur la borne 2 est effectuée par insertion d'un fil conducteur, sans enlèvement de l'isolant, dans les fentes 24 des éléments CDI 8, 10 de manière que leurs bords 48 entaillent la couche isolante du fil conducteur jusqu'à ce qu'un contact soit établi avec les brins conducteurs. Une pression élevée est donc exercée vers l'extérieur sur les bords 48, faisant ainsi fléchir vers l'extérieur les demi-éléments plans 18, 22 contre les parois latérales 16 contre lesquelles ils trouvent un support. Du fait de l'élasticité du métal de la feuille dans laquelle la borne est découpée, les parois 16 ne peuvent pas fléchir de manière qu'elles butent étroitement contre les bords latéraux extérieurs 28 des éléments CDI 8, 10, et, par conséquent, un certain intervalle les sépare. La rigidité des éléments 8, 10 par rapport au fil inséré dans les fentes 24 est donc, à un stade initial, uniquement dépendante de l'élément CDI lui-même jusqu'à ce que sa déformation ferme l'intervalle et que les demi-éléments CDI 18, 22 trouvent un support contre les parois latérales 16. La rigidité supplémentaire des parois latérales 16, les empêchant de fléchir en pivotant autour de la paroi de base 16, résiste à la poursuite de la poussée des demi-éléments CDI 18, 22 vers l'extérieur. Du fait que les demi-éléments CDI 18, 22 sont soudés au laser en 34 aux parois latérales 16 à proximité de l'extrémité supérieure 36, la rigidité de l'élément CDI est fortement accrue par suite, premièrement, de la suppression de la déformation initiale de l'intervalle et, deuxièmement, de l'élimination du mouvement de cisaillement entre les parois latérales 16 et les éléments CDI 18, 22 pendant qu'ils s'ouvrent en fléchissant. La transmission des forces de cisaillement par l'intermédiaire des soudures 34 constitue l'un des facteurs principaux dans le renforcement de la rigidité structurale des éléments CDI 8, 10. Pour augmenter encore l'élasticité de l'élément CDI 10, une certaine longueur d'un profilé 50 de support de forme en U s'étend longitudinalement vers l'arrière de l'élément CDI 10, de manière que les demi-éléments CDI 18, 22 soient reliés rigidement, par l'intermédiaire des soudures 24, l'élément de support 50 de forme en U agissant en tant qu'élément élastique de support. Le soudage au laser des contacts CDI sur le corps de la borne augmente donc avantageusement et fortement sa rigidité et procure un modèle très peu volumineux capable de connecter des fils relativement gros et de transporter des courants intenses. La précision des bornes est également augmentée par suite de l'aptitude à maîtriser étroitement les paramètres de précision et de fonctionnement du soudage au laser, lequel peut en outre être effectué sur de très petites bornes qu'il est difficile de maintenir structurellement assemblées par des moyens de découpage et de formage. Le soudage au laser des éléments CDI augmente également la force longitudinale d'arrachement du fil. I1 va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la borne électrique décrite et représentée sans sortir de l'invention. REVENDICATIONS 1. Borne électrique (2) découpée et formée dans une feuille de métal et comportant une partie de contact (4) et une partie (6) de réception d'un fil, la partie de réception d'un fil comportant au moins un élément de contact (8, 10) à déplacement d'isolant (CDI) ayant une fente (24) pour établir un contact avec un fil conducteur, l'élément CDI étant découpé et plié à partir de la feuille de métal de façon que les bords latéraux (28) de l'élément CDI soient des parois latérales contiguës découpées et pliées (16) de la partie (6) de réception de fil formant des joints (32) entre eux, caractérisée en ce que l'élément CDI est soudé aux parois latérales pliées (16) au niveau des joints (32) de manière que la rigidité de l'élément CDI (8, 10) soit augmentée vis-à-vis de l'insertion du fil conducteur dans la fente (24). 2. Borne selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie (6) de réception de fil comporte, à une extrémité inférieure de cette partie, une paroi de base (14) de laquelle s'étendent latéralement les parois latérales pliées (16), formant ainsi une structure de forme en U, les bords latéraux (28) de l'élément CDI (8, 10) étant soudés aux parois latérales pliées (16) à proximité de leurs extrémités supérieures libres (36) de manière que la structure de forme en U procure la rigidité principale de l'élément CDI (8, 10). 3. Borne selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément CDI (8, 10) est découpé et plié à partir de la paroi de base (14). 4. Borne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les parois latérales pliées (16) présentent des fentes (19) proches de leurs extrémités supérieures libres (36), dans lesquelles s'engagent les saillies (26) proches d'une extrémité supérieure (30) de l'élément CDI (8, 10), la soudure au laser (34) étant contiguë aux fentes (19). 5. Borne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'élément CDI (8, 10) est plan.