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Connecteurs électriques et procédés et appareils pour former une connexion électrique.
La présente invention se rapporte à des connecteurs électriques ainsi qu'à un procédé et à des moyens pour former des connexions électriques avec de tels connecteurs. La pré- sente invention se rapporte à des perfectionnements ou des modi- . fications de l'invention décrite dans le brevet principal.
Le brevet principal décrit un procédé pour former une connexion électrique entre un conducteur et une borne à l'aide d'un connecteur présentant entre ses faces opposées une largeur qui est inférieure à l'épaisseur combinée de la borne et du con- ducteur lorsqu'ils sont disposés d'une façon contiguë, le connec-
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teur pouvant être engagé de façon à entourer la borne par une action de coulissement qui consiste à mettre en po- ,sition le conducteur transversalement par rapport à la borne à une de ses extrémités, à faire glisser le connecteur sur la borne pour attaquer le conducteur et le déplacer avec le con- necteur le long de la borne pour enfermer le conducteur entre 'le connecteur et la borne et pousser le conducteur et la borne l'un vers l'autre.
A l'aide de ce procédé, un conducteur isolé peut être relié à une borne par une seule opération sans qu'il soit nécessaire de le dépouiller de son isolant. L'isolant est enlevé pendant l'opération soit pour enlever l'isolant d'une extrémité du conducteur* entre une âme de l'agrafe et la borne, soit en mettant à découvert l'âme du conducteur sur une face de la borne à travers une ouverture de l'isolant..
Le brevet principal décrit également un connecteur électrique servant à mettre en oeuvre le procédé, lequel connec- teur présente une section droite en forme de U comportant une âme et des parois latérales dressées, dont les extrémités sont repliées vers l'intérieur afin de présenter des éléments d'extré- mités opposés à l'âme servant à serrer la borne et le conducteur entre l'âme et les parties terminales, l'âme comportant à une extrémité entre les parois latérales un creux destiné à rece- voir et supporter un conducteur relié à une borne par le connec- teur.
Le brevet décrit également un appareil servant à mettre en oeuvre le procédé en utilisant de telles agrafes connecteurs électriques,lequel appareil comprend une enclume comportant un guide de connecteur, un moyen d'entratnement du connecteur agencé pour entraîner un connecteur sur l'enclume le long et en regard du guide et un moyen de mise en position du conducteur servant à mettre en position l'extrémité d'un conducteur transver- salement par rapport à l'enclume à une extrémité entre le connec-
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teur et le guide, l'enclume se trouvant à l'autre extrémité étant agencée pour être mise en position, le guide se trouvant aligné avec la borne.
,
Selon la présente invention, un tel connecteur suivant un premier mode de réalisation présente un évidement destiné à recevoir et supporter un conducteur ayant la forme d'un ruban plat, lequel évidement est formé par une partie plate de l'âme s'étendant sensiblement parallèlement à l'âme du connecteur mais espacée vers l'extérieur sur un côté de l'âme qui est éloigné des parties terminales.
Suivant un autre mode de réalisation de la présente invention, un tel connecteur présente des extrémités terminales disposées d'une façon contiguë.
Dans encore un autre mode de réalisation de la présente invention, un tel connecteur présente deux évidements, un à cha- que extrémité de l'âme, évidenents destinés à recevoir et supporter des parties respectives d'un conducteur connecté entre ses extrémités sur une borne à l'aide du connecteur.
Suivant encore un autre mode de réalisation de la présen- te invention, un tel connecteur a la forme d'un cylindre sen- siblement circulaire ouvert le long d'une génératrice, les bords du cylindre le long de la génératrice étant repliés vers l'in- térieur afin de présenter des extrémités opposées à une partie du cylindre éloignée de la génératrice, l'évidement étant formé à une extrémité de la partie opposée.
Selon encore un autre mode de réalisation de la présente invention, un tel connecteur présente une âme munie d'un moyen élastique s'étendant longitudinalement par rapport au connecteur et ayant un élément en porte-à-faux fixé au voisinage d'une extrémité de l'âme.
Suivant une variante,un connecteur électrique selon
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la présente invention comprend un cylindre de section rectangu- laire, ouvert sur un côté par une fente longitudinale et présen- tant sur son côté opposé un moyen élastique s'étendant longitu- dinalement par rapport au connecteur et comprenant un élément porte-à-faux fixé au voisinage d'une extrémité du connecteur et s'étendant vers l'intérieur de la section rectangulaire.
