EP1271697B1 - Borne à vis - Google Patents

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EP1271697B1
EP1271697B1 EP02077305.7A EP02077305A EP1271697B1 EP 1271697 B1 EP1271697 B1 EP 1271697B1 EP 02077305 A EP02077305 A EP 02077305A EP 1271697 B1 EP1271697 B1 EP 1271697B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
screw
terminal
head
pressure device
pressure
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP02077305.7A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP1271697A1 (fr
Inventor
José Garcia
Serge Paggi
Hervé Grillot
Denis Bassenonville
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schneider Electric Industries SAS
Original Assignee
Schneider Electric Industries SAS
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Filing date
Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • 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
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/48—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member
    • H01R4/489—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member spring force increased by screw, cam, wedge, or other fastening means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • 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
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/30—Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member
    • H01R4/36—Conductive members located under tip of screw
    • H01R4/363—Conductive members located under tip of screw with intermediate part between tip and conductive member
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00—Joints and connections
    • Y10T403/70—Interfitted members
    • Y10T403/7041—Interfitted members including set screw

Definitions

  • the present invention relates to a screw terminal associated with a conductive part of an electrical apparatus for connecting to this part at least one electrical conductor.
  • a screw terminal of the type comprising a connection cage having a threaded orifice, a screw having a head and a threaded tail cooperating with the threaded orifice, and an elastic pressure piece which must be applied on the electrical conductor.
  • the cage and / or the screw are movable in a housing of the apparatus, and the pressure piece comprises a headband and a pressure range interconnected by an elastic wing capable of storing a clamping energy, the range of head that can be urged by the screw head and the pressure range being applicable against a conductor or against the conductive part of the apparatus.
  • the document DE4102581 discloses an elastic terminal as defined in the preamble of claim 1.
  • a U-shaped stirrup-shaped pressure piece comprising a high wing and a low wing connected by a web, is engaged by the upper wing under the head of the screw and is applicable by the lower wing against an introduced conductor. in the cage ; the core of the stirrup is a little higher than the length of the threaded part to provide a pressurization of the workpiece.
  • This pressurization allows, by the support exerted under the screw head, to avoid loosening of the terminal and / or, after application of the screw base against the lower wing, to make up the creep of the driver tightened by the thick headed.
  • the U-shape of the pressure piece causes an imbalance during the implementation of the terminal.
  • the document DE 40 13 225 also illustrates a screw terminal provided with a closed cage-shaped pressure member whose mode of deformation is not specified.
  • the aim of the invention is to improve the balancing of a screw terminal of the type described, while ensuring that the pressure piece has a deformation mode which is advantageous both for the bulk of the terminal and for compliance with the limit. elastic of the pressure piece.
  • the pressure member comprises two elastic wings symmetrical with respect to an axial plane of the screw, the elastic wings are of concave shape and the headband is solicited by the screw head so as to symmetrically place the piece compression pressure when tightening the screw.
  • the pressure piece advantageously forms an interlaced ring with the rigid cage.
  • the arrangement of the pressure piece is preferably such that the concave elastic wings deform with a concavity which is reduced when the stress exerted by the screw increases.
  • the head range has a sloping or convex shape, and the screw head biases the head range at a small distance from the axis of the screw, so as to favor the indicated effect of reducing the lateral concavity.
  • the pressure piece can be engaged on the neck of the screw by means of a mounting range with two circular half-sectors and can comprise - or cooperate with - elements ensuring a maintenance of the terminal in the open position and improved insulation on the side of the introduction opening of the driver.
  • the figure 1 is a schematic partial sectional view of the screw terminal according to the invention.
