EP0002984B1 - Connecteur à contrôle optique pour câble en nappe - Google Patents

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EP0002984B1
EP0002984B1 EP78400244A EP78400244A EP0002984B1 EP 0002984 B1 EP0002984 B1 EP 0002984B1 EP 78400244 A EP78400244 A EP 78400244A EP 78400244 A EP78400244 A EP 78400244A EP 0002984 B1 EP0002984 B1 EP 0002984B1
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EP
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connector
pusher
accordance
lugs
convergent
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EP78400244A
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Jacques Carre
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Socapex SA
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Socapex SA
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
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    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/59—Fixed connections for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures
    • H01R12/65—Fixed connections for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures characterised by the terminal
    • H01R12/67—Fixed connections for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures characterised by the terminal insulation penetrating terminals
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    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/24—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands
    • H01R4/2416—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having insulation-cutting edges, e.g. of tuning fork type
    • H01R4/242—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having insulation-cutting edges, e.g. of tuning fork type the contact members being plates having a single slot

Definitions

  • the present invention relates to the field of connectors for electrically conductive cables with a plurality of mutually insulated wires, in the case where these wires are arranged side by side, in a flat ribbon arrangement, where the wires are held together by their insulating coating, arrangement known as ribbon cable.
  • the plug-in connection of the ribbon cables uses connectors in two parts, each comprising, in an insulating support block, a plurality of conductive contact elements.
  • Each wire having been previously stripped over a suitable length, by removing its insulating sheath, is connected to one of the contact elements, one end of which is adapted to this connection, most often made by welding; the other end of each contact element, in the form of either a male plug or a female socket, ensures connection by plugging in with contact elements of complementary shape carried by the other part of the connector.
  • a typical form of such a terminal consists of a plate disposed at the end of the contact, a plate in which a slot, open at one end, has been made.
  • the introduction, by its lateral surface, of a conducting wire into this slot determines, for a suitable diameter of the wire, a partial penetration of the lateral edges of the slot in the latter, with establishment of the electrical contact, and mechanical anchoring of the wire on the terminal. If the wire is covered with a sheath of an insulating material, this sheath is notched in the same conditions by the edges of the slot; there is thus establishment of the electrical connection with self-stripping.
  • the self-stripping terminal is present at the open end of its slot, a pair of points ensuring the drilling of the two walls, giving the self-stripping lug the general shape of a fork.
  • connection between each wire and each terminal of a connector for ribbon cable is thus made very rapid, in particular if the penetration of all the wires of the cable is carried out simultaneously by a common thrust member.
  • the connector with self-stripping lugs for ribbon cables according to the present invention does not have these drawbacks.
  • this means allows immediate and simultaneous control of the plurality of connections between the wires of the ribbon cable and the forks of the self-stripping lugs without dismantling or application of electrical energy, but by purely optical means; this means is non-destructive, effective and inexpensive. It consists of a plurality of converging optical diopters, arranged opposite the region of the ribbon cable where the penetration, the self-stripping and the electrical connection of the forks take place, performing the function of a plurality of magnifying glasses providing visual magnification of this region; according to the invention, this control means is associated, in the connector, with the means ensuring the application of the force of simultaneous penetration of the wires of the ribbon cable in the lugs, namely the pusher forming part of the connector.
  • the invention thus provides for assuming in a new way two functions by the same means, a mechanical function and an optical function.
  • the material of which the pusher is made is chosen from those which are capable of entering, by their physical properties of transparency and refractive index, into the constitution of optical devices; in addition, the shape of the surfaces of the pusher disposed facing the regions of the ribbon cable to be checked is chosen to constitute pluralities of converging diopters of optical power suitable for good observation, with sufficient magnification.
