EP0020241B1 - Dispositif de raccordement de conducteurs électriques isolés - Google Patents
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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
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- H01R4/242—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having insulation-cutting edges, e.g. of tuning fork type the contact members being plates having a single slot
- H01R4/2425—Flat plates, e.g. multi-layered flat plates
Definitions
- the invention relates to a device for connecting insulated electrical conductors by a insulation displacement connector comprising a connecting conductive piece of the double elastic fork type, making inclined slots between its branches, the axes of which converge towards the top of the connector, and into which are inserted. electrical conductors to be connected, the connection part being intended to be inserted into a cell of a base made of insulating material.
- Such devices are known, for example from document GB-A-906,665.
- the slots are obtained by removing a metal strip by cutting, then by folding the branches so that the tops of the two branches touch each other.
- Such slots therefore widen towards the bottom, which makes it necessary to add means for limiting the sinking of the wire.
- connection piece is composed of two distinct elements, namely a U-shaped element constituting the two lateral branches and an element comprising a finger which constitutes the central branch and which forms with the two lateral branches two inclined slots, the axes of which converge towards the top of the connector.
- the connection piece is composed of two distinct elements, namely a U-shaped element constituting the two lateral branches and an element comprising a finger which constitutes the central branch and which forms with the two lateral branches two inclined slots, the axes of which converge towards the top of the connector.
- Such a composite connection piece is costly, bulky and a delicate adjustment.
- connection pieces with simple forks whose slots are spaced apart by stamping as in the case cited above.
- the bosses from the stamping are located in such places that they also serve to retain the wires in the slot and to limit their sinking.
- the object of the invention is to propose a connection device which differs from the devices mentioned above by its small size and by its high resistance to rupture.
- the fork connection piece shown in the figures is made from a spring-quality metallic material, according to a known manufacturing process.
- this part is made up of three branches: a left lateral branch 61, a central branch 62, a right lateral branch 63.
- V-shaped slots Between the branches are V-shaped slots: left slot 64, right slot 65, the openings of which are strictly identical in size and adapted to the diameters of the conductors.
- the conductors 8 are inserted one after the other, each in their respective slot, up to a certain distance from the inlet orifice.
- Figures 1 and 2 show in detail the particular shape of the slots, which brings a reduction in the dimensions of the fork both at the end and at the base, without however affecting the mechanical characteristics from which the electrical characteristics derive.
- the central branch 62 has a slight triangular shape so that the slots 64 and 65 are not parallel but are placed on axes which converge towards a point located beyond the top of the fork.
- the openings 66 and 67 formed in the base of the fork are not parallel but are placed on axes which converge towards a point situated beyond the base of the fork.
- the slots 64 and 65 can be extended by slots 76, 77 which are mutually parallel or have different inclinations from the slots 64 and 65.
- This arrangement makes it possible to keep the lateral branches 61 and 63 of sufficient material sections in the active parts in particular in the zones 71 and 72 on the one hand and 73 and 74 on the other hand, while reducing both the dimensions at the top and at the base.
- the exemplary embodiment according to FIG. 1 allows both the reduction of the crushing precision and the improvement of the retention of the conductive wire in the slot of the fork.
- the spacing of the lateral branches 61 and 63 relative to the central branch 62 is obtained by crushing 37 and 38 and displacement of the metal of the central branch 62 no longer at the base of the slots 64 and 65, but at an intermediate distance between the base and the top of the slot, crushings which cause bosses 59.
- FIG. 3 The right part of Figures 1 and 2 shows an example of use.
- the central branch 62 is immobilized by the stud 13 carried by a base 10 illustrated in FIG. 3 passing through the hole 14 of the central branch.
- a conductive wire 8 is inserted into the slot 65 until it rests on the upper face of the insulating base 10. At this time, the conductive wire 8 is below the level of the crush 38. The face of the base thus determines the limit lower than the position that the boss 59 can take.
- the crushing of the material which forms the stop must not reduce the thickness of the metal in the bearing area of the boss 59 against the opposite branch.
