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La présente invention est relative à des fiches électriques des- tinées à établir des connexions électriques avec des prises de courant, telles que des douilles associées à des appareils électriques.
Pour effectuer des connexions et des mesures électriques, il est fréquemment nécessaire de prévoir la connexion et déconnexion rapide de conducteurs allant à des appareils électriques ou en venant sans devoir faire usage de vis, d'écrous, de soudure ou d'autres moyens de fixation permanente, dont l'utilisation est peu commode et prend du temps. Pour ré- soudre ce problème, il a été proposé d'utiliser une prise de courant, telle qu'une douille, dans l'appareil électrique, prise dans laquelle une fiche reliée à un conducteur peut être introduite afin d'établir une connexion électrique entre le conducteur et l'appareil électrique.
Afin que la fiche puisse avoir une liaison étroite avec la douille, elle est souvent formée par un métal élastique élargi en divers endroits de façon à venir en contact avec la paroi de la douille lorsque la fiche y est introduite de force. De telles fiches sont connues dans le¯domaine technique sous le terme "fiches bananes". Leur utilisation entraine toutefois de sérieux inconvénients.
Parmi ces inconvénients, l'on peut citer le fait qu'après leur utilisation prolongée, les fiches perdent leur élasticité et des connexions étroites ne sont plus établies dans la douille. Non seulement il en résulte un mau- vais contact électrique, mais les surfaces conductrices transportant le courant peuvent être exposées et, si l'opérateur y toucher, elles peuvent lui donner un choc. Ces fiches, en outre, sont fixées aux conducteurs, tels que des fils, par l'intermédiaire de vis, de pattes à souder et de dispositifs analogues.
La flexion des conducteurs, telle qu'elle se produit lors de mesures électriques et d'opérations analogues, provoque fréquemment la séparation par rupture des conducteurs et de la "fiche banane " ou un contact électrique intermittent avec cette dernière, ou encore la mise à nu des parties terminales des conducteurs transportant un courant, entrai- nant à nouveau une possibilité de choc électrique.
Il a été proposé d'éliminer certains de ces difficultés en utili= sant une fiche présentant une broche de fiche creuse contenant un élément disposé de façon à pouvoir se déplacer dans la partie creuse et munie d'un organe de contact traversant une fente de la broche de fiche. L'organe de contact est poussé élastiquement vers l'extérieur à travers la fente, vers une position limite de déplacement extérieur, afin de s'appuyer contre les parois d'une douille lorsque la broche de fiche est introduite dans cette dernière, établissant par conséquent une connexion mécanique et électrique solide. De telles fiches, bien qu'éliminant les inconvénients des "fiches bananes" en ce qui concerne l'usure et la sûreté de contact, présentent en- core les autres désavantages décrits ci-avant.
Les conducteurs peuvent tou- jours être séparés par rupture de la fiche, étant donné qu'ils y sont fixés de la même'manière que celles décrite précédemment pour les "fiches bananes" et le danger de mise à nu de surfaces transportant un courant existe tou- jours. Les fiches, en outre, ne procurent qu'une seule connexion électrique et n'offrehtpas la possibilité d'établir plusieurs connexions électriques en un même point. Elles ont de plus été fabriquées jusqu'à présent en une grande quantité d'éléments et de pièces différents et suivant des techni- ques d'assemblage qui ont empêché jusqu'à présent leur succès commercial.
Un but de la présente invention est de procurer une fiche de ce genre qui ne soit pas sujette aux désavantages de la rupture du conducteur qui lui est associé ou de l'exposition de surfaces du conducteur qui peu- vent donner un choc électrique à l'opérateur. Encore un autre but est de procurer une fiche qui permette d'effectuer des connexions électriques multi- ples.
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Un autre but de l'invention est de procurer une méthode de fabri- cation d'une telle fiche qui diminue le nombre de pièces séparées, qui procure une construction et une technique d'assemblage s'adaptant aux né- cessités de la production en série et qui permette par conséquent la vente de la fiche à un prix suffisamment bas pour être commercial.
En résumé, l'invention comprend une fiche électrique comportant une partie de corps conductrice, de préférence cylindrique et recouverte d'isolant, présentant un logement disposé transversalement et recevant une broche de fiche destiné à recevoir la broche de fiche d'une autre fiche, permettant par conséquent des connexions électriques multiples. Au delà de la partie recouverte d'isolant, il est prévu une broche de fiche creuse, conductrice, terminale, dont la partie creuse communique par l'intermédiai- re d'une fente avec une partie intermédiaire de la surface extérieure de la broche de fiche.
Un élément muni d'un organe de contact traversant ladite fente est disposé, de façon à pouvoir s'y déplacer, dans la partie creuse de la broche de fiche et des moyens de ressort disposés dans ladite partie creuse et venant en contact avec ledit élément repoussent l'organe de contact élastiquement vers l'extérieur, vers une position limite de déplacement ex- térieur.