  • an optically controlled connector for ribbon cable, cable in the form of a strip consisting of a plurality of adjacent conductive wires joined by a common flat insulating envelope firstly comprising a block (1) of insulating material provided a housing for receiving the cable, secondly a determined number of contact elements with self-stripping lugs in the form of a fork (6), these lugs protruding into this housing, and thirdly a cover constituting a pusher (14) allowing the application to the cable of a force for inserting the wires into the lugs, characterized in that the pusher is provided with optical elements of the "converging diopter" type (32) arranged opposite the auto lugs stripping, with their optical axis oriented in the direction of the pods after insertion of the wires therein, using said pusher.
  • the pusher is provided with optical elements of the "converging diopter" type (32) arranged opposite the auto lugs stripping, with their optical axis oriented in the direction of the pods after
  • Figure 1 shows, in a perspective view with partial section, one of the two parts of a self-stripping connector for ribbon cable according to the prior art.
  • Such a cable illustrated in the figure in partial section, is in the general form of a strip 1, where a plurality of conducting wires such as 2 are stored side by side, joined by a flexible insulating material 3.
  • the connector comprises an insulating block 4, provided with a transverse housing 5 for receiving the cable, block supporting a plurality of contact elements 6.
  • Each element comprises on the one hand a part of a connector not shown, and d on the other hand an internal part 8, ensuring the electrical connection with one of the wires of the ribbon cable by self-stripping.
  • This known characteristic consists of a drilling of the intermediate wall at 9 and 10 of the cable by two points 11 and 12 of the terminal, a cutting of the sheath 3 of the wire by the edges of the slot 13, and finally the production of electrical contact through these edges with the conductive core of the wire.
  • These cutting edges of the slot only create a narrow cut in the insulating sheath, which resiliently closes over the two contact regions and protects them against damage due to the environment (humidity, various chemical attacks).
  • connection is made final by securing the pusher and the support block, by using screws introduced into the openings 18 and 19.
  • the connector After closing, the connector has the general shape of a closed housing, and, taking into account insulating materials usually used, a visual inspection of the insertion of the wires in the terminals is impossible.
  • Figure 2 shows, illustrated in an explanatory section, a drawback of the implementation of such a connector.
  • FIG. 3 represents a connector push-button with self-stripping lugs for ribbon cable, according to the invention.
  • This pusher is provided, in a part of its upper wall, with a plurality of optical elements 32 of the converging diopter type, often designated by the name of "magnifying glass".
  • Each magnifying glass is arranged opposite one of the housings 33, intended to receive a self-stripping terminal; and the magnification of the region of the cable which it allows to observe allows an easy and precise examination of the correct insertion of the wire into the slot of the terminal.
  • FIG. 4 represents a particularly advantageous embodiment of the invention.
  • the pusher 14 is entirely made of optically transparent material, and directly carries, in the same continuous material, the converging optical diopters 41, which are here of the cylindrical type; it thus simultaneously performs two functions, that of transmitting an insertion force and that of optical magnification.
  • the choice of material can be made from a wide range of chemical compounds, which generally have, when transparent, the simultaneous properties of electrical insulators; we cite, for example, polymethyl metacrystal as well suited to the constitution of a pusher according to the invention, moreover being suitable for easy production by molding or machining.
  • FIG. 5 represents a variant of the embodiment of the previous figure, where the more numerous converging optical dioptres 51 and 52 make it possible to examine simultaneously the lateral branches of each terminal and the axis of each wire.
  • an axial projection 53 formed in each housing 33 of the pusher, ensures the creation of an imprint in the insulating sheath of each wire for the duration of the insertion.
  • Figure 6 in two parts (a) and (b) shows two explanatory diagrams of the role of the axial projection 53 of the previous figure.
  • the projection consists of a line of triangular cross section, and according to (b), it consists of a cone.
  • the axial projection When inserting a wire into the corresponding terminal, the axial projection penetrates into the insulating envelope where it creates an imprint 60. If the insertion is correct, the axial projection moves parallel to the direction of insertion 54 and the imprint remains masked by the projection during the observation; if, on the other hand, the insertion is incorrect, the wire and its insulating sheath move laterally, with respect to the direction of insertion, and the impression progressively moves in the same direction. At the end of the insertion, the imprint then occupies position 61, corresponding to a total width t.