- the crushings 37 and 38 are carried out simultaneously by a punch in full material on the two faces of the branch 62 at a certain distance from the support zone, thus pushing the material back without reducing the thickness in the same way on both sides.
- the crushings instead of being carried out on only one of the two branches forming the slot, can be provided in smaller dimensions on either side of the slot on each of the branches.
- the outer dimensions of the forks vary depending on the state of the idle or working fork. On a fork in the rest state the size of the end of the fork is less than the size of the base of the fork.
- FIG. 2 represents a variant of a connector in which the bosses have the shape of a harpoon 68. They are obtained by means of a die cut of triangular shape 69, 70.
- the shape of the bosses 68 allows the introduction of the wire conductor 8 while preventing the exit of this conductor when a tensile force is exerted on this conductive wire in the direction of the opening of the slot.
- insulation displacement contacts with pressure contacts by pressure, in particular with radial pressure either external or internal, which are respectively double forks terminated by contacts with external and then internal radial pressure, and contacts with simple fork terminated by contacts with external and internal radial pressure.
- FIG. 2 For the explanation, we will take the example of FIG. 2 of a double fork terminated by contacts with external radial pressure.
- the fork in the left part is in the rest state (absence of conducting wire) while the right part is in working state (presence of a conducting wire).
- This fork placed in an insulating support is extended at its base by two elastic tabs 80 and 81 provided with contact pads 82 and 83, which pads must come to bear in a metal part in the shape of, U 84.
- the stud 82 When the fork is in the rest state, left part of the figure, the stud 82 is under pressure therefore ensures electrical contact with the part 84.
- the lateral branch 63 moves to the right in the direction of the arrow H by pivoting around a fictitious articulation point 88 located at the base of the clearance light 67. If the bridge 90 did not exist, in its pivoting the lateral branch 63 would cause the elastic tab 81, thus displacing the stud 83 of the metal part 84 and thereby reducing the contact pressure.
- the elastic tabs 80 and 81 are joined together using a bridge 90 which will have the role of suppressing the rotational movement communicated by the lateral branch 63 to the elastic tab 81, now therefore the stud 83 in permanent contact 85 with the metal part 84.
- the same reasoning is valid for the left part of the fork when the latter is also in the working position. Any intervention on the fork part will therefore have no repercussions on the pressure contact part. By way of reciprocity, any intervention on the pressure contact part will have no repercussions on the fork part.
- fig. 3 shows a connection piece according to the prior art, namely with slots 4 and 5 parallel between the branches 1, 2 and 3.
- a cell 11 receiving the fork 12.
- a rigid stud 13 is placed in a hole 14 formed in the central branch 2 of the fork.
- the opening 6 of the slot 4 no longer varies, hence an opening dimension which remains well suited to the diameters of the conductors to be inserted.
Landscapes
- Connections By Means Of Piercing Elements, Nuts, Or Screws (AREA)
- Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
- Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
- Multi-Conductor Connections (AREA)
Description
- L'invention concerne un dispositif de raccordement de conducteurs électriques isolés par connecteur autodénudant comportant une pièce conductrice de connexion du type à double fourche élastique ménageant entre ses branches des fentes inclinées dont les axes sont convergents vers le sommet du connecteur, et dans lesquelles sont insérés des conducteurs électriques à connecter, la pièce de connexion étant destinée à être introduite dans un alvéole d'un socle en matière isolante.
- De tels dispositifs sont connus, par exemple à partir du document GB-A-906 665. Dans ce cas, les fentes sont obtenues par l'enlèvement d'une bande métallique par découpage, puis par pliage des branches de façon que les sommets des deux branches se touchent mutuellement. De telles fentes s'élargissent donc vers le fond, ce qui rend nécessaire l'adjonction de moyens de limitation d'enfoncement du fil.
- Le document DE-A-2 142 850 montre un dispositif de raccordement de type similaire, dans lequel la pièce de connexion est composée de deux éléments distincts, à savoir un élément en forme de U constituant les deux branches latérales et un élément comportant un doigt qui constitue la branche centrale et qui forme avec les deux branches latérales deux fentes inclinées, dont les axes sont convergents vers le sommet du connecteur. Une telle pièce composite de connexion est couteuse, encombrante et d'un ajustage délicat.
