EP3667824A1 - Borne a compensation de serrage en particulier pour un appareil de protection electrique - Google Patents

Borne a compensation de serrage en particulier pour un appareil de protection electrique Download PDF

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EP3667824A1
EP3667824A1 EP19212096.2A EP19212096A EP3667824A1 EP 3667824 A1 EP3667824 A1 EP 3667824A1 EP 19212096 A EP19212096 A EP 19212096A EP 3667824 A1 EP3667824 A1 EP 3667824A1
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EP
European Patent Office
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cage
terminal
screw
cable
called
Prior art date
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EP19212096.2A
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EP3667824B1 (fr
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Javier Herreros
Michel ABADIE
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Schneider Electric Industries SAS
Original Assignee
Schneider Electric Industries SAS
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Publication date
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    • 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
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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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
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/30—Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member
    • H01R4/304—Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member having means for improving contact
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/08—Terminals; Connections
    • 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
    • H01R4/38—Clamped connections, spring connections utilising a clamping member acted on by screw or nut

Definitions

  • the present invention relates to a connection terminal intended to electrically connect the connection area of an electrical appliance to an electric cable or a tooth belonging to a connection device, said terminal comprising a cage of substantially parallelepipedal shape produced by cutting and folding '' a metal strip to form a frame delimiting an opening of quadrangular section intended for the insertion of the aforementioned cable or tooth, and the terminal further comprising a clamping screw screwed into a threaded orifice provided in a so-called upper wall of the said cage, said screw being able to be driven in rotation so as to generate a relative displacement in translation between the range and the cage, between a so-called clamping position in which the cable or the tooth is brought into electrical contact with the range and a position said loose in which the cable or the tooth is no longer in electrical contact with the pad, said cage comprising a e upper wall, a lower wall and two side walls, said terminal further comprising tightening compensation means.
  • Terminals of the type mentioned above are known, used as an upstream or downstream terminal in low voltage circuit breakers.
  • this type of terminal there is a phenomenon known as copper accommodation which constitutes the connection area, also called creep over time, which phenomenon causes a loss of contact pressure in the screw terminals, which can cause thermal runaway or fire.
  • these terminals do not include tightening compensation means. These terminals provide connection capacity and resistance to maximum cable clamping force.
  • compensation systems are put in place in the terminals of electrical devices such as systems with attached elastic plates, systems with compensation blades, or the use of plastic deformation terminals, to compensate for the non- compliance with these tightening instructions.
  • the present invention solves these problems and proposes a clamping terminal with compensation for tightening making it possible to considerably reduce the risks of thermal runaway due to creep, this terminal guaranteeing operational safety over time, while allowing these to be put in place. terminals without modifications to the surrounding rooms.
  • the subject of the present invention is a connection terminal of the kind mentioned above, this terminal being characterized in that the upper wall of the cage is constituted by the superposition of two branches respectively upper and lower, belonging respectively to the two walls lateral, each of these branches being formed by folding the upper part of the side wall in the direction of the other side wall, these two branches each having a hole for the passage of the screw, these two holes being opposite one by relative to the other, the outer end of the so-called upper branch of the cage being able to come to bear on the inner end of the so-called lower branch of the cage when the screw is tightened, this causing an elastic displacement of the entire cage, said cage having, in a section along a plane perpendicular to the side walls, substantially a diamond shape in the loosened position of the screw, and s substantially a rectangle shape in the tight position of the screw after the above-mentioned elastic deformation.
  • the elastic return corresponding to the difference between on the one hand, the height between the bottom of the cage and the connection range during the load at the end of tightening and this same height after the load is between 0 , 4 and 0.6 mm.
  • the material in which the cage is made is XC70 having mechanical properties and having undergone a heat treatment of R substantially equal to 1600 MPa, and Re substantially equal to 1200 MPa.
  • the working length defined as being the sum of the length of the upper wall, with the length of the lower wall, with the length of one of the side walls located on the side opposite the abovementioned fulcrum is between 20 and 25 mm.
  • this terminal comprises at least one recess made in the cage at places in said cage having reduced stresses compared to the rest of the cage, in order to distribute the stresses evenly inside the walls of the cage.