  • optical examination means and means ensuring signaling marking, in combination with the insertion button thus provides a set of results which are particularly advantageous in practical uses, in particular on construction sites.

Landscapes

  • Connections By Means Of Piercing Elements, Nuts, Or Screws (AREA)
  • Multi-Conductor Connections (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Description

  • La présente invention se rapporte au domaine des connecteurs pour câbles conducteurs électriques à pluralité de fils mutuellement isolés, dans le cas où ces fils sont disposés côte à côte, suivant un arrangement en ruban plat, où les fils sont maintenus assemblés par leur revêtement isolant, arrangement connu sous le nom de câble en nappe.
  • Le raccordement par enfichage des câbles en nappe met en oeuvre des connecteurs en deux parties, comportant chacune, dans un bloc-support isolant, une pluralité d'éléments de contact conducteurs. Chaque fil ayant été préalablement dénudé sur une longueur convenable, par enlèvement de sa gaine isolante, est relié à un des éléments de contact, dont une extrémité est adaptée à cette liaison, le plus souvent réalisée par soudure; l'autre extrémité de chaque élément de contact, en forme soit de fiche mâle, soit de douille femelle, assure le raccordement par enfichage avec des éléments de contact de forme complémentaire portés par l'autre partie du connecteur.
  • Cependant, le nombre élevé des fils contenus dans un câble en nappe, qui peut typiquement être de 50, rend long et coûteux l'ensemble des opérations de soudure, et il a été proposé d'étendre à ce domaine les avantages des liaisons fil-contact par cosses à auto-dénudage. Une forme typique d'une telle cosse consiste en une plaquette disposée à l'extrémité du contact, plaquette dans laquelle une fente, ouverte à une extrémité, a été ménagée. L'introduction, par sa surface latérale, d'un fil conducteur dans cette fente détermine, pour un diamètre convenable du fil, une pénétration partielle des bords latéraux de la fente dans celui-ci, avec établissement du contact électrique, et ancrage mécanique du fil sur la cosse. Si le fil est recouvert d'une gaine d'un matériau isolant, cette gaine est entaillée dans les mêmes conditions par les bords de la fente; il y a ainsi établissement de la liaison électrique avec auto-dénudage.
  • Enfin, dans le cas des câbles en nappe, où chaque fil gainé de la nappe est relié par sa surface latérale aux fils adjacents par deux parois intermédiaires, souvent de même matériau que la gaine, la cosse à auto-dénudage présente, à l'extrémité ouverte de sa fente, une paire de pointes assurant le perçage des deux parois, conférant à la cosse auto-dénudage la forme générale d'une fourche.
  • La liaison entre chaque fil et chaque cosse d'un connecteur pour câble en nappe est ainsi rendue très rapide, en particulier si la pénétration de tous les fils du câble est réalisée simultanément par un organe de poussée commun.
  • Un tel organe de poussée commun est décrit dans le brevet français n° 1 567 642, sous la forme d'un couvercle, comportant des perforations sur toute son épaisseur, pour être traversées par toutes les bornes auto-dénudantes lors de la pénétration simultanée des fils du câble.
  • Cependant, compte tenu des éventuelles variations de position relative de chaque fil conducteur dans la nappe isolante, et de chaque contact dans le bloc isolant de chaque connecteur, il a été constaté que, lors de la pénétration du câble en nappe dans l'ensemble des cosses, certains fils ne pénètrent pas dans les fourches qui leur correspondent, mais tan- gentent à l'extérieur de celles-ci. Cette anomalie n'est pas décelable par contrôle électrique puiqu'il y a contact, mais après vieillissement, des altérations chimiques s'établissent et des pannes aléatoires apparaissent progressivement. Aucun contrôle non destructif n'est possible, et il est nécessaire de démonter les connecteurs pour trouver ces mauvais contacts; si, de plus, plusieurs connecteurs sont fixés simultanément sur le même câble, il est difficile, voire impossible, de localiser rapidement la cosse défectueuse. Un tel défaut peut atteindre 5% des liaisons et diminue, pour les câbles en nappe, l'intérêt pratique de ce mode de raccordement par cosses auto-dénudantes.
