Brevet FR2758661A1 — publié le 19980724

DISPOSITIF DE RACCORDEMENT MECANIQUE ET DE CONNEXION ELECTRIQUE L'invention est relative à un dispositif de raccordement mécanique et de connexion électrique. L'invention est particulièrement utile dans l'application aux connexions de puissance, en particulier pour raccorder l'alternateur ou le démarreur d'un véhicule et pour l'alimentation de bougies de préchauffage de moteur à explosion. Dans cette application, on utilise habituellement des cosses à sertir pour effectuer un sertissage siir des conducteurs électriques d'une section de passage comprise entre trois et cinquante millimètres carrés en vue de transmettre des courants électriques de forte i ntensité comprise entre vingt et deux cents ampères. En dénudant localement un câble électrique comprenant un conducteur centrai en cuivre et une protection -isolante on peut ainsi effectuer une connexion électrique sans coupure de ligne, ou alternativement, on peut monter dans une mm pince de sertissage deux sections de conducteurs en vue d'effectuer une connexion en série de ces deux conducteurs, ou encore, on peut prévoir deux pinces A sertir sur i a meme cosse de manière à effectuer un sertissage individuel à chaque extrémité tout en réalisant une connexion en série de deux conducteurs. Ces cosses de type connu permettent un raccordement électrique par appui sur un plan de contact sous une pression prédéterminée assurant une bonne transmission du courant électrique et une faible résistance de contact. Ces cosses comprennet généralment une plaquette d'appui présentant au moins un trou apte à permettre une fixation par serrage et une pince de sertissage dont d'axe peut être déterminé à la conception selon cinq orientations possibles: une orientation longitudinale dans le sens de la plaquette et quatre orientations transversales dont deux situées dans le plan de la plaquette et deux situées dans le plan perpendiculaire A la plaquette. Habituellement, les cosses aptes à à transmettre des courants de forte intensité sont serrées sur une tige filetée par un écrou indépendant. Jusqu'ici, l'homme du métier devait ainsi prévoir autant d'écrous indépendants que de cosses à fixer, ce qui impliquait un montage manuel i ne permettant pas l'automatisation des opérations de raccordement mécanique et de connexion électrique. L'homme du métier était également dissuadé de fabriquer les cosses et les écrous de fixation en un même matériau, puisque la connexion électrique nécessite un matériau relativement mou et bon conducteur pour la cosse et que le raccordement mécanique exige ton matériau dur et moins bon conducteur pour éviter la formation de points chauds ou le soudage de chaque écrou sur la tige filetée correspondante. En raison de la différence de ces matériaux, l'homme dii métier était également dissuadé de fabriquer ton dispositif de raccordement combinant en une seule pièce une cosse et un écrou puisque J es opérations de mise en forme risquaient d'entraîner la formation de criques sur le matériau dur des écrous et des déformations incontrôlées sur le matériau mou des cosses. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients, en créant un nouveau dispositif de raccordement mécanique et de connexion électrique présentant des performances identiques au raccordement par cosses et écrous séparés de l'art antérieur, dans lequel l'écrou reste constamment solidaire de la cosse, même après application d'un effort notable. Un avantage de l'invention est de permettre l'automatisation du raccordement mécanique et de la connexion électrique, ce qui augmente grandement la productivité, notamment en fabrication automobile. L'invention a pour objet un dispositif de raccordement mécanique et de connexion électrique comportant en combinaison : d'une part une cosse présentant une pince de sertissage sur un conducteur et une p1 aquette munie d'un orifice, et d'autre part ion écrou monté prisonnier et libre en rotation sur ledit orifice. Ainsi, grâce à I ' invention, l'orifice pratiqué sur la cosse n'exerce aucune déformation notable susceptible d'engendrer une résistance de contact et le montage de l'écrou sur ledit orifice permet un serrage efficace et indépendant ne provoquant pas de déformation notable de la cosse. