FR2841946A1 - Electrical apparatus screw cable connection having threaded screw spoke and head connection having tightening limiting coupling unit using spring clutch. - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention se rapporte à un dispositif de serrage à limitationThe present invention relates to a clamping device with limitation
de couple, notamment destiné à la connexion d'au moins un câble à un appareil électrique. Un tel dispositif comprend une vis qui présente une tige filetée et une tête, ainsi qu'un organe torque, in particular intended for the connection of at least one cable to an electrical appliance. Such a device comprises a screw which has a threaded rod and a head, as well as a member
de serrage, notamment apte à serrer le câble, sous l'effet de la rotation de la tige file5 tée produite par la manoeuvre de la tête. clamping, in particular capable of clamping the cable, under the effect of the rotation of the threaded rod rod produced by the operation of the head.
Il existe déjà des dispositifs permettant de limiter sans rupture, et donc avec possibilité de réutilisation, l'effort de serrage d'une vis au moyen d'un organe de débrayage à There are already devices making it possible to limit without breaking, and therefore with the possibility of re-use, the tightening force of a screw by means of a declutching member to
ressort limiteur.limiting spring.
Dans un appareil électrique capable de conduire et de couper des courants de l'ordre de quelques dizaines d'ampères, voire de quelques centaines d'ampères, il importe d'éviter tout risque de desserrage des câbles de puissance connectés dans les bornes; c'est plus particulièrement le cas dans des appareils capables de conduire et de couper des courants de l'ordre de quelques dizaines d'ampères, voire de quelques centaines d'ampères. Il est donc souhaitable de serrer les câbles en exerçant sur leurs vis de serrage des couples atteignant un seuil déterminé. D'autre part, la dimension en largeur des bornes d'appareils électriques est en général restreinte par des exigences de construction ou des contraintes normatives, de sorte que l'organe de débrayage In an electrical device capable of conducting and cutting currents of the order of a few tens of amps, or even a few hundred amps, it is important to avoid any risk of loosening the power cables connected in the terminals; this is more particularly the case in devices capable of conducting and breaking currents of the order of a few tens of amps, or even a few hundred amps. It is therefore desirable to tighten the cables by exerting on their tightening screws torques reaching a determined threshold. On the other hand, the width dimension of the terminals of electrical devices is generally limited by construction requirements or normative constraints, so that the declutching member
doit occuper un faible volume, et tout spécialement offrir un faible encombrement diamétral. must occupy a small volume, and especially offer a small diametrical size.
L'invention a donc pour but, dans un dispositif de serrage notamment destiné à des The object of the invention is therefore, in a clamping device in particular intended for
appareils électriques, de limiter le couple de serrage de manière fiable et avec un di25 mensionnement minimal. electrical appliances, to limit the tightening torque reliably and with a minimum dimensioning.
Selon l'invention, dans le gabarit de la tête de la vis est inclus un organe limiteur de couple de serrage à ressort de débrayage. L'organe limiteur de couple est de préférence recouvert et protégé par une coiffe de la tête de la vis, laquelle coiffe est une pièce à jupe mince par exemple sertie radialement sur un épanouissement de la tige filetée ou sur une coupelle associée à un tel épanouissement, et détermine le gabarit diamétral de la tête. De préférence, l'organe limiteur de couple a une expansion limitée par l'espace interne de la jupe et il est dimensionné pour que la hauteur de la tête est inférieure à son diamètre, ce qui procure donc la fonction de débrayage recherchée According to the invention, in the template of the head of the screw is included a member for limiting the tightening torque with disengaging spring. The torque limiting member is preferably covered and protected by a cap of the head of the screw, which cap is a piece with a thin skirt, for example crimped radially on a bloom of the threaded rod or on a cup associated with such bloom , and determines the diametral gauge of the head. Preferably, the torque limiting member has an expansion limited by the internal space of the skirt and it is dimensioned so that the height of the head is less than its diameter, which therefore provides the desired declutching function.
sans modifier le gabarit usuel de la vis. without modifying the usual template of the screw.
L'organe limiteur de couple peut avantageusement comporter - un élément d'action5 nement de la tête, cet élément présentant à l'opposé de la tige filetée des empreintes pour un outil de manoeuvre, et présentant une face d'engrènement dotée en direction axiale de premières dents, - un épanouissement de la tige filetée, cet épanouissement étant muni vers la tête d'une face transversale d'engrènement dotée en direction axiale de secondes dents coopérant avec les premières dents, et - un ressort de compres10 sion logé dans une chambre de la tête de vis, le ressort étant appliqué axialement entre une première face d'appui propre à l'élément d'actionnement et une seconde face The torque limiting member may advantageously include - an action element for the head, this element having, opposite the threaded rod, indentations for an operating tool, and having a meshing face endowed in axial direction first teeth, - a development of the threaded rod, this development being provided towards the head with a transverse meshing face provided in axial direction with second teeth cooperating with the first teeth, and - a compression spring housed in a screw head chamber, the spring being applied axially between a first bearing face specific to the actuating element and a second face
d'appui propre à l'épanouissement de la tige filetée. specific support for the development of the threaded rod.