- Le document FR-A-2 122 652 décrit par contre un dispositif plus économique de raccordement à double fourche. Les deux fentes sont réalisées par cisaillement, donc sans enlèvement de la matière. Pour assurer un écartement progressif des branches vers le sommet, on emboutit les branches à proximité du fond. Les deux fentes étant parallèles entre elles, on doit élargir la base de la pièce de connexion pour que l'élasticité soit plus grande et la rigidité plus faible aux sommets des branches qu'à leurs bases. Il en résulte une construction assez encombrante que va à l'encontre des désirs de miniaturisation.
- Le document FR-A-2 343 343 décrit des pièces de connexion à fourches simples dont les fentes sont écartées par emboutissage comme dans le cas cité précédemment. Ici, les bossages provenant de l'emboutissage sont situés à de tels endroits qu'ils servent aussi à retenir les fils dans la fente et à limiter leur enfoncement.
- L'invention a pour but de proposer un dispostif de raccordement qui se distingue des dispositifs cités ci-dessus par son faible encombrement et par sa résistance élevée à la rupture.
- Ce but est atteint par le dispositif tel que spécifié ci-dessus qui est caractérisé par le fait que la pièce de connexion comporte des lumières d'élasticité inclinées dont les axes sont convergents vers la base du connecteur. Grâce à cette inclinaison des lumières, on gagne en largeur totale au fond des lumières, ce qui favorise la miniaturisation, et on évite la rupture au fond des lumières, car la largeur des branches latérales et ainsi leur rigidité diminuent progressivement entre la zone proche du fond des lumières et la zone où ces lumières débouchent vers les fentes.
- Les figures du dessin annexé montrent plusieurs exemples de réalisation d'un connecteur.
- La figure 1 représente un connecteur selon l'invention avec double fourche d'un côté et fourche simple de l'autre côté.
- La figure 2 représente un autre connecteur selon l'invention avec double fourche d'un côté et pattes de contact élastiques de l'autre côté.
- La figure 3 est une vue très schématique en perspective montrant comment un connecteur selon l'art antérieur peut être fixé dans un socle en matière isolante.
- La pièce de connexion à fourche représentée sur les figures est réalisée à partir d'un matériau métallique de qualité ressort, suivant un procédé de fabrication connu.
- Selon les fig. 1 et 2, cette pièce est constituée de trois branches: une branche latérale gauche 61, une branche centrale 62, une branche latérale droite 63.
- Entre les branches sont ménagées des fentes en forme de V: fente gauche 64, fente droite 65, dont les ouvertures sont de dimensions rigoureusement identiques et adaptées aux diamètres des conducteurs.
- Les conducteurs 8 sont enfoncés l'un après l'autre, chacun dans leur fente respective, jusqu'à une certaine distance de l'orifice d'entrée.
- Les figures 1 et 2 montrent en détail la forme particulière des fentes, qui apporte une réduction des dimensions de la fourche tant à l'extrémité, qu'à la base, sans nuire pour autant aux caractéristiques mécaniques d'où découlent les caractéristiques électriques. La branche centrale 62 présente une légère forme triangulaire de façon que les fentes 64 et 65 ne soient pas parallèles mais soient placées sur des axes qui convergent vers un point situé au delà du sommet de la fourche.
- Conformément à l'invention les lumières 66 et 67 ménagées dans la base de la fourche ne sont pas parallèles mais sont placées sur des axes qui convergent vers un point situé au delà de la base de la fourche.
- Les fentes 64 et 65 peuvent être prolongées par des fentes 76, 77 parallèles entre elles ou présentant des inclinaisons différentes des fentes 64 et 65.
- Cette disposition permet de conserver aux branches latérales 61 et 63 des sections de matière suffisantes dans les parties actives en particulier dans les zones 71 et 72 d'une part et 73 et 74 d'autre part, tout en réduisant à la fois les dimensions au sommet et à la base.