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: L'écrou présente un col let rabattu dont te diamètre intérieur est supérieur au diamètre nominal du taraudage de l'écrou, dont le diamètre extérieur est supérieur au diamètre. d l'orifice de la cosse et dont l'épaisseur est déterminée polir que l'effort d'arrachement à exercer pour séparer l'écrou de la cosse soit supérieur à un seuil déterminé. L'orifice circulaire de la cosse est un lamage cylindrique traversant une partie emboutie de la cosse en retrait par rapport à un plan de contact et le col Jet de l'écrou est rabattu à angle sensiblement droit sur ladite partie en retrait d la cosse. L'orifice de la cosse est un lamage au moins partiellement conique et le collet de l'écrou est rabattu sur ledit. lamage par roulage ou mandrinage. Ta cosse est réalisée en laiton. L'écrou est réalisé en acier cuivré et/ou étamé. L'écrou est en retrait par rapport au plan de contact de la cosse d'une distance prédéterminée. L'écrou comporte une jupe dont l'intérieur présente une contre-dépouille, et la cosse présente un bord rabattu conforme à la surface intérieure de ladite jupe pour assurer un sertissage de l'écrou par l'intérieur. Le seuil déterminé est de 500 N. La distance prédéterminée est supérieure ou égale à O, 2mm. L'invention sera mieux comprise grâce, à la descri.ption qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 représente schématiquement une vue en perspective d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de connexion électrique et de raccordement mécanique selon 3 'invention. - La figure 2 représente schématiquement une vue en élévation latérale avec arrachement et coupes partielles du dispositif de la figure 1 - La figure 3 représente schématiquement ioric vue en perspective d'un deuxième mode de réalisation de l'invention. - La figure 4 représente schématiquement une vue en élévation latérale avec arrachement et coupes partielles du mode de réalisation de la figure 3. - La figure 5 représente schématiquement une vue en perspective d'un troisièrite mode de réalisation de l'invention pour la connexion électrique d'un ou deux conducteurs. - La figure 6 représente une vue en coupe axial e du dispositif de la figure 5. - La figure 7 représente schématiquement tine vue en perspective d'un quatrième mode de réalisation de l'invention. - La figure 8 représente une vue en coupe de l'écrou de la figure 7, montrant un exemple de réalisation d'un sertissage de l'écrou par l'intérieur. - La figure 9 représente une vue en perspective d'un cinquième mode de réalisation de l'invention. - La figure 10 représente une vue en perspective d'un sixième mode de réalisation de l'invention. - La figure 11 représente une vue en perspective d'un septième mode de réalisation de l'invention. En référence aux figures 1 et 2, un premier mode de réalisation de dispositif selon l'invention comporte une cosse 1 et un écrou 2. L'écrou 2 est monté prisonnier et libre en rotation par rapport. à la cosse 1. La cosse 1 présente une conformation générale plane en forme de plaquette, avec une pince de sertissage 3 d'un conducteur électrique à une extrémité et un orifice 4 A l'autre extrémité. La face 5 de la plaguette opposée à l'écrou 2 matérialise le plan de contact servant. au passage du courant électrique lorsque le dispositif selon l'invention est raccordé mécaniquement en vue d'établir une connexion électrique apte à transmettre des courants de forte intensité. L'écrou 2 est monté prisonnier et libre en rotation par rapport à la cosse I en étant monté sur l'orifice circulaire 4. A cet effet, l'écrou 2 comporte un collet 6 rabattu dont le diamètre intérieur est supérieur ati diamètre nominal du taraudage de l'écrou et dont le diamètre extérieur est supérieur au diamètre de l'orifice 4 de la cosse 1. De préférence, l'épaisseur du collet 6 est déterminée pour que l'effort d'arrachement a exercer pour séparer l'écrou 2 de la cosse 1 soit supérieur à un se il déterminé, fixé par exemple à 500 Newton. De manière avantageuse, l'orifice 4 de la cosse 1 est un lamage qui présente en part. t e inférieure tint. conicité dont le demi-angle d'ouverture est voisin de 30 et le collet 6 de l'écrou est rabattu sur la portion conique du lamage 4 par un procédé de type connu (fluotournage, roulage ou mandrinage). Ainsi, même en réalisant la cosse 1 en un matériau du genre laiton ou équivalent, la planéité du plan de contact 5 de la cosse 1 n'est pas modifiée au cours du serrage, de sorte que la transmission d'un courant de forte intensité s'effectue sans échauffement local ni perte notable. Egalement, du fait que le collet 6 est réalisé directement dans l'écrou 2 par usinage en prévoyant un épaulement résiduel 7 d'appui présentant une section annulaire importante, le serrage de l'écrou 2, réalisé de préférence en acier cuivré ou en acier étamé; assure une pression de contact importante sans provoquer de déformation de la plaquette de la cosse L'invention permet ainsi à la fois d'obtenir un raccordement mécanique permettant d'effectuer de nombreux cycles de serrage et de desserrage et une connexion électrique de bonne qualité. Avantageusement, on prévoit que l'extrémité inférieure de l'écrou 2 est en retrait par rapport au plan 5 de contact de la cosse 1 d'une distance prédéterminée supérieure ou égale à deux dixièmes de millimètre. Cette caractéristique