Brevet FR2799312A1 — publié le 20010406

La présente invention concerne une borne de connexion électrique, notamment une borne à serrage mécanique. De telles bornes sont utilisées généralement pour assurer un maintien mécanique d'une extrémité de câble dénudée ainsi qu'un contact électrique de l'extrémité dénudée avec un élément conducteur. Le câble peut éventuellement être remplacé par une barre métallique. De telles bornes de connexion sont par exemple utilisées dans des appareillages électriques basse tension. Elles servent notamment pour le raccordement de câbles électriques présentant une section comprise entre 50 et 240 mm2. Les bornes de connexion connues comportent généralement une surface d'appui du câble située à l'intérieur d'un étrier en forme de U. L'étrier est destiné à recevoir un bloc coulisse amovible par un système de queue d'aronde ou équivalent. Ce bloc coulisse reçoit au moins une vis de serrage dont l'extrémité est munie d'un patin de serrage. Le bloc coulisse est parfois amovible pour permettre de positionner plus facilement le câble au fond de l'étrier sur la surface d'appui. Cela s'appelle "la prise en passant" du câble. La vis de serrage présente par exemple à son extrémité un téton de section réduite éventuellement creux. Ce dernier passe dans un alésage du patin puis est évasé à son extrémité. On a ainsi un montage imperdable de l'ensemble formé par la vis, le patin et le bloc coulisse. Le patin quant à lui est utilisé comme interface entre la vis de serrage et le câble introduit dans la borne de connexion. Sans lui, l'extrémité de la vis abîmerait fortement le câble. Le patin permet d'assurer un bon contact et de ne pas détériorer le câble que l'on souhaite généralement pouvoir réutiliser. Habituellement, le profil du patin de serrage, tout comme la surface d'appui de l'étrier, est de forme sensiblement enrobante par rapport à la forme du câble. La surface d'appui est éventuellement une pièce distincte de l'étrier. En général, le patin, l'étrier et éventuellement la surface d'appui, et le bloc coulisse sont des pièces métalliques obtenues par filage. Toutes ces pièces ont donc un axe de filage. Toutes les bornes de connexion connues utilisant de telles pièces présentent un agencement de pièces tels que tous les axes de filage sont parallèles. La présente invention a alors pour but de perfectionner les bornes de connexion de l'art antérieur pour les rendre notamment plus efficaces électriquement. De préférence, cette amélioration n'entraînera pas d'augmentation du prix de revient de la borne de connexion ni de l'encombrement de celle-ci. II s'agit donc d'améliorer les performances d'une borne de connexion pour, de préférence, un même coût. A cet effet, la borne de connexion qu'elle propose est une borne de connexion électrique comportant une surface d'appui disposée dans un logement destiné à recevoir l'extrémité d'un élément conducteur, tel par exemple un câble électrique, ainsi qu'un patin de serrage déplaçable en translation pour venir serrer contre la surface d'appui l'extrémité de l'élément conducteur. Selon l'invention, le patin de serrage sur sa face orientée vers la surface d'appui et/ou la surface d'appui présentent) au moins une saillie s'étendant dans une direction inclinée par rapport à l'élément conducteur. De cette manière, lors du serrage du patin, la saillie vient écraser l'extrémité de l'élément conducteur. L'effort appliqué sur le câble n'est plus seulement un effort de compression comme avec les bornes de connexion de l'art antérieur, mais aussi un effort de cisaillement. L'écrasement et le cisaillement permettent d'avoir un meilleur contact électrique, notamment lorsque l'élément conducteur est un câble multibrins. Au lieu d'avoir alors un contact entre deux brins voisins limité à une ligne de contact, l'écrasement et le cisaillement permettent d'avoir une surface de contact bien plus importante. De plus, si les brins sont en aluminium, il se forme à leur surface de l'oxyde qui est défavorable à la réalisation d'un bon contact électrique. Le