Connecteur de raccordement bistable

Abstract

 Connecteur de raccordement bistable, comportant une cage (1) de réception d'au moins un conducteur et une borne conductrice (2) pouvant subir un déplacement relatif visant à permettre la connexion du ou des conducteurs par l'exercice d'un serrage entre une paroi de la cage (1) et ladite borne (2), caractérisé en ce qu'elle comporte des moyens de rappel (3) de la borne (2) au contact de ladite paroi de la cage (1) et des moyens de commande de la position de ladite borne (2) entre deux positions stables, une première position stable de serrage du ou des conducteurs au contact de la paroi et une seconde position stable de desserrage du ou des conducteurs à distance de celle-ci, la différence de position étant obtenue par un mouvement hélicoïdal de l'ordre d'un demi-pas desdits moyens de commande.

Description

[0001] La présente invention concerne un connecteur de raccordement bistable d'au moins un conducteur à un appareil électrique qui en est équipé. Comme son nom l'indique, ce connecteur peut présenter deux états stables, correspondant respectivement au serrage et au desserrage du ou des conducteurs. La différence d'état est en fait obtenue par une action d'allure rotative exercée sur des moyens de commande du connecteur, selon une course qui est voisine d'un demi-tour.

[0002] Le fait de pouvoir changer de position ou d'état en exerçant en général au moyen d'un outil, une demi-rotation indifféremment dans un sens ou dans l'autre confère au connecteur de l'invention une grande maniabilité, et améliore sensiblement l'ergonomie de ce type de connecteur bistable.

[0003] On connaît en effet déjà des connecteurs bistables permettant la connexion de conducteurs à des appareils électriques, notamment dans le domaine des courants forts. Ainsi, le document DE-198 17 924 décrit une borne de connexion commandée par un arbre fileté pouvant tourner entre deux positions respectivement de fixation et de libération des conducteurs. Plus précisément, cette borne est configurée en forme d'une sorte d'étrier, et elle permet la fixation d'un conducteur entre un rail qui se développe dans la direction d'enfichage du conducteur et un chant inférieur de l'étrier, dont la plaque supérieure horizontale coopère par ailleurs avec l'extrémité d'un ressort de rappel dont l'autre extrémité repose sur ledit rail.

[0004] L'arbre fileté transforme le mouvement rotatif communiqué par un outil en une course axiale permettant l'ouverture ou la fermeture de la borne de connexion.

[0005] La différence de position entre les deux positions stables d'ouverture et de fermeture correspond en l'occurrence à une rotation complète de l'arbre fileté. Il est à noter que dans cette configuration, la stabilité est obtenue, dans la position correspondant à la fermeture de la borne, par la force de rappel du ressort. Dans l'autre position, correspondant à l'inverse à la compression du ressort, un taquet permet de maintenir l'arbre fileté en position basse, ressort comprimé. L'ouverture de la borne est donc obtenue par une double action, une première action de rotation au moyen d'un outil, conclue par une seconde action visant à bloquer à l'aide du taquet l'arbre fileté en position basse. A l'inverse, la libération du taquet entraîne la remontée de l'arbre fileté sous l'effet de la force de rappel du ressort.

[0006] Le connecteur de raccordement de l'invention aboutit à simplifier considérablement le mode opératoire précité, puisqu'une seule opération est nécessaire pour changer l'état de la borne, concrètement une rotation d'un demi-tour, quel que soit le sens conféré à ladite rotation. La réversibilité du sens de rotation constitue d'ailleurs une différence supplémentaire par rapport au dispositif précité de la demande de brevet allemand DE-198 17 924. Dans la configuration décrite dans ce document, l'existence du filetage externe équipant l'arbre rotatif impose le sens de rotation à la fois pour la fermeture et pour l'ouverture du contact.

[0007] Le connecteur de raccordement bistable de l'invention, comportant notamment une cage de réception d'au moins un conducteur et une plaque constituant une borne conductrice pouvant subir un déplacement relatif visant à permettre la connexion du ou des conducteurs par l'exercice d'un serrage entre une paroi de la cage et ladite borne, est caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de rappel de la borne au contact de ladite paroi de la cage et des moyens de commande de la position de ladite borne entre deux positions stables, une première position stable de serrage du ou des conducteurs au contact de la paroi et une seconde position stable de déserrage du ou des conducteurs à distance de celle-ci, la différence de position étant obtenue par un mouvement hélicoïdal de l'ordre d'un demi-pas desdits moyens de commande.