  • this terminal includes means for re-centering the cables inside the opening of the terminal, these means making it possible to ensure elastic return between 0.4mm and 0.6mm, whatever the initial positioning. cable into the terminal.
  • these means comprise a connection flap fixed to the bottom of the cage and capable of preventing the introduction of a cable under the terminal when the latter is tightened.
  • the present invention also relates to an electrical protection device comprising at least one upstream or downstream terminal comprising the previously mentioned characteristics taken alone or in combination.
  • this device is a low-voltage terminal circuit breaker.
  • a cage C belonging to a terminal B belonging to a terminal B according to a particular embodiment of the invention, this terminal being intended to be mounted in a housing 1 provided for this purpose in an electrical protection device such as a low voltage circuit breaker terminal D such that 'illustrated on Figures 5 to 7 and 10 .
  • This terminal B is intended to allow the electrical connection of a connection pad 2 belonging to the circuit breaker D to an external electrical connection element such as a cable c or a tooth belonging to a distribution comb.
  • this cage C has a substantially parallelepiped shape, and is constituted by a sheet 3 folded so as to form a part shaped as a tunnel.
  • this cage C is formed by a part having four successive faces or walls, respectively a lower wall 4 and an upper wall 5, parallel to one another, and two side walls 6,7 parallel one compared to each other.
  • the aforementioned upper wall 5 comprises a threaded orifice 9 capable of receiving a screw 10, this screw 10 being mounted for rotation about its axis X by relative to the housing 11 of the apparatus D.
  • the aforementioned cage C is able to be moved in translation relative to the housing 11 of the apparatus D and thus to the connection pad 2 of the apparatus D, parallel to the axis Of the screw 10 when the screw rotates.
  • the end part of the connection pad 2 is placed inside the opening O of the terminal B and extends substantially parallel to the bottom wall 4 of the cage C, that is to say the bottom wall.
  • this cage C is constituted by a strip of sheet metal cut and folded.
  • the total length of the sheet 3 of which the cage C is made up has been increased while the thickness of the flanks or of the side walls 6,7, has been reduced relative to the length and thickness of the sheet respectively 3 belonging to a terminal B of the conventional type.
  • This increase in length was achieved by an extension of one 7 of the side walls 6,7 from the free edge of the latter, so as to form a return 12 capable of coming to be superimposed on the wall initially constituting the wall. upper 5 of the cage C.
  • the upper wall of the cage consists of two branches 13, 14 said to be respectively lower and upper, and corresponding respectively to the abovementioned initial lower wall 4 and to the return 12.
  • These two branches 13,14 each have a threaded orifice 15,16, these two orifices 15,16 being opposite one with respect to the other so as to allow the introduction and the screwing of the terminal screw 10.
  • this cage C was produced thanks to significant work in simulation-design, so as to obtain a uniform distribution of the stresses in the sidewalls and thus obtain a substantially identical rigidity over the entire cage.
  • the elastic limit Re and the breaking limit R have been increased by about 45% compared to those of a conventional cage, and the thickness of the sheet has been reduced, compared to that of a cage of the classic type going from 1.5mm to 1.2mm, which corresponds to a reduction of 20%.
  • the working length L of the cage C corresponding to the sum of the length m of the lower side 4, the length n of the lateral side 7 located on the side opposite to the free end of the return 12, and the length o on the upper side 14, has been increased by this length o on the upper side, at the same time modifying the support point p relative to that of a conventional terminal.
  • the support when tightening the screw 10 is exerted by the outer end 14a of the upper branch 14 on the inner end 13a of the so-called lower branch 13 of the sheet 4.
  • the working length L has been increased compared to that of the usual elastic terminals, by a width of approximately 9.51 mm in this particular embodiment, which corresponds to an increase of approximately 41% compared to that of a terminal of the conventional type, the lengths m and n respectively of the lower side and the lateral side being respectively 9.04 and 13.78 mm.
  • the figure 4 more particularly illustrates the diamond shape of the cage C, when the screw 10 is in the non-tightened position, in a sectional view along a plane passing through the axis X of the screw 10 and perpendicular to the side walls 6,7 of the cage C.