Un évidement est prévu à l'autre extrémité du corps conducteur, cet évidement comprenant une première et une seconde parties ayant des sec- tions différentes, la seconde partie présentant une section suffisante pour recevoir l'extrémité dénudée d'un conducteur recouvert d'isolant et la première partie présentant une plus grande section afin de recevoir la par- tie adjacente de l'isolant du conducteur recouvert d'isolant. L'extrémité dénudée du conducteur recouvert d'isolant est fixée à l'intérieur de la se- conde partie d'évidement et ladite partie adjacente de l'isolant est fixée à l'intérieur de ladite première partie d'évidement, de préférence en défor- mant et resserrant l'extrémité extérieure de la partie de corps conductrice de la fiche.
Des enveloppes isolantes moulées préférées qui diminuent la possibilité de séparation de la fiche et du conducteur et d'exposition de surfaces pouvant entraîner des chocs électriques pour l'opérateur et des techniques de fabrication et d'assemblage préférées sont décrites ci-après de façon plus détaillée. D,autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après, donnée à titre non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels:
La figure 1 est une vue schématique représentant des fiches construites suivant une forme de réalisation préférée de la présente inven- tion et utilisées dans un système électrique.
Les figures 2 et 3 sont des vues en perspective représentant, respectivement, les opérations de découpage et de tournage d'une ébauche.
La figure 4 est une vue en perspective, à plus grande échelle et avec certaines parties éliminées par brisure, représentant une opération de moletage.
Les figures 5 et 8 sont des vues en élévation latérale, partielle- ment en coupe, représentant diverses opérations de perçage.
La figure 9 est une vue en perspective, avec certaines parties éliminées par brisure, représentant une opération de fraisage.
Les figures 10 et 11 sont des vues en élévation latérale, à plus grande échelle,partiellement en coupe, représentant des étapes d'assemblage.
La figure 12 estune vue schématique d'une étape de galvanisation.
La figure 13 est une-vue en perspective, avec certaines parties éliminées par brisure, représentant une autre étape de fraisage.
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La figure 14 est une vue analogue à la figure 13 représentant la préparation d'un conducteur.
La figure 15 est une vue en élévation latérale, partiellement en coupe, représentant des étapes de soudure et d'emboutissage ou déformation.
La figure 16 est une vue analogue à la figure 15 d'une étape modi- fiée de fixation du conducteur.
La figure 17 est une vue en plan d'une paire de fiches disposées dans la cavité inférieure d'un moule.
La figure 18 est une vue en coupe suivant la ligne 18-18 de la figure 17, en regardant dans le sens des flèches, et comprenant le couver- cle supérieur du moule.
La figure 19 est une vue en coupe d'une forme modifiée de fiche.
D'après la figure 1, la fiche électrique est représentée comme comportant une partie 1 recouverte d'isolant et présentant un évidement 3, disposé transversalement et recevant la broche de fiche. La fiche est mu- nie d'une broche de fiche finale 5 présentant une fente 7 dans une partie intermédiaire de la surface extérieure de cette broche de fiche 5. L'isole- ment s'étend depuis l'extrémité intérieure de la broche de fiche 5, de façon continue jusqu'à l'isolant d'un conducteur isolé 23 auquel il est fixé et est, de préférence, d'un type moulé décrit ci-après de façon plus détail- lée.
La fente 7 communique avec un espace creux 13 (figures 10 et Il), formé dans la broche de fiches conductrice 50 Un organe de contact 9, con- stituant le bord supérieur en forme de couteau d'un élément conducteur 15 disposé dans l'espace creux 13, traverse la fente 7. Un ressort filiforme triangulaire 17, également disposé à l'intérieur de l'espace creux 13, re- pousse élastiquement l'élément 15 et son organe de contact 9 vers l'exté- rieur à travers la fente 7, vers une position limite de déplacement extérieur, déterminée par des épaulements 19.
L'organe de contact 9 présente de préfé- rence une partie inclinée vers l'avant 21 afin d'aider à repousser l'organe de contact 9 dans la fente 7 contre l'action du ressort 17, lorsque la bro- che de fiche 5 est introduite de force dans une prise de courant, telle qu' une douille tubulaire conductrice 21 (figure 1).
Une paire de broches de fiche est représentée à la partie supé- rieure de la figure 1, connectée à chaque extrémité du conducteur supérieur isolé 23 et reliées chacune à une- douille finale supérieure 21 de dispositifs électriques 25, tels que, par exemple , d'un équipement d'essai électrique ou d'autres circuits. Les prises inférieures 21 des dispositifs'25 sont ra cordées de façon analogue à des fiches 1. La prise inférieure 21 du disposi- tif 25 de gauche est connectée par des fiches 1 à chaque extrémité d'un au- tre conducteur 23 à la douille finale de gauche 21 d'un organe de mesure 27.
L'instrument de mesure 27 est connecté en série avec la prise inférieure 21 du dispositif électrique 25 de droite, par l'intermédiaire d'encore un autre conducteur 23 présentant une paire de fiches 1, afin de mesurer, par exemple, le courant circulant entre ces points. Une connexion électrique multiple est établie à la douille finale de droite 21 de l'appareil de mesure 27 au moyen d'une autre fiche 1, dont la broche 5 est introduite à l'inté- rieur de l'évidement transversal 3, destiné à recevoir une broche de fiche, de la fiche 1 qui est déjà disposée dans la douille de droite 21 de l'appa- reil de mesure. Cette autre fiche 1 est alors connectée à une douille 21 mise à la masse afin de mettre la borne de droite de l'appareil de mesure 27 à la masse.