La présente invention comprend également les connexions électriques formées entre des conducteurs et des bornes à l'aide des connecteurs de la présente invention.
Dans un procédé pour réaliser une connexion électrique entre un conducteur et une borne, on utilise un connecteur dont la section droite à la forme d'un U et qui comprend une âme et des parois latérales dressées dont les extrémités sont repliées vers l'intérieur afin de présenter des parties terminales oppo- sées à l'âme servant à serrer la borne et le conducteur entre l'âme et ses parties terminales, l'âme comportant à une extrémi- té entre ses parois latérales un évidement destiné à recevoir et supporter un conducteur connecté à une borne par le connecteur, et selon la présente invnntion, l'agrafe est mise en position sur un guide connecteur aligné avec la borne, le guide comportant une enclume;
le conducteur étant disposé transversalement par rapport à la borne sur l'enclume et l'agrafe étant initialement déformée pour accroître l'espace compris entre les parties terminales et étant ensuite poussé sur l'enclume pour attaquer le conducteur entre le connecteur et l'enclume et déplacer le conducteur avec le c@nnecteur le long du guide pour le comprimer entre le connecteur et le guide, le connecteur passant par un moyen de remise en forme servant à réduire l'espace accru se trou- vant entre les extrémités terminales, le connecteur et le con- ducteur étant ensuite déplacés ensemble depuis le guide sur la borne afin de serrer le conducteur contre celle-ci.
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La présente invention comprend également un appareil servant à mettre en oeuvre ce procédé, lequel appareil comprend un guide de connecteur comportant entre ses extrémités une enclume, un moyen d'entraînement du connecteur agencé pour en- trafner un connecteur le long du guide et en regard de l'enclume, un moyen de mise en position du conducteur se trouvant à l'en- clume et servant à mettre en position un conducteur en travers du chemin parcouru par le connecteur, un moyen de remise en forme du connecteur autour du guide sur un côté de l'enclume,
le guide présentant sur l'autre côté de l'enclume un élément s'écartant en oblique de celle-ci le long du guide et destiné à venir en contact intérieurement avec le connecteur lorsque celui-ci se déplace le long du guide pour accroître l'espace entre les parties terminales le moyen de remise en forme du connecteur s'écartant en oblique de l'enclume et étant agencé pour venir en contact avec l'extérieur de l'agrafe et pour réduire l'espace accru à mesure que l'agrafe se déplace à travers le moyen de remise en forme.
La présente invention comprend de plus un appareil ser- vant à mettre en oeuvre le procédé du brevet principal, lequel appareil comprend un guide de connecteur comportant entre ses extrémités une enclume, un moyen d'entraînement du connecteur agencé pour entraîner un connecteur le long du guide et en regard de l'enclume , un moyen de mise en position du conducteur à l'enclume servant à mettre en position un conducteur en travers du chemin parcouru par le connecteur, le guide comportant sur un côté de l'enclume un élément s'écartant en oblique de l'en- clume le long du guide et destiné à venir en contact avec l'in- térieur du connecteur lorsque celui-ci se déplace le long du guide pour accroître l'espace se trouvant entre les parties terminales.
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La présente invention va être décrite maintenant à titre d'exemple en se reportant aux dessins annexés, partielle- ment schématiques, dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective partielle d'un moyen appliquant une agrafe et d'une agrafe connecteur électrique agencés pour mettre en oeuvre l'invention du brevet'précité.
-La figure 2 est une vue latérale d'un poussoir.d'agrafe du moyen représenté sur la figure 1.
La figure 3 est une vue en bout de la gauche de la figure 2, du poussoir d'agrafe.