  • the figure 2 is a side view of the terminal of the figure 1 .
  • the figure 3 is a top view of the terminal of the figure 1 , with partial section along III-III.
  • the figure 4 illustrates the operation of the screw terminal.
  • the screw terminal A shown is intended to be housed in an electrical device.
  • the only elements of the apparatus represented on the figure 1 are the insulating housing 10 provided for the terminal and a fixed contact branch of the rigid conductive electrical part 11 against which it is desired to clamp one or more conductors; thus, two conductors C1, C2 capable of being introduced respectively above and below the branch are represented figure 1 .
  • the housing 10 is located in the device, this means that it is provided in a part of the housing of the device or in a terminal box attached to the housing of the device.
  • Terminal A comprises a cage 12 of well-known type, formed by a portion of metal strip cut and folded to curl into a rigid ring and substantially rectangular.
  • the rigid cage 12 comprises on a small side 12a a threaded orifice 12b and the contacting branch of the conductive part 11 is engaged transversely in the elongate opening 12c, for example a substantially rectangular one, of the cage 12.
  • the screw 20 comprises an operating head 21, a threaded rod 22 and a neck 23 connecting the threaded rod to the head.
  • a pressure piece 30 is coupled to the screw 20 so as to move with it.
  • the piece 30 is a resilient unitary piece, substantially closed on itself in the form of a ring and symmetrical with respect to an axial plane P of the screw. It comprises a head region 31 located under the head 21 and enclosing the neck 23 of the screw, a pressure range 32 applicable to the conductor C1 or the contact leg of the conductive part 11 and, on each side of the axis 33,34 of the screw, which is connected to the surfaces 31,32 by a connecting zone determining a projecting angle.
  • the concavity of the wings is such that they are close in the middle of the axis of the screw.
  • the head region 31 comprises two circular half-sectors 31a, 31b which engage in the neck 23 of the screw and thus ensure a balanced maintenance of the part 30.
  • the half-sectors composing the head region 31 are oriented in such a way to go back to the head of the screw, giving a generally sloping or convex shape to the head range, and the range 31 ends beyond the half-sectors by contiguous axial tilts 31c which meet in the axial plane P of the screw.
  • the pressure range 32 is curved to give a generally convex shape to the lower part of the part 30 and has reliefs 32a cooperating with a recessed part 11a of the conductive part 11.
  • the piece 30 is arranged so that the concavity of its wings 33,34, in combination with the sloping or convex shape of its ranges 31,32, allows it to deform by compression, with a curvature that decreases when the pressure increases.
  • the concavity of reduction is accompanied by the holding part 30 in the template defined by the sharp edges 35, this template being itself - by necessity guide - less than the width b of the housing 10.
  • a small distance c is provided between the bearing surface 24 of the screw and the internal face 32a of the pressure range 32, this distance c being determined so that its catching produces the desired level of stress of the pressure piece.
  • the minimum distance d (observed at rest) between the inner faces 33a, 34a of the wings 33,34 is slightly greater than the width e of the cage 12, so that the cage can slide freely between the wings or vice versa.
  • the head 21 of the screw is applied to the head region 31 of the pressure member in a region at a short distance f from the axis of the screw, so as to create via the range 31 a lever arm which accentuates the torque exerted on the piece 30.
  • the insulating housing 10 has on its inner walls at least one holding projection 10a which cooperates with the projection formed at the upper angle of the pressure piece to retain the terminal in the open position.
  • an insulating flap 36 which reduces the risk of inadvertent contact is fixed on the flange 34, so as to move with the pressure piece and partially hide a driver insertion opening. Punctured zones of decompression 36 can be provided in the region strongly stressed by angles 35.
  • the terminal clamps an upper conductor C1 or a lower conductor C2 or two conductors C1 and C2; the translation movements of the screw and the cage are variable depending on the use case.
  • the screw head urges the headband in compression, which is favorable to respect the elastic limit of the part 30.
  • the elastic force stored in the wings 33,34 of the part 30 helps to prevent a loosening the screw by inadvertent rotation (action exerted by the head region 31 on the head 21) and catching a clearance due to the creep of the driver C1, by moving the pressure range 32 relative to the span 24 of the screw, with an amplitude up to c .