Une connexion multiple analogue qui peut établir une liai- son avec un autre appareil de mesure (non représenté) ou avec n'importe quel autre circuit électrique, est représentée à l'évidement 3 de la fiche 1 qui
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est connectée à la douille inférieure 21 du dispositif électrique 25 de gauche. D'autres fiches peuvent, évidemmentêtre introduites dans les évi- dements transversaux 3 libres, de toutes les fiches 1 afin d'établir plus de- deux connexions en un même point, si on le désire. En pratique, un grand nom- bre de connexions électriques peut ainsi être aisément effectué en n'impor- te quel point désiré d'un circuit électrique.
Au lieu d'être connectées à des douilles de bornes 21 associées à des équipements électriques 25, les fiches peuvent en outre être connectées à des évidements de bornes de pinces "crocodile " normales, de pattes de connexion, etc.
Suivant une forme de réalisation préférée de la présente inven- tion, la fiche est fabriquée à partir d'une pièce unique de matière conduc- trice, par exemple une tige cylindrique de laiton d'un diamètre d'environ 1/4 pouce. Cette matière peut être amenée à une machine à fileter automati- que ou un autre appareil analogue qui peut exécuter diverses opérations de formation, représentées séparément aux figures 2 à 9, sous forme d'étapes séparées, dans un but d'explication et de simplification.
Le corps 11 de la fiche peut être formé en découpant des longueurs prédéterminées appropriées de la barre. Un outil de coupe 2 est représenté à la figure 2 découpant une telle longueur prédéterminée de la matière con- ductrice pendant que celle-ci est mise en rotation par le mandrin 6 d'un mo- teur 4. Le corps 11 peut, par exemple, avoir deux pouces un huitième de long. Il doit être entendu que les dimensions indiquées ici ont été décou- vertes comme convenant particulièrement bien en pratique pour l'utilisation avec"les prises de courant actuelles des équipements d'essai standards, de pinces "crocodile", de pattes de connexion, etc. Ces dimefisions, toutefois, sont données uniquement à titre d'exemple et des fiches ayant des dimensions totalement différentes peuvent être fabriquées suivant ces mêmes techniques.
Bien que les divers types d'outils et les techniques de fabrication repré- sentés ainsi que l'ordre de diverses étapes de fabrication, soient préférés, d'autres dispositifs et étapes équivalents peuvent évidemment être utilisés.
Une partie finale avant du corps conducteur 11 est réduite en dia- mètre, de préférence jusqu'à environ 1/8 pouce, par un outil de coupe 8 (fi- gure 3) afin de former la broche de fiche 5.
Une partie 41 de la surface conductrice 11 peut être rendue rugueu- se, par exemple par moletage à l'aide de galets de moletage 10 (figure 4), afin de permettre la fixation d'un recouvrement isolant moulé 1 sur la par- tie de grand diamètre du corps conducteur 11, comme expliqué ci-après.
Une partie creuse 13 est forée à l'intérieur de la broche de fiche 5, de préférence sur toute la longueur, par exemple au moyen d'une mèche 12, représentée à la figure 5. Une partie évidée 29 analogue, s'étendant de préférence longitudinalement (figure 6), est forée à l'autre extrémité de la fiche avec un diamètre suffisant pour y loger le recouvrement isolant du conducteur isolé 23. Pour une fiche des dimensions indiquées ci-avant, l'é- videment 29 a de préférence une longueur de 1/2 pouce. La partie évidée 29 se prolonge par une seconde partie évidée 31 de diamètre plus faible (fi- gure 7) destinée à loger l'extrémité dénudée 33 du conducteur isolé 23, plus précisément représentée aux figures 14, 15 et 16. La longueur de la partie d'évidement de petit diamètre 31 est de préférence de l'ordre de 5/16 pouce.
L'évidement transversal 3, mentionné ci-avant, ,est alors formé com- me représenté à la figure 8, en un endroit situé entre l'extrémité intérieure de la broche de fiche 5 et l'extrémité intérieure de la partie évidée 31. Le diamètre du logement transversal 3, destiné à recevoir une broche de fiche, est légèrement supérieur au diamètre de la broche de fiche 5 afin de recevoir la broche de fiche d'une autre fiche, dans le but d'établir des connexions
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multiples, comme représenté à la figure 1.
La fente 7 dans la surface extérieure de la broche de fiche 5, située entre les extrémités de cette dernière et communiquant avec l'espa- ce creux 13, peut alors être formée par un outil de fraisage 14, comme re- présenté à la figure 9. La fente 7 peut avoir une longueur d'environ 5/8 pouce.
L'élément 15 mentionné ci-avant, présentant son organe de contact en forme de couteau supérieur 9, est alors introduit avec le ressort trian- gulaire 17, dont les bras ouverts viennent en contact avec un évidement 35 'au fond de l'élément 15, dans l'espace creux 13 de la broche de fiche 5.