La figure 4 est une vue en coupe partielle d'une extré- mité avant du poussoir d'agrafe suivant la ligne 4-4 de la figure 3; la figure 5 est une vue latérale d'un mandrin du moyen représenté sur la figure 1; la figure 6 est une vue en bout de la gauche de la figure 5 du mandrin; la figure 7 est une vue en plan du mandrin de la figure 5; la figure 8 est une vue en coupe du mandrin suivant la ligne 8-8 de la figure 5; la figure 9 est une vue en perspective partielle d'une section terminale d'un câble plat ou en forme de ruban à âmes multiples; la figure 10 est une vue en perspective d'une agrafe connecteur destinée à être utilisée avec le câble de la figure 9;
la figure 11 est une vue en perspective d'un mandrin destiné à être utilisé dans uri moyen. semblable à celui de la figure 1 destiné à fonctionner avec des agrafes ayant la forme de celle qui est représentée sur la figure 10 et avec des câbles ayant la forme de celui qui est représenté sur la figure 9;
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La figure 12 est une vue partielle d'une section d'un câble plat connecté à une borne par l'agrafe de la figure 10; la figure 13 est une vue en perspective d'une agrafe connecteur destinée à être utilisée avec des bornes de section carrée et de petites dimensions;
la figure 14 est une vue en bout prise du dessus de l'agrafe de la figure 13; la figure 15 est une vue en coupe semblable à celle de la figure 8, d'une variante du mandrin destiné à être utilisé avec des agrafes selon les figures 13 et 14; la figure 16 est une vue latérale du mandrin de la figure 15; la figure 17 est une vue-latérale d'un moyen de recali- brage d'agrafe destiné à être utilisé avec le mandrin des figures 15 et 16; la figure 18 est une vue en plan partielle du mandrin des figures 15 et 16 en association avec le moyen de recali- brage de la figure 17 et avec une borne; la figure 19 est une vue en perspective d'une agrafe connecteur destinée à être utilisée avec des fils très fins;
la figure 20 est une coupe longitudinale de l'agrafe de la figure 19 fixant un'fil fin sur une borne; la figure 21 est une vue en perspective d'une agrafe connecteur électrique destinée à être utilisée avec des bornes de section droite circulaire; la figure 22 est une vue en perspective de l'agrafe de la figure 21 reliant un fil toronné isolé à une borne de section circulaire; la figure 23 est une vue en perspective d'une agrafe connecteur servant à réaliser une connexion entre un fil conduc- teur et une borne en un point intermédiaire sur la longueur du fil;et
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La figure 24 est une vue en perspective de l'agrafe de la figure 23 reliant un fil conducteur à une borne.
La figure 1 représente des parties d'un outil à main d'un type décrit plus complètement dans le brevet principal précité et servant à appliquer une agrafe sur une borne tout en enlevant simultanément l'isolant d'une extrémité d'un fil et en reliant électriquement le fil à la borne. Sur la figure 1, un mandrin 34 s'étend depuis un bloc-mandrin 42 et il comprend une nervure ou âme 38 et une tête 40. Le mandrin est pourvu entre ses extré- @ mités, cornue on le voit sur la figure 16, d'un évidement 44 dans lequel on peut introduire l'extrémité d'un fil. La tête 40 est pourvue d'une gorge axiale 50 qui oblique de l'évidement 44 vers l'avant et vers le haut, en observant la figure 16, vers la tête 40.
Les bords 52 de chaque côté de la gorge 50 sont de préférence aigus afin de couper l'isolant du fil pendant qu'une agrafe est appliquée. La tête 40 se termine avant l'extrémi-' té du mandrin de façon à former un siège 35 pour l'extrémité en biseau 30 d'une borne 28, comme on le voit sur la figure 1.
La nervure 38 du mandrin n'a pas une épaisseur uniforme sur toute sa longueur, mais a la forme représentée sur la figure 8 où la nervure diverge vers l'avant de l'extrémité arrière en 64 jusqu'à une partie intermédiaire 66 d'une épaisseur uniforme supérieure à la distance séparant les surfaces opposées des parois latérales roulées 8 de l'agrafe. La partie 68 de la nervure 38 qui se trouve en avant de l'évidement 44 a une épaisseur uniforme réduite égale ou inférieure à la distance séparant les parois roulées 8 de l'agrafe. Ces variations d'épaisseur de la nervure 38 facilitent l'application de l'agrafe sur la borne.
Le poussoir d'agrafe 36 est représenté avec plus de détail sur les figures 2 à 4 et sa section droite à la forme d'un U comportant des côtés 56 et une section supérieure 54. L'extrémité avant du poussoir rprésente une cavité agrandie 58 qui s'adapte à la forme extérieure d'une agrafe. Les parois latérales intérieures
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56 sont découpées en 60 et la partie supérieure 54 est découpée sur son dessous en 62 pour recevoir des éléments de l'agrafe.
Le poussoir d'agrafe 36 peut se déplacer suivant un parcours rectiligne s'étendant au-dessus et en regard de l'extrémité du mandrin.