Dans un premier mode de réalisation, - l'élément d'actionnement est une pièce qui présente un noyau et une collerette annulaire solidaire du noyau, le noyau étant doté des empreintes de manoeuvre, la collerette annulaire présentant à l'opposé de la tige filetée la seconde face d'appui et vers la tige filetée les premières dents, et - la coiffe de la tête de vis présente un fond et une jupe cylindrique, le fond étant muni d'une ouverture traversante d'accès aux empreintes et déterminant la première face d'appui, et la jupe cylindrique de la coiffe étant assemblée rigidement à l'épanouissement de la tige filetée, de sorte que le dépassement du couple déterminé par le ressort se traduit par un déplacement de la pièce d'actionnement à l'intérieur du sous-ensemble rigide In a first embodiment, - the actuating element is a part which has a core and an annular flange secured to the core, the core being provided with operating impressions, the annular flange having opposite the threaded rod the second bearing face and towards the threaded rod the first teeth, and - the cap of the screw head has a bottom and a cylindrical skirt, the bottom being provided with a through opening for access to the impressions and determining the first bearing face, and the cylindrical skirt of the cap being rigidly assembled to the development of the threaded rod, so that exceeding the torque determined by the spring results in a displacement of the actuating part inside of the rigid subset
formé par la coiffe et la tige filetée. formed by the cap and the threaded rod.
Dans un second mode de réalisation, l'élément d'actionnement est une pièce comprenant - la coiffe, qui présente une jupe cylindrique et un fond, le fond étant doté, à l'opposé de la tige filetée, des empreintes et, vers la tige filetée, de la face d'engrènement avec les premières dents, tandis que la jupe entoure l'épanouissement de la tige filetée pour former la chambre de logement du ressort, et - une coupelle de logement du res30 sort, qui présente une base déterminant la première face d'appui du ressort, et une paroi cylindrique assemblée rigidement à la jupe cylindrique de la cuvette, de sorte que le dépassement du couple déterminé par le ressort produit un déplacement axial du In a second embodiment, the actuating element is a part comprising - the cap, which has a cylindrical skirt and a bottom, the bottom being provided, opposite the threaded rod, with imprints and, towards the threaded rod, of the engagement face with the first teeth, while the skirt surrounds the opening of the threaded rod to form the spring housing chamber, and - a housing cup of res30 comes out, which has a determining base the first bearing face of the spring, and a cylindrical wall rigidly connected to the cylindrical skirt of the bowl, so that the exceeding of the torque determined by the spring produces an axial displacement of the
sous-ensemble rigide formé par la cuvette et la coupelle par rapport à la tige filetée. rigid sub-assembly formed by the bowl and the cup relative to the threaded rod.
D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée qui Other characteristics and advantages will appear in the detailed description which
suit, avec référence à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté follows, with reference to an embodiment given by way of example and represented
par les dessins annexés.by the accompanying drawings.
La figure 1 montre en perspective une vis d'un dispositif de serrage selon l'invention. La figure 2 représente en élévation et coupe axiale partielle le dispositif de serrage Figure 1 shows in perspective a screw of a clamping device according to the invention. Figure 2 shows in elevation and partial axial section the clamping device
équipé de la vis de la figure 1.equipped with the screw of figure 1.
La figure 3 représente de même une variante de réalisation de l'invention. FIG. 3 likewise represents an alternative embodiment of the invention.
La vis S du dispositif de serrage illustrée sur la figure 1 comprend une tête 10 de diamètre dl et de hauteur hi inférieure à di, ainsi qu'une tige filetée 11 d'axe X raccordée à la tête par un col 12 non fileté. La tige filetée 11 est prévue pour coopérer avec The screw S of the clamping device illustrated in FIG. 1 comprises a head 10 of diameter dl and of height hi less than di, as well as a threaded rod 11 of axis X connected to the head by a neck 12 not threaded. The threaded rod 11 is provided to cooperate with
un organe taraudé du genre écrou ou autre pièce à filetage femelle, cet organe tarau15 dé n'étant pas l'objet de l'invention. a threaded member of the nut or other female thread type, this tarau15 die member is not the subject of the invention.
