FR2852067A1

FR2852067A1 - DEBRAYABLE SCREW TERMINAL

Info

Publication number: FR2852067A1
Application number: FR0303068A
Authority: FR
Inventors: Denis Bassenonville
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2004-09-10
Anticipated expiration: 2023-03-07
Also published as: EP1602152A1; FR2852067B1; WO2004079866A1

Abstract

L'organe de débrayage comporte des rondelles élastiques minces 30 empilées et en forme d'anneaux ouverts. Chaque rondelle présente un bras flexible 31 à extrémité libre de débrayage 31a et un bras d'ancrage et elle est ancrée de manière solidaire sur un épanouissement de la tige filetée 10 et enclenchée de façon débrayable, via un effacement radial de l'extrémité 31 a, contre la coiffe 20. Le bras flexible 31 s'applique de préférence contre une surface de limitation d'effort S par exemple prévue à l'extrémité d'un bras d'ancrage 32 de la rondelle.The clutch member comprises thin elastic washers 30 stacked and in the form of open rings. Each washer has a flexible arm 31 with free disengagement end 31a and an anchoring arm and it is anchored integrally on a development of the threaded rod 10 and engaged in a disengageable manner, via a radial retraction of the end 31a. , against the cover 20. The flexible arm 31 is preferably applied against a force limiting surface S for example provided at the end of an anchor arm 32 of the washer.

Description

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La présente invention se rapporte à un dispositif de serrage à limitation de couple. Ce dispositif comprend une vis qui présente une tête de manoeuvre en forme de coiffe et une tige filetée raccordée à la coiffe par l'intermédiaire d'un organe de débrayage, de façon à être désolidarisée de la coiffe en rotation quand on exerce sur celle-ci un cou5 pIe excessif. Un tel dispositif est par exemple mis en oeuvre dans une borne de connexion de câbles pour appareil d'interruption ou de jonction électrique, mais il peut être appliqué dans d'autres organes de serrage. The present invention relates to a torque limiting tightening device. This device comprises a screw which has a cap-shaped operating head and a threaded rod connected to the cap by means of a declutching member, so as to be detached from the cap in rotation when it is exerted on it. this is an excessive cost. Such a device is for example implemented in a cable connection terminal for an interruption or electrical junction device, but it can be applied in other clamping members.

Des dispositifs de serrage à limitation de couple existent sous bien des formes de réalisation. Le document FR 2 791 404 montre ainsi un dispositif de serrage dont l'organe de débrayage est;agé à l'intérieur de la coiffe et comprend au moins une bague élastique dotée d'ergots qui coopèrent avec des rampes prévues sur le pourtour de la tige filetée. Le débrayage a lieu par mise en compression de la bague au voisinage des 15 ergots. Ce dispositif peut être amélioré tant à propos de l'encombrement de la tête, qu'il convient de garder faible pour un couple limite donné, en particulier dans des appareils électriques dont l'encombrement est critique, qu'à propos de la fiabilité de l'organe de débrayage. Torque limitation clamps exist in many embodiments. Document FR 2 791 404 thus shows a clamping device the disengaging member of which is located inside the cap and comprises at least one elastic ring provided with lugs which cooperate with ramps provided on the periphery of the threaded shaft. The disengagement takes place by compression of the ring in the vicinity of the 15 lugs. This device can be improved both with regard to the size of the head, which should be kept low for a given limit torque, in particular in electrical appliances whose size is critical, as with regard to the reliability of the declutching member.

L'invention a pour but de conserver l'encombrement, notamment diamétral, d'un dispositif de serrage à limitation de couple du type décrit, tout en lui conférant une bonne tenue mécanique et une bonne fiabilité. The object of the invention is to conserve the size, in particular diametral, of a torque limiting tightening device of the type described, while giving it good mechanical strength and good reliability.