  • the shape of the cage C in section changes from a shape s corresponding substantially to a rhombus to a shape v corresponding substantially to a rectangle, the latter shape being particularly illustrated on the Figures 18 and 19 .
  • terminal B is in the charging position at the end of the tightening operation.
  • terminal B is in the end of tightening operation position, but is no longer in the charging position.
  • the cage C is deformed following a creep of the terminal, so that the height h2 between the connection pad 2 and the bottom 4 of the terminal on the figure 19 increased with respect to the height h1 between the connection area 2 and the base 4 of the terminal on the figure 18 .
  • This difference in height h2 - h1 corresponds to the elastic return of the terminal in the event of creep.
  • a centering flap 17 for the cables is advantageously associated with the bottom of the terminal 4 in order to position the cables c in the bottom half of the terminal B undergoing the displacement most important elastic. As illustrated on figures 10 to 17 , this flap 17 is capable of being removably attached to the bottom 4 of the terminal B.
  • the bottom wall 4 facing the contact points 13a and 14a has very little deformation.
  • the figure 15 shows a cable positioned in this area.
  • the figure 16 shows the tightening of this cable, which slides thanks to the flap towards the center of the cage C. This allows, as illustrated on the figure 17 , to tighten the optimal elastic zone.
  • the clamp compensation terminal according to the invention meets the constraints of the current terminal holding and connection capacity while ensuring an elastic return of about 0.5mm.
  • a clamping compensation terminal has therefore been produced for the low voltage terminal ranges, making it possible to provide clamping compensation during the tightening of the wires, which can be implemented in circuit breakers and auxiliaries, instead and instead of a terminal of the conventional type, without any modification of the surrounding parts, this terminal making it possible to greatly reduce the risks of thermal runaway and therefore to increase the operational safety over time of the devices.
  • the invention therefore makes it possible to solve the two major problems, which are to reduce the risks of thermal runaway by ensuring operational safety over time and to allow the terminal to be replaced in place of the device without impact on industrial costs, that is to say without it being necessary to modify molds, cutting tools, assembly lines, no modification of envelope or range being necessary, which would involve a resumption of '' tools, or the management of an online setting.

Landscapes

  • Connections Arranged To Contact A Plurality Of Conductors (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Abstract

La présente invention concerne une borne de raccordement, cette borne étant caractérisée en ce que la paroi supérieure de la cage C est constituée par la superposition de deux branches (13,14) respectivement inférieure et supérieure, appartenant respectivement aux deux parois latérales (6,7) de la cage C, chacune de ces branches (13,14) étant formée par pliage de la partie supérieure de la paroi latérale (6,7) en direction de l'autre paroi latérale (6,7), ces deux branches (13,14) comportant chacune un orifice de passage de la vis, ces deux orifices étant en regard l'un par rapport à l'autre, l'extrémité extérieure (14a) de la branche dite supérieure (14) de la cage C étant apte à venir en appui sur l'extrémité intérieure (13a) de la branche dite inférieure (13) de la cage C lors du serrage de la vis (10), ceci engendrant un déplacement élastique de toute la cage C, ladite cage présentant dans une coupe selon un plan perpendiculaire aux parois latérales (6,7), sensiblement une forme de losange en position desserrée de la vis (10), et sensiblement une forme de rectangle en position serrée de la vis après la déformation élastique précitée.

Description

    Domaine technique
  • La présente invention concerne une borne de raccordement destinée à relier électriquement la plage de raccordement d'un appareil électrique à un câble électrique ou une dent appartenant à un dispositif de raccordement, ladite borne comportant une cage de forme sensiblement parallélépipèdique réalisée par découpage et pliage d'une bande métallique pour former un cadre délimitant une ouverture de section quadrangulaire destinée à l'insertion du câble ou de la dent précitée, et la borne comportant en outre une vis de serrage vissée dans un orifice taraudé prévu dans une paroi dite supérieure de la dite cage, ladite vis pouvant être entraînée en rotation de manière à engendrer un déplacement relatif en translation entre la plage et la cage, entre une position dite de serrage dans laquelle le câble ou la dent est amené en contact électrique avec la plage et une position dite desserrée dans laquelle le câble ou la dent n'est plus en contact électrique avec la plage, ladite cage comportant une paroi supérieure, une paroi inférieure et deux parois latérales, ladite borne comportant en outre des moyens de compensation de serrage.