Lorsque l'élément 15 et le ressort 17 sont totalement introduits dans l'es- pace creux 13 de la broche de fiche 5, l'organe de contact 9 est déplacé élastiquement vers l'extérieur à travers la fente 7, comme représenté à la figure 11, son déplacement extérieur étant limité par les épaulements 190 Il est alors nécessaire d'établir une fermeture pour l'extrémité de la bro- che de fiche 5 qui empêche l'élément 15 et le ressort 17 d'être chassés de l'espace creux 13 lorsque la broche de fiche 5 est introduite dans une prise de courant 21, abaissant par conséquent l'organe de contact 9 à l'intérieur de la fente 7 contre l'action de rappel du ressort 17. Plutôt que d'établir un bouchon séparé pour l'espace creux 13,
ce qui nécessite non seulement une pièce supplémentaire mais entraîne le danger de relâchement et d'expul- sion lorsque le ressort 18 est comprimé, il a été considéré comme préféra- ble de fermer l'extrémité ouverte de la broche de fiche 5 par emboutissage- à l'aide d'un outil d'emboutissage 16.
La fiche est alors introduite dans un bain de galvanisation (fi- gure 12), par exemple une solution de nickelage 18 usuelle où, sous l'action de la tension d'une batterie ou d'une autre source de courant 20, connectée entre la fiche, servant de cathode, et une anode 22, la fiche est recouver- te de nickel, ce qui améliore sa conductibilité superficielle, ainsi que son apparence.
Un évidement 37 est alors fraisé, par exemple à l'aide d'un outil de coupe 24, transversalement par rapport au corps conducteur 11 au voisi- nage de la partie d'évidement de petit diamètre 31, recoupant cette partie d'évidement 31, comme représenté aux figures 13 et 15. L'extrémité dénudée 33 du conducteur 23 qui doit être connectée à la fiche est alors de préféren- ce étamée à la soudure, par exemple au moyen d'un fer à souder 26 (figure 14). Comme représenté à la figure 15, l'extrémité dénudée 33 est alors in- troduite à l'intérieur de la seconde partie d'évidement 31 et de la soudure est appliquée dans le vreux 37 afin de relier l'extrémité dénudée 33 au corps conducteur 11, à la fois électriquement et mécaniquement. Il est préférable de ne pas se fier à cette liaison par soudure pour la solidité mécanique.
Afin de s'assurer que le conducteur-23 ne puisse pas se libérer de la fiche, par exemple lorsqu'il est plié ou que la fiche est retirée de la prise de courant, l'isolant du conducteur 23, au voisinage de l'extrémité dénudée 33, est fixé à l'intérieur de la partie d'évidement 29 en déformant ou en em- boutissant l'extrémité ouverte de la partie d'évidement 29 au moyen d'un outil de serrage 28.
D'une autre façon, si on ne désire pas utiliser de la soudure, le creux 37 peut présenter une fine paroi de fond 39, comme représenté à la fi- gure 16. Un outil de soudage 30 peut alors déplacer la paroi 39 vers l'ex- térieur jusqu'à un contact de soudure avec l'extrémité dénudée 33 du con- ducteur 23 afin de fixer le conducteur dans la partie d'évidement 31 du corps conducteur 11.
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Les fiches sont maintenant prêtes pour être munies -de leur recou- vrement isolant 1. Deux broches de fiche reliées aux extrémités d'un conduc- teurn23 sent .représentées à la figure 17 comme étant placées à l'intérieur de la section de fond 32 d'une cavité de moule prévue pour recevoir une ma- tière plastique introduite par injection, par exemple du chlorure de poly- vinyle.
Il est désirable que le recouvrement isolant 1 enveloppe complètement le corps conducteur 11, de telle sorte que l'opérateur ne puisse.pas recevoir de choc en introduisant la fiche dans la prise 21, ou en la retirant de cette dernière. Il est nécessaire, toutefois, que l'évidement transversal 3 soit maintenu libre de matière plastique étant donné qu'il doit recevoir finalement des broches de fiche d'autres fiches afin d'établir des connex- ions électriques multiples, comme expliqué ci-avant. Suivant la présente in- vention, un goujon 34 est introduit dans les évidements transversaux 3 de la paire de fiches et est logé dans une rainure 36 du moule 32 afin d'ali- gner les fiches dans ce moule.
Comme il ressortira de la description ci- après, lorsque la matière plastique est injectée dans le moule, le goujon 34 sèrt également à fermer les évidements transversaux 3, destinés à rece- voir les broches de fiche, afin d'empêcher la matière plastique de pénétrer dans ces évidements 3. Les broches de fiche 5 s'étend&nt dans des rainures 38 de la cavité de moule 32 à l'extérieur des régions 40 dans lesquelles la matière plastique est injectée. En pratique, comme représenté à la figu- re 17, la matière plastique est moulée sur une petite partie 42 de l'extré- mité intérieure de la broche de fiche 5 afin d'établir une partie finale qui verrouille le recouvrement isolant sur l'extrémité avant de la partie de corps conductrice 11.