Selon l'invention, l'organe de débrayage comporte au moins une rondelle élastique mince, en forme d'anneau ouvert, présentant un bras flexible muni d'une extrémité libre de débrayage, et la rondelle est d'une part enclenchée de manière solidaire contre la tige filetée et d'autre part enclenchée, par effacement radial de son extrémité libre, de 30 manière débrayable contre la coiffe, ou vice versa avec enclenchement solidaire contre la coiffe et enclenchement débrayable contre la tige filetée. According to the invention, the declutching member comprises at least one thin elastic washer, in the form of an open ring, having a flexible arm provided with a free declutching end, and the washer is on the one hand engaged in an integral manner against the threaded rod and on the other hand engaged, by radial erasure of its free end, disengageably against the cap, or vice versa with interlocking secured against the cap and disengageable engagement against the threaded rod.

L'organe de débrayage comporte de préférence plusieurs rondelles élastiques minces 35 centrées sur l'axe de la vis et empilées en décalage angulaire autour de cet axe, de 2 2852067 façon que leurs extrémités libres soient réparties à pas régulier sur le pourtour de la coiffe. Les rondelles sont de préférence identiques entre elles. The declutching member preferably comprises several thin elastic washers 35 centered on the axis of the screw and stacked at an angular offset around this axis, so that their free ends are distributed in regular pitch around the periphery of the cap. . The washers are preferably identical to each other.

Il est avantageux qu'au dépassement d'un couple prédéterminé imprimé à la coiffe, le bras flexible de la rondelle fléchisse et s'applique contre une surface de limitation d'effort. Cette surface peut être prévue sur un épanouissement de la tige filetée, mais est de préférence une rampe prévue sur l'extrémité d'une branche d'ancrage de la rondelle, avec une orientation telle qu'elle permet un léger glissement du bras flexible vers 10 l'intérieur quand l'effort augmente. It is advantageous that when exceeding a predetermined torque printed on the cap, the flexible arm of the washer flexes and is applied against a force limiting surface. This surface can be provided on a development of the threaded rod, but is preferably a ramp provided on the end of an anchoring branch of the washer, with an orientation such that it allows a slight sliding of the flexible arm towards 10 inside when the effort increases.

La coiffe peut présenter une jupe dotée d'ouvertures réparties régulièrement sur son pourtour, dans lesquelles font normalement saillie les extrémités libres des bras flexi15 bles des rondelles, les ouvertures ayant un bord avant et un bord arrière, les extrémités libres des bras flexibles ayant chacune une rampe externe destinée à coopérer avec le bord avant de l'ouverture respective, ainsi qu'une butée destinée à coopérer avec le bord arrière de l'ouverture. The cap may have a skirt provided with openings distributed regularly around its periphery, in which the free ends of the flexible arms of the washers normally protrude, the openings having a front edge and a rear edge, the free ends of the flexible arms each having an external ramp intended to cooperate with the front edge of the respective opening, as well as a stop intended to cooperate with the rear edge of the opening.

La tige filetée peut être solidaire d'un épanouissement sur lequel la coiffe est fixée avec latitude de rotation relative et qui est doté en son centre d'une saillie, les rondelles étant montées à plat sur l'épanouissement de façon à entourer la saillie, en étant indexées en rotation sur des formes de la saillie réparties angulairement. Ces formes 25 d'indexation sont par exemple des échancrures, chaque rondelle ayant une languette d'indexation en rotation qui coopère avec une échancrure et qui est prévue sur la branche d'ancrage de la rondelle près de l'extrémité libre du bras flexible. The threaded rod may be integral with a opening on which the cap is fixed with relative latitude of rotation and which is provided in its center with a projection, the washers being mounted flat on the opening so as to surround the projection, by being indexed in rotation on forms of the projection distributed angularly. These forms of indexing are for example notches, each washer having a rotating indexing tongue which cooperates with a notch and which is provided on the anchoring branch of the washer near the free end of the flexible arm.

La description détaillée qui suit se réfère à un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et représenté par les dessins annexés. The detailed description which follows refers to an embodiment of the invention given by way of nonlimiting example and represented by the appended drawings.

