EP2136437A1 - Bornier à tenue améliorée aux courts-circuits - Google Patents

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EP2136437A1
EP2136437A1 EP09160303A EP09160303A EP2136437A1 EP 2136437 A1 EP2136437 A1 EP 2136437A1 EP 09160303 A EP09160303 A EP 09160303A EP 09160303 A EP09160303 A EP 09160303A EP 2136437 A1 EP2136437 A1 EP 2136437A1
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EP
European Patent Office
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orifice
bar
comb
floor
terminal block
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EP09160303A
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German (de)
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EP2136437B1 (fr
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Christian Carreaud
Gaetan Lasmartres
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Legrand SNC
Legrand France SA
Original Assignee
Legrand SNC
Legrand France SA
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Publication date
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    • H01R9/22—Bases, e.g. strip, block, panel
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    • H01R9/2458—Electrical interconnections between terminal blocks
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    • H01R4/30—Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member
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    • H01R4/4819—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member using a leaf spring to bias the conductor toward the busbar adapted for axial insertion of a wire end the spring shape allowing insertion of the conductor end when the spring is unbiased
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    • H01R11/05—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts characterised by the relationship between the connecting locations the connecting locations having different types of direct connections
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    • H01R4/484—Spring housing details
    • H01R4/4842—Spring housing details the spring housing being provided with a single opening for insertion of a spring-activating tool