Pour l'utiliser, l'évidement 35 du mandrin est mis en regard contre l'extrémité 30 de la borne 28, comme on le voit sur la figure 1, l'extrémité d'un fil étant introduite dans l'ouverture 43. Le poussoir d'agrafe 36, sur l'extrémité avant duquel une agrafe a été chargée auparavant, est déplacé par dessus le mandrin 34 en regard de l'évidement 44 et au-dessus de l'extrémité de la borne 28 jusqu'à ce que l'agrafe et le fil soient écartés du mandrin et soient en contact avec la borne.
A mesure que l'agrafe qui est contenue à l'intérieur de la cavi- té 58 du poussoir se déplace au-dessus de la section 64 du man - drin, les parois latérales 6 de l'agrafe sont écartées d'une façon élastique, cornue sous l'action d'une came, et sont mainte- nues écartées par la nervure 66 jusqu'à ce que l'agrafe soit passée en regard de l'évidement 44. Ceci assure une mise en contact appropriéedu fil par l'agrafe; et si le fil est légère- ment décentré par rapport à l'axe de l'agrafe, il est néanmoins enfourché par les parois latérales écartées l'une de l'autre.
Les parois latérales écartées permettent à un conducteur de passer entre elles plus facilement.
L'isolant du conducteur est pincé entre l'agrafe et les bords 52 du mandrin, ce qui fait couper circonférentiellement l'isolant et tirer l'âme métallique du fil de la section d'iso- lant coupé par la gorge oblique 50, sur la surface du mandrin et sur la borne 28. Après que l'agrafe a pris sa position finale sur la borne, on enlève l'outil, l'agrafe et le fil demeurant sur la borne.
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Les agrafes connecteurs électriques servant à mettre en oeuvre l'invention selon le brevet principal précité sont en général en un métal conducteur élastique et lorsqu'on désire isoler des connexions entre des bornes on peut enduire l'agrafe d'une pellicule de matière isolante. En variante, l'agrafe peut être formée entièrement dans une matière isolante telle que du polycarbonate rigide ou ferme.
Des agrafes connecteurs électriques selon la présente invention peuvent être utilisées pour relier les conducteurs individuels d'un conducteur plat ou d'un câble en forme de ruban à des bornes, cornue on le voit sur les figures 9 à 12.
Un conducteur plat ou un câble ruban 170 comprend un certain nombre de conducteurs métalliques relativement larges et minces 172 qui sont stratifiés entre des feuilles minces d'une pelli- cule isolante appropriée telle que du "Mylar" (une résine de téréphtalate de polyéthylène). Lorsqu'on doit connecter les conducteurs 172 à une borne, les feuilles isolantes sont enlevées des extrémités du câble pour laisser les extrémités 176 des conducteurs à découvert.
De plus, les pellicules isolantes qui sont collées l'une à l'autre, sont fendues ou coupées comme on le voit en 174 entre les conducteurs voisins sur une courte distance depuis les extrémités du câble. D'une façon avantageuse, les pellicules isolantes sont effilées sur chaque côté de chaque conducteur comme on le voit en 174, vers les fentes ou découpes ménagées entre les conducteurs.
Une agrafe 178 appropriée servant à connecter les con- ducteurs 172 à une borne est sensiblement semblable aux agrafes décrites dans le brevet principal précité et elle comprend une âme plate avec des bords latéraux roulés. L'agrafe 178 est pourvue d'un support d'isolant 180 comprenant des pattes embou-
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ties qui s'étendent panallèlement à l'âme et à un certain es- pacement vers l'extérieur du fait que les pattes 180 sont agencées pour venir en contact avec l'isolant du câble plat et le maintenir contre la borne pendant que l'âme de l'agrafe engage l'âme dénudée du câble contre la borne.
La connexion peut être formée avec un outil de la façon décrite précédemment en liaison avec la figure 10, cet outil étant équipé d'un man-- drin 182 comportant une tête 184. Ce mandrin ,qui est particu- lièrement destiné à un conducteur plat, est pourvu d'une fente 186 qui s'incline vers l'intérieur et vers l'arrière du mandrin depuis la surface supérieure de la tête 184. D'une façon avan- tageuse, la largeur de la tête 184 est moins grande que la distance entre axes des conducteurs 172 du câble.
Pour l'utili- ser, une extrémité dénudée 176 d'un conducteur est mise en position dans la fente 186 de sorte que les parties effilées 175 de l'isolant s'étendent latéralement au-delà de.la surface de la tête 184. On déplace l'agrafe 178 au-dessus du mandrin, en regard de la fente 186 et sur la borne de sorte qu'elle tire l'extrémité du conducteur au-dessus de la surface du mandrin 184 et sur la borne pour former la connexion électrique représen- tée sur la figure 12.
