Brevet FR3086114A1 — publié le 20200320

BORNE DE RACCORDEMENT D'UN CONDUCTEUR ELECTRIQUE A LA PLAGE DE RACCORDEMENT D'UN APPAREIL ELECTRIQUE, ET APPAREIL DE PROTECTION ELECTRIQUE COMPORTANT UNE TELLE BORNE. DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne une borne de raccordement d'un conducteur électrique à une plage de raccordement d'un appareil électrique, une telle borne comportant une cage apte à être fixée à l'intérieur du boîtier de l'appareil et comportant un orifice de forme sensiblement parallélépipèdique délimité par quatre parois, cet orifice étant apte à recevoir la plage précitée, l'une des parois précités de la cage comportant un orifice apte à permettre le passage d'une vis, ladite vis comportant à l'une de ses extrémités située à l'extérieur de la cage, des moyens d'actionnement de ladite vis, et à son extrémité opposée, un patin de serrage apte à permettre le serrage du conducteur entre la plage précitée et ledit patin lors de l'actionnement de la vis dans le sens du serrage entraînant le déplacement en translation relatif entre la vis et la cage. La présente invention a encore pour objet un appareil de protection électrique comportant une telle borne. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Une borne dite à vis du genre précédemment mentionné, est décrite par exemple dans le brevet EP 0 555 157. Le raccordement électrique des câbles de puissance aux plages de raccordement des disjoncteurs est une préoccupation récurrente pour des questions de sécurité des personnes et des biens. En effet, les installateurs travaillant sur site ne disposent pas de clefs dynamométriques permettant de réaliser un serrage au bon couple des différents points de connexion. Ces clefs dynamométriques sont onéreuses et doivent faire l'objet d'un étalonnage environ une fois par an. 2 En outre, ces clefs ne disposent parfois pas de la bonne fourchette de couples correspondant à une gamme particulière. Il en résulte que les appareillages sont parfois serrés intuitivement par une main d'ceuvre de moins en moins qualifiée. Il en résulte qu'il est nécessaire 5 de réaliser des campagnes de resserrage destinées à s'assurer du respect des couples de serrage préconisés par les constructeurs. La présente invention résout ce problème et propose une borne de raccordement permettant de réaliser de manière simple et économique, un 10 serrage au bon couple du conducteur dans la borne, ainsi qu'un appareil de protection électrique comportant une telle borne. EXPOSE DE L'INVENTION 15 A cet effet, la présente invention a pour objet une borne de raccordement du genre précédemment mentionné, cette borne étant caractérisée en ce qu'elle comporte un étage intermédiaire créé à l'intérieur de la cage de manière à permettre le logement d'un écrou à branches élastiques comportant un orifice taraudé à travers lequel la vis de serrage est destinée 20 à être montée vissée, lesdites branches élastiques coopérant avec des formes prévues sur les parois latérales de la cage de manière que l'écrou débraye en rotation au vissage dès l'atteinte du bon couple de serrage, et embraye du début à la fin du vissage. 25 Selon une caractéristique particulière, les deux branches élastiques sont aptes à se comprimer radialement au vissage sur des pentes appartenant à la cage, le couple résultant de la compression des branches s'opposant au couple de serrage de la vis, jusqu'à ce que ces branches échappent aux pentes dès l'atteinte du couple de serrage souhaité. 30 Selon une caractéristique particulière, cette borne comporte des moyens pour produire un bruit de claquement dès l'échappement précité des branches des pentes. 