cisaillement permet de briser la couche d'oxyde, ce qui favorise le contact électrique. Dans certaines applications, pour garantir un bon contact électrique, la présence de deux patins de serrage pour une connexion électrique est parfois considérée comme nécessaire avec des bornes de connexion de l'art antérieur. Dans ces cas là, l'invention permet de garantir une assez bonne liaison électrique avec uniquement un patin de serrage. Chaque saillie est inclinée de préférence de 90 par rapport à la direction de l'élément conducteur. Une forme de réalisation prévoit alors que la saillie est une nervure transversale de section sensiblement semi- circulaire. La saillie est par exemple réalisée sur le patin de serrage. Dans ce cas, pour augmenter encore l'effet de la saillie réalisée sur le patin de serrage, la surface d'appui est étagée dans le sens longitudinal de l'élément conducteur. Bien entendu, on pourrait prévoir une surface étagée au niveau du patin si la saillie est réalisée au niveau de la surface d'appui. Dans une variante de réalisation, la surface d'appui est réalisée sur une pièce distincte. Cette variante est avantageuse notamment lorsqu'on prévoit une surface d'appui étagée. L'invention s'applique sans problème à une borne de connexion de l'art antérieur. Elle reprend même de préférence, pour des raisons de coût notamment, des éléments de bornes de connexion existantes. Elle comporte alors par exemple un étrier en forme de U, un bloc coulisse reliant les extrémités libres des branches de l'étrier et une vis montée de manière imperdable sur le bloc coulisse et portant à son extrémité orientée vers l'intérieur de l'étrier le patin de serrage. Dans cette forme de réalisation, on peut prévoir que l'étrier, le bloc coulisse, le patin et éventuellement la surface d'appui sont des pièces obtenues par filage et que les axes de filage, en position montée de la borne, sont disposés selon une première direction pour l'étrier et le bloc coulisse et selon une seconde direction perpendiculaire à la première pour le patin de serrage et éventuellement la surface d'appui. Pour éviter d'endommager l'élément conducteur lors du serrage, le patin de serrage est monté de façon imperdable à l'extrémité d'une vis de serrage, la vis de serrage comporte à son extrémité se trouvant du côté du patin de serrage un axe longitudinal présentant un palier de diamètre moindre, le patin de serrage présente un logement non traversant destiné à recevoir l'axe longitudinal de la vis, et la fixation du patin sur la vis est assurée par deux goupilles disposées parallèlement et transversalement par rapport à la vis et traversant le logement de l'axe longitudinal au niveau du palier. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant à titre d'exemples non limitatifs deux variantes de réalisation d'une borne de connexion selon l'invention. Figure 1 est une vue en perspective éclatée d'une borne de connexion selon l'invention, Figure 2 est une vue en coupe transversale de la borne de la figure 1 à l'état monté, Figure 3 est une vue en coupe selon la ligne 111-11I de la figure 2, Figure 4 est une vue en perspective d'une surface d'appui, et Figure 5 est une vue correspondante à la vue de la figure 3 pour une variante d'exécution d'une borne de connexion selon l'invention mettant en oeuvre la surface d'appui de la figure 4. La figure 1 représente les différents composants constitutifs d'une forme de réalisation préférée d'une borne de connexion selon l'invention. On reconnaît sur cette figure un étrier 2, un patin 4, un bloc coulisse 6, une vis 8 ainsi qu'un capuchon 10 et deux goupilles 12. L'étrier 2 est une pièce métallique profilée obtenue par filage. Elle présente une section transversale en forme de U. Cet étrier 2 présente une base 14 et deux branches 16. La face de la base 14 se trouvant entre les deux branches 16 est concave. Elle est destinée à servir de surface d'appui 18 pour l'extrémité dénudée d'un câble 20. La forme incurvée concave de la surface d'appui 18 est adaptée à la forme du câble 20 et de son âme