Definitions

  • the present invention relates generally to terminal blocks of the type of those used for example in electrical distribution boards, in junction boxes, or in electrical cabinets.
  • the invention relates to a terminal block comprising at least a first equipotential electrical connection module, this first module comprising a bar made of rigid and conductive material extending in a longitudinal direction and pierced with connection orifices, these orifices being juxtaposed according to the longitudinal direction and each passing through the bar in a transverse direction perpendicular to the longitudinal direction, each connection orifice being equipped with a screw engaged in a corresponding thread drilled in the bar in a direction perpendicular to the longitudinal and transverse directions, and the screw equipping each orifice can thus clamp, in use, a cable engaged in this orifice against a wall wall of this hole.
  • this first module comprising a bar made of rigid and conductive material extending in a longitudinal direction and pierced with connection orifices, these orifices being juxtaposed according to the longitudinal direction and each passing through the bar in a transverse direction perpendicular to the longitudinal direction, each connection orifice being equipped with a screw engaged in a corresponding
  • a terminal block of this type is for example described in the patent documents DE 20306229 and FR 2,750,262 .
  • the main quality criteria of such a terminal block are the mechanical strength, the improvement of the resistance to high currents of short circuits in an identical or even smaller volume, the thermal conductivity, and the compactness, which is important at the same time. for saving material and for ease of installation.
  • materials having the desirable mechanical strength such as brass, have average electrical conductivity and thermal conductivity.
  • the purpose of the invention is to propose a terminal block whose structure offers an excellent compromise for obtaining these contradictory performances.
  • the terminal block of the invention is essentially characterized in that the first module further comprises a copper monobloc comb essentially formed of a row of mutually parallel juxtaposed teeth and of a bar connecting and supporting the teeth, in that each tooth of the comb is inserted into a corresponding orifice of the bar and resting on the floor of this orifice, this tooth being thus, in use, interposed between this floor and the engaged cable in this hole, and in that the strip of the comb is folded against the teeth, the floor of each hole being thus sandwiched between the strip of the comb and the tooth corresponding to this orifice.
  • the first module further comprises a copper monobloc comb essentially formed of a row of mutually parallel juxtaposed teeth and of a bar connecting and supporting the teeth, in that each tooth of the comb is inserted into a corresponding orifice of the bar and resting on the floor of this orifice, this tooth being thus, in use, interposed between this floor and the engaged cable in this hole, and in that the strip of the
  • the bar can then be made of brass without limiting the resistance of the terminal block to short-circuit currents, or its ability to evacuate heat.
  • each orifice is flat and that each tooth of the comb itself is at least partially flat.
  • Each tooth of the comb may further have lateral flanges intended to bear against side walls of the corresponding orifice, contiguous to the floor of this orifice.
  • the bar of the comb has a longitudinal section protruding from the row of teeth, in particular in the case where the terminal block comprises a second equipotential electrical connection module comprising a cage of conductive material and arranged in the extension. of the bar of the first connection module.
  • the terminal block may then comprise an elastic clip gripping together the cage of the second connection module and at least a portion of the longitudinal section of the bar which protrudes from the row of teeth of the comb of the first module, the two modules being thus coupled effectively mechanically, electrically, and thermally.
  • the invention relates to an electrical connection terminal block, a non-limiting example of which is illustrated in FIGS. Figures 1 and 2 .
  • terminal blocks There are several types of terminal blocks, namely essentially screw terminal blocks, self-locking terminal blocks, and mixed terminal blocks.
  • the cable is tightened by means of a spring blade which is elastically displaced by the cable when the cable is inserted into a connection hole, and which, by its harpoon shape, opposes the extraction of the cable out of the orifice.
  • the invention relates primarily to the screw terminals and, consequently, also to the terminal blocks the terminal strips which include, as illustrated in Figures 1 and 2 , a module M1 of screw terminal block and a module M2 of terminal block with automatic locking.
  • a terminal block according to the invention therefore comprises at least one module M1 equipotential electrical screw connection.
  • Such a module M1 traditionally comprises a bar 1 of rigid and conductive material, for example of brass, extending in a longitudinal direction X and pierced with connection orifices 11.
  • connection ports 11 are juxtaposed in the longitudinal direction X and each pass through the bar 1 in a transverse direction perpendicular to the longitudinal direction X.
  • connection port 11 is equipped with a screw 12 engaged in a corresponding thread 120, this thread being pierced in the bar 1 in a vertical direction on the Figures 1 and 2 , that is to say in a direction perpendicular both to the longitudinal direction X of the bar 1 and to the transverse direction of the orifices 11.
  • each thread 120 Opposite each thread 120, the corresponding orifice 11 has a wall 110 forming a floor for the cable housing that constitutes this orifice.
  • the module M1 for screw connection which constitutes a terminal block according to the invention, or which belongs to such a terminal block, further comprises a comb 2 monobloc copper.
  • This comb 2 is essentially formed of a row of teeth 21 juxtaposed and mutually parallel, and a bar 22 which connects and supports the teeth 21.
  • each tooth 21 of the comb 2 is inserted into a corresponding orifice 11 of the bar 1 and is supported on the floor 110 of this orifice 11, very preferably over the entire width of the bar 1, that is to say along the entire length of the orifice 11.
  • each tooth 21 engaged in an orifice 11 is thus interposed between the floor 110 of this orifice and the cable K also engaged in this orifice 11.
  • each orifice 11 is preferably flat, each tooth 21 of the comb 2 itself being at least partially flat to be applied on the floor 110.
  • each tooth 21 of the comb 2 may have lateral flanges 211 which are intended to bear against the side walls 111 of the corresponding orifice 11, contiguous to the floor 110, so as to further increase the electrical and thermal contact between the bar 1 and the comb 2, to hold the cable under the screw, and to stiffen this tooth.
  • the bar 22 of the comb 2 is advantageously folded against the teeth 21, and thus adopts a position in which the floor 110 of each orifice 11 is clamped between the bar 22 of the comb 2 and the tooth 21 corresponding to this orifice 11.
  • the terminal block of the invention comprises, as illustrated in FIGS. Figures 1 and 2 , a module M2 of equipotential electrical connection with automatic locking, this second module itself comprising a cage 4 of conductive material, for example copper, and disposed in the extension of the bar 1 of the connection module M1 screw.
  • the bar 22 of the comb 2 may be longer than the row of teeth 21, that is to say have a free longitudinal section 221 protruding from the row of teeth 21.
  • the terminal block may comprise a clip 3 shaped as an elastic clip and making it possible to connect the connection modules M1 and M2 to each other at the same time mechanically, thermally and electrically.
  • the staple together encloses a web of the cage 4 of the module M2 and at least a portion of the longitudinal section 221 of the bar 22 of the module M1.
  • the module M2 comprises, in addition to the cage 4, a set 5 of spring blades, and the terminal block also comprises a support base 6 and a cover 7.
  • the cover 7 is designed to be snapped onto the support 6, in which are housed the bar 1, the comb 2, the staple 3, and the cage 4.
  • the leaf springs 5 are themselves housed inside the cage 4, in which these blades have the function of holding in the cage 4 cables inserted into the cells 60 of the base 6 and in this cage 4 through lights 70 of the hood 7.