    • Technique antérieure
  • On connaît des bornes du type précédemment mentionné, utilisées en tant que borne amont ou aval dans les disjoncteurs basse tension. Dans ce type de borne, on observe un phénomène dit d'accommodation du cuivre dont est constituée la plage de raccordement, appelé aussi fluage dans le temps, lequel phénomène entraîne une perte de pression de contact dans les bornes à vis, ce qui peut provoquer un emballement thermique ou un incendie.
  • Le plus souvent, ces bornes ne comportent pas de moyens de compensation de serrage. Ces bornes assurent une capacité de raccordement et une tenue à un effort maximum de serrage des câbles.
  • Des consignes de resserrage des vis de bornes sont usuellement données aux utilisateurs afin d'écarter tout risque.
  • Petit à petit, des systèmes de compensation sont mis en place dans les bornes des appareils électriques tels que des systèmes comportant des plaquettes élastiques rapportées, des systèmes à lames de compensation, ou l'utilisation de bornes à déformation plastique, pour pallier au non-respect de ces consignes de resserrage.
  • Cependant, ces systèmes de compensation ne permettent pas de garantir une sécurité de fonctionnement dans le temps, sans modifications des pièces environnantes de la borne à l'intérieur de l'appareil. Il en résulte une augmentation des coûts industriels dues aux modifications qu'il est nécessaire de réaliser sur les moules, outillages de découpe, chaînes de montage, etc....
  • On connaît par exemple le document FR 2 798 514 décrivant une borne du genre précédemment mentionné. Dans ce document, seule la moitié de la borne se déforme et non pas la borne complète. Dans ces bornes dans lesquelles la déformation élastique est limitée, la tenue de la borne est également limitée.
    • Exposé de l'invention
  • La présente invention résout ces problèmes et propose une borne de raccordement à compensation de serrage permettant de réduire considérablement les risques d'emballement thermique dus au fluage, cette borne garantissant une sécurité de fonctionnement dans le temps, tout en permettant une mise en place de ces bornes sans modifications des pièces environnantes.
  • A cet effet, la présente invention a pour objet une borne de raccordement du genre précédemment mentionnée, cette borne étant caractérisée en ce que la paroi supérieure de la cage est constituée par la superposition de deux branches respectivement supérieure et inférieure, appartenant respectivement aux deux parois latérales, chacune de ces branches étant formée par pliage de la partie supérieure de la paroi latérale en direction de l'autre paroi latérale, ces deux branches comportant chacune un orifice de passage de la vis, ces deux orifices étant en regard l'un par rapport à l'autre, l'extrémité extérieure de la branche dite supérieure de la cage étant apte à venir en appui sur l'extrémité intérieure de la branche dite inférieure de la cage lors du serrage de la vis, ceci engendrant un déplacement élastique de toute la cage, ladite cage présentant dans une coupe selon un plan perpendiculaire aux parois latérales, sensiblement une forme de losange en position desserrée de la vis, et sensiblement une forme de rectangle en position serrée de la vis après la déformation élastique précitée.
  • Selon une caractéristique particulière, le retour élastique correspondant à la différence entre d'une part, la hauteur entre le fond de la cage et la plage de raccordement pendant la charge en fin de serrage et cette même hauteur après la charge, est compris entre 0,4 et 0,6 mm.
  • Selon une autre caractéristique, la matière dans laquelle est réalisée la cage est du XC70 présentant des propriétés mécaniques et ayant subi un traitement thermique de R sensiblement égal à 1600 MPa, et Re sensiblement égal à 1200 MPa.
  • Selon une autre caractéristique, la longueur de travail définie comme étant la somme de la longueur de la paroi supérieure, avec la longueur de la paroi inférieure, avec la longueur de l'une des parois latérales située du côté opposé au point d'appui précité est comprise entre 20 et 25 mm.