conductrice. Chaque branche 16 présente sur sa face intérieure une rainure 22 destinée à recevoir le bloc coulisse 6. Bien entendu, les deux rainures 22 sont situées à une même hauteur par rapport à la surface d'appui 18. Un tel étrier pourrait être un étrier de l'état de la technique antérieur à la présente invention. Il est donc déjà connu de l'homme du métier. Le patin 4 est également une pièce métallique obtenue par filage. En position montée de la borne de connexion, l'axe de filage du patin 4 est perpendiculaire à l'axe de filage de l'étrier 2. Le patin 4 se présente sous la forme d'une plaque carrée ou rectangulaire présentant une épaisseur donnée. La face inférieure de cette plaque présente une nervure 24 longitudinale médiane présentant une section en forme d'arc de cercle. On réalise ainsi sous le patin 4 un bossage destiné à faire face à la surface d'appui 18 et s'étendant perpendiculairement à l'axe de l'étrier 2. Le patin 4 présente également un logement non traversant 26. Ce logement est réalisé au centre du patin 4, débouche dans la face supérieure de ce patin 4 et est réalisé par alésage transversal à la direction de filage du patin 4. Le patin 4 possède en outre deux alésages longitudinaux 28 traversant de part en part le patin 4 et présentant une intersection avec le logement 26. Ces alésages longitudinaux 28 sont destinés à recevoir les goupilles 12. De même que l'étrier 2, le bloc coulisse 6 peut être un bloc coulisse de l'art antérieur. De même que l'étrier 2 et le patin 4, il s'agit d'une pièce métallique obtenue par filage. A l'état monté de la borne de connexion selon l'invention, l'axe de filage du bloc coulisse 6 est parallèle à l'axe de filage de l'étrier 2. Le bloc coulisse 6 présente sur ses deux bords longitudinaux opposés des ailes 30, par exemple en forme de queues d'aronde, destinées à coopérer avec les rainures 22 de l'étrier 2 de manière à obtenir une liaison de type tenon/mortaise entre le bloc coulisse 6 et l'étrier 2. En son centre, le bloc coulisse 6 présente un taraudage 32 d'axe perpendiculaire à l'axe de filage du bloc coulisse 6 et passant entre les deux ailes 30. Enfin, entre les deux ailes 30, la face inférieure du bloc coulisse 6 présente un évidement 34 s'étendant longitudinalement pour recevoir le patin 4. La vis 8 comporte une tige filetée 36 et une tête hexagonale 38. Du côté de la tête 38, la vis 8 présente également un six pans creux 40. La tête hexagonale est en effet une tête ruptible. On vient donc visser la vis 8 à l'aide de la tête hexagonale 38 mais une fois le serrage obtenu, la tête 38 est rompue. Pour pouvoir par la suite dévisser la vis 8, on prévoit alors le six pans creux 40. Le capuchon 10 est alors prévu pour venir boucher le six pans creux 40 et dissuader de l'utiliser pour venir serrer la vis 8. A son extrémité opposée à la tête hexagonale 38, la vis 8 présente un axe 42 de diamètre inférieur à celui de la tige filetée 36 et destiné à prendre place dans le logement 26 du patin 4. Cet axe 42 présente une zone 44 de diamètre réduit. Le montage de la borne de connexion est alors réalisé de la manière suivante. La vis 8 est vissée dans le taraudage 32 du bloc coulisse 6. L'axe 42 de la vis 8 vient alors prendre place dans le logement 26 destiné à cet effet du patin 4. Les deux goupilles 12 sont mises en place dans les alésages longitudinaux 28. On peut prévoir un ajustement serré entre les goupilles 12 et les alésages 28. Les alésages 28 et la zone 44 sont alors disposés de telle sorte que les goupilles 12 passent au niveau de la zone 44 et rendent ainsi solidaire le patin 4 de la vis 8. Le capuchon 10 est mis en place sur la vis 8. Le bloc coulisse prend alors place entre les deux branches 16 de l'étrier 2. On voit sur la figure 2 que l'on réalise ainsi un logement délimité par la surface d'appui 18, les branches 16 et le patin 4 pour recevoir l'extrémité dénudée d'un câble 20. En agissant sur la vis 8, dans le sens d'un vissage, le patin 4 se rapproche de la surface d'appui 18 permettant ainsi de serrer l'extrémité dénudée du câble 20 