Landscapes

  • Connections Arranged To Contact A Plurality Of Conductors (AREA)
  • Multi-Conductor Connections (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

L'invention concerne un bornier comprenant un barreau longitudinal (1) percé transversalement d'orifices de connexion (11) juxtaposés, chaque orifice de connexion (11) étant équipé d'une vis (12) engagée dans un filetage correspondant du barreau (1) et propre à serrer, en service, un câble (K) engagé dans cet orifice (11) contre une paroi (110) formant plancher de cet orifice (11). Le bornier de l'invention comporte en outre un peigne (2) monobloc en cuivre formé d'une rangée de dents (21) et d'une barrette (22) reliant et supportant les dents (21), chaque dent (21) étant insérée dans un orifice (11) correspondant du barreau (1) et en appui sur le plancher (110), cette dent (21) étant ainsi, en service, interposée entre ce plancher (110) et le câble (K) engagé dans cet orifice (11).

Description

  • La présente invention concerne, de façon générale, les borniers du type de ceux qui sont par exemple utilisés dans les tableaux de distribution électrique, dans les boîtes de dérivation, ou encore dans les armoires électriques.
  • Plus précisément l'invention concerne un bornier comprenant au moins un premier module de connexion électrique équipotentielle, ce premier module comportant un barreau en matériau rigide et conducteur s'étendant dans une direction longitudinale et percé d'orifices de connexion, ces orifices étant juxtaposés suivant la direction longitudinale et traversant chacun le barreau suivant une direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale, chaque orifice de connexion étant équipé d'une vis engagée dans un filetage correspondant percé dans le barreau suivant une direction perpendiculaire aux directions longitudinale et transversale, et la vis équipant chaque orifice pouvant ainsi serrer, en service, un câble engagé dans cet orifice contre une paroi formant plancher de cet orifice.
  • Un bornier de ce type est par exemple décrit dans les documents de brevets DE 20306229 et FR 2 750 262 .
  • Les principaux critères de qualité d'un tel bornier sont la tenue mécanique, l'amélioration de la tenue aux courants élevés de courts-circuits dans un volume identique voire plus faible, la conductibilité thermique, et la compacité, qui est importante à la fois pour l'économie de matière et pour la facilité d'installation.
  • Or, le problème essentiel que doit surmonter la conception de tels borniers réside dans le fait que ces caractéristiques sont antinomiques à plusieurs égards.
  • En effet, les matériaux présentant la tenue mécanique souhaitable, comme le laiton, présentent des conductibilités électrique et thermique moyennes.
  • Inversement, le cuivre, qui est connu comme présentant des conductibilités électrique et thermique excellentes, présente une tenue mécanique insuffisante.
  • Par ailleurs, plus les dimensions du bornier sont faibles, et plus il est difficile d'atteindre les performances requises en matière de tenue mécanique et d'évacuation de la chaleur.
  • Dans ce contexte, l'invention a pour but de proposer un bornier dont la structure offre un excellent compromis pour l'obtention de ces performances contradictoires.
  • A cette fin, le bornier de l'invention, par ailleurs conforme au préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que le premier module comporte en outre un peigne monobloc en cuivre essentiellement formé d'une rangée de dents juxtaposées mutuellement parallèles et d'une barrette reliant et supportant les dents, en ce que chaque dent du peigne est insérée dans un orifice correspondant du barreau et en appui sur le plancher de cet orifice, cette dent étant ainsi, en service, interposée entre ce plancher et le câble engagé dans cet orifice, et en ce que la barrette du peigne est repliée contre les dents, le plancher de chaque orifice étant ainsi enserré entre la barrette du peigne et la dent correspondant à cet orifice.
  • Le barreau peut alors être réalisé en laiton sans obérer la tenue du bornier aux courants de courts-circuits, ni sa capacité à évacuer la chaleur.
  • Il peut être judicieux de prévoir que le plancher de chaque orifice soit plat et que chaque dent du peigne soit elle-même au moins partiellement plate.
  • Chaque dent du peigne peut en outre présenter des rebords latéraux destinés à venir en appui contre des parois latérales de l'orifice correspondant, contiguës au plancher de cet orifice.
  • Il peut encore être judicieux de prévoir que la barrette du peigne présente un tronçon longitudinal dépassant de la rangée de dents, en particulier dans le cas où le bornier comprend un deuxième module de connexion électrique équipotentielle comportant une cage en matériau conducteur et disposée dans le prolongement du barreau du premier module de connexion.
  • En effet, le bornier peut alors comprendre une agrafe élastique enserrant ensemble la cage du deuxième module de connexion et une partie au moins du tronçon longitudinal de la barrette qui dépasse de la rangée de dents du peigne du premier module, les deux modules étant ainsi couplés de façon efficace au plan mécanique, au plan électrique, et au plan thermique.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue en perspective d'un bornier conforme à un mode de réalisation possible de l'invention;
    • la figure 2 est une vue éclatée en perspective du bornier illustré à la figure 1;
    • la figure 3 est une vue en perspective à échelle agrandie d'un détail du bornier illustré aux figures 1 et 2, et sur lequel se concentrent les principales caractéristiques de l'invention; et