  • Le connecteur à cosses auto-dénudantes pour câbles en nappe selon la présente invention ne comporte pas ces inconvénients.
  • Il permet le contrôle immédiat et simultané de la pluralité des liaisons entre les fils du câble en nappe et les fourches des cosses auto-dénudantes sand démontage ni application d'énergie électrique, mais par un moyen purement optique; ce moyen est non-destructif, efficace et peu coûteux. Il consiste en une pluralité de dioptres optiques convergents, disposés en vis-à-vis de la région du câble en nappe où la pénétration, l'auto-dénudage et la liaison électrique des fourches ont lieu, réalisant la fonction d'une pluralité de loupes procurant un grossissement visuel de cette région; selon l'invention, ce moyen de contrôle est associé, dans le connecteur, au moyen assurant l'application de la force de pénétration simultanée des fils du câble en nappe dans les cosses, à savoir le poussoir faisant partie du connecteur. L'invention prévoit ainsi de faire assumer de façon nouvelle deux fonctions au même moyen, une fonction mécanique et une fonction optique. Pour cela, le matériau dont est constitué le poussoir est choisi parmi ceux qui sont aptes à entrer, par leurs propriétés physiques de transparence et d'indice de réfraction, dans la constitution de dispositifs optiques; de plus, la forme des surfaces du poussoir disposées en vis-à-vis des régions du câble en nappe à contrôler est choisie pour constituer des pluralités de dioptres convergents de puissance optique adaptée à une bonne observation, avec un grossissement suffisant.
  • Selon l'invention, on réalise un connecteur à contrôle optique pour câble en nappe, câble en forme de bande constitué d'une pluralité de fils conducteurs adjacents réunis par une enveloppe isolante commune plane, comprenant premièrement un bloc (1) en matériau isolant muni d'un logement pour recevoir le câble, deuxièmement un nombre déterminé d'éléments de contact à cosses auto-dénudantes en forme de fourche (6), ces cosses faisant saillie dans ce logement, et troisièmement un couvercle constituant un poussoir (14) permettant l'application sur le câble d'une force d'insertion des fils dans les cosses, caractérisé en ce que le poussoir est muni d'éléments optiques du type "dioptre convergent" (32) disposés en vis-à-vis des cosses auto-dénudantes, avec leur axe optique orienté dans la direction des cosses après insertion des fils dans celles-ci, à l'aide dudit poussoir.
  • L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-aprés, en s'appuyant sur les figures annexées, où:
    • -la figure 1 représente sur une vue perspective en coupe partielle, un connecteur pour câble en nappe à cosses auto-dénudantes de type connu;
    • -la figure 2 illustre, suivant une coupe explicative, un inconvénient de la mise en oeuvre d'un tel connecteur;
    • -les figures 3 et 4 représentent deux modes de réalisation dun connecteur selon l'invention;
    • -la figure 5 représente une variante de réalisation avantageuse de l'invention;
    • -la figure 6 (a) et (b) représente un diagramme explicatif du fonctionnement du connecteur de la figure 5.
  • La figure 1 représente, suivant une vue en perspective avec coupe partielle, une des deux parties d'un connecteur à auto-dénudage pour câble en nappe selon l'art connu.
  • Un tel câble, illustré sur la figure en coupe partielle, se présente sous la forme générale d'une bande 1, où une pluralité de fils conducteurs tels que 2 sont rangés côte à côte, réunis par un matériau isolant souple 3.
  • Le connecteur comporte un `bloc isolant 4, muni d'un logement transversal 5 pour recevoir le câble, bloc supportant une pluralité d'éléments de contact 6. Chaque élément comprend d'une part une partie d'un connecteur non représentée, et d'autre part une partie interne 8, assurant la liaison électrique avec un des fils du câble en nappe par auto-dénudage.