[0008] La partie du connecteur assurant le contact proprement dit est d'une facture classique, avec cage et borne pouvant être animées d'un mouvement relatif de translation permettant le serrage / déserrage du conducteur dans le connecteur.

[0009] Plus précisément, la cage est définie par un cadre à parois périphériques dans lesquelles sont pratiquées deux fenêtres opposées à l'intérieur desquelles s'ajuste une plaque d'allure parallèle à deux parois opposées du cadre, constituant en fait la borne, la plaque et la cage étant alors animées d'un mouvement relatif de direction parallèle aux deux autres côtés dudit cadre.

[0010] Enfin, les moyens de rappel consistent en un ressort disposé entre la plaque et l'une des parois qui lui est parallèle.

[0011] Cette configuration mécanique, assez classique dans sa conception, est cependant essentielle dans le cadre de l'invention car elle fonctionne en étroite corrélation avec les moyens de commande du changement de position du connecteur, dont elle permet en outre la définition.

[0012] Ainsi, ces moyens de commande du serrage / desserrage sont constitués d'un mécanisme transformant un mouvement hélicoïdal imprimé par un outil à une tête de manoeuvre desdits moyens en un mouvement de translation répercuté à la cage.

[0013] C'est l'exigence d'un mouvement de translation de la cage, associée à la nécessité d'un serrage du ou des conducteurs, qui entraîne le recours à une configuration traditionnelle à cage, borne et ressort.

[0014] En fait, le mécanisme de commande comporte plus précisément un organe central mobile en rotation par rapport à deux éléments d'extrémité auxquels ledit organe central est relié, le déplacement d'un demi-pas d'hélice dudit organe permettant une expansion axiale du mécanisme, solidarisé par l'intermédiaire d'une des pièces d'extrémité à la paroi de la cage contre laquelle reposent les moyens de rappel, la tête de manoeuvre étant accessible au niveau de l'autre élément d'extrémité.

[0015] Pour que l'expansion ait lieu dans une direction et un sens déterminé, il faut bien entendu que l'autre pièce d'extrémité soit fixe par rapport à un référentiel défini.

[0016] A ce stade, le concept important est celui d'expansion axiale, ladite expansion étant utilisée pour réaliser le mouvement relatif entre la cage et la borne de serrage. C'est la raison pour laquelle il est nécessaire que l'une des pièces d'extrémité du mécanisme soit solidarisée à la cage, qui est l'organe auquel est imprimé un mouvement translatif.

[0017] Selon une configuration encore plus précise, ledit mécanisme comporte un tourillon central inséré dans une enveloppe également cylindrique divisée en trois parties par deux sectionnements identiques et parallèles, prenant chacun la forme de deux portions raccordées d'hélicoïde correspondant à deux demi-pas d'hélice successifs disposés au même niveau et reliées par des portions arrondies, la partie médiane de l'enveloppe étant de plus solidaire du tourillon central.

[0018] Lorsqu'on imprime un mouvement hélicoïdal à la tête de manoeuvre équipant l'extrémité du tourillon central, la partie médiane de l'enveloppe qui lui est solidarisée glisse par l'intermédiaire de ses surfaces hélicoïdales engendrées par lesdits sectionnements sur les surfaces homologues des deux parties d'extrémité de l'enveloppe, jusqu'à obtenir après un demi-tour une expansion axiale maximale, égale à un pas de l'hélice.

[0019] Pour que cette expansion ait lieu, il est bien entendu qu'au moins l'une des deux parties d'extrémités doit être fixe, et l'autre bloquée en rotation. Ce point sera examiné plus en détail dans la suite, en référence avec l'insertion d'un tel connecteur dans un appareillage particulier.

[0020] Selon une configuration possible, les portions sommitales respectivement supérieure et inférieure des deux surfaces issues des sectionnements délimitant la partie médiane de l'enveloppe solidarisée au tourillon central sont dotées d'un évidement arrondi.

[0021] Cette particularité géométrique permet en fait de conférer à l'ensemble la stabilité requise dans la phase expansée. Dans la phase rétractée, les hélicoïdes délimitant les trois portions de l'enveloppe sont en effet naturellement au contact l'une de l'autre, ce qui confère une grande stabilité à la configuration rétractée. Dans la phase expansée, après rotation d'un demi-tour du tourillon central et par conséquent de la partie médiane de l'enveloppe, le contact entre les hélicoïdes délimitant les trois parties serait linéaire en l'absence de tels évidements. Ceux-ci permettent cependant de réaliser un calage dans la phase déployée.