Dans les modes de réalisation des figures 2 et 3, le dispositif de serrage est agencé pour serrer des conducteurs de puissance dans une borne d'appareil électrique; l'organe taraudé est une cage métallique T traversée par une pièce métallique de contact K, tandis qu'un conducteur C à connecter à la pièce K est introduit entre celle-ci et la cage T. Quand on fait tourner la vis, le serrage du conducteur C s'effectue suite au déplacement de la cage T. D'autres réalisations usuelles en connectique sont bien sr In the embodiments of Figures 2 and 3, the clamping device is arranged to clamp power conductors in an electrical appliance terminal; the threaded member is a metal cage T crossed by a metal contact piece K, while a conductor C to be connected to the part K is introduced between the latter and the cage T. When the screw is rotated, the tightening of the conductor C is carried out following the displacement of the cage T. Other usual constructions in connection are of course
possibles, notamment celles impliquant un serrage du conducteur entre un étrier inséré dans le col 12 et une pièce conductrice fixe. possible, in particular those involving a clamping of the conductor between a stirrup inserted in the neck 12 and a fixed conductive part.
La tête 10 de la vis intègre dans son propre gabarit, tel que défini par la jupe d'une coiffe, un organe limiteur de couple de serrage à ressort de débrayage R protégé par The head 10 of the screw incorporates in its own template, as defined by the skirt of a cap, a member for tightening torque with disengaging spring R protected by
ladite coiffe.said cap.
Dans la forme d'exécution de la figure 1, l'organe limiteur de couple comporte un élément d'actionnement 20 de la tête, doté à l'opposé de la tige filetée 11 d'empreintes In the embodiment of Figure 1, the torque limiting member comprises an actuating element 20 of the head, provided opposite the threaded rod 11 with imprints
21, par exemple à six pans ou cruciformes, pour un outil de manoeuvre de la vis. 21, for example hexagonal or cruciform, for a tool for operating the screw.
L'élément 20 présente du côté de la tige filetée 11 une face d'engrènement 22 pourvue en direction axiale de dents Dl à flancs de pentes déterminées ou éléments crantés analogues. La tige filetée 11 s'élargit vers la tête par un épanouissement 30 analogue à une coupelle. L'épanouissement 30 présente, vers la face 22 de l'élément d'actionnement 20, une face d'engrènement 31 perpendiculaire à la direction X et dotée en direction axiale de dents D2 coopérant avec les dents Dl. L'élément 20 présente un noyau 23 et une collerette annulaire 24. Le noyau offre les empreintes 21 et la collerette 24 possède d'un côté les dents Dl et de l'autre côté une face d'appui Fl pour le ressort R. Le ressort R est recouvert par une coiffe 40 qui constitue un sous-ensemble fixe avec l'épanouissement 30. Le ressort est ainsi logé dans une chambre annulaire 41 ménagée dans la tête de vis entre le noyau 23 et la collerette 24 et une face d'appui F2 prévue du côté interne de la coiffe 40. Selon les cas, le ressort R est constitué par un empilage de rondelles élastiques axialement compressibles ou par un bloc en élastomère axialement compressible. La chambre 41 a sensiblement pour hauteur la The element 20 has, on the side of the threaded rod 11, a meshing face 22 provided in the axial direction with teeth D1 with flanks of determined slopes or similar notched elements. The threaded rod 11 widens towards the head by a development 30 similar to a cup. The opening 30 has, towards the face 22 of the actuating element 20, a meshing face 31 perpendicular to the direction X and provided in the axial direction with teeth D2 cooperating with the teeth Dl. The element 20 has a core 23 and an annular collar 24. The core provides the impressions 21 and the collar 24 has on one side the teeth Dl and on the other side a bearing face Fl for the spring R. The spring R is covered by a cap 40 which constitutes a fixed sub-assembly with the opening 30. The spring is thus housed in an annular chamber 41 formed in the screw head between the core 23 and the flange 24 and a face of support F2 provided on the internal side of the cap 40. Depending on the case, the spring R is constituted by a stack of axially compressible elastic washers or by an axially compressible elastomer block. Chamber 41 has substantially the height of the
hauteur h2 du noyau 23, augmentée de la course de débrayage des dents. height h2 of the core 23, increased by the disengaging stroke of the teeth.