Les figures 13 à 18 représentent un autre mode de réali- sation d'une agrafe qui est particulièrement destinée à être utilisée avec des bornes ayant une faible section droite carrée, par exemple des bornes ayant une section droite carrée de 0,063 cm de côté. L'agrafe 188 de la figure 13 comprend des par- ties marginales roulées 192 des parois latérales 190 qui sont disposées l'une contre l'autre, comme indiqué en 193. Avec ce type d'agrafe, les bords des parois latérales sont situés au milieu d'une paroi latérale de la borne après son application. Cet agen- cement est préférable pour des agrafes relativement petites du
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fait que les bords sont situés à la distance maxim le possible des bords de la borne et qu'il y a moins de danger que l'agrafe soit délogée.
Une variante de mandrin destinée à être utilisé avec l'agrafe de la figure 13 comprend, le bloc de mandrin 194 des figures 15 et 16, qui porte à. son extrémité supérieure des par- ties de nervures 196,198 qui sont séparées par l'évidement 200 recevant le fil. La partie 196 de nervure est évasée depuis son extrémité de droite jusque une largeur uniforme, comme décrite précédemment en liaison avec la figure 8, de sorte qu'à mesure que l'agrafe se déplace au-dessus de cette partie de la nervure, ses parois latérales sont écartées l'une de 1' . autre pour faciliter la mise en prise de l'agrafe avec un fil se trouvant dans l'évidement 200.
La partie 198 de la nervure est relativement étroite et dans ce mode de réalisation elle ne s'étend pas jusqu'à l'extrémité 206 de la tête 202 du mandrin. La partie 206 est ainsisuspendue en porte-à-faux au- dessus du bloc de mandrin 194. Comme pour les modes de réali- sation décrits précédemment, une gorge oblique 204 est ménagée sur la tête 206 pour faciliter 1. 'retrait d'un fil de l'évidement 200 pendant l'enlèvement de l'isolant. L'extrémité avant 208 de la tête est pourvue d'un évidement 208 en forme servant à recevoir l'extrémité complémentaire de la borne.
Un dispositif 210 servant à recalibrer l'agrafe est monté sur le bloc de mandrin 194 afin de repousser les parois latérales 190 de l'agrafe l'une vers l'autre, après que l'agrafe soit passée en regard de la part$1'198 de la nervure du man- drin. Cet accessoire de remise en forme comprend à son extrémité supérieure des côtés 212 qui forment un canal 214 entre leurs faces opposées. la largeur de ce canal 214
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est sensiblement égale à la largeur globale de l'agrafe lorsque ses parois latérales sont l'une contre l'autre,comme on le voit sur la figure 13.
A leurs extrémités arrière, les faces @ intérieures des parois latérales divergent,comme on le voit en 216, pour former un étranglement qui courbe les parois latérales l'une vers l'autre et l'une contre l'autre pendant le mouvement de l'agrafe à travers le canal. Comme on le voit sur la figure 18, lorsque l'accessoire de remise en forme 210 est monté sur le mandrin, les parois latérales opposées divergentes 216 sont disposées immédiatement en avant de l'extrémité du mandrin.
Pendant l'application d'une agrafe sur une borne selon ce mode de réalisation, l'extrémité de la borne est mise en position dans le canal 214, sont extrémité étant disposée dans l'évidement 208 de la tête du mandrin, comme on le voit sur la figure 18. On introduit le fil dans l'ouverture 200 et l'agrafe est poussée par un poussoir d'agrafe au-dessus de la partie 196,202 du mandrin,en regard de l'ouverture 200, au dessus de la partie 206 du mandrin, et sur la borne. Les parois latérales de l'agrafe sont écartées par la nervure 196 du mandrin et reviennent partiellement d'une façon élastique l'une vers l'autre, après que l'agrafe est venue en contact avec le fil et s'est déplacée en regard de celui-ci.
Cependant, ces parois latérales ne peuvent revenir l'une contre l'autre,car une nervure mince 198 est'disposée en avant de l'évidement 200 et pour la raison supplémentaire que les parois latérales ont'd'habitude été défor- mées d'une façon permanente lorsqu'elles se trouvaient écartées l'une de l'autre.Les parois latérales sont courbées vers l'inté- rieur l'une vers l'autre et remises en place, leurs bords étart sensiblement l'un contre l'autre, à mesure que l'agrafe se déplace sur la borne en regard de l'étranglement formé par les parties
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216 de l'accessoire de remise en forme, et à travers le canal 214.