  • Selon une autre caractéristique, cette borne comporte au moins un évidement réalisé dans la cage en des endroits de ladite cage présentant des contraintes réduites par rapport au reste de la cage, afin de répartir les contraintes de manière égale à l'intérieur des parois de la cage.
  • Selon une autre caractéristique, cette borne comporte des moyens de recentrage des câbles à l'intérieur de l'ouverture de la borne, ces moyens permettant d'assurer un retour élastique entre 0,4mm et 0,6mm, quel que soit le positionnement initial du câble dans la borne.
  • Selon une autre caractéristique, ces moyens comportent une bavette de raccordement fixée sur le fond de la cage et apte à empêcher l'introduction d'un câble sous la borne lorsque celle-ci est serrée.
  • La présente invention a encore pour objet un appareil de protection électrique comportant au moins une borne amont ou aval comportant les caractéristiques précédemment mentionnées prises seules ou en combinaison.
  • Selon une caractéristique particulière, cet appareil est un disjoncteur basse tension terminale.
    • Brève description des dessins
  • Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels.
    • [fig.1-2]
      • Les figures 1 et 2 sont deux vues en perspective selon deux orientations différentes, d'une cage appartenant à une borne selon une réalisation particulière de l'invention,
    • [fig.3-4]
      • La figure 3 est une vue en coupe de la cage précédente, selon un plan perpendiculaire aux parois latérales de la cage, et permettant d'illustrer les variations de dimension de cette cage par rapport à une cage selon l'art antérieur,
      • La figure 4 est une vue en coupe identique à la figure précédente, mais illustrant plus particulièrement la forme de la cage en position desserrée de la borne,
    • [fig.5-6]
      • Les figures 5 et 6 sont deux vues partielles en perspective, illustrant une borne selon l'invention mise en place à l'intérieur d'un disjoncteur, respectivement dans une position desserrée et une position serrée de la vis de borne,
    • [fig.7]
      • La figure 7 est une vue en coupe de la borne selon un plan P-P de la figure 5,
    • [fig.8]
      • La figure 8 est une vue en perspective illustrant la borne avec sa vis de borne et la partie d'extrémité de la plage de raccordement,
    • [fig.9]
      • La figure 9 est une vue identique à la figure précédente, sans la vis de serrage et sans la plage de raccordement,
    • [fig.10]
      • La figure 10 est une vue partielle en perspective d'une borne selon l'invention montée dans un disjoncteur, mais illustrant plus particulièrement la bavette de raccordement associée au fond de cette borne,
    • [fig.11]
      • La figure 11 est une vue en perspective de la borne seule, vue de l'avant,
    • [fig.12]
      • La figure 12 est une vue en perspective de cette même borne, vue de l'arrière,
    • [fig.13-14]
      • Les figures 13 et 14 sont deux vues en perspective de la bavette de raccordement seule, selon deux orientations différentes de cette bavette,
    • [fig.15-17]
      • Les figures 15, 16 et 17 sont des vues partielles en coupe illustrant trois positions successives d'un câble au fond de la borne, pendant le serrage de la vis de borne, et
    • [fig.18-19]
      • Les figures 18 et 19 sont des vues en coupe similaires à la figure 3, illustrant respectivement une borne pendant la charge en fin de serrage, et cette même borne après la charge.
    DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION
  • Sur les figures 1 et 2, on voit une cage C appartenant à une borne B selon une réalisation particulière de l'invention, cette borne étant destinée à être montée dans un logement 1 prévu à cet effet dans un appareil de protection électrique tel un disjoncteur basse tension terminal D tel qu'illustré sur les figures 5 à 7 et 10. Cette borne B est destinée à permettre le raccordement électrique d'une plage de raccordement 2 appartenant au disjoncteur D à un élément de raccordement électrique extérieur tel un câble c ou une dent appartenant à un peigne de distribution.