[0022] De préférence, les moyens de. commande du serrage / desserrage des conducteurs et les moyens de rappel sont disposés coaxialement, la borne et les parois de la cage parallèles à ladite borne étant perpendiculaires audit axe et centrés sur lui.

[0023] Des connecteurs bistables tels que décrits ci-dessus peuvent bien entendu être employés avec un grand nombre d'appareils électriques et notamment, selon l'invention, avec des appareils électriques modulaires de type disjoncteur ou équivalents.

[0024] La présente invention concerne par conséquent également un appareil modulaire muni d'un connecteur de raccordement bistable telle que précitée, caractérisée en ce que la borne de serrage / desserrage est fixe par rapport au boîtier de l'appareil, auquel sont également fixés les moyens de commande, la cage étant animée d'un mouvement de translation guidé par un logement pratiqué pour le connecteur dans ledit boîtier et par la borne, la paroi latérale dudit boîtier, formant l'une des parois dudit logement, étant dotée d'un orifice dont la dimension parallèle à l'axe longitudinal de ladite paroi est voisine de la distance séparant la borne de la paroi de la cage en position de déserrage du ou des conducteurs.

[0025] La fixation des moyens de commande au boîtier de l'appareil n'implique bien entendu pas leur immobilité par rapport audit boîtier. En effet, cette fixation vise à obtenir un référentiel pour le mouvement d'expansion axial imprimant un déplacement en translation à la cage, et ne concerne pas les parties susceptibles d'être déployées.

[0026] L'appareil modulaire de l'invention comporte en outre un orifice, dans sa façade accessible à l'utilisateur, permettant d'accéder aux moyens de commande de la position relative de la cage et de la borne.

[0027] Plus précisément, si les moyens de commande prennent la forme du tourillon central entouré d'une enveloppe en trois parties, la tête de manoeuvre dudit tourillon est accessible via ledit orifice.

[0028] Dans cette hypothèse, la pièce d'extrémité du mécanisme de commande non solidarisée à la cage est fixée au boîtier de l'appareil.

[0029] L'invention va à présent être décrite plus en détail, en référence aux figures annexées, pour lesquelles :

• la figure 1 est une vue en élévation en section d'une bande selon l'invention, en position fermée ;
• la figure 2 est une vue en perspective de la même borne, toujours en position fermée ;
• la figure 3 est une vue en élévation en section de la borne en position ouverte ;
• la figure 4 représente la borne ouverte de la figure 3 en perspective ;
• la figure 5 montre un appareil électrique modulaire muni d'une borne selon l'invention, en position fermée ; et
• la figure 6 est équivalente à la précédente, la borne étant cependant représentée en position ouverte.

[0030] En référence à la figure 1, les organes de connexion sont composés d'une cage (1), d'une plaque (2) constituant la borne conductrice de l'appareil électrique équipé du connecteur de l'invention, et d'un ressort (3), ce dernier sollicitant la plaque ou borne (2) contre la paroi inférieure de la cage (1). La plaque (2) est prolongée par une portion verticale (4) destinée à être fixée dans le boîtier de l'appareil électrique pourvu de la borne de l'invention. La paroi supérieure de la cage (1) est dotée d'un ergot (5) permettant le centrage et le maintien du ressort (3).

[0031] La paroi inférieure est munie de rebords arrondis (6), de même que l'extrémité libre (7) de la borne (2), ayant notamment pour vocation d'aider au guidage et au coincement du conducteur en phase de serrage.

[0032] Les moyens de commande apparaissent à la partie supérieure de la cage (1). La partie visible en figures 1 et 2 est constituée d'une enveloppe (8) sectionnée en trois parties (8a, 8b, 8c) respectivement supérieure, médiane et inférieure. Le sectionnement de séparation desdites parties est réalisé suivant une courbe qui est en fait la liaison de deux portions d'hélices représentant chacune un demi-pas, lesdites portions étant mises au même niveau. La surface de contact qui résulte de ce sectionnement prend la forme d'une hélicoïde permettant un glissement relatif des différentes parties, comme cela sera montré plus en détail dans la suite. Un évidement (10) pratiqué dans l'extrémité supérieure de la partie (8b) assure la stabilité en position déployée, comme cela sera explicité plus en détail dans la suite.

[0033] En figure 2, la partie supérieure de la portion (8a) apparaît creuse, montrant bien que l'enveloppe (8) est un cylindre creux, l'orifice supérieur (9) permettant d'avoir accès à la tête de manoeuvre.