Les figures 19 et 20 représentent une variante d'agrafe qui est prévue particulièrement pour former des connexions élec- triques entre des fils extrêmement fins et des bornes. Un fil fin peut être, par exemple,dans une gamme allant de 0,03 à 0,08 mm dans laquelle les diamètres des fils ne seraient qu'une faible fraction de l'épaisseur de l'agrafe en métal. Avec des fils dans cette gamme de dimensions, il n'est pas toujours pratique de compter sur l'effet de coin du fil pour déformer l'agrafe par suite du diamètre extrêmement petit du fil. Selon le mode de réa- lisation de la figure 19, l'agrafe 218 comprend des parois latérales
220 comportant des extrémités 222 repliées vers l'intérieur.
Un ressort en porte-à-faux 226 est formé sur l'âme 224 de l'agrafe et il s'incline vers l'intérieur de sorte que lorsqu'on déplace l'agrafe sur une borne, le ressort en porte-à-faux appuie le fil contre sa surface. D'une façon avantageuse, les bords de l'extrémité avant de l'agrafe sont biseautés, comme on le voit en 230.
Les bornes utilisées d'une façon générale ont une sec- tion droite rectangulaire, mais la présente invention peut être utilisée lorsqu'on se sert de bornes de section circulaire. La figure 21 représente une agrafe cylindrique circulaire 232 destinée à être utilisée avec une borne cylindrique circulaire 240.
L'âme 234 de l'agrafe 232 se raccorde avec les parois latérales
236 qui sont pourvues d'une ouverture 237 s'étendant axialement le long d'une génératrice. Les bords opposés des parois latérales sont légèrement roulés vers l'intérieur. L'agrafe 232 est pourvue d'un support d'isolant 238 à une extrémité de l'âme, lequel support comprend une fente située entre des parties recourbées.L'agrafe
232 est appliquée sur la borne sensiblement de la même façon que - dans les modes de réalisation décrits précédemment c'est-à-dire au moyen d'un outil comportant un mandrin muni d'un évidement ser-
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vant à recevoir le fil.Un mandrin approprié à l'agrafe de la figure 21 comporterait, bien entendu, une tête de section droite cylindrique circulaire.
Il est avantageux de rouler les bords opposés des parois latérales légèrement vers l'intérieur de façon à les diriger vers l'âme 234, comme dans les modes de réalisation précédents, pour accroître la force appliquée sur le fil.
La figure 23 représente une variante d'agrafe 242 comportant une âme 244 pourvue de supports d'isolant 246 à chaque extrémité. L'agrafe comporte des parois latérales 250 munies d'extrémités roulées vers l'intérieur 248. Des agrafes du type dont celles de la figure 23 constituent un exemple sont pré- vues pour former une connexion électrique entre une borne et une partie d'un conducteur 254 située entre ses extrémités,comme on le voit sur la figure 24. Le conducteur s'étend depuis une connexion électrique précédente à travers le support d'isolant inférieur sur la figure 24, entre l'âme de l'agrafe et la surface de la borne, et il sort du support d'isolant supérieur.
Ce mode de réalisation de la présente invention permet de réaliser des connexions électriques multiples sur un seul conducteur en des points situés entre ses extrémités. En d'autres mots, un seul con- ducteur se trouvant sur un panneau peut avoir une de ses extré- mités reliée à une première borne, un certain nombre de connexions intermédiaires avec d'autres bornes, et son extrémité restante reliée à la borne finale de la série de connexions.
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Electrical connectors and methods and apparatus for forming an electrical connection.
The present invention relates to electrical connectors as well as to a method and means for forming electrical connections with such connectors. The present invention relates to improvements or modifications. fications of the invention described in the main patent.
The principal patent describes a method for forming an electrical connection between a conductor and a terminal using a connector having between its opposite faces a width which is less than the combined thickness of the terminal and the conductor when they are arranged in a contiguous way, the connec-
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tor which can be engaged so as to surround the terminal by a sliding action which consists in placing the conductor transversely with respect to the terminal at one of its ends, in sliding the connector on the terminal to attack the conductor and moving it with the connector along the terminal to enclose the conductor between the connector and the terminal and pushing the conductor and the terminal towards each other.