  • De manière connue en soi, cette cage C présente une forme sensiblement parallélépipèdique, et est constituée par une tôle 3 pliée de manière à former une pièce conformée en tunnel. Ainsi, cette cage C est formée par une pièce présentant quatre faces ou parois successives, respectivement une paroi inférieure 4 et une paroi supérieure 5, parallèles l'une par rapport à l'autre, et deux parois latérales 6,7 parallèles l'une par rapport à l'autre. La paroi supérieure précitée 5 comporte un orifice taraudé 9 apte à recevoir une vis 10, cette vis 10 étant montée à rotation autour de son axe X par rapport au boîtier 11 de l'appareil D. La cage précitée C est apte à être déplacée en translation par rapport au boîtier 11 de l'appareil D et ainsi à la plage de raccordement 2 de l'appareil D, parallèlement à l'axe X de la vis 10 lors de la rotation de la vis. Lors du montage de la borne B dans l'appareil D, la partie d'extrémité de la plage de raccordement 2 est placée à l'intérieur de l'ouverture O de la borne B et s'étend sensiblement parallèlement à la paroi inférieure 4 de la cage C, c'est-à-dire la paroi de fond.
  • L'actionnement de la vis 10 dans le sens du serrage, après l'introduction de la partie d'extrémité d'un câble c dans l'orifice O de borne B, entraîne le déplacement de la cage C en direction de la tête 10a de vis 10, ce qui entraîne l'amenée du câble c en contact avec la partie d'extrémité de la plage de raccordement 2, réalisant ainsi le raccordement électrique entre le câble c et la plage 2. Avantageusement, cette cage C est constituée par une bande de tôle découpée et pliée.
  • Conformément à l'invention, la longueur totale de la tôle 3 dont est constituée la cage C a été augmentée tandis que l'épaisseur des flancs ou des parois latérales 6,7, a été diminuée par rapport respectivement aux longueur et épaisseur de la tôle 3 appartenant à une borne B du type classique. Cette augmentation de la longueur a été réalisée par une prolongation de l'une 7 des parois latérales 6,7 à partir du bord libre de cette dernière, de manière à former un retour 12 apte à venir se superposer à la paroi constituant initialement la paroi supérieure 5 de la cage C. Ainsi, l'on peut dire que la paroi supérieure de la cage est constituée par deux branches 13,14 dites respectivement inférieure et supérieure, et correspondant respectivement à la paroi inférieure initiale précitée 4 et au retour 12. Ces deux branches 13,14 comportent chacune un orifice taraudé 15,16, ces deux orifices 15,16 étant en regard l'un par rapport à l'autre de manière à permettre l'introduction et le vissage de la vis de borne 10.
  • Selon la réalisation de l'invention illustrée sur les figures, cette cage C a été réalisée grâce à un important travail en simulation-conception, de manière à obtenir une répartition homogène des contraintes dans les flancs et ainsi obtenir une rigidité sensiblement identique sur toute la cage.
  • Ainsi, ce travail en simulation-conception a permis de visualiser la répartition des contraintes dans la cage. Puis, des orifices ou évidements 8 ont été réalisés dans les flancs 6,7 de la cage en des endroits de la cage présentant le moins de contraintes, en compensation de quoi l'épaisseur globale de la tôle a été augmentée de manière à conserver une certaine tenue de la cage.
  • Puis, en utilisant une matière performante, il a été possible de réduire légèrement l'épaisseur de la tôle tout en conservant une tenue maximale.
  • Ainsi, alors que les matières usuelles utilisées sont plutôt du C45 (XC45) présentant des propriétés mécaniques et ayant subi un traitement thermique de R=1 100Mpa, Re=850MPa, dans cette réalisation de l'invention, on utilise plutôt du C70(XC70) présentant des propriétés mécaniques et ayant subi un traitement thermique de R=1600MPa, Re=1200MPa.
  • Ainsi, la limite élastique Re et la limite de rupture R ont été augmentées d'environ 45% par rapport à celles d'une cage classique, et l'épaisseur de la tôle a été réduite, par rapport à celle d'une cage du type classique passant de 1,5mm à 1,2mm, ce qui correspond à une réduction de 20%.