La figure 1 représente en perspective un dispositif de serrage à limitation de couple selon l'invention. Figure 1 shows in perspective a torque limiting clamping device according to the invention.

3 2852067 La figure 2 est une vue en coupe, selon l'axe de la vis, du dispositif de la figure 1. 3 2852067 Figure 2 is a sectional view, along the axis of the screw, of the device of Figure 1.

La figure 3 est une vue en coupe selon le plan 111-111. Figure 3 is a sectional view along the plane 111-111.

Les figures 4 et 5 représentent une rondelle respectivement au repos et en charge. Figures 4 and 5 show a washer respectively at rest and under load.

La figure 6 est une vue en perspective éclatée du dispositif. Figure 6 is an exploded perspective view of the device.

Les figures 7 à 9 montrent le détail B de la figure 3 dans différentes phases de fonc10 tionnement. Figures 7 to 9 show detail B of Figure 3 in different phases of operation.

Le dispositif de serrage illustré sur les figures comprend une vis qui présente une tige filetée 10 et une tête. La tête comporte une coiffe de manoeuvre 20 rapportée sur une 15 extrémité épanouie de la tige filetée et liée fonctionnellement à celle-ci par l'intermédiaire d'un organe de débrayage A. Le rôle de l'organe A est de débrayer la coiffe relativement à la tige filetée pour éviter de transmettre à celle-ci un couple excessif appliqué par un outil à la coiffe. Bien que destiné principalement au serrage de conducteurs électriques dans des bornes d'appareils à basse tension, le dispositif est utilisable dans 20 toute application o est souhaitée, sous un faible volume, une limitation du couple de serrage. The clamping device illustrated in the figures comprises a screw which has a threaded rod 10 and a head. The head comprises an operating cap 20 attached to a flourishing end of the threaded rod and operatively linked to the latter by means of a declutching member A. The role of member A is to disengage the cap relatively to the threaded rod to avoid transmitting to it excessive torque applied by a tool to the cap. Although intended mainly for clamping electrical conductors in terminals of low-voltage devices, the device can be used in any application where a tightening torque is desired, in a small volume.

La tige filetée offre une partie filetée proprement dite 11 destinée à coopérer avec un 25 taraudage en vue de serrer un câble ou une pièce non représentée, par exemple située sous la tête de la vis, ou située dans une cage ou encore sous un étrier associé à la vis. La tête de vis comprend un épanouissement 12 de la tige 20, en forme de plateau transversal à l'axe X, qui présente au centre, à l'opposé de la partie filetée 11, une saillie 13. The threaded rod offers a threaded part proper 11 intended to cooperate with a tapping in order to clamp a cable or a part not shown, for example located under the head of the screw, or located in a cage or even under an associated stirrup to the screw. The screw head comprises a opening 12 of the rod 20, in the form of a plate transverse to the axis X, which has in the center, opposite the threaded part 11, a projection 13.

Dans le présent mode de réalisation, l'organe de débrayage comporte un empilage de plusieurs rondelles minces 30 montées en superposition sur la saillie centrale 13. Chaque rondelle 30 est métallique et découpée et a une forme annulaire ouverte, ou une 35 forme de croissant. In the present embodiment, the declutching member comprises a stack of several thin washers 30 mounted in superposition on the central projection 13. Each washer 30 is metallic and cut and has an open annular shape, or a crescent shape.

Plus précisément, la rondelle présente un bras flexible 31 et une branche d'ancrage 32 séparés par un espace de débrayage 33. Bien que l'organe de débrayage puisse présenter une seule rondelle, il compte de préférence plusieurs rondelles réparties angulairement, afin de respecter la limite élastique de leur matériau et d'équilibrer les efforts autour de l'axe. More specifically, the washer has a flexible arm 31 and an anchoring branch 32 separated by a declutching space 33. Although the declutching member may have a single washer, it preferably has several washers angularly distributed, in order to respect the elastic limit of their material and to balance the forces around the axis.