3 Selon une autre caractéristique, l'écrou précité comporte une partie annulaire comportant l'orifice de passage de la vis précité, et à partir duquel partent deux branches élastiques s'étendant circonférentiellement autour de 5 cette partie annulaire suivant respectivement deux directions opposées. Selon une autre caractéristique, chaque branche comporte à son extrémité libre un élément d'accrochage apte à coopérer avec deux formes en creux, respectivement première et seconde, prévues sur chaque paroi latérale de la 10 cage, chaque élément formant crochet coopérant avec une forme en creux dite première pendant le serrage, et avec une forme en creux dite seconde, pendant le desserrage. Selon une autre caractéristique, les formes en creux dites premières et 15 secondes précitées sont réalisées par frappe à l'intérieur des parois latérales de la cage. Selon une autre caractéristique, dans chaque paroi latérale, les deux formes en creux s'étendent suivant une direction sensiblement perpendiculaire à 20 l'axe de la cage, les deux formes en creux de l'une des parois latérales étant disposées de manière opposée aux deux formes en creux de l'autre paroi latérale. Selon une autre caractéristique, chaque forme en creux dite première 25 comporte une portion de surface formant une pente d'accrochage située en regard de la forme en creux dite seconde de la même paroi, le passage par cette pente d'accrochage pour l'élément d'accrochage, pour rejoindre la seconde forme en creux, entraînant le débrayage précité de la vis. 30 Selon une autre caractéristique, chaque forme en creux dite seconde comporte, située en regard de la forme en creux dite première qui lui est associée, une portion de paroi s'étendant sensiblement perpendiculairement à l'axe de la cage, et formant une butée d'arrêt en rotation de l'écrou, lors 4 d'une manoeuvre de dévissage engendrant l'embrayage de la vis de serrage du début à la fin du dévissage. Selon une autre caractéristique, l'étage intermédiaire précité est formé par une plaque montée sertie à l'intérieur de la cage. Selon une autre caractéristique, cette plaque comporte deux ergots dits premiers aptes à être introduits respectivement dans deux orifices appartenant respectivement à deux bords appartenant respectivement aux 10 deux parois latérales précitées en fin d'insertion de la plaque dans la cage, et deux ergots dits seconds aptes à être introduits par sertissage de la tôle de la plaque dans deux orifices appartenant respectivement aux deux bords des parois latérales opposés aux précédents. 15 La présente invention a encore pour objet un appareil de protection électrique comportant au moins une borne amont et/ou au moins une borne aval comportant les caractéristiques précédemment mentionnées prises seules ou en combinaison. 20 Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels : -La figure 1 est une vue en perspective d'une bague de friction appartenant 25 à une borne selon une réalisation particulière de l'invention, -La figure 2 est une vue en perspective d'un écrou appartenant à cette même borne, vu de dessus, 30 -La figure 3 est une vue en perspective illustrant la mise en place de cette bague sur cet écrou, -La figure 4 est une vue en perspective de ce même écrou, vu de dessous, 5 -La figure 5 est une vue en perspective d'une cage appartenant à une borne selon l'invention, -La figure 6 est une vue en perspective de cette même cage avant la mise 5 en place de l'écrou précité à l'intérieur de la cage, -La figure 7 est une vue en perspective de la plaque intermédiaire seule, -La figure 8 est une vue en perspective de la cage précitée de la borne après IO la mise en place de l'écrou à l'intérieur de la borne, et avant l'introduction de la plaque intermédiaire, -La figure 9 est une vue de face de la borne selon l'invention à l'état serré, 15 -La figure 10 est une vue en coupe axiale de la borne selon l'invention en position desserrée, sans le câble et sans la plaque, -Les figures 11 et 12 sont des vues en perspective de cette même borne, vu du côté de l'insertion et du côté opposé à cette insertion, 20 -La figure 13 est une vue en coupe selon A-A de la figure 10, illustrant l'écrou en position d'accostage des pentes et autorisant le vissage, -La figure 14 est une vue de dessus de l'écrou seul, dans la position de la 25 figure précédente, illustrant l'effort de friction entre la cage et l'écrou, lié au couple de serrage, -La figure 15 est une vue en coupe selon A-A de la figure 10, identique à la figure 13, mais illustrant la borne après le vissage, dans une position 30 autorisant le dévissage, et -La figure 16 est une vue en coupe selon A-A illustrant quatre positions différentes de l'écrou. 