La coiffe 40 est une pièce mince emboutie qui présente un fond 41 et une jupe cylindrique 42. La jupe 42 détermine le gabarit diamétral de la tête et est assemblée rigidement, notamment par sertissage radial ou soudage, contre un rebord cylindrique de l'épanouissement 30, de préférence après pose sur un épaulement annulaire plan 32 de l'épanouissement, de sorte que la coiffe 40 et l'épanouissement 30 forment un bloc rigide. Dans la forme d'exécution de la figure 3, la collerette 30 qui termine la tige filetée 11 est entourée par une coupelle 50B. La coupelle 50B présente une base 53 et une paroi cylindrique 54, la base 53 déterminant la face d'appui Fl du ressort. Le ressort R est inséré entre les éléments 53,54, la collerette 30 (qui présente l'autre face F2 d'appui The cap 40 is a stamped thin piece which has a bottom 41 and a cylindrical skirt 42. The skirt 42 determines the diametrical gauge of the head and is rigidly assembled, in particular by radial crimping or welding, against a cylindrical rim of the flourishing 30 , preferably after installation on a plane annular shoulder 32 of the opening, so that the cap 40 and the opening 30 form a rigid block. In the embodiment of Figure 3, the flange 30 which ends the threaded rod 11 is surrounded by a cup 50B. The cup 50B has a base 53 and a cylindrical wall 54, the base 53 determining the bearing face F1 of the spring. The spring R is inserted between the elements 53, 54, the flange 30 (which has the other support face F2
du ressort) et la partie adjacente, filetée ou non, de la tige 11. of the spring) and the adjacent part, threaded or not, of the rod 11.
L'élément d'actionnement 20 comprend une coiffe mince 50A qui recouvre la tête sans offrir d'ouverture centrale et qui possède une jupe cylindrique 52 déterminant le gabarit de la tête 10. La coiffe 50A a un fond 51 qui présente les empreintes de manoeuvre 21 et qui présente vers la tige filetée 11 la face d'engrènement 22 à dents Dl. La jupe cylindrique 52 est posée sur une butée annulaire 55 de la coupelle 50B et est sertie sur la coupelle de manière que le sous-ensemble 50A,50B constitue un organe unitaire The actuating element 20 comprises a thin cap 50A which covers the head without offering a central opening and which has a cylindrical skirt 52 determining the size of the head 10. The cap 50A has a bottom 51 which presents the maneuvering imprints 21 and which presents towards the threaded rod 11 the engagement face 22 with teeth Dl. The cylindrical skirt 52 is placed on an annular stop 55 of the cup 50B and is crimped on the cup so that the sub-assembly 50A, 50B constitutes a unitary member
axialement mobile lors d'un dépassement du couple admissible. axially mobile when the admissible torque is exceeded.
Le dispositif décrit en regard de la figure 1 fonctionne de la manière suivante. La mise en rotation de la vis au moyen d'un outil engagé sur les empreintes 21 provoque, grâce à l'engrènement des dents Dl,D2, l' entraînement de l'épanouissement 30 et donc de la tige filetée 11; il en résulte une approche axiale de la cage T et un serrage du conducteur C. Quand un couple prédéterminé est atteint, le ressort R est comprimé par l'effort que lui communique, sur la face FI, la collerette 22. Le déplacement correspondant du noyau 23 à l'intérieur du bloc rigide 30,40 de la tête est indiqué en tirets The device described with reference to Figure 1 operates as follows. The rotation of the screw by means of a tool engaged on the imprints 21 causes, thanks to the meshing of the teeth Dl, D2, the drive of the development 30 and therefore of the threaded rod 11; this results in an axial approach to the cage T and a tightening of the conductor C. When a predetermined torque is reached, the spring R is compressed by the force imparted to it, on the face FI, by the flange 22. The corresponding displacement of the core 23 inside the rigid block 30.40 of the head is indicated in dashes
sur la figure 1. Les dents Dl se dégagent axialement des dents D2 et l'élément d'ac10 tionnement tourne dès lors librement sans entraîner la tige filetée. in FIG. 1. The teeth D1 are released axially from the teeth D2 and the actuating element therefore turns freely without driving the threaded rod.
Dans la forme d'exécution de la figure 2, c'est le sous-ensemble formé par la coiffe A et la coupelle 50B qui se déplace en bloc axialement (voir position en tirets) en In the embodiment of FIG. 2, it is the sub-assembly formed by the cap A and the cup 50B which moves axially in block (see position in dashes) in
réponse au dépassement du seuil de couple déterminé par le ressort. response to exceeding the torque threshold determined by the spring.
Dans tous les cas, le dispositif assure de manière simple et peu encombrante l'obtention recherchée d'un couple de serrage déterminé. In all cases, the device ensures in a simple and space-saving manner the desired obtaining of a determined tightening torque.
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