permet d'obtenir la mise en pression de la plaquette de contact avant que l'extrémité inférieure de l'écrou 2 vienne au contact d'ion organe mécanique solidaire de la tige filetée correspondante. Dans les modes de réalisation représentés, le dispositif selon l'invention présente une plaquette de conformation circulaire 9 comme base de montage et de liberté en rotation de l'écrou 2. L'invention n'est pas limitée à cette forme circulaire de la base de montage de 1 l'écrou 2 et, s'étend bien entendu à toute autre conformation (carrée, rectangulaire, triangulaire ou autre, à bords droits, avec chanfrein ou à bords arrondis,...). En référence aux figures 3 et 4, un autre mode de réalisation de dispositif 10 selon l'invention comporte une cosse 11 et un écrou 12 monté prisonnier et libre en rotation par rapport à la cosse 11. La cosse 11 se présente sous la forme d'une plaquette comportant une pince de sertissage 13 d'un conducteur électrique à une extrémité et une orifice 14 à l'autre extrémité. La cosse 11 présente une allure généra J crient plate avec un plan de contact 1 5 cri part i e inférieure opposée à 1 'écrou 12. L'écrou 12 présente un collet 16 et un épaulement 17, subsistant après formage, de section annulaire d'appui relativement importante. L'orifice 14 réalisé dans 1a cosse 11 est un lamage cylindrique traversant une partie emboutie 18 de la cosse 11. T,a partie emboutie 18 de ld cosse il se situe en retrait par rapport au plan de contact 15, de sorte que la transmission du courant électrique de forte intensité s'effectue essentiellement à travers le plan 15. Le collet 16 de l'écrou 12 est rabattu à angle sensiblement droit sur la part te 18 en retrait de la cosse 11. Ainsi, l'extrémité inférieure de l'écrou 12 se trouve en retrait par rapport aio plan de contact 15 de la cosse 11 d'une distance prédéterminée supérieure ou égale à deux dixièmes de millimètre. Du fait de la réalisation par emboutissage de la surface en retrait 18, le serrage de l'écrou 12 s'effectue en exerçant une pression importante sur le plan de contact 15 avant que l'extrémité inférieure de l'écrou 12 puisse entrer en contact avec une butée solidaire de la tige filetée de fixation correspondante. Ainsi, dans ce cas, l'invention fournit également un raccordement mécanique permettant de niîriitretox cycles de serrage et de desserrage sans sondure spontanée de l'écrou à la tige filetée correspondante, tout en assurant en permanence une connexion électrique de qualité apte à transmettre des courants de forte intensité. L'invention décrite en référence à un mode de réalisation particuler n'y est nullement limitée mais couvre au contraire toute modification de forme et toute variante de réalisation dans le cadre et l'esprit de 1 invention. Ainsi, un orifice d'une cosse pourra être prévu avec un épaulement cylindrique de 1 'ordre de plusieurs dixièmes de millimètre, de sorte que le collet solidaire de l'écrou soit t-abattu sensiblement à angle droit sur cet épaulement en maintenant l'extrémité inférieure de 1 'écrou à une distance prédéterminée dii plan de contact et de transmission d'un courant électrique de forte intensité. En référence aux figures 5 et 6, un troisième mode de réalisation d'un dispositif 20 selon l'invention comporte une cosse 21 et un écrou 22 monté prisonnier et libre en rotation par rapport ai la cosse 21. L'écrou 22 est sensiblement dans la mm disposition que sur les figures 1 et 2. La cosse est prévue pour être montée en drapeau par rapport à un conducteur électrique et elle présente a cet effet, une pince de sertissage 23 dans sa partie médiane, destinée à la connexion électrique par sertissage d'une partie dénudée de conducteur. La pince 23 est encadrée par deux ailes 24, 25, destinées chacune ato mai.ntien d'une gaine de conducteur. La cosse 21 peut ainsi recevoir : soit un conducteur latéral dont la gaine est tenue par une aile, 24 par exemple ; soit un conducteur latéral dont la gaine est tenue par l'autre aile, 25 par exemple ; soit deux conducteurs tenus chacun par 1'une des ailes 24 et 25 ; soit un seul conducteur continu tenu par les deux ailes 24, 25 et dont la partie sertie par la pince 23 est denudée. Ddns tous les cas, la connexion électrique est assure par la pi rice de sertissage 23. Les figures 7 à 11 sont plus particulièrement adaptées au cas des bougies de préchauffage, l'écrou étant maintenu au moyen d'un sertissage par l'intérieur. Sur la figure 7, la cosse 31 porte un écrou 32, une pince de sertissage 33 pour assurer la connexion électrique avec un conducteur dont la gaine est maintenue par les deux ailes 34, 35 rabattables. L'écrou 32 est sensiblement dans l'axe du conducteur. Sur la figure 8, l'écrou 32 comporte une jupe 36 s'étendant jusqu'à la cosse 31, et dont l'intérieur présente une contre-dépouille