Les diverses rondelles 30, ici au nombre de trois, sont identiques, centrées sur l'axe X de la vis et montées sur la saillie 13 en décalage angulaire de pas régulier, ici de 120 , 10 autour de l'axe X, comme indiqué figures 2 et 3. Le bras flexible 31 est apte à fléchir essentiellement en direction radiale à la manière d'un circlip et présente à son extrémité libre 31a une rampe 31b, une butée 31c et un doigt d'appui 31d. La branche d'ancrage 32 présente une languette ou autre forme d'indexation 32a et une rampe 32b; la languette 32a pénètre dans une échancrure ou autre forme d'arrêt 14 propre à la saillie 15 13 pour figer la position angulaire de la rondelle par rapport à la vis, tandis que la rampe 32b a un rôle de limitation de l'effort subi par la rondelle, comme on le verra plus loin. The various washers 30, here three in number, are identical, centered on the axis X of the screw and mounted on the projection 13 in angular offset of regular pitch, here 120, 10 around the axis X, as indicated Figures 2 and 3. The flexible arm 31 is capable of bending essentially in the radial direction in the manner of a circlip and has at its free end 31a a ramp 31b, a stop 31c and a support finger 31d. The anchoring branch 32 has a tongue or other form of indexing 32a and a ramp 32b; the tongue 32a penetrates into a notch or other form of stop 14 specific to the projection 15 13 to freeze the angular position of the washer relative to the screw, while the ramp 32b has a role of limiting the force undergone by the washer, as we will see later.

La coiffe 20 est rapportée sur l'épanouissement 12 de la tige filetée. Elle présente un trou ou une empreinte 21 et une jupe annulaire 22. Le trou 21 est à six pans et il est bordé par un col 21 a appliqué sur la saillie 13, le trou 21 permettant d'actionner la vis au moyen d'un outil. Il peut aussi s'agir d'une empreinte à fente ou cruciforme. L'épanouissement 12 offre une surface plane 15 perpendiculaire à l'axe X pour porter l'em25 pilage de rondelles 30 décalées angulairement. La jupe annulaire 22 est solidarisée avec le pourtour de l'épanouissement 12 par un rétreint matricé 23 tel que la coiffe peut - en l'absence des rondelles ou lorsque celles-ci sont rétractées - tourner relativement à la tige filetée. La coiffe définit entre la jupe 22 et la saillie 13 un espace annulaire 25 logeant les rondelles. Des ouvertures 24 sont ménagées dans la jupe 22 en nombre 30 égal à celui des rondelles pour que chaque ouverture interagisse avec l'extrémité 31a d'un bras flexible. Les ouvertures 24 ont à cet effet - dans le sens de la rotation autour de l'axe X - un bord avant 24a et respectivement un bord arrière 24b pour coopérer avec la rampe 31b et respectivement la butée 31c. The cap 20 is attached to the opening 12 of the threaded rod. It has a hole or an imprint 21 and an annular skirt 22. The hole 21 is hexagonal and it is bordered by a collar 21 applied to the projection 13, the hole 21 making it possible to actuate the screw by means of a tool. It can also be a slotted or cruciform impression. The opening 12 offers a flat surface 15 perpendicular to the axis X to carry the em25 piling of washers 30 angularly offset. The annular skirt 22 is secured to the periphery of the opening 12 by a stamped necking 23 such that the cap can - in the absence of the washers or when the latter are retracted - rotate relative to the threaded rod. The cap defines between the skirt 22 and the projection 13 an annular space 25 housing the washers. Openings 24 are formed in the skirt 22 in number 30 equal to that of the washers so that each opening interacts with the end 31a of a flexible arm. The openings 24 have for this purpose - in the direction of rotation about the axis X - a front edge 24a and respectively a rear edge 24b to cooperate with the ramp 31b and respectively the stop 31c.