Une partie 44 de l'isolant du conducteur isolé 23 est également introduite à l'intérieur de la partie de cavité 40 rece- vant la matière plastique, de telle sorte que cette dernière recouvre l'iso- lant de façon à établir une bonne liaison avec celui-ci. Il est préférable que l'isolant du conducteur 23 soit fabriqué de la même matière que celle utilisée pour recouvrir la fiche, dans le cas présent du chlorure de poly- vinyle, de façon à établir la meilleure liaison possible. Le but de la par- tie de surface 41 moletée ou rendue rugueuse d'une autre façon, décrite ci- avant, peut maintenant être expliqué.
Lorsque la matière plastique est in- jectée dans l'ouverture 46 (figure 18) dans la partie supérieure du moule, elle s'écoule à l'intérieur de la région 40 de la cavité dans les sections supérieure et inférieure du moule, autour des parties de corps conducteur 11, y compris les parties internes 42 des broches de fiches 5 et les parties 44 de l'isolant du conducteur isolé 23. La matière plastique fondue se ver- rouille dans les parties rugueuses 41 empêchant ainsi le glissement rotatif ou longitudinal du recouvrement isolant 1 formé autour de la fiche. Bien que la surface moletée 41 ait semblé être préférable dans le but présent, des fentes,des creux ou d'autes formes irrégulières pourraient être utilisées.
Lorsque la matière plastique a durci, la partie supérieure du moule est retirée et le goujon 34 est enlevé des évidements transversaux 3. La construction moulée en résultant donne une résistance supplémentaire par rapport à celle déjà fournie par les étapes de soudure et de déformation de la figure 15 ou les étapes de serrage et de déformation de la figure 5, afin de résister à toute tendance de séparation de la fiche et des conduc- teurs 23. Etant donné que le recouvrement moulé 1 se verrouille sur l'extré- mité intérieure 42 de la broche de fiche 5 et sur la partie 44 de l'isolant du conducteur 23, des flexions ou plis aigus du conducteur 23 au point de connexion électrique avec la fiche sont pratiquement impossibles et les ruptures sont éliminées.
A titre d'exemple, les fils 1-23-1 de la figure 1, ainsi formés, ont résisté à des efforts de traction dépassant 45 livres.
La fiche est totalement isolée, sans possibilité de mise à nu de surfaces
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transportant un courant et des connexions multiples peuvent être effectuées par l'intermédiaire des évidements transversaux 3 sans danger de choc élec- trique.
Bien que l'évidement transversal 3, recevant les broches de fiche ait été représenté avec son axe perpendiculaire à l'axe longitudinal de la fiche, orientation qui a été considérée comme convenant particulièrement bien pour la connexion avec des appareils électriques de la façon représentée à la figure 1, il doit être entendu que cet évidement peut également s'éten- dre transversalement en formant un angle aigu avec l'axe longitudinal de la fiche. Plus d'un évidement destiné à recevoir des broches de fiche peuvent également être prévus. Il peut en outre être désirable, pour certaines appli- cations, d'orienter l'évidement 3 pratiquement parallèlement à l'axe longi- tudinal de la fiche, qui est transversal par rapport à la section de cette fiche.
Une telle disposition est représentée à la figure 19, où les posi- tions de la connexion du fil conducteur 23 et de l'évidement 3 ont pratique- ment été inversées.
La technique de moulage de l'isolant sera alors évidement modifiée de façon correspondante.
Il doit être entendu que l'invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation décrites ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.
REVENDICATIONS.
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The present invention relates to electrical plugs intended to establish electrical connections with sockets, such as sockets associated with electrical appliances.
To make electrical connections and measurements, it is frequently necessary to provide for the rapid connection and disconnection of conductors going to or from electrical devices without having to use screws, nuts, solder or other fastening means. permanent, which is inconvenient and time consuming to use. To solve this problem, it has been proposed to use an outlet, such as a socket, in the electrical apparatus, into which a plug connected to a conductor can be inserted in order to establish an electrical connection. between the conductor and the electrical device.
In order that the plug can have a tight connection with the socket, it is often formed by an elastic metal widened at various places so as to come into contact with the wall of the socket when the plug is forcibly inserted therein. Such plugs are known in the technical field under the term "banana plugs". However, their use entails serious drawbacks.
Among these disadvantages is the fact that after prolonged use the plugs lose their elasticity and close connections are no longer made in the socket. Not only does this result in poor electrical contact, the conductive surfaces carrying current can be exposed and, if touched by the operator, they can shock the operator. These plugs, moreover, are attached to conductors, such as wires, by means of screws, solder tabs and the like.
Bending of the conductors, such as occurs in electrical measurements and similar operations, frequently causes the conductors to be separated from the "banana plug" by breaking or intermittent electrical contact with the latter, or alternatively, bare end portions of current-carrying conductors, again creating a possibility of electric shock.