Using this method, an insulated conductor can be connected to a terminal in a single operation without having to strip it of its insulation. The insulation is removed during the operation either to remove the insulation from one end of the conductor * between a clip core and the terminal, or by exposing the conductor core on one side of the terminal to through an opening in the insulation.
The main patent also describes an electrical connector for carrying out the method, which connector has a U-shaped cross section comprising a core and upright side walls, the ends of which are folded inwards to present end elements opposed to the core serving to clamp the terminal and the conductor between the core and the end parts, the core having at one end between the side walls a recess for receiving and supporting a conductor connected to a terminal by the connector.
The patent also discloses an apparatus for carrying out the method using such electrical connector clips, which apparatus comprises an anvil having a connector guide, connector driving means arranged to drive a connector on the anvil along. and facing the guide and a conductor positioning means for positioning the end of a conductor transversely with respect to the anvil at one end between the connector.
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tor and guide, the anvil at the other end being arranged to be placed in position, the guide being aligned with the terminal.
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According to the present invention, such a connector according to a first embodiment has a recess intended to receive and support a conductor in the form of a flat ribbon, which recess is formed by a flat part of the core extending substantially parallel. to the connector core but spaced outwardly on a side of the core that is remote from the end portions.
According to another embodiment of the present invention, such a connector has terminal ends arranged in a contiguous manner.
In yet another embodiment of the present invention, such a connector has two recesses, one at each end of the core, recessed for receiving and supporting respective parts of a conductor connected between its ends on a terminal. using the connector.
According to yet another embodiment of the present invention, such a connector is in the form of a substantially circular cylinder open along a generatrix, the edges of the cylinder along the generator being folded towards the back. interior so as to present opposite ends to a part of the cylinder remote from the generator, the recess being formed at one end of the opposite part.
According to yet another embodiment of the present invention, such a connector has a core provided with elastic means extending longitudinally with respect to the connector and having a cantilever element fixed in the vicinity of one end of the connector. blade.
According to a variant, an electrical connector according to
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the present invention comprises a cylinder of rectangular section, open on one side by a longitudinal slot and having on its opposite side an elastic means extending longitudinally with respect to the connector and comprising a cantilever element secured near one end of the connector and extending inwardly of the rectangular section.
The present invention also includes the electrical connections formed between conductors and terminals using the connectors of the present invention.
In a method of making an electrical connection between a conductor and a terminal, a connector is used whose cross section is U-shaped and which comprises a core and upright side walls whose ends are folded inwards in order to present end parts opposite to the core serving to clamp the terminal and the conductor between the core and its terminal parts, the core comprising at one end between its side walls a recess intended to receive and support a conductor connected to a terminal by the connector, and according to the present invention, the clip is positioned on a connector guide aligned with the terminal, the guide comprising an anvil;
the conductor being disposed transversely of the terminal on the anvil and the clip being initially deformed to increase the space between the end portions and then being pushed onto the anvil to engage the conductor between the connector and the anvil and moving the conductor with the connector along the guide to compress it between the connector and the guide, the connector passing through reshaping means serving to reduce the increased space between the terminal ends, connector and the conductor then being moved together from the guide on the terminal in order to clamp the conductor against it.
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The present invention also comprises an apparatus for carrying out this method, which apparatus comprises a connector guide comprising between its ends an anvil, a drive means of the connector arranged to drive a connector along the guide and opposite it. of the anvil, a conductor positioning means located at the anvil and serving to position a conductor across the path traveled by the connector, a connector reshaping means around the guide on one side of the anvil,
the guide having on the other side of the anvil an element deviating obliquely from the latter along the guide and intended to come into contact internally with the connector when the latter moves along the guide to increase the the space between the end portions with the connector reshaping means departing obliquely from the anvil and being arranged to contact the exterior of the clip and to reduce the increased space as the staple moves through the fitness medium.
The present invention further comprises an apparatus for carrying out the method of the main patent, which apparatus comprises a connector guide having between its ends an anvil, a connector driving means arranged to drive a connector along the length of the connector. guide and facing the anvil, a means for positioning the conductor at the anvil serving to position a conductor across the path traveled by the connector, the guide comprising on one side of the anvil an element s 'slanting apart from the anvil along the guide and intended to come into contact with the interior of the connector as the latter moves along the guide to increase the space between the end portions.
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The present invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, partially schematic, in which: Figure 1 is a partial perspective view of a clip applying means and an electrical connector clip arranged to implement the invention of the aforementioned patent.