  • Cette caractéristique connue, consiste en un perçage de la paroi intermédiaire en 9 et 10 du câble par deux pointes 11 et 12 de la cosse, un sectionnement de la gaine 3 du fil par les bords de la fente 13, et enfin la réalisation d'un contact électrique par ces bords avec l'âme conductrice du fil. Ces bords coupants de la fente ne créent qu'une coupure étroite de la gaine isolante, qui par élasticité se referme sur les deux régions du contact et les protège contre les dégradations dues à l'environnement (humidité, attaques chimiques diverses).
  • L'insertion du câble en nappe dans les cosses est effectuée sous l'action d'un poussoir 14, dont des parties en saillie 15 et 16 exercent une poussée dans la direction de la flèche 17 sur les parois intermédiaires de liaison 9 et 10.
  • La liaison est rendue définitive par solidari- sation du poussoir et du bloc-support, par mise en oeuvre de vis introduites dans les ouvertures 18 et 19. Après fermeture, le connecteur a la forme générale d'un boîtier fermé, et, compte tenu des matériaux isolants utilisés habituellement, une inspection visuelle de l'insertion des fils dans les cosses est impossible.
  • La figure 2 représente, illustré sur une coupe explicative, un inconvénient de la mise en oeuvre d'un tel connecteur.
  • En effet, des "jeux" mécaniques sont présents entre les éléments constitutifs du connecteur, existant par exemple entre le bloc-support et le poussoir, ou entre les contacts et le bloc-support, ou encore entre les saillies 16 et les cosses 8. Par ailleurs, la précision géométrique dimensionnelle du câble en nappe, qui est liée à un matériau souple, est faible, en particulier celle de la distance entre les axes de deux fils adjacents.
  • Il en résulte qu'en exploitation, alors que certains fils tels que 21 s'insèrent correctement dans les fentes des cosses, d'autres, tels que 22, échappent à ces fences et se placent extérieurement. La proportion de cette anomalie peut en pratique dépasser 5% des fils concernés, et est d'autant plus néfaste que le contrôle électrique ne permet pas de la révéler, puisqu'un contact y existe néanmoins. Cependant, la coupure de la gaine isolante, qui est large puisque créée par une partie externe de la cosse, ne protège par la région de contact contre l'environnement, et le contact devient intermittent, et même s'interrompt complètement, au bout d'un certain temps.
  • La figure 3 représente un poussoir de connecteur à cosses auto-dénudantes pour câble en nappe, selon l'invention.
  • Ce poussoir est muni, dans une partie de sa paroi supérieure, d'une pluralité d'éléments optiques 32 du type dioptre convergent, souvent désignés sous le nom de "loupe". Chaque loupe est disposée en vis-à-vis d'un des logements 33, destiné à recevoir une cosse auto-dénudante; et le grossissement de la région du câble qu'elle permet d'observer autorise un*examen aisé et précis de la bonne insertion du fil dans la fente de la cosse.
  • Il est à noter qu'une simple ouverture effectuée dans le poussoir, sans association avec un élément optique grossissant, ne permettrait pas d'effectuer utilement un tel examen par suite de l'ordre de grandeur très réduit des éléments en cause; suivant une valeur typique donnée à titre d'exemple, la distance entre deux fils adjacents d'un câble en nappe normalisé de type connu est de l'ordre de 1,27 mm, ce qui implique pratiquement la possibilité d'examen de positions de ±100 micromètres. La mise en oeuvre d'éléments optiques grossissants est donc une caractéristique fondamentale de la présente invention.
  • La figure 4 représente un mode de réalisation de l'invention particulièrement avantageux. Selon ce mode, le poussoir 14 est entièrement réalisé en matériau optiquement transparent, et porte directement, en un même matériau continu les dioptres optiques 41 convergents, qui sont ici du type cylindrique; il assure ainsi simultanément deux fonctions, celle de transmission d'une force d'insertion et celle de grossissement optique. Le choix du matériau peut être effectué parmi une gamme étendue de composés chimiques, qui possèdent en général, lorsqu'ils sont transparents, les propriétés simultanées des isolants électriques; on cite, par exemple, le polymétacrystale de méthyle comme bien adapté à la constitution d'un poussoir selon l'invention, en se prêtant de plus à une réalisation aisée par moulage ou usinage.