[0034] Les figures 3 et 4 représentent le connecteur de l'invention en position ouverte, la direction d'introduction des conducteurs étant schématisée par la flèche apparaissant sur la gauche de la figure 3. Les moyens de commande sont ici dans un état expansé, aboutissant à l'ouverture de la borne. Les trois parties (8a, 8b, 8c) de l'enveloppe (8) sont disjointes, ayant subi une rotation relative de l'ordre de 180°, à l'aide d'un outil appliqué à la tête de manoeuvre (11) du tourillon central (12) solidarisé à la partie médiane (8b). Le glissement d'un demi-tour des hélicoïdes aboutit à faire correspondre les extrémités respectivement supérieure et inférieure des parties médianes (8c, 8b, 8a). La stabilité est notamment assurée par l'existence de l'évidement (10') pratiqué dans l'extrémité inférieure de la partie (8b), et qui loge la zone sommitale de la partie (8c). Dans l'hypothèse où la partie d'extrémité (8a) est fixe, l'expansion de l'enveloppe (8) aboutit à repousser vers le bas la partie (8b) et la partie (8C), d'une distance équivalente à un pas d'hélice. Ce déplacement est répercuté à la cage (1), qui est solidaire de la partie (8c). La borne (2) étant par ailleurs fixe, par rapport au même repère que la partie (8a), le ressort (3) se trouve comprimé entre elle et la paroi supérieure de la cage (1).

[0035] Pour mettre en oeuvre la borne bistable de l'invention, par exemple dans un appareil électrique modulaire tel que représenté aux figures 5 et 6, il est bien entendu important de fixer la partie d'extrémité (8a) par rapport au boîtier (B) dudit appareil, et de permettre un guidage en translation de la cage (1), voire des parties (8a, 8c). Le logement (L) de la cage (1), qui s'étend en partie supérieure jusqu'à la façade (F) du produit modulaire, est configuré pour permettre un tel guidage.

[0036] Bien entendu, le boîtier (B) doit comprendre un orifice situé dans ladite façade (F) (non représentée), pour permettre l'accès à la tête de manoeuvre (11) du tourillon (12). Cet orifice doit être en correspondance avec l'orifice (9) apparaissant dans la partie supérieure (8a) de l'enveloppe (8).

[0037] Ledit boîtier, dans sa façade latérale (A), doit comporter un orifice (13) disposé en face du volume ménagé entre la borne (2) et la paroi inférieure de la cage (1), lorsque le connecteur est ouvert. La hauteur de cet orifice est prévue de mànière telle que lorsque le connecteur est fermé, comme représenté en figure 5, ladite paroi inférieure de la cage (1) se trouve au niveau de la bordure supérieure de l'orifice (13).

[0038] Le fonctionnement est le suivant : lorsqu'un utilisateur exerce, à l'aide d'un outil, un mouvement hélicoïdal sur le tourillon central (12), il se produit une expansion de l'enveloppe (8) par glissement des hélicoïdes séparant les portions (8a, 8b, 8c). Cette expansion provoque le déplacement vers le bas de la cage (1) guidée en translation dans le logement (L), et l'ouverture du connecteur par établissement d'un volume libre entre la borne (2), fixe par rapport au boîtier (B), et la paroi inférieure de la cage (1). Il est alors possible d'insérer un conducteur via l'orifice (13) pratiqué dans la façade latérale (A) du boîtier (B). Cette position d'ouverture est stable, car l'extrémité inférieure arrondie de la portion (8A) s'ajuste dans l'évidement (10) de la portion (8b), alors que l'extrémité supérieure arrondie de la portion (8c) s'ajuste dans l'évidement (10') pratiqué dans l'extrémité inférieure de la partie médiane (8b).

[0039] L'exercice d'un demi-tour, quel que soit son sens, supplémentaire, aboutit à refermer le connecteur par contraction de l'enveloppe (8). Cette position est également stable car les surfaces hélicoïdales bordant les parties (8a, 8b, 8c) de l'enveloppe (8) sont au contact l'une de l'autre.

[0040] La description ci-dessus ne constitue bien entendu qu'un exemple de l'invention, qui n'est pas limitatif de celle-ci. L'invention englobe au contraire toutes les variantes de configuration et de forme qui sont à la portée de l'homme de l'art.

Revendications

1. Connecteur de raccordement bistable, comportant une cage (1) de réception d'au moins un conducteur et une borne conductrice (2) pouvant subir un déplacement relatif visant à permettre la connexion du ou des conducteurs par l'exercice d'un serrage entre une paroi de la cage (1) et ladite borne (2), caractérisé en ce qu'elle comporte des moyens de rappel (3) de la borne (2) au contact de ladite paroi de la cage (1) et des moyens de commande de la position de ladite borne (2) entre deux positions stables, une première position stable de serrage du ou des conducteurs au contact de la paroi et une seconde position stable de desserrage du ou des conducteurs à distance de celle-ci, la différence de position étant obtenue par un mouvement hélicoïdal de l'ordre d'un demi-pas desdits moyens de commande.