It has been proposed to eliminate some of these difficulties by using a plug having a hollow plug pin containing an element arranged so as to be able to move in the hollow part and provided with a contact member passing through a slot of the plug pin. The contact member is elastically urged outwardly through the slot, to an outward displacement limit position, to rest against the walls of a socket when the plug pin is inserted into the latter, establishing by therefore a strong mechanical and electrical connection. Such plugs, although eliminating the drawbacks of "banana plugs" as regards wear and contact safety, still have the other disadvantages described above.
The conductors can always be separated by breaking the plug, since they are attached to it in the same way as those described above for "banana plugs" and the danger of exposing surfaces carrying a current exists. always. The plugs, moreover, provide only one electrical connection and do not offer the possibility of making several electrical connections at the same point. In addition, they have heretofore been manufactured in a large number of different elements and parts and according to assembly techniques which have hitherto hindered their commercial success.
An object of the present invention is to provide such a plug which is not subject to the disadvantages of breaking the conductor associated with it or exposing surfaces of the conductor which may give an electric shock to the conductor. operator. Yet another object is to provide a plug which allows multiple electrical connections to be made.
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Another object of the invention is to provide a method of manufacturing such a plug which decreases the number of separate parts, which provides a construction and an assembly technique adapted to the requirements of the production. series and which consequently allows the sale of the plug at a price low enough to be commercial.
In summary, the invention comprises an electrical plug comprising a conductive body part, preferably cylindrical and covered with insulation, having a housing disposed transversely and receiving a plug pin intended to receive the plug pin of another plug, therefore allowing multiple electrical connections. Beyond the part covered with insulation, there is provided a hollow, conductive, terminal plug pin, the hollow part of which communicates through the intermediary of a slot with an intermediate part of the outer surface of the plug pin. plug.
An element provided with a contact member passing through said slot is arranged, so as to be able to move therein, in the hollow part of the plug pin and the spring means arranged in said hollow part and coming into contact with said element push the contact member elastically outward, towards an outward displacement limit position.
A recess is provided at the other end of the conductive body, this recess comprising a first and a second part having different cross-sections, the second part having a sufficient cross-section to receive the stripped end of a conductor covered with insulation. and the first part having a larger section to receive the adjacent part of the insulation of the conductor covered with the insulation. The stripped end of the insulator covered conductor is secured within the second recess portion and said adjacent portion of the insulation is secured within said first recess portion, preferably by deforming and constricting the outer end of the conductive body portion of the plug.
Preferred molded insulating jackets which decrease the possibility of plug and conductor separation and exposure of surfaces which may result in electric shock to the operator and preferred manufacturing and assembly techniques are hereinafter described in more detail. detailed. D, other details and features of the invention will emerge from the description below, given without limitation and with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a schematic view showing plugs constructed in accordance with a preferred embodiment of the present invention and used in an electrical system.
FIGS. 2 and 3 are perspective views showing, respectively, the operations of cutting and turning of a blank.
Figure 4 is a perspective view, on a larger scale and with some parts broken away, showing a knurling operation.
Figures 5 and 8 are side elevational views, partially in section, showing various drilling operations.
Fig. 9 is a perspective view, with some parts broken away, showing a milling operation.
Figures 10 and 11 are side elevational views, on a larger scale, partially in section, showing assembly steps.
FIG. 12 is a schematic view of a galvanizing step.
Fig. 13 is a perspective view, with some parts broken away, showing another milling step.
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Figure 14 is a view similar to Figure 13 showing the preparation of a conductor.
Fig. 15 is a side elevational view, partially in section, showing steps of welding and stamping or deforming.
FIG. 16 is a view similar to FIG. 15 of a modified step of securing the conductor.
Figure 17 is a plan view of a pair of pins disposed in the lower cavity of a mold.
Figure 18 is a sectional view taken along line 18-18 of Figure 17, looking in the direction of the arrows, and including the upper mold cover.
Figure 19 is a sectional view of a modified form of plug.
According to Figure 1, the electrical plug is shown as comprising a part 1 covered with insulation and having a recess 3, arranged transversely and receiving the plug pin. The plug is provided with a final plug pin 5 having a slot 7 in an intermediate part of the outer surface of this plug pin 5. The insulation extends from the inner end of the plug pin. plug 5, continuously to the insulation of an insulated conductor 23 to which it is attached and is preferably of a molded type described in more detail below.
The slot 7 communicates with a hollow space 13 (Figures 10 and II), formed in the conductive plug pin 50 A contact member 9, constituting the upper knife-shaped edge of a conductive member 15 disposed in the slot. hollow space 13 passes through slot 7. A triangular filamentary spring 17, also disposed inside hollow space 13, resiliently pushes element 15 and its contact member 9 outwardly through the slot 7, towards a limit position for external displacement, determined by shoulders 19.
The contact member 9 preferably has a forwardly inclined portion 21 in order to help push the contact member 9 back into the slot 7 against the action of the spring 17, when the plug pin 5 is forcibly inserted into a socket, such as a conductive tubular socket 21 (Figure 1).
A pair of plug pins are shown at the top of Figure 1, connected to each end of the insulated top conductor 23 and each connected to an upper end socket 21 of electrical devices 25, such as, for example, d '' electrical test equipment or other circuits. The lower sockets 21 of the devices 25 are connected analogously to plugs 1. The lower socket 21 of the left device 25 is connected by plugs 1 at each end of a further conductor 23 to the socket. left end 21 of a measuring device 27.