6 Sur la figure 10, l'on voit une cage C appartenant à une borne de raccordement B selon l'invention, cette borne étant destinée à être montée et fixée à l'intérieur d'un appareil de protection électrique tel un disjoncteur basse tension, afin de permettre le raccordement électrique d'une plage de 5 raccordement 1 de cet appareil à un conducteur électrique 2 tel un câble de puissance. De manière connue en soi, cette borne B comporte une cage C de forme sensiblement parallélépipèdique constituée par une pièce métallique 3 comportant quatre parois parallèles deux à deux 4,5,6,7, respectivement une 10 paroi supérieure 4, une paroi inférieure 5, et deux parois latérales 6,7, cet ensemble délimitant un orifice traversant 8 de forme sensiblement parallélépipèdique destiné à recevoir l'extrémité libre de la plage de raccordement 1 de l'appareil. La paroi supérieure 4 de cette cage C comporte un orifice lisse 9 destiné à permettre le passage d'une vis de 15 serrage 10, ladite vis 10 comportant à l'une 10a de ses extrémités libres, une partie 10b destinée à permettre son actionnement au moyen d'un outil prévu à cet effet, tandis que sa partie d'extrémité opposée 10c comporte un patin dit de serrage 11 apte à venir en appui sur le conducteur à raccorder, lors de l'actionnement de la vis 10 entraînant son déplacement en translation par 20 rapport à la cage C en direction du câble 2. On notera qu'avantageusement, ce patin de serrage 11 est fixé à l'extrémité libre 10c de la vis de serrage 10 par sertissage. Tel qu'illustré sur les figures 5 et 6, la borne B selon la réalisation particulière de l'invention illustrée, comporte sur chacune de ses parois latérales 6,7, et 25 de chaque côté de la cage C, des encoches ou orifices 12,13,14,15 destinées à coopérer avec une plaque 16 dite intermédiaire, telle qu'illustrée sur la figure 7, lors de l'introduction de cette plaque 16 à l'intérieur de la cage C. Ainsi, cette plaque intermédiaire 16, réalisée de préférence en métal, 30 comporte deux ergots 17,18 dits premiers aptes à être introduits en premier respectivement dans deux encoches 12,13 de la cage à la fin de l'introduction de la plaque 16 dans la cage C, ainsi que deux ergots dits seconds 19,20 aptes à être introduits ensuite respectivement dans les deux 7 autres encoches ou orifices 14,15 de la cage C par sertissage de la tôle formant les ergots dits seconds, ce sertissage permettant de solidariser la plaque intermédiaire 16 à la cage C. Cette plaque intermédiaire 16 comporte également un orifice lisse 21 destiné à être amené en regard de l'orifice lisse 5 9 de la paroi supérieure 4 de la cage C lors de la fixation de la plaque 16 à l'intérieur de la cage C. Selon l'invention, et tel qu'illustré sur les figures 3 à 6, cette borne B comporte également une pièce dite écrou 22, réalisée en un matériau élastique, et comportant une partie centrale annulaire 23 comportant un 10 orifice taraudé 24, cet écrou 22 étant destiné à être introduit dans la cage C entre la paroi supérieure 4 de la cage C et la plaque intermédiaire 16 de telle manière que les trois orifices 9,24,21 respectivement de la paroi supérieure 4, de l'écrou 22 et de la plaque intermédiaire 16 soient alignés. Selon cette réalisation particulière de l'invention, cet écrou 22 comporte ainsi 15 une partie annulaire 23 comportant l'orifice taraudé précité 24, et deux branches semi-circulaires 25,26 s'étendant chacune autour de la partie annulaire précitée 23 sur environ la moitié de sa circonférence extérieure, ces deux branches 25,26 s'étendant à partir de la surface extérieure de cette partie annulaire 23 en étant reliées à cette surface en deux points 23a,23b 20 (fig.2) radialement opposés. Cet écrou 22 est monté centré par rapport à la cage C d'une part, par l'introduction de sa partie annulaire 23 dans l'orifice 9 de la paroi supérieure 4 de la cage C, et d'autre part, par la compression exercée par les parois latérales 6,7 de la cage C sur les branches 25,26. La vis de serrage 10 25 traverse les trois orifices 9,24,21 prévus respectivement dans la paroi supérieure 4 de la cage C, dans l'écrou 22, et dans la plaque intermédiaire 16, en étant vissée dans l'orifice taraudé 24 de l'écrou 22. Tel qu'illustré sur les figures 1,3 et 10, selon la réalisation illustrée, la borne comporte une bague dite de friction 33 apte à être montée autour de la 30 partie annulaire 23 de l'écrou 22 de manière à être solidarisée en rotation à cet écrou par l'intermédiaire d'évidements aptes à coopérer avec des portions de l'écrou. Cette bague est interposée entre cette partie annulaire et la cage et est destinée à gérer les frottements entre les différentes pièces. 