destinée à recevoir le bord 37 rabattu de l'orifice central de la cosse 31. Ce bord rabattu a une forme de tronc de cone inversé, conforme à la surface intérieure de la jupe 36 de l'écrou 32, pour assurer le maintien en position axiale de l'écrou tout en lui laissant la liberty de pivoter autour de son axe. Un sertissage de l'écrou 32 est ainsi assuré par l'intérieur. Sur la figure 9, la cosse 41 est du type drapeau, l'écrou 42 citant décalé par rapport à l'axe dii conducteur dont la gaine est maintenue par les ailes 44, 45 et dont l'âme est sertie par la pince de sertissage 43. Sur la figure 10, la cosse 51 est dii même type que la cosse 21 de la figure 5. La pince de sertissage 53 assure la connexion électrique. Elle est encadrée par deux ailes 54, 55 susceptibles de maintenir chacune la gaine d'un conducteur. La cosse 51 peut ainsi recevoir : soit un seul conducteur maintenu par l'aile 54, soit un seul conducteur maintenu par l'aile 55, soit un seul conducteur continu maintenu simultanément par les deux ailes 54, 55, soit deux conducteurs maintenus chacun par l'une des ailes 54 et 55. La pince de sertissage 53 assure dans tous les cas la connexion électrique. Sur la figure 11, la cosse 61 présente une plaquette 63 munie d'un orifice circulaire portant un écrou 62 pivotant mais retenu prisonnier par l'intermédiaire d'un sertissage par l'intérieur, par exemple. Ta plaquette 63 est pratiquement dans un plan perpendiculaire d à J'axe du conducteur dont la gai ne est tenue par les ails 64 et 65, et iliiot l'ame est sertie par la pince de sertissage 68. L'écrou 62 présente avantageusement une partie supérieure 66 de forme ogivale, destinée à faciliter le guidage de l'outil de serrage. T1 présente ainsi une grande longueur de taraudage pour assurer sa compatibilit avec des goujons en matériaux cuivreux. Ainsi, le dispositif de connexion électrique et de raccordement mécanique selon l'invention comporte en combinaison une cosse et un écrou prisonnier mais libre en rotation. La cosse comporte d'une part une pince de sertissage d'un conducteur et d'autre part une plaquette destinée à assurer le contact électrique sur l'ensemble de sa surface plane. Cette plaquette présente un orifice circulaire pour le passage d'une tige filetée, par exemple, sur 1 aquel le est vissé l 'écrou. La fixation de l'écrou sur l'orifice circulaire de la plaquette peut s'effecteur soit par rabattement vers l'extérieur du collet de l'écrou sur l'orifice, soit par sertissage par l'intérieur, du bord de l'orifice dans 1 ' Cc rou. REVENDICATIONS 1. Dispositif de raccordement mécamique et de connexion électrique comportant en combinaison : d' une part une cosse (1, 11, 21, 31, 41, 51) présentant une pince (3, 13, 23, 33, 43, 53) de sertissage sur un conducteur et une plaquette munie d'un orifice (4, 14) circulaire; d'autre part un écrou (2, 12, 22, 32, 42, 52) monté prisonnier et libre en rotation sur ledit orifice (4, 14) circulaire. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écrou présente un collet rabattu (6, 16) dont le diamètre intérieur est supérieur au diamètre nominal du taraudage de l'écrou (2, 12), dont le diamètre extérieur est supérieur au diamètre de l'orifice (4, 14) de la cosse 1, 11) et dont l'épaisseur est déterminée pour que l'effort d'arrachement à exercer pour séparer l'écrou (2, 12) de la cosse (1, 11) soit supérieur à ion seuil déterminé. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'orifice de la cosse (11) est un lamage cylindriqioe (14) traversant une partie (18) emboutie de la cosse en retrait par rapport à un plan (15) de contact et en ce que le collet (16) île l'écrou (12) est rabattu à angle sensiblement droit sur ladite partie (18) en retrait. de la i'osse. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'orifice de la cosse est un lamage (4) au moins partiellement conique et en ce que le collet (6) de l'écrou est rabattu sur ledit lamage (4) par roulage ou mandrinage. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cosse (1, 11) est réalisée en laiton. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'écrou (2, 12) est réalisé en acier cuivré et/ou étamé. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'écrou (2, 12) est en retrait par rapport au plan (5, 15) de contact de la cosse (1, 11) d'une distance prédéterminée. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écrou (32) comporte une jupe (36) dont l'intérieur présente une contre-dépouille, et la cosse (31) présente un bord (37) rabattu conforme à la surface intérieure de ladite jupe (36) pour assurer un sertissage de l'écrou (32) par l'intérieur. 9. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le seuil déterminé est de 500 N. 10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la distance prédéterminée est supérieure ou égale à 0,2mm.