  • Tel qu'illustré sur la figure 3, la longueur de travail L de la cage C, correspondant à la somme de la longueur m du côté inférieur 4, de la longueur n du côté latéral 7 situé du côté opposé à l'extrémité libre du retour 12, et de la longueur o du côté supérieur 14, a été augmentée de cette longueur o du côté supérieur, en modifiant en même temps le point d'appui p par rapport à celui d'une borne classique. Ainsi, l'appui lors du serrage de la vis 10 s'exerce par l'extrémité extérieure 14a de la branche supérieure 14 sur l'extrémité intérieure 13a de la branche dite inférieure 13 de la tôle 4. Ainsi, la longueur de travail L a été augmentée par rapport à celle des bornes élastiques habituelles, d'une largeur d'environ 9,51mm dans cette réalisation particulière, ce qui correspond à une augmentation d'environ 41% par rapport à celle d'une borne du type classique, les longueurs m et n respectivement du côté inférieur et du côté latéral étant respectivement de 9,04 et 13,78 mm.
  • La figure 4 illustre plus particulièrement la forme en losange de la cage C, lorsque la vis 10 est en position non serrée, dans une vue en coupe selon un plan passant par l'axe X de la vis 10 et perpendiculaire aux parois latérales 6,7 de la cage C. Lors du serrage de la vis de borne 10, la forme de la cage C en coupe, passe d'une forme s correspondant sensiblement à un losange à une forme v correspondant sensiblement à un rectangle, cette dernière forme étant particulièrement illustrée sur les figures 18 et 19.
  • Sur la figure 18, la borne B est en position de charge à la fin de la manœuvre de serrage. Sur la figure 19, la borne B est en position de fin de manœuvre de serrage, mais n'est plus en position de charge. Entre ces deux positions, la cage C s'est déformée suite à un fluage de la borne, de telle manière que la hauteur h2 entre la plage de raccordement 2 et le fond 4 de la borne sur la figure 19 a augmentée par rapport à la hauteur h1 entre la plage de raccordement 2 et le fond 4 de la borne sur la figure 18.
  • Cette différence de hauteur h2 - h1 correspond au retour élastique de la borne en cas de fluage.
  • Afin de pallier au problème d'une variation du retour élastique en fonction de la position du câble c en fond de borne, ce retour élastique étant d'environ 0,1 mm du côté gauche et d'environ 0,9 mm du côté droit du fond de borne, une bavette de recentrage 17 des câbles est avantageusement associée au fond de la borne 4 afin de positionner les câbles c dans la demi-partie de fond de borne B subissant le déplacement élastique le plus important. Tel qu'illustré sur les figures 10 à 17, cette bavette 17 est apte à être fixée de manière amovible au fond 4 de la borne B.
  • La paroi de fond 4 en regard des points de contacts 13a et 14a présente une déformation très faible. La figure 15 montre un câble positionné dans cette zone. La figure 16 montre le serrage de ce câble, lequel vient glisser grâce à la bavette vers le centre de la cage C. Cela permet, tel qu'illustré sur la figure 17, de réaliser un serrage sur la zone élastique optimale.
  • Grâce à l'invention, il est possible d'obtenir un retour élastique de 0,5 mm en fin de serrage de la vis.
  • La borne à compensation de serrage selon l'invention, dite borne losange, répond aux contraintes de la borne actuelle de tenue et de capacité de raccordement tout en assurant un retour élastique d'environ 0,5mm.
  • On a donc réalisé grâce à l'invention une borne à compensation de serrage pour les gammes basse tension terminal, permettant d'assurer une compensation de serrage lors du serrage des fils, pouvant être mise en place dans les disjoncteurs et auxiliaires, en lieu et place d'une borne du type classique, sans aucunes modifications des pièces environnantes, cette borne permettant de réduire fortement les risques d'emballement thermiques et donc d'augmenter la sécurité de fonctionnement dans le temps des appareils.
  • L'invention permet donc de résoudre les deux problématiques majeurs, lesquels sont de réduire les risques d'emballement thermique en assurant une sécurité de fonctionnement dans le temps et de permettre une mise en lieu et place de la borne dans l'appareil sans impact sur les coûts industriels, c'est-à-dire sans qu'il soit nécessaire de modifier des moules, des outillages de découpe, des chaînes de montage, aucune modification d'enveloppe ou de plage n'étant nécessaire, qui impliquerait une reprise d'outillage, ou bien la gestion d'une mise en ligne.
  • Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.
  • Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont réalisées suivant son esprit.

Claims (9)

  1. Borne de raccordement destinée à relier électriquement la plage de raccordement d'un appareil électrique à un câble électrique ou une dent appartenant à un dispositif de raccordement, ladite borne comportant une cage de forme sensiblement parallélépipèdique réalisée par découpage et pliage d'une bande métallique pour former un cadre délimitant une ouverture de section quadrangulaire destinée à l'insertion du câble ou de la dent précitée et la borne comportant en outre une vis de serrage vissée dans un orifice taraudé prévu dans une paroi dite supérieure de la dite cage, ladite vis pouvant être entraînée en rotation de manière à engendrer un déplacement relatif en translation entre la plage et la cage, entre une position dite de serrage dans laquelle le câble ou la dent est amené en contact électrique avec la plage et une position dite desserrée dans laquelle le câble ou la dent n'est plus en contact électrique avec la plage, ladite cage comportant une paroi supérieure, une paroi inférieure et deux parois latérales, ladite borne comportant en outre des moyens de compensation de serrage,
    caractérisée en ce que la paroi supérieure (5) de la cage C est constituée par la superposition de deux branches (13,14) respectivement inférieure et supérieure, appartenant respectivement aux deux parois latérales (6,7), chacune de ces branches (13,14) étant formée par pliage de la partie supérieure de la paroi latérale (6,7) en direction de l'autre paroi latérale (6,7), ces deux branches (13,14) comportant chacune un orifice (15,16) de passage de la vis (10), ces deux orifices (15,16) étant en regard l'un par rapport à l'autre, l'extrémité extérieure (14a) de la branche (14) dite supérieure de la cage C étant apte à venir en appui sur l'extrémité intérieure (13a) de la branche dite inférieure (13) de la cage C lors du serrage de la vis (10), ceci engendrant un déplacement élastique de toute la cage C, ladite cage présentant dans une coupe selon un plan perpendiculaire aux parois latérales (6,7), une section sensiblement en forme de losange (s) en position desserrée de la vis (10), et une section sensiblement en forme de rectangle (v) en position serrée de la vis après la déformation élastique précitée.
  2. Borne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le retour élastique correspondant à la différence entre d'une part, la hauteur (h2) entre le fond (4) de la cage C et la plage de raccordement (2) pendant la charge en fin de serrage et d'autre part, cette même hauteur (hl) après la charge, est compris entre 0,4 et 0,6 mm.
  3. Borne selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la matière dans laquelle est réalisée la cage C est du XC70 présentant des propriétés mécaniques et ayant subi un traitement thermique de R sensiblement égal à 1600 MPa, et Re sensiblement égal à 1200 MPa.
  4. Borne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la longueur de travail L définie comme étant la somme de la longueur o de la paroi supérieure (5), de la longueur m de la paroi inférieure (4), et de la longueur (n) de l'une des parois latérales (6,7) située du côté opposé au point d'appui précité (p) est compris entre 20mm et 25mm.
  5. Borne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un évidement (8) réalisé dans la cage C en des endroits de ladite cage C présentant des contraintes réduites par rapport au reste de la cage, afin de répartir les contraintes de manière égale à l'intérieur des parois (4,5,6,7) de la cage C.
  6. Borne selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (17) de recentrage des câbles c à l'intérieur de l'ouverture O de la borne B, ces moyens permettant d'assurer un retour élastique entre 0,4mm et 0,6mm, quel que soit le positionnement initial du câble c dans la borne B.
  7. Borne selon la revendication 6, caractérisée en ce que ces moyens de recentrage comportent une bavette de raccordement (17) fixée sur le fond (4) de la cage C et apte à empêcher l'introduction d'un câble sous la borne lorsque celle-ci est serrée.
  8. Appareil de protection électrique comportant au moins une borne B amont ou aval selon l'une quelconque des revendications précédentes.
  9. Appareil de protection électrique selon la revendication 8, caractérisé en ce que c'est un disjoncteur D basse tension terminale.
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