8 Selon cette réalisation particulière illustrée sur les dessins, les deux branches 25,26 sont venues de matière avec la partie annulaire 23. Ces deux branches 25,26 comportent chacune à leur extrémité libre, un élément formant crochet 27,28 s'étendant vers l'extérieur de la partie annulaire 23, 5 ces éléments étant destinés à coopérer avec des formes en creux 29 à 32 ou des dégagements de matière prévus à cet effet, formés sur la face intérieure des parois latérales 6,7 de la manière qui va être expliquée dans ce qui suit. Ces dégagements de matière sont constitués avantageusement par des frappes réalisées sur la face interne des parois latérales 6,7 de la 10 cage C. Ainsi, tel qu'illustré sur les figures 13 et 15, chaque paroi latérale 6,7 comporte deux dégagements de matières 29,30 et 31,32 formant chacun une encoche destinée à coopérer avec les éléments formant crochet 27,28 des branches 25,26. 15 L'une de ces encoches 29,31 dite première, présente en coupe transversale une pente d'accrochage, ladite encoche comportant trois portions de parois successives 29a,29b,29c,31a,31b,31c formant un certain angle l'une par rapport à l'autre. L'autre de ces encoches 30,32, dite seconde, présente en coupe 20 transversale une forme de L, comportant une portion de paroi 30a,32a sensiblement perpendiculaire à la paroi latérale 6,7 de la cage C, et une portion de paroi allongée et courbe 30c,32c s'étendant en direction de la partie intérieure de la cage C. Les encoches 29 à 32 des deux parois 6,7 sont disposées de telle manière 25 que les encoches dites première 29 et seconde 30 de l'une 6 des parois soient disposées respectivement en regard des encoches 31,32 respectivement dites première et seconde de l'autre 7 des parois 6,7. L'une 29c,31c des portions de paroi 29a,29b,29c et 31a,31b,31c des encoches dites premières 29,31, située en regard de l'encoche dite seconde 30 30,32, constitue une pente d'accrochage pour l'élément formant crochet 27,28 des branches 25,26. Le fonctionnement de la borne selon l'invention va être décrit dans ce qui suit en référence aux figures 9 à 16. 9 La figure 9 illustre la borne B en position serrée du câble de puissance 2. Dans cette position, les deux éléments formant crochet 27,28 se trouvent respectivement dans les deux encoches dites secondes 30,32, en appui contre la face 30a,32a de cette encoche formant butée qui est 5 perpendiculaire à la paroi latérale 6,7. Sur les figures 10, 11 et 12, la borne B est en position desserrée, aucun câble n'ayant encore été introduit à l'intérieur, position représentée sur les figures 13 et 14. Lorsque l'utilisateur souhaite réaliser le serrage d'un câble de puissance 2 10 dans la borne B, il actionne la vis 10 en rotation dans le sens horaire. Cet actionnement de la vis 10 entraîne le déplacement en translation de ladite vis 10 par rapport à la cage C. Ce vissage de la vis dans l'écrou 22 entraîne la rotation de l'écrou dans le sens horaire à l'encontre du couple de friction exercé par les éléments formant crochets 27,28 des branches 25,26 sur la 15 face interne des parois latérales 6,7 de la cage et des efforts de compression exercés par ces parois 6,7 sur ces éléments formant crochet 27,28. Pendant cette rotation des branches lors du vissage, ces éléments formant crochet 27,28 arrivent en butée sur les portions 29c,31c des premières encoches 29,31 situées du côté des secondes encoches 30,32, 20 dites pentes d'accrochage, puis passent de l'autre côté de ces portions après fléchissement des branches 25,26 en émettant un claquement métallique indiquant l'atteinte du bon couple de serrage, position représentée sur la figure 15. Lorsque le vissage est poursuivi, une série de claquements métalliques se fait entendre. Dans cette position, il n'est plus 25 possible de poursuivre le vissage car l'écrou 22 n'est plus maintenu suffisamment fermement pour constituer un support de vissage. Dans cette position, l'actionnement