2852067 Le dispositif de serrage décrit fonctionne de la manière suivante; Tant que l'effort imparti à la coiffe par un outil reste inférieur à un seuil donné, les ex5 trémités 31a des bras flexibles 31 des rondelles pénètrent dans les ouvertures 24 de la coiffe et les bords avant 24a des ouvertures 24 sont en mesure de transmettre un couple correspondant aux bras 31 via les rampes 31 b de ces derniers (voir flèche de la figure 7). Quand l'effort de serrage dépasse le seuil, le bord 24a glisse sur la rampe 31 b, en contraignant l'extrémité 31 a à fléchir vers l'intérieur de l'espace 25, comme indiqué en traits mixtes sur la figure 7. Pour refermer l'anneau, le doigt 31d se déplace en rattrapant l'espace de débrayage 33 et vient s'appliquer sur la rampe 32b de la branche 32. Il en résulte que la rondelle 30 peut ainsi être maintenue en dessous de sa limite elastique, ce qui se traduit par la possibilité de donner à la rondelle une épaisseur réduite et donc de conserver une faible hauteur pour la tête de vis. Le doigt 31d 15 peut alors glisser légèrement sur la rampe 32b jusqu'à ce que l'extrémité 31 a du bras flexible occupe la position indiquée en traits pleins sur la figure 9, o la coiffe tourne sans entraîner la tige filetée 11. 2852067 The clamping device described operates as follows; As long as the force imparted to the cover by a tool remains below a given threshold, the ex5 hoppers 31a of the flexible arms 31 of the washers penetrate into the openings 24 of the cover and the front edges 24a of the openings 24 are able to transmit a torque corresponding to the arms 31 via the ramps 31 b of the latter (see arrow in FIG. 7). When the clamping force exceeds the threshold, the edge 24a slides on the ramp 31 b, forcing the end 31 a to flex towards the interior of the space 25, as indicated in dashed lines in FIG. 7. For close the ring, the finger 31d moves by catching up with the declutching space 33 and is applied to the ramp 32b of the branch 32. As a result, the washer 30 can thus be kept below its elastic limit, which results in the possibility of giving the washer a reduced thickness and therefore of keeping a low height for the screw head. The finger 31d 15 can then slide slightly on the ramp 32b until the end 31a of the flexible arm occupies the position indicated in solid lines in FIG. 9, where the cap rotates without driving the threaded rod 11.

Quand la coiffe est entraînée en sens inverse, le bras flexible 31 se détend dés qu'il trouve une ouverture 24, et la coiffe entraîne la butée 31 c du bras au moyen du bord arrière 24b de l'ouverture (voir figure 8), de sorte que le dispositif peut être desserré. When the cap is driven in the opposite direction, the flexible arm 31 relaxes as soon as it finds an opening 24, and the cap drives the stop 31c of the arm by means of the rear edge 24b of the opening (see FIG. 8), so that the device can be loosened.

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Claims

revendicationsclaims

1. Dispositif de serrage à limitation de couple, notamment pour la connexion de câbles 5 à un appareil électrique, le dispositif comprenant une vis qui présente une tête de manoeuvre comportant une coiffe (20) et une tige filetée (10) ayant une extrémité raccordée à la coiffe par l'intermédiaire d'un organe de débrayage (A), lequel est logé à l'intérieur de la coiffe, caractérisé par le fait que - l'organe de débrayage (A) comporte au moins une rondelle élastique mince (30), en forme d'anneau ouvert, présentant un bras flexible (31) muni d'une extrémité libri de débrayage (31a), - la rondelle (30) est d'une part enclenchée de manière solidaire contre la tige filetée 15 (10) et d'autre part enclenchée, via un effacement radial de son extrémité libre (31a), de manière débrayable contre la coiffe (20), ou vice versa. 1. Torque-limiting tightening device, in particular for connecting cables 5 to an electrical appliance, the device comprising a screw which has an operating head comprising a cap (20) and a threaded rod (10) having a connected end to the cap by means of a declutching member (A), which is housed inside the cap, characterized in that - the declutching member (A) comprises at least one thin elastic washer ( 30), in the form of an open ring, having a flexible arm (31) provided with a disengaged release end (31a), - the washer (30) is on the one hand engaged in an integral manner against the threaded rod 15 ( 10) and on the other hand engaged, via a radial erasure of its free end (31a), disengageably against the cap (20), or vice versa.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'organe de débrayage (A) 20 comporte plusieurs rondelles élastiques minces (30) centrées sur l'axe de la vis et empilées en décalage angulaire autour de cet axe, de façon que leurs extrémités libres (31a) soient réparties à pas régulier sur le pourtour de la coiffe (20). 2. Device according to claim 1, characterized in that the declutching member (A) 20 comprises several thin elastic washers (30) centered on the axis of the screw and stacked in angular offset around this axis, so that their free ends (31a) are distributed in regular pitch around the periphery of the cap (20).