    • la figure 4 est une vue en perspective du détail illustré à la figure 3, observé sous un angle différent.
  • Comme annoncé précédemment, l'invention concerne un bornier de connexion électrique dont un exemple non limitatif est illustré aux figures 1 et 2.
  • Il existe plusieurs types de borniers, à savoir essentiellement des borniers à vis, des borniers à blocage automatique, et des borniers mixtes.
  • Dans un bornier à vis, tel que décrit par exemple dans le document de brevet FR 2 750 262 précité, le câble électrique est serré au moyen d'une vis.
  • Dans un bornier à blocage automatique, le câble est serré au moyen d'une lame ressort qui est déplacée élastiquement par le câble lors de l'insertion de ce câble dans un orifice de connexion, et qui, par sa forme en harpon, s'oppose à l'extraction du câble hors de l'orifice.
  • L'invention concerne, à titre principal, les borniers à vis et, par voie de conséquence, également les borniers mixtes, c'est-à-dire les borniers qui comprennent, comme illustré aux figures 1 et 2, un module M1 de bornier à vis et un module M2 de bornier à blocage automatique.
  • Comme le montrent les figures, un bornier conforme à l'invention comprend donc au moins un module M1 de connexion électrique équipotentielle à vis.
  • Un tel module M1 comporte traditionnellement un barreau 1 en matériau rigide et conducteur, par exemple en laiton, s'étendant dans une direction longitudinale X et percé d'orifices de connexion 11.
  • Les orifices de connexion 11 sont juxtaposés suivant la direction longitudinale X et traversent chacun le barreau 1 suivant une direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale X.
  • Chaque orifice de connexion 11 est équipé d'une vis 12 engagée dans un filetage 120 correspondant, ce filetage étant percé dans le barreau 1 suivant une direction verticale sur les figures 1 et 2, c'est-à-dire suivant une direction perpendiculaire à la fois à la direction longitudinale X du barreau 1 et à la direction transversale des orifices 11.
  • En regard de chaque filetage 120, l'orifice correspondant 11 présente une paroi 110 formant plancher pour le logement de câble que constitue cet orifice.
  • De cette façon, la vis 12 équipant chaque orifice 11 peut, en service, serrer contre le plancher 110 un câble K qui est engagé dans cet orifice 11.
  • Le module M1 de connexion à vis qui constitue un bornier conforme à l'invention, ou qui appartient à un tel bornier, comporte en outre un peigne 2 monobloc en cuivre.
  • Ce peigne 2 est essentiellement formé d'une rangée de dents 21 juxtaposées et mutuellement parallèles, et d'une barrette 22 qui relie et qui supporte les dents 21.
  • Par ailleurs, chaque dent 21 du peigne 2 est insérée dans un orifice 11 correspondant du barreau 1 et se trouve en appui sur le plancher 110 de cet orifice 11, très préférablement sur toute la largeur du barreau 1, c'est-à-dire sur toute la longueur de traversée de l'orifice 11.
  • En service, chaque dent 21 engagée dans un orifice 11 est donc interposée entre le plancher 110 de cet orifice et le câble K également engagé dans cet orifice 11.
  • Pour optimiser le contact entre le barreau 1 et le peigne 2, le plancher 110 de chaque orifice 11 est de préférence plat, chaque dent 21 du peigne 2 étant elle-même au moins partiellement plate pour s'appliquer sur le plancher 110.
  • En outre, chaque dent 21 du peigne 2 peut présenter des rebords latéraux 211 qui sont destinés à venir en appui contre les parois latérales 111 de l'orifice 11 correspondant, contiguës au plancher 110, de manière à augmenter encore le contact électrique et thermique entre le barreau 1 et le peigne 2, à maintenir le câble sous la vis, et à rigidifier cette dent.
  • Comme le montrent le mieux les figures 2 et 4, la barrette 22 du peigne 2 est avantageusement repliée contre les dents 21, et adopte ainsi une position dans laquelle le plancher 110 de chaque orifice 11 est enserré entre la barrette 22 du peigne 2 et la dent 21 correspondant à cet orifice 11.
  • Dans le cas où le bornier de l'invention est de type mixte, il comprend, comme illustré aux figures 1 et 2, un module M2 de connexion électrique équipotentielle à blocage automatique, ce deuxième module comportant lui-même une cage 4 en matériau conducteur, par exemple en cuivre, et disposée dans le prolongement du barreau 1 du module de connexion M1 à vis.
  • De son côté, la barrette 22 du peigne 2 peut être plus longue que la rangée de dents 21, c'est-à-dire présenter un tronçon longitudinal libre 221 dépassant de la rangée de dents 21.
  • Dans ces conditions, le bornier peut comprendre une agrafe 3 conformée en pince élastique et permettant de relier l'un à l'autre les modules de connexion M1 et M2 à la fois mécaniquement, thermiquement et électriquement.
  • Pour ce faire, comme le montre une comparaison des figures 2 et 4, l'agrafe enserre ensemble un voile de la cage 4 du module M2 et une partie au moins du tronçon longitudinal 221 de la barrette 22 du module M1.
  • Comme le montre encore la figure 2, le module M2 comporte, outre la cage 4, un ensemble 5 de lames ressorts, et le bornier comprend également un socle support 6 et un capot 7.
  • Le capot 7 est conçu pour être encliqueté sur le support 6, dans lequel sont logés le barreau 1, le peigne 2, l'agrafe 3, et la cage 4.
  • Les lames ressorts 5 sont quant à elles logées à l'intérieur de la cage 4, dans laquelle ces lames ont pour fonction de retenir dans la cage 4 des câbles insérés dans des alvéoles 60 du socle 6 et dans cette cage 4 à travers des lumières 70 du capot 7.