- L'exemple de réalisation selon la fig. 1 permet à la fois la réduction de la précision de l'écrasement et l'amélioration de la rétention du fil conducteur dans la fente de la fourche. L'écartement des branches latérales 61 et 63 par rapport à la branche centrale 62 est obtenu par des écrasements 37 et 38 et déplacement du métal de la branche centrale 62 non plus à la base des fentes 64 et 65, mais à une distance intermédiaire entre la base et le sommet de la fente, écrasements qui provoquent des bossages 59.
- La partie droite des figures 1 et 2 montre un exemple d'utilisation. La branche centrale 62 est immobilisée par le téton 13 porté par un socle 10 illustré à la fig. 3 passant par le trou 14 de la branche centrale. Un fil conducteur 8 est inséré dans la fente 65 jusqu'en appui sur la face supérieure du socle isolant 10. A ce moment, le fil conducteur 8 se trouve sous le niveau de l'écrasement 38. La face du socle détermine ainsi la limite inférieure de la position que peut prendre le bossage 59.
- Si l'on exerce alors une traction sur le fil conducteur 8, on constate que, dans ce cas, la rétention du fil est considérablement augmentée, puisque en plus de la pression mécanique exercée par les branches de la fourche sur le fil s'ajoute l'action de la butée mécanique formée par le bossage 59 de l'écrasement 38.
- L'écrasement de la matière qui forme la butée ne doit pas réduire l'épaisseur du métal dans la zone d'appui du bossage 59 contre la branche opposée. Les écrasements 37 et 38 sont effectés simultanément par un coup de poinçon en pleine matière sur les deux faces de la branche 62 à une certaine distance de la zone d'appui, repoussant ainsi la matière sans en réduire l'épaisseur de la même façon sur les deux faces.
- Les écrasements au lieu d'être exécutés sur seulement l'une des deux branches formant la fente, peuvent être ménagés dans des dimensions plus réduites de part et d'autre de la fente sur chacune des branches.
- Les dimensions extérieures des fourches varient suivant l'état de la fourche repos ou travail. Sur une fourche à l'état repos la dimension de l'extrémité de la fourche est inférieure à la dimension de la base de la fourche.
- La figure 2 représente une variante de connecteur dans laquelle les bossages ont la forme d'un harpon 68. Ils sont obtenus au moyen d'un coup de matrice de forme triangulaire 69, 70. La forme des bossages 68 permet l'introduction du fil conducteur 8 tout en empêchant la sortie de ce conducteur lorsqu'un effort de traction est exercé sur ce fil conducteur en direction de l'ouverture de la fente.
- La base de la fourche peut se prolonger et se terminer de différentes manières dont quelques exemples sont donnés ci-après:
- - Association d'une fourche simple et d'une fourche double soit tête bêche (figure 1) soit côte à côte.
- - Association de deux fourches doubles soit tête bêche soit côte à côte.
- - Association d'une fourche double avec des contacts à pression radiale à liaison électrique par les tranches extérieures (figure 2) ou intérieures.
- - Fourche double et fourche simple associées à des contacts à pression axiale à liaison électrique par la surface des branches élastiques.
- - Association d'une fourche double avec des dispositifs de raccordement par connexions enroulées soit double soit simple; ces connexions enroulées peuvent être du type wrapping ou mini-wrapping.
- Il est possible d'associer entre eux des contacts autodénudants à fourche à des contacts par pression, en particulier à pression radiale soit extérieure soit intérieure, qui sont respectivement des fourches doubles terminées par des contacts à pression radiale extérieure puis intérieure, et des contacts à fourche simple terminée par des contacts à pression radiale extérieure puis intérieure.
- Une telle disposition bien que réalisable n'est pas sans inconvénients. En particulier en ce qui concerne le respect des dimensions géométriques des contacts à pression lorsque des fils conducteurs sont insérés dans les fourches.
- Pour l'explication on prendra l'exemple de la figure 2 d'une fourche double terminée par des contacts à pression radiale extérieure. Suivant la figure 2, la fourche dans la partie gauche est à l'état repos (absence de fil conducteur) tandis que la partie droite est à l'état travail (présence d'un fil conducteur).