Landscapes

  • Connections By Means Of Piercing Elements, Nuts, Or Screws (AREA)
  • Connections Arranged To Contact A Plurality Of Conductors (AREA)

Description

  • La présente invention concerne une borne à vis associée à une pièce conductrice d'un appareil électrique pour connecter à cette pièce au moins un conducteur électrique.
  • Elle vise plus précisément une borne à vis du type comprenant une cage de connexion dotée d'un orifice taraudé, une vis présentant une tête et une queue filetée coopérant avec l'orifice taraudé, et une pièce de pression élastique qui doit s'appliquer sur le conducteur électrique. La cage et/ou la vis sont déplaçables dans un logement de l'appareil, et la pièce de pression comprend une plage de tête et une plage de pression reliées entre elles par une aile élastique propre à emmagasiner une énergie de serrage, la plage de tête pouvant être sollicitée par la tête de vis et la plage de pression étant applicable contre un conducteur ou contre la pièce conductrice de l'appareil.
  • Le document DE4102581 décrit une borne élastique telle que définie dans le préambule de la revendication 1.
  • Le document DE U 1 935 560 décrit une telle borne. Une pièce de pression en forme d'étrier en U, comportant une aile haute et une aile basse reliées par une âme, est engagée par l'aile haute sous la tête de la vis et est applicable par l'aile basse contre un conducteur introduit dans la cage ; l'âme de l'étrier est un peu plus haute que la longueur de la partie filetée afin de procurer une mise en pression de la pièce. Cette mise en pression permet, par l'appui exercé sous la tête de vis, d'éviter le desserrage de la borne et/ou, après application du pied de vis contre l'aile basse, de rattraper le fluage du conducteur serré par la borne.
    Cependant la forme en U de la pièce de pression entraîne un déséquilibre lors de la mise en oeuvre de la borne.
  • Le document DE 40 13 225 illustre aussi une borne à vis dotée d'une pièce de pression en forme de cage fermée dont le mode de déformation n'est pas précisé.
  • L'invention a pour but d'améliorer l'équilibrage d'une borne à vis du type décrit, tout en assurant à la pièce de pression un mode de déformation avantageux tant pour l'encombrement de la borne que pour le respect de la limite élastique de la pièce de pression.
  • Selon l'invention, la pièce de pression comprend deux ailes élastiques symétriques par rapport à un plan axial de la vis, les ailes élastiques sont de forme concave et la plage de tête est sollicitée par la tête de vis de manière à mettre symétriquement la pièce de pression en compression lors du serrage de la vis. La pièce de pression forme avantageusement un anneau entrelacé avec la cage rigide.
  • L'agencement de la pièce de pression est de préférence tel que les ailes élastiques concaves se déforment avec une concavité qui se réduit quand la contrainte exercée par la vis augmente. La plage de tête présente une forme pentue ou convexe, et la tête de vis sollicite la plage de tête à faible distance de l'axe de la vis, de manière à favoriser l'effet indiqué de réduction de la concavité latérale. La pièce de pression peut être engagée sur le col de la vis au moyen d'une plage de montage à deux demi-secteurs circulaires et peut comporter ― ou coopérer avec - des éléments assurant un maintien de la borne en position ouverte et une isolation améliorée du côté de l'ouverture d'introduction du conducteur.
  • La description va être faite ci-après d'un mode de réalisation non limitatif de l'invention, en regard des dessins annexés.
  • La figure 1 est une vue schématique en coupe partielle de la borne à vis selon l'invention.
  • La figure 2 est une vue de côté de la borne de la figure 1.
  • La figure 3 est une vue de dessus de la borne de la figure 1, avec coupe partielle selon III-III.
  • La figure 4 illustre le fonctionnement de la borne à vis.
  • La borne à vis A représentée est destinée à être logée dans un appareil électrique. Les seuls éléments de l'appareil représentés sur la figure 1 sont le logement isolant 10 prévu pour la borne et une branche fixe de contact de la pièce électrique conductrice rigide 11 contre laquelle on souhaite serrer un ou plusieurs conducteurs ; ainsi, deux conducteurs C1,C2 susceptibles d'être introduits respectivement audessus et au-dessous de la branche sont représentés figure 1. Le logement 10 est situé dans l'appareil, cela signifiant qu'il est prévu dans une partie du boîtier de l'appareil ou dans un bornier rapporté au boîtier de l'appareil.
  • La borne A comprend une cage 12 de type bien connu, formée par une portion de bande métallique découpée et pliée pour se boucler en anneau rigide et sensiblement rectangulaire. La cage rigide 12 comporte sur un petit côté 12a un orifice taraudé 12b et la branche de contact de la pièce conductrice 11 est engagée transversalement dans l'ouverture allongée 12c, par exemple sensiblement rectangulaire, de la cage 12.