2. Connecteur de raccordement bistable selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la cage (1) est définie par un cadre à parois périphériques dans lesquelles sont pratiquées deux fenêtres opposées à l'intérieur desquelles s'ajuste une plaque (2) d'allure parallèle à deux parois opposées du cadre, constituant la borne, la plaque (2) et la cage (1) étant animées d'un mouvement relatif de direction parallèle aux deux autres côtés dudit cadre.

3. Connecteur de raccordement bistable selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de rappel consistent en un ressort (3) disposé entre la plaque (2) et l'une des parois qui lui est parallèle.

4. Connecteur de raccordement bistable selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de commande du serrage / desserrage sont constitués d'un mécanisme (8, 12) transformant un mouvement hélicoïdal imprimé par un outil à une tête de manoeuvre (11) desdits moyens de commande en un mouvement de translation répercuté à la cage (1).

5. Connecteur de raccordement bistable selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit mécanisme comporte un organe central (12, 8b) mobile en rotation par rapport à deux éléments d'extrémité (8a, 8c) auxquels ledit organe central (11, 8b) est relié, le déplacement d'un demi-pas d'hélice dudit organe (12, 8b) permettant une expansion axiale dudit mécanisme, solidarisé par l'intermédiaire d'une des pièces d'extrémité (8c) à la paroi de la cage (1) contre laquelle reposent les moyens de rappel (3), la tête de manoeuvre (11) étant accessible au niveau de l'autre élément d'extrémité (8a).

6. Connecteur de raccordement bistable selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit mécanisme comporte un tourillon central (12) inséré dans une enveloppe (8) également cylindrique divisée en trois parties (8a, 8b, 8c) par deux sectionnements identiques et parallèles prenant chacun la forme de deux portions raccordées d'hélicoïde correspondant à deux demi-pas d'hélice successifs disposés au même niveau et reliées par des portions arrondies, la partie médiane de l'enveloppe étant solidaire du tourillon central.

7. Connecteur de raccordement bistable selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les portions sommitales respectivement supérieure et inférieure des deux surfaces issues des sectionnements délimitant la partie médiane (8b) de l'enveloppe (8) solidarisée au tourillon central (12) sont dotées d'un évidement arrondi (10, 10').

8. Connecteur de raccordement bistable selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les moyens de commande du serrage / desserrage des conducteurs et les moyens de rappel (3) sont disposés coaxialement, la borne (2) et les parois de la cage (1) parallèles à ladite borne étant perpendiculaires audit axe et centrées sur lui.

9. Appareil modulaire muni d'un connecteur de raccordement bistable selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que la borne de serrage / desserrage (2) est fixe par rapport au boîtier (B) de l'appareil, auquel sont également fixés les moyens de commande, la cage (1) étant animée d'un mouvement de translation guidé par un logement du connecteur pratiqué dans ledit boîtier (B) et par la borne (2), la paroi latérale (A) dudit boîtier (B), formant l'une des parois dudit logement, étant dotée d'un orifice (13) dont la dimension parallèle à l'axe longitudinal de ladite paroi (A) est voisine de la distance séparant la borne (2) de la paroi de la cage (1) en position de desserrage du ou des conducteurs.

10. Appareil modulaire muni d'un connecteur de raccordement bistable selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte un orifice, dans sa façade (F) accessible à l'utilisateur, permettant d'accéder aux moyens de commande de la position relative de la cage (1) et de la borne (2).

11. Appareil modulaire muni d'un connecteur de raccordement bistable selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que la borne (2) est fixe par rapport au boîtier (B) de l'appareil, et la cage (1) est animée d'un mouvement de translation guidé par un logement du connecteur pratiqué dans ledit boîtier (B) et par la borne (2), la paroi latérale (A) dudit boîtier (B) formant l'une des parois dudit logement étant dotée d'un orifice (13) dont la dimension parallèle à l'axe longitudinal de ladite paroi (A) est voisine de la distance séparant la borne (2) de la paroi de la cage (1) en position de desserrage du ou des conducteurs, la pièce d'extrémité (8a) du mécanisme de commande (8, 12) non solidarisée à la cage (1) étant fixée au boîtier (B) de l'appareil, qui effectue un guidage dudit mécanisme lors de l'expansion.

Dessins