  • La figure 5 représente une variante du mode de réalisation de la figure précédente, où les dioptres optiques convergents plus nombreux 51 et 52 permettent d'examiner simultanément les branches latérales de chaque cosse et l'axe de chaque fil.
  • De plus, une saillie axiale 53, ménagée dans chaque logement 33 du poussoir, assure la création d'une empreinte dans la gaine isolante de chaque fil pendant toute la durée de l'insertion.
  • La figure 6, suivant deux parties (a) et (b) représente deux diagrammes explicatifs du rôle de la saillie axiale 53 de la figure précédente.
  • Suivant (a), la saillie est constituée par une ligne de section transversale triangulaire, et suivant (b), elle est constituée par un cône.
  • Lors de l'insertion d'un fil dans la cosse correspondante, la saillie axiale pénètre dans l'enveloppe isolante où elle crée une empreinte 60. Si l'insertion est correcte, la saillie axiale se déplace parallèlement à la direction d'insertion 54 et l'empreinte reste masquée par la saillie lors de l'observation; si, par contre, l'insertion est incorrecte, le fil et sa gaine isolante se déplacent latéralement, par rapport à la direction d'insertion, et l'empreinte se déplace progressivement dans le même sens. A la fin de l'insertion, l'empreinte occupe alors la position 61, correspondant à une largeur totale t.
  • Cette empreinte totale plus large est très visible à l'observation, et constitue une signalisation instantanée des insertions défectueuses. L'association de moyens optiques d'examen et de moyens assurant un marquage de signalisation, en combinaison avec le poussoir d'insertion, procure ainsi un ensemble de résultats particulièrement avantageux dans les utilisations pratiques, notamment sur chantiers.

Claims (10)

1. Connecteur à contrôle optique pour câble en nappe, câble en forme de bande constitué d'une pluralité de fils conducteurs adjacents réunis par une enveloppe isolante commune plane, comprenant premièrement un bloc (1) en matériau isolant muni d'un logement pour recevoir le câble, deuxièmement un nombre déterminé d'éléments de contact à cosses auto-dénudantes en forme de fourche (6), ces cosses faisant saillie dans ce logement, et troisi- émement un couvercle constituant un poussoir (14) permettant l'application sur le câble d'une force d'insertion des fils dans les cosses, caractérisé en ce que le poussoir est muni d'éléments optiques du type "dioptre convergent" (32) disposés en vis-à-vis des cosses auto-dénudantes, avec leur axe optique orienté dans la direction des cosses après insertion des fils dans celles-ci, à l'aide dudit poussoir.
2. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dioptres convergents sont constitués de lentilles sphériques.
3. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dioptres convergents sont constitués de lentilles cylindriques.
4. Connecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les dioptres convergents sont fixés dans des ouvertures réalisées dans le poussoir.
5. Connecteur selon t'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le poussoir est constitué d'un matériau transparent, les dioptres convergents étant réalisés dans le même matériau en un même et unique bloc continu.
6. Connecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le poussoir est réalisé par usinage.
7. Connecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le poussoir est réalisé par moulage.
8. Connecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le poussoir comporte une pluralité de saillies axiales (53) en vis-à-vis des cosses auto-dénudantes.
9. Connecteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que les saillies sont en forme de bourrelets droits, de section triangulaire.
10. Connecteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que les saillies sont en forme de cône.
EP78400244A 1977-12-30 1978-12-15 Connecteur à contrôle optique pour câble en nappe Expired EP0002984B1 (fr)

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EP0002984A1 EP0002984A1 (fr) 1979-07-11
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EP (1) EP0002984B1 (fr)
JP (1) JPS5497795A (fr)
DE (1) DE2860592D1 (fr)
FR (1) FR2413807A1 (fr)

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