- Cette fourche placée dans un support isolant suivant les indications précédentes, est prolongée à sa base par deux pattes élastiques 80 et 81 munies de plots de contacts 82 et 83, lesquels plots doivent venir en appui dans une pièce métallique en forme de, U 84.
- Lorsque la fourche est à l'état repos, partie gauche de la figure, le plot 82 est en pression donc assure le contact électrique avec la pièce 84.
- Lorsque la fourche est à l'état travail partie droite de la figure, c'est-à-dire qu'un fil conducteur 8 est inséré dans la fente 65, la branche latérale 63 se déplace vers la droite dans le sens de la flèche H en pivotant autour d'un point d'articulation fictif 88 situé à la base de la lumière de dégagement 67. Si le pont 90 n'existait pas, dans son pivotement la branche latérale 63 entraînerait la patte élastique 81, déplaçant ainsi le plot 83 de la pièce métallique 84 et réduisant de ce fait la pression de contact.
- En supposant la partie gauche de la fourche également en position travail la pression exercée alors par les plots 82 et 83 sur la pièce métallique 84 pourrait devenir nulle provoquant ainsi l'interruption du circuit électrique.
- Pour remédier à ce genre de défaut, les pattes élastiques 80 et 81 sont réunies entre elles à l'aide d'un pont 90 qui aura pour rôle de supprimer le mouvement de rotation communiqué par la branche latérale 63 à la patte élastique 81, maintenant de ce fait le plot 83 en contact permanent 85 avec la pièce métallique 84. Bien entendu le même raisonnement est valable pour la partie gauche de la fourche lorsque celle-ci est également en position travail. Toute intervention sur la partie fourche sera de ce fait sans répercussion sur la partie contact à pression. Par voie de réciprocité toute intervention sur la partie contact à pression sera sans répercussion sur la partie fourche.
- Si un conducteur 8 est poussé dans la fente, au fur et à mesure de son déplacement les branches élastiques sont progressivement écartées l'une de l'autre ce qui a pour effet d'augmenter la largeur de la fente, mais aussi et surtout aurait pour effet de réduire la largeur de la fente 4, si la branche centrale n'était pas maintenue.
- Cette réduction de la largeur de la fente 4 n'est pas souhaitée, car l'insertion d'un conducteur dans la fente 4 ne serait pas effectuée dans les mêmes conditions que l'insertion du conducteur 8 dans la fente 5. En particulier l'effort d'insertion du conducteur deviendrait plus important et cet effort trop important pourrait se traduire par la rupture du conducteur.
- Une particularité d'une mise en oeuvre préférée de l'invention a pour but de remédier à ce genre d'inconvénient. Cette particularité sera mise en éndence grâce à la fig. 3, qui montre une pièce de connexion selon l'art antérieur, à savoir avec des fentes 4 et 5 parallèles entre les branches 1, 2 et 3.
- Dans un socle isolant 10 est ménagé un alvéole 11 recevant la fourche 12. A l'intérieur de l'alvéole 11 un téton 13 rigide vient se placer dans un trou 14 ménagé dans la branche centrale 2 de la fourche. Dans ces conditions, on constate que l'introduction du conducteur 8 dans la fente 5 écarte progressivement la branche latérale droite 3 de la branche centrale 2. Il n'y a déplacement que de la seule branche latérale 3, car la branche centrale 2 est maintenue immobile par le téton 13 passant dans le trou 14. Il en résulte que l'ouverture 6 de la fente 4 ne varie plus, d'où une dimension d'ouverture qui reste bien adaptée aux diamètres des conducteurs à insérer.
- Toutefois, il apparaît que pour parvenir à ce résultat sans causer la rupture des branches latérales 1 et 3, il y a intérêt a réduire leur rigidité au voisinage des fentes 4 et 5. Cette propriété est obtenue précisément, en adaptant une pièce de connexion présentant des lumières d'élasticité 66 et 67 indinées, conformément à la présente invention. C'est pourquoi un dispositif de raccordement de conducteurs électriques isolés suivant l'invention est particulièrement bien adapté pour être introduit dans l'alvéde 11 d'un socle isolant 10 illustré à la figure 3.
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