Claims (7)

  1. Bornier comprenant au moins un premier module (M1) de connexion électrique équipotentielle, ce premier module comportant un barreau (1) en matériau rigide et conducteur s'étendant dans une direction longitudinale (X) et percé d'orifices de connexion (11), ces orifices (11) étant juxtaposés suivant la direction longitudinale (X) et traversant chacun le barreau (1) suivant une direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale (X), chaque orifice de connexion (11) étant équipé d'une vis (12) engagée dans un filetage correspondant percé dans le barreau (1) suivant une direction perpendiculaire aux directions longitudinale (X) et transversale, et la vis (12) équipant chaque orifice (11) pouvant ainsi serrer, en service, un câble (K) engagé dans cet orifice (11) contre une paroi (110) formant plancher de cet orifice (11), caractérisé en ce que le premier module (M1) comporte en outre un peigne (2) monobloc en cuivre essentiellement formé d'une rangée de dents (21) juxtaposées mutuellement parallèles et d'une barrette (22) reliant et supportant les dents (21), en ce que chaque dent (21) du peigne (2) est insérée dans un orifice (11) correspondant du barreau (1) et en appui sur le plancher (110) de cet orifice (11), cette dent (21) étant ainsi, en service, interposée entre ce plancher (110) et le câble (K) engagé dans cet orifice (11), et en ce que la barrette (22) du peigne (2) est repliée contre les dents (21), le plancher (110) de chaque orifice (11) étant enserré entre la barrette (22) du peigne (2) et la dent (21) correspondant à cet orifice (11).
  2. Bornier suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le barreau (1) est en laiton.
  3. Bornier suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le plancher (110) de chaque orifice (11) est plat et en ce que chaque dent (21) du peigne (2) est au moins partiellement plate.
  4. Bornier suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque dent (21) du peigne (2) présente des rebords latéraux (211) destinés à venir en appui contre des parois latérales (111) de l'orifice (11) correspondant, contiguës au plancher (110) de cet orifice (11).
  5. Bornier suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la barrette (22) du peigne (2) présente un tronçon longitudinal (221) dépassant de la rangée de dents (21).
  6. Bornier suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième module (M2) de connexion électrique équipotentielle comportant une cage (4) en matériau conducteur et disposée dans le prolongement du barreau (1) du premier module de connexion (M1).
  7. Bornier suivant les revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'il comprend une agrafe élastique (3) enserrant ensemble la cage (4) du deuxième module (M2) de connexion et une partie au moins du tronçon longitudinal (221) de la barrette (22) qui dépasse de la rangée de dents (21) du peigne (2) du premier module (M1).
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