de la vis 10 dans le sens du desserrage n'entraîne pas la rotation de l'écrou 22 car les éléments formant crochet 27,28 des branches 25,26 sont bloquées en rotation par les portions de 30 parois 30a,32a formant butée des encoches dites secondes 30,32, qui s'étendent perpendiculairement aux parois latérales 6,7 de la cage. La figure 16 représente toutes les positions angulaires possibles de l'écrou 22 durant ses phases d'accrochage ou de dégagement libre. En a), la vis est 10 en position de rotation libre à mi-parcours des branches 25,26, rien ne devant dépasser de la borne. En b), la vis est en position d'accostage au serrage des branches 25,26 dans le sens horaire. En c), la vis est en position d'accostage au dévissage des branches 25,26 dans le sens anti- 5 horaire. En d), la vis est en position de dégagement après claquement au serrage des branches 25,26 dans le sens horaire ou dans une position d'approche au dévissage dans le sens anti-horaire. On a donc réalisé grâce à l'invention, une borne de serrage dans laquelle on 10 a créé un étage intermédiaire par l'insertion dans la borne d'une tôle ou plaque et d'un écrou, cet écrou débrayant en rotation au vissage dès l'atteinte du bon couple de serrage, et embrayant au dévissage, des claquements métalliques se faisant entendre à l'atteinte du bon couple de serrage. 15 On notera que la cage ne comporte plus d'orifice taraudé, mais comporte un simple orifice lisse. Le couple de friction exercé entre les parois latérales de la cage et les extrémités formant crochet des branches auquel s'ajoute le couple résultant correspondant à la compression des branches par les parois lors de la 20 coopération entre les branches élastiques et les pentes des formes particulières formées par les dégagements crées dans les parois latérales de la cage, s'opposent au couple de vissage. L'utilisateur peut serrer la borne sans clef dynamométrique, avec n'importe 25 quel outil. Le couple étant maitrisé, la borne n'a plus besoin de surdimensionnement mécanique normatif. Il est possible de dimensionner les pièces de la borne au plus juste. Le volume de la borne est inchangé. La vis est débrayable au dévissage par 30 exemple à la visseuse électrique. Le patin autorise le serrage de deux câbles de sections différentes. Cette borne permet le serrage au bon couple par l'intermédiaire de n'importe quel outil à 6 pans de 4mm présent dans la caisse à outils de l'utilisateur. 11 Elle débraye et émet une série de claquements mécaniques à l'atteinte du bon couple. L'invention s'applique avantageusement au domaine des disjoncteurs de puissance basse tension, en particulier les disjoncteurs à boîtiers moulés. 5 La fonction de limitation du couple de serrage est intégrée à la borne. Elle ne se présente plus sous la forme d'un outil ou d'un accessoire. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. 10 Au contraire, l'invention REVENDICATIONS1. Borne de raccordement d'un conducteur électrique à une plage de raccordement appartenant à un appareil électrique, une telle borne comportant une cage apte à être fixée à l'intérieur du boîtier de l'appareil et comportant un orifice de forme sensiblement parallélépipèdique délimité par quatre parois, cet orifice étant apte à recevoir la plage précitée, l'une des parois précités de la cage, dite paroi supérieure, comportant un orifice apte à permettre le passage d'une vis, ladite vis comportant à l'une de ses extrémités située à l'extérieur de la cage, des moyens d'actionnement de ladite vis, et à son extrémité opposée, un patin de serrage apte à permettre le serrage du conducteur entre la plage précitée et ledit patin lors de l'actionnement de la vis dans le sens du serrage entraînant le déplacement en translation relatif entre la vis et la cage , caractérisée en ce qu'elle comporte un étage intermédiaire créé à l'intérieur de la cage C de manière à permettre le logement d'un écrou (22) à branches élastiques (25,26) comportant un orifice taraudé (24) à travers lequel la vis de serrage (10) est destinée à être montée vissée, lesdites branches élastiques (25,26) coopérant avec des formes (29 à 32) prévues sur les parois latérales (6,7) de la cage C de manière que l'écrou (22) débraye en rotation au vissage dès l'atteinte du bon couple de serrage, et embraye du début à la fin du dévissage. 