The measuring instrument 27 is connected in series with the lower socket 21 of the right-hand electrical device 25, through yet another conductor 23 having a pair of pins 1, in order to measure, for example, the current flowing between these points. A multiple electrical connection is made to the right end socket 21 of the measuring device 27 by means of another plug 1, the pin 5 of which is inserted inside the transverse recess 3, intended for receive a plug pin, from plug 1 which is already arranged in the right-hand socket 21 of the measuring device. This other plug 1 is then connected to a socket 21 which is grounded in order to put the right terminal of the measuring device 27 to the ground.
An analog multiple connection which can establish a link with another measuring device (not shown) or with any other electric circuit, is shown in recess 3 of plug 1 which
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is connected to the lower socket 21 of the left electric device 25. Other plugs can, of course, be inserted into the free transverse recesses 3 of all the plugs 1 in order to establish more than two connections at the same point, if desired. In practice, a large number of electrical connections can thus easily be made at any desired point of an electrical circuit.
Instead of being connected to terminal sockets 21 associated with electrical equipment 25, the plugs can additionally be connected to terminal recesses of normal "alligator" clips, connection tabs, etc.
In a preferred embodiment of the present invention, the plug is fabricated from a single piece of conductive material, eg, a cylindrical brass rod of about 1/4 inch diameter. This material can be fed to an automatic threading machine or other similar apparatus which can perform various forming operations, shown separately in Figures 2 to 9, as separate steps, for the purpose of explanation and simplification. .
The plug body 11 can be formed by cutting suitable predetermined lengths from the bar. A cutting tool 2 is shown in FIG. 2 cutting such a predetermined length of the conductive material while the latter is rotated by the mandrel 6 of a motor 4. The body 11 can, for example, , be two and one-eighth inches long. It should be understood that the dimensions given here have been found to be particularly suitable in practice for use with "current sockets of standard test equipment," alligator "clips, connection tabs, etc. These dimefisions, however, are given by way of example only, and sheets with entirely different dimensions can be made using these same techniques.
While the various types of tools and manufacturing techniques shown, as well as the order of various manufacturing steps, are preferred, other devices and equivalent steps can of course be used.
A front end portion of the conductive body 11 is reduced in diameter, preferably to about 1/8 inch, by a cutting tool 8 (Figure 3) to form the plug pin 5.
A part 41 of the conductive surface 11 can be roughened, for example by knurling using knurling rollers 10 (figure 4), in order to allow the attachment of a molded insulating cover 1 to the part. of large diameter of the conductive body 11, as explained below.
A hollow portion 13 is drilled into the interior of the plug pin 5, preferably over the entire length, for example by means of a bit 12, shown in Figure 5. A similar recessed portion 29, extending from preferably longitudinally (Figure 6), is drilled at the other end of the plug with a diameter sufficient to accommodate the insulating covering of the insulated conductor 23. For a plug of the dimensions indicated above, the drain 29 has preferably a 1/2 inch length. The recessed part 29 is extended by a second recessed part 31 of smaller diameter (FIG. 7) intended to house the stripped end 33 of the insulated conductor 23, more precisely represented in FIGS. 14, 15 and 16. The length of the The small diameter recess portion 31 is preferably on the order of 5/16 inch.
The transverse recess 3, mentioned above, is then formed as shown in FIG. 8, at a location between the inner end of the plug pin 5 and the inner end of the recessed part 31. The diameter of the transverse housing 3, intended to receive a plug pin, is slightly larger than the diameter of the plug pin 5 in order to receive the plug pin of another plug, for the purpose of making connections
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multiple, as shown in Figure 1.
The slot 7 in the outer surface of the plug pin 5, located between the ends of the latter and communicating with the hollow space 13, can then be formed by a milling tool 14, as shown in FIG. 9. The slit 7 can be about 5/8 inch long.
The aforementioned element 15, having its upper knife-shaped contact member 9, is then introduced with the triangular spring 17, the open arms of which come into contact with a recess 35 'at the bottom of the element. 15, in the hollow space 13 of the plug pin 5.
When the element 15 and the spring 17 are fully inserted into the hollow space 13 of the plug pin 5, the contact member 9 is moved elastically outwardly through the slot 7, as shown in FIG. Figure 11, its outward movement being limited by the shoulders 190 It is then necessary to establish a closure for the end of the plug pin 5 which prevents the element 15 and the spring 17 from being forced out of the hollow space 13 when the plug pin 5 is inserted into a socket 21, consequently lowering the contact member 9 inside the slot 7 against the return action of the spring 17. Rather than establishing a separate plug for the cavity 13,
which not only requires an additional part but entails the danger of loosening and expelling when the spring 18 is compressed, it has been considered preferable to close the open end of the plug pin 5 by stamping. using a stamping tool 16.
The plug is then introduced into a galvanizing bath (FIG. 12), for example a usual nickel plating solution 18 where, under the action of the voltage of a battery or of another current source 20, connected between with the plug serving as a cathode and an anode 22, the plug is coated with nickel, which improves its surface conductivity as well as its appearance.