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la tige filetée (10) présente un épanouissement doté d'une saillie centrale (13) sur laquelle la rondelle élastique mince (30) est enclenchée au moyen d'une branche d'ancrage respective (32). 3. Device according to claim 1, characterized in that the threaded rod (10) has a development provided with a central projection (13) on which the thin elastic washer (30) is engaged by means of a branch of respective anchor (32).

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé parle fait que, au dépassement d'un couple prédéterminé imprimé à la coiffe (10), le bras flexible (31) de la rondelle (3'j) fléchit et s'applique contre une surface (S) de limitation d'effort. 4. Device according to claim 1, characterized by the fact that, on exceeding a predetermined torque printed on the cap (10), the flexible arm (31) of the washer (3'j) flexes and is applied against a surface (S) of effort limitation.

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5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé parle fait que la surface fixe (S) est une rampe (32b) prévue sur l'extrémité d'une branche d'ancrage (32) de la rondelle (30).5. Device according to claim 4, characterized by the fact that the fixed surface (S) is a ramp (32b) provided on the end of an anchoring branch (32) of the washer (30).

6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par une orientation de la surface fixe (S) telle qu'elle permet un léger glissement du bras flexible (31) vers l'intérieur quand l'effort augmente. 6. Device according to claim 4, characterized by an orientation of the fixed surface (S) such that it allows a slight sliding of the flexible arm (31) inwards when the force increases.

7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la coiffe présente une jupe (22) dotée d'ouvertures (24) réparties régulièrement sur son pourtour, dans lesquelles font normalement saillie les extrémités libres (31a) des bras flexibles (31) des rondelles (30), les extrémités libres (31a) ayant chacune une rampe externe (31b) destinée à coopérer avec un bord avant (24a) de l'ouverture respective (24) de la coiffe, 15 ainsi qu'une butée (31 c) destinée à coopérer avec un bord arrière (24b) de l'ouverture. 7. Device according to claim 1, characterized in that the cap has a skirt (22) provided with openings (24) regularly distributed around its periphery, in which normally project the free ends (31a) of the flexible arms (31 ) washers (30), the free ends (31a) each having an external ramp (31b) intended to cooperate with a front edge (24a) of the respective opening (24) of the cover, as well as a stop ( C) intended to cooperate with a rear edge (24b) of the opening.

8. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la tige filetée (1 1) est solidaire d'un épanouissement (12) doté en son centre d'une saillie (13), les rondelles (30) 20 étant montées à plat sur l'épanouissement autour de la saillie et indexées en rotation sur des formes (14) réparties angulairement autour de la saillie (13). 8. Device according to claim 2, characterized in that the threaded rod (1 1) is integral with a development (12) provided at its center with a projection (13), the washers (30) 20 being mounted at flat on the opening around the projection and indexed in rotation on forms (14) angularly distributed around the projection (13).

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les formes d'indexa25 tion(14) sont des échancrures, chaque rondelle (30) ayant une languette (32a) d'indexation en rotation qui coopère avec une échancrure (14) et qui est prévue sur la branche d'ancrage (32) de la rondelle près de l'extrémité libre (31 a) de son bras flexible. 9. Device according to claim 8, characterized in that the indexing forms (14) are notches, each washer (30) having a tongue (32a) for indexing in rotation which cooperates with a notch (14) and which is provided on the anchoring branch (32) of the washer near the free end (31a) of its flexible arm.