  • La vis 20 comprend une tête de manoeuvre 21, une tige filetée 22 et un col 23 reliant la tige filetée à la tête. La tige filetée, ou un prolongement non fileté de cette tige, se termine à son extrémité libre par une portée 24.
  • Une pièce de pression 30 est couplée à la vis 20 de manière à se déplacer avec elle. La pièce 30 est une pièce unitaire élastique, sensiblement fermée sur elle-même en forme d'anneau et symétrique par rapport à un plan axial P de la vis . Elle comprend une plage de tête 31 située sous la tête 21 et enserrant le col 23 de la vis, une plage de pression 32 applicable sur le conducteur C1 ou la branche de contact de la pièce conductrice 11 et, de chaque côté de l'axe de la vis, une aile concave 33,34 qui se raccorde aux plages 31,32 par une zone de raccordement déterminant un angle saillant 35. La concavité des ailes (voir cette concavité en vue latérale sur les figures 1 et 4) est telle qu'elles se rapprochent en leur milieu de l'axe de la vis. La plage de tête 31 comprend deux demi-secteurs circulaires 31a,31b qui s'engagent dans le col 23 de la vis et assurent ainsi un maintien équilibré de la pièce 30. Les demi-secteurs composant la plage de tête 31 sont orientés de façon à remonter vers la tête de la vis, en donnant une forme générale pentue ou convexe à la plage de tête, et la plage 31 se termine au-delà des demi-secteurs par des rabattements axiaux jointifs 31 c qui se rejoignent selon le plan axial P de la vis.
  • La plage de pression 32 est incurvée pour donner une forme générale convexe à la partie inférieure de la pièce 30 et présente des reliefs 32a coopérant avec une partie en retrait 11 a de la pièce conductrice 11.
  • Comme on le voit sur les figures 1 et 4, la pièce 30 est agencée pour que la concavité de ses ailes 33,34, en combinaison avec la forme pentue ou convexe de ses plages 31,32, lui permette de se déformer par compression, avec une courbure qui diminue quand la pression augmente. On notera que la diminution de concavité s'accompagne du maintien de la pièce 30 dans le gabarit a défini par les angles saillants 35, ce gabarit étant lui-même ― par nécessité de guidage ― inférieur à la largeur b du logement 10.
  • Au repos, une faible distance c est prévue entre la portée d'appui 24 de la vis et la face interne en regard 32a de la plage de pression 32, cette distance c étant déterminée pour que son rattrapage produise le niveau souhaité de contrainte de la pièce de pression. La distance minimale d (observée au repos) entre les faces internes 33a,34a des ailes 33,34 est légèrement supérieure à la largeur e de la cage 12, de manière que la cage puisse glisser librement entre les ailes ou vice versa. La tête 21 de la vis s'applique sur la plage de tête 31 de la pièce de pression dans une région située à une faible distance f de l'axe de la vis, de manière à créer via la plage 31 un bras de levier qui accentue le couple exercé sur la pièce 30.
  • Le logement isolant 10 présente sur ses parois internes au moins une saillie de maintien 10a qui coopère avec l'avancée formée à l'angle supérieur de la pièce de pression pour retenir la borne en position ouverte. D'autre part, une bavette isolante 36 qui réduit les risques de contact intempestif est fixée sur l'aile 34, de façon à se déplacer avec la pièce de pression et à masquer en partie une ouverture d'introduction de conducteur. Des zones poinçonnées de décompression 36 peuvent être prévues dans la région fortement sollicitée des angles 35.
  • Le fonctionnement de la borne va maintenant être décrit. On notera que, suivant l'appareil auquel la borne est associée, celle-ci serre un conducteur supérieur C1 ou un conducteur inférieur C2 ou deux conducteurs C1 et C2 ; les mouvements de translation de la vis et de la cage sont variables selon les cas d'utilisation.
  • Au serrage d'un conducteur C1 par exemple, la rotation de la vis entraîne, par coopération de son filetage avec l'orifice taraudé 12b, la montée de la cage 12 jusqu'à sa butée contre la face inférieure de la branche conductrice fixe 11, ainsi que la descente de la vis relativement à la cage 12, et au logement 10. Cette descente s'effectue jusqu'à butée de l'aire inférieure de la plage de pression 32 contre la face en regard de la branche 11. La poursuite de la rotation de la vis entraîne alors la mise en contrainte par compression de la pièce de pression 30, qui se traduit par la diminution de la concavité des ailes 33,34 et l'application de la portée 24 de la vis contre la face interne 32a de la plage de pression 32 (situation indiquée en tirets sur la partie gauche de la figure 4). Il convient de noter que la tête de vis sollicite la plage de tête en compression, ce qui est favorable pour respecter la limite élastique de la pièce 30. L'effort élastique emmagasiné dans les ailes 33,34 de la pièce 30 contribue à empêcher un desserrage de la vis par rotation intempestive (action exercée par la plage de tête 31 sur la tête 21) et à rattraper un jeu dû au fluage du conducteur C1, par déplacement de la plage de pression 32 relativement à la portée 24 de la vis, avec une amplitude pouvant atteindre c.