A recess 37 is then milled, for example using a cutting tool 24, transversely with respect to the conductive body 11 in the vicinity of the small diameter recess portion 31, intersecting this recess portion 31. , as shown in Figures 13 and 15. The stripped end 33 of conductor 23 which is to be connected to the plug is then preferably soldered tin, for example by means of a soldering iron 26 (Figure 14). . As shown in FIG. 15, the stripped end 33 is then introduced inside the second recess part 31 and solder is applied in the burr 37 in order to connect the stripped end 33 to the conductive body. 11, both electrically and mechanically. It is best not to rely on this solder connection for mechanical strength.
In order to ensure that the conductor-23 cannot come free from the plug, for example when it is bent or the plug is pulled out from the socket, the insulation of the conductor 23, in the vicinity of the stripped end 33, is secured inside the recess portion 29 by deforming or pressing the open end of the recess portion 29 by means of a clamping tool 28.
Alternatively, if it is not desired to use solder, the recess 37 may have a thin bottom wall 39, as shown in Figure 16. A welding tool 30 can then move the wall 39 toward the bottom. 'outside until solder contact with the stripped end 33 of the conductor 23 in order to secure the conductor in the recess portion 31 of the conductive body 11.
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The plugs are now ready for their insulating cover 1. Two plug pins connected to the ends of a conductor 23 are shown in figure 17 as being placed inside the bottom section 32. a mold cavity intended to receive a plastic material introduced by injection, for example polyvinyl chloride.
It is desirable that the insulating covering 1 completely surrounds the conductive body 11, so that the operator can not receive a shock by inserting the plug into the socket 21, or by removing it from the latter. It is, however, necessary that the transverse recess 3 be kept free of plastics since it must ultimately receive plug pins from other plugs in order to establish multiple electrical connections, as explained above. . According to the present invention, a stud 34 is introduced into the transverse recesses 3 of the pair of pins and is housed in a groove 36 of the mold 32 in order to align the pins in this mold.
As will be apparent from the following description, when the plastic material is injected into the mold, the pin 34 is also useful to close the transverse recesses 3, intended to receive the plug pins, in order to prevent the plastic material from falling. penetrate into these recesses 3. The plug pins 5 extend into grooves 38 of the mold cavity 32 outside the regions 40 into which the plastic is injected. In practice, as shown in Fig. 17, the plastic material is molded over a small portion 42 of the inner end of the plug pin 5 to provide a final portion which locks the insulating cover onto the. front end of the conductive body part 11.
A part 44 of the insulation of the insulated conductor 23 is also introduced inside the cavity part 40 receiving the plastic material, so that the latter covers the insulation so as to establish a good bond. with this one. It is preferable that the insulation of the conductor 23 be made of the same material as that used to cover the plug, in this case polyvinyl chloride, in order to establish the best possible bond. The purpose of the knurled or otherwise roughened surface portion 41, described above, can now be explained.
When the plastic material is injected into the opening 46 (Figure 18) in the upper part of the mold, it flows within the region 40 of the cavity in the upper and lower sections of the mold, around the molds. conductive body parts 11, including the internal parts 42 of the plug pins 5 and parts 44 of the insulated conductor 23 insulation. The molten plastic material locks in the rough parts 41 thus preventing rotational or longitudinal sliding of the insulating cover 1 formed around the plug. Although the knurled surface 41 seemed to be preferable for the present purpose, slits, depressions or other irregular shapes could be used.
When the plastic material has cured, the top of the mold is removed and the stud 34 is removed from the transverse recesses 3. The resulting molded construction gives additional strength over that already provided by the soldering and deformation steps of the die. Figure 15 or the tightening and deformation steps of Figure 5, in order to resist any tendency to separate the plug and conductors 23. Since the molded cover 1 locks on the inner end 42 of the plug pin 5 and on the part 44 of the insulator of the conductor 23, sharp bends or folds of the conductor 23 at the point of electrical connection with the plug are practically impossible and breaks are eliminated.
For example, the wires 1-23-1 of FIG. 1, thus formed, withstood tensile forces exceeding 45 pounds.
The plug is completely insulated, without the possibility of exposing surfaces
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carrying current and multiple connections can be made through the transverse recesses 3 without danger of electric shock.
Although the transverse recess 3, receiving the plug pins has been shown with its axis perpendicular to the longitudinal axis of the plug, an orientation which has been considered particularly suitable for connection with electrical apparatus as shown in FIG. 1, it should be understood that this recess can also extend transversely, forming an acute angle with the longitudinal axis of the plug. More than one recess for receiving plug pins can also be provided. It may further be desirable, for some applications, to orient the recess 3 substantially parallel to the longitudinal axis of the plug, which is transverse to the section of that plug.
Such an arrangement is shown in Figure 19, where the positions of the connection of the lead wire 23 and the recess 3 have been substantially reversed.
The technique of molding the insulation will obviously be modified accordingly.
It should be understood that the invention is in no way limited to the embodiments described above and that many modifications can be made thereto without departing from the scope of the present patent.
CLAIMS.