2. Borne de raccordement selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux branches élastiques précitées (25,26) sont aptes à se comprimer radialement au vissage sur des pentes (29c,31c) appartenant à la cage C, le couple résultant de la compression des branches (25,26) s'opposant au couple de serrage de la vis (10), jusqu'à ce que ces 13 branches (25,26) échappent aux pentes (29c,31c) dès l'atteinte du couple de serrage souhaité. 3. Borne de raccordement selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce 5 qu'elle comporte des moyens pour produire un bruit de claquement dès l'échappement précité des branches (25,26) des pentes (29c,31 c). 4. Borne de raccordement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'écrou précité (22) comporte une 10 partie annulaire (23) comportant l'orifice (24) de passage de la vis précité (10), et à partir duquel partent deux branches élastiques (25,26) s'étendant circonférentiellement autour de cette partie annulaire (23) suivant respectivement deux directions opposées. 15 5. Borne de raccordement selon la revendication 4, caractérisée en ce que chaque branche (25,26) comporte à son extrémité libre un élément d'accrochage (27,28) apte à coopérer avec deux formes en creux (29 à 32), respectivement première et seconde, prévues sur chaque paroi latérale (6,7) de la cage C, chaque élément formant crochet (27,28) 20 coopérant avec une forme en creux dite première (29,31) pendant le serrage, et avec une forme en creux dite seconde (30,32), pendant le desserrage. 6. Borne de raccordement selon la revendication 5, caractérisée en ce que 25 les formes en creux dites premières (29,31) et secondes (30,32) précitées sont réalisées par frappe à l'intérieur des parois latérales (6,7) de la cage C. 7. Borne de raccordement selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce 30 que dans chaque paroi latérale (6,7), les deux formes en creux (29,30 et 31,32) s'étendent suivant une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe X de la cage C, les deux formes en creux (29,30) de l'une (6) des parois latérales (6,7) étant disposées de manière opposée aux deux formes en creux (31,32) de l'autre paroi latérale (7). 14 8. Borne de raccordement selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que chaque forme en creux dite première (29,31) comporte une portion de surface (29c,31c) formant une pente 5 d'accrochage, située en regard de la forme en creux dite seconde (30,32) de la même paroi, le passage par cette pente d'accrochage (29c,31c) pour l'élément d'accrochage (27,28), pour rejoindre la seconde forme en creux (30,32), entraînant le débrayage précité de la vis (10). 10 9. Borne de raccordement selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que chaque forme en creux dite seconde (30,32) comporte, située en regard de la forme en creux dite première (29,31) qui lui est associée, une portion de paroi (30a,32a) s'étendant sensiblement perpendiculairement à l'axe X de la cage C, et formant une butée d'arrêt 15 en rotation pour l'écrou (22), lors d'une manoeuvre de dévissage engendrant l'embrayage de la vis de serrage (10) du début à la fin du dévissage. 10. Borne de raccordement selon l'une quelconque des revendications 1 à 20 9, caractérisée en ce que l'étage intermédiaire précité est formé par l'intermédiaire d'une plaque (16) montée sertie à l'intérieur de la cage C. 11. Borne de raccordement selon la revendication 10, caractérisée en ce que cette plaque (16) comporte deux ergots dits premiers (17,18) aptes à 25 être introduits respectivement dans deux orifices (12,13) appartenant respectivement à deux bords appartenant respectivement aux deux parois latérales précitées (6,7), en fin d'insertion de la plaque (16) dans la cage C, et deux ergots dits seconds (19,20) aptes à être introduits par sertissage de la tôle de la plaque (16) dans deux orifices (14,15) 30 appartenant respectivement aux deux bords des parois latérales (6,7), ces bords étant opposés aux précédents. 15 12. Appareil de protection électrique comportant au moins une borne amont et/ou au moins une borne aval selon l'une quelconque des revendications précédentes. 5