Claims (8)

  1. Borne à vis associée à une pièce conductrice d'un appareil électrique pour lui connecter au moins un conducteur électrique, comprenant une cage de connexion (12) dotée d'un orifice taraudé, une vis (20) présentant une tête et une queue filetée coopérant avec l'orifice taraudé, la cage et/ou la vis étant déplaçable dans un logement de l'appareil, et une pièce de pression (30) comprenant une plage de tête (31) et une plage de pression (32) reliées entre elles par une aile élastique propre à emmagasiner une énergie de serrage, la plage de tête étant assujettie sous la tête de vis et la plage de pression étant applicable contre un conducteur ou contre la pièce conductrice de l'appareil,
    caractérisée par le fait que
    - la pièce de pression (30) comprend deux ailes élastiques (33,34) symétriques par rapport à un plan axial (P) de la vis (20),
    - les ailes élastiques (33,34) sont de forme concave,
    - la plage de tête (31) est sollicitée par la tête de vis (21) pour mettre symétriquement la pièce de pression (30) en compression lors du serrage de la vis.
  2. Borne selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'agencement de la pièce de pression (30) est tel que les ailes élastiques concaves (33,34) se déforment avec réduction de leur courbure quand la contrainte exercée par la vis (20) augmente.
  3. Borne selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la plage de tête (31) de la pièce de pression (30) présente vers la tête (21) de la vis (20) une forme pentue ou convexe et que la tête de vis sollicite la plage de tête à faible distance (f) de l'axe de la vis.
  4. Borne selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la plage de pression (32) de la pièce de pression (30) présente vers la pièce conductrice (11) une forme convexe.
  5. Borne selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la plage de tête (31) de la pièce de pression (30) présente deux demi-secteurs circulaires (31a,31b) s'engageant sur un col (23) de la vis (20) et se termine par des rabattements jointifs (31 c).
  6. Borne selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la pièce de pression (30) forme un anneau entrelacé avec la cage (12), la distance minimale (d) entre les faces internes des ailes concaves (33,34) de la pièce de pression étant légèrement supérieure à la largeur de la cage.
  7. Borne selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la zone de raccordement d'une aile élastique concave avec la plage de tête forme un angle saillant (35) qui coopère avec un relief (10a) de maintien prévu à l'intérieur du logement de la borne pour retenir celle-ci en position ouverte.
  8. Borne selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'une bavette isolante est fixée à une aile concave (34) de la pièce de pression.
EP02077305.7A 2001-06-06 2002-06-04 Borne à vis Expired - Lifetime EP1271697B1 (fr)

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EP (1) EP1271697B1 (fr)
JP (1) JP4060128B2 (fr)
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ES (1) ES2548058T3 (fr)
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