entre le patin 4 et la surface d'appui 18. La saillie 24 est alors perpendiculaire à la direction longitudinale de l'extrémité du câble 20. La borne de connexion selon l'invention est notamment destinée à la connexion d'un câble multibrin. Dans un câble "au repos", c'est-à-dire sur lequel ne s'exerce aucune contrainte mécanique, chaque brin du câble est sensiblement circulaire et touche les brins voisins par une ligne de contact. Pour les câbles en aluminium, il se forme à la surface extérieure du brin une pellicule d'oxyde qui déclasse la qualité du contact électrique. Grâce au patin 4 décrit ci-dessus, et notamment à la nervure 24, la borne de connexion selon l'invention permet d'améliorer très sensiblement le contact. Les brins sont déformés et la surface de contact entre un brin et les brins voisins n'est plus une ligne mais une surface. En outre, la contrainte exercée sur les brins permet de rompre la couche d'oxyde éventuellement présente en surface. La forme du patin de la borne de connexion selon l'invention permet d'obtenir à la fois des efforts de compression et de cisaillement. On réalise ainsi une déformation des brins du câble, sans détériorer ce dernier, afin d'optimiser le contact électrique. Alors qu'avec des bornes de connexion de l'art antérieur, il est parfois nécessaire de prévoir deux ensembles vis/patin pour une même connexion d'une même extrémité de câble, il suffit d'un seul patin de serrage avec une borne de connexion selon l'invention. Comme décrit plus haut, la liaison entre la vis 8 et le patin de serrage 4 est améliorée par rapport à la liaison entre deux pièces équivalentes de l'art antérieur. Cette liaison est moins agressive pour le câble 20. En effet, dans une borne de connexion de l'art antérieur, le patin de serrage est généralement solidarisé à la vis par la déformation d'un téton de la vis qui vient buter contre un épaulement d'un alésage traversant réalisé dans le patin. A partir d'une certaine force de serrage, cet alésage peut "poinçonner" le câble. Le fait de prévoir un alésage non traversant et ne débouchant pas du côté de la face de serrage, permet de ne pas endommager le câble. Une variante de réalisation de la borne de connexion des figures 1 et 3 est représentée sur les figures 4 et 5. On utilise une pièce 46 supplémentaire. L'extrémité dénudée du câble 20 est destinée à être comprimée entre cette pièce 46 et le patin 4. Cette pièce 46 vient remplacer la surface d'appui 18. Les pièces constitutives de la borne de connexion des figures 1 à 3 ne sont pas ou peu modifiées et les mêmes références sont conservées. La pièce 46 est une plaquette d'épaisseur variable. Cette pièce est par exemple réalisée par filage dans le même matériau que celui utilisé pour réaliser l'étrier 2. Sur un bord, la pièce 46 présente une hauteur H, tandis que sur l'autre bord elle présente une hauteur H2 qui est supérieure à H,. Une zone de transition 48 permet le passage de l'épaisseur H, à l'épaisseur H2. On a ainsi une pièce 46 en escalier. La zone de transition présente également des arêtes 50 longitudinales qui font saillie de la pièce 46. La pièce 46 est disposée entre les deux branches 16 de l'étrier 2. L'axe de filage de la pièce 46 est disposé transversalement à l'axe de filage de l'étrier 2. La zone de transition 48 se trouve quant à elle sensiblement face à la nervure 24 du patin 4. La base 14 de l'étrier 2 est éventuellement modifiée pour tenir compte de la présence de la pièce 46. Dans l'exemple de réalisation de la figure 5, on constate que l'épaisseur de la base 14 est inférieure à l'épaisseur de la base 14 de l'étrier représenté aux figures 1 à 3. La surface d'appui 18 de l'étrier 2 des figures 1 à 3, de forme concave, est également remplacée par une surface plane adaptée à la forme de la pièce 46. De cette manière, lorsque l'extrémité dénudée du câble 20 est serrée, la hauteur d'entrée dans la borne, mesurée entre le patin 4 et la pièce 46, est supérieure à la hauteur de sortie de borne. Cette hauteur réduite en sortie de borne permet de mieux serrer le câble après éclatement de sa structure géométrique. Cet éclatement est réalisé grâce à la nervure 24 en saillie. La présence des arêtes 50 permet d'augmenter l'effet d'écrasement de la nervure 24 du patin 4. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-dessus à titre d'exemples non limitatifs ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes dans le cadre des revendications ci-après. Ainsi, par exemple, on ne sortirait pas du cadre de l'invention en ne prévoyant pas de pièce en forme d'escalier. De même, on pourrait avoir une liaison "classique" entre la vis et le patin de serrage. Les matériaux utilisés et les formes données aux pièces le sont à titre d'exemples non limitatifs. Ces pièces peuvent être obtenues par d'autres procédés que celui suggéré. II n'est pas indispensable d'avoir, comme décrit, un étrier et un bloc coulisse. Le logement pour un élément conducteur peut être obtenu d'une autre manière. Le bloc coulisse et l'étrier 2 pourraient par exemple être réunis en une seule pièce. II n'est pas non plus nécessaire de prévoir un serrage à l'aide d'une vis à tête ruptible. REVENDICATIONS 1. Borne de connexion électrique comportant une surface d'appui (18) disposée dans un logement destiné à recevoir l'extrémité d'un élément conducteur (20), tel par exemple un câble électrique, ainsi qu'un patin de serrage (4) déplaçable en translation pour venir serrer contre la surface d'appui (18) l'extrémité de l'élément conducteur (20), caractérisée en ce que le patin de serrage (4) sur sa face orientée vers la surface d'appui (18) et/ou la surface d'appui (18) présentent) au moins une saillie (24) s'étendant dans une direction inclinée par rapport à l'élément conducteur (20). 2. Borne de connexion électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque saillie (24) est inclinée de 90 par rapport à la direction de l'élément conducteur (20). 3. Borne de connexion électrique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque saillie est une nervure transversale (24) de section sensiblement semi-circulaire. 4. Borne de connexion électrique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la saillie (24) est réalisée sur le patin de serrage (4). 5. Borne de connexion électrique selon la revendication 4, caractérisée en ce que la surface d'appui (18) est étagée dans le sens longitudinal de l'élément conducteur. 6. Borne de connexion électrique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la surface d'appui (18) est réalisée sur une pièce distincte (46). 7. Borne de connexion électrique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte un étrier (2) en forme de U, un bloc coulisse (6) reliant les extrémités libres des branches (16) de l'étrier et une vis (8) montée de manière imperdable sur le bloc coulisse (6) et portant à son extrémité orientée vers l'intérieur de l'étrier le patin de serrage (4). 8. Borne de connexion selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'étrier (2), le bloc coulisse (6), le patin (4) et éventuellement la surface d'appui (46) sont des pièces obtenues par filage et en ce que les axes de filage, en position montée de la borne, sont disposés selon une première direction pour l'étrier (2) et le bloc coulisse (6) et selon une seconde direction perpendiculaire à la première pour le patin de serrage (4) et éventuellement la surface d'appui (18,46). 9. Borne de connexion selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le patin de serrage (4) est monté de façon imperdable à l'extrémité d'une vis de serrage (8), en ce que la vis de serrage (8) comporte à son extrémité se trouvant du côté du patin de serrage (4) un axe longitudinal (42) présentant un palier (44) de diamètre moindre, en ce que le patin de serrage (4) présente un logement (26) non traversant destiné à recevoir l'axe longitudinal (42) de la vis, et en ce que la fixation du patin (4) sur la vis (8) est assurée par deux goupilles (12) disposées parallèlement et transversalement par rapport à la vis (8) et traversant le logement (26) de l'axe longitudinal au niveau du palier (44).