FIG. 2 is a side view of a clip pusher of the means shown in FIG. 1.
Figure 3 is an end view from the left of Figure 2 of the staple pusher.
Figure 4 is a partial sectional view of a front end of the staple pusher taken on line 4-4 of Figure 3; Figure 5 is a side view of a mandrel of the means shown in Figure 1; Figure 6 is an end view from the left of Figure 5 of the mandrel; Figure 7 is a plan view of the chuck of Figure 5; Figure 8 is a sectional view of the mandrel taken along line 8-8 of Figure 5; Figure 9 is a partial perspective view of an end section of a multi-core flat or ribbon cable; Figure 10 is a perspective view of a connector clip for use with the cable of Figure 9;
Figure 11 is a perspective view of a mandrel for use in a medium uri. similar to that of Figure 1 for operation with staples having the shape of that shown in Figure 10 and with cables having the shape of that shown in Figure 9;
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Figure 12 is a partial view of a section of a flat cable connected to a terminal by the clip of Figure 10; FIG. 13 is a perspective view of a connector clip for use with terminals of square section and small dimensions;
Figure 14 is an end view taken from above of the clip of Figure 13; Figure 15 is a sectional view similar to that of Figure 8, of a variant of the mandrel for use with staples according to Figures 13 and 14; Figure 16 is a side view of the mandrel of Figure 15; Figure 17 is a side view of a staple recalibration means for use with the mandrel of Figures 15 and 16; Figure 18 is a partial plan view of the chuck of Figures 15 and 16 in association with the recalibration means of Figure 17 and with a terminal; Figure 19 is a perspective view of a connector clip for use with very fine wires;
Figure 20 is a longitudinal section of the clip of Figure 19 securing a fine wire to a terminal; Figure 21 is a perspective view of an electrical connector clip for use with terminals of circular cross section; Figure 22 is a perspective view of the clip of Figure 21 connecting an insulated stranded wire to a terminal of circular section; Figure 23 is a perspective view of a connector clip for making a connection between a conductor wire and a terminal at an intermediate point along the length of the wire; and
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Figure 24 is a perspective view of the clip of Figure 23 connecting a lead wire to a terminal.
Figure 1 shows parts of a hand tool of a type described more fully in the aforementioned main patent and for applying a staple to a terminal while simultaneously removing the insulation from one end of a wire and removing it. electrically connecting the wire to the terminal. In Figure 1, a mandrel 34 extends from a mandrel block 42 and includes a rib or core 38 and a head 40. The mandrel is provided between its ends, retort as seen in Figure 16, a recess 44 in which the end of a wire can be inserted. The head 40 is provided with an axial groove 50 which oblique the recess 44 forward and upward, observing Figure 16, towards the head 40.
The edges 52 on either side of the groove 50 are preferably sharp in order to cut the insulation from the wire while a staple is applied. Head 40 terminates before the end of the mandrel to form a seat 35 for the bevelled end 30 of a terminal 28, as seen in Figure 1.
The rib 38 of the mandrel is not of uniform thickness throughout its length, but has the shape shown in Fig. 8 where the rib diverges forward from the rear end at 64 to an intermediate portion 66 of a uniform thickness greater than the distance between the opposing surfaces of the rolled side walls 8 of the clip. The portion 68 of the rib 38 which lies forward of the recess 44 has a reduced uniform thickness equal to or less than the distance between the rolled walls 8 of the clip. These variations in thickness of the rib 38 facilitate the application of the clip to the terminal.
The staple pusher 36 is shown in more detail in Figures 2-4 and its U-shaped cross section having sides 56 and an upper section 54. The front end of the pusher shows an enlarged cavity 58. which adapts to the outer shape of a staple. Internal side walls
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56 are cut out at 60 and the upper part 54 is cut on its underside at 62 to receive elements of the clip.
The staple pusher 36 can move in a straight path extending above and opposite the end of the mandrel.
To use it, the recess 35 of the mandrel faces against the end 30 of the terminal 28, as seen in FIG. 1, the end of a wire being introduced into the opening 43. The Staple pusher 36, on the front end of which a staple has been previously loaded, is moved over mandrel 34 opposite recess 44 and over the end of terminal 28 until the clip and wire are away from the mandrel and are in contact with the terminal.
As the clip which is contained within the pusher cavity 58 moves over the chuck section 64, the side walls 6 of the clip are resiliently moved apart. , retorts under the action of a cam, and are held apart by the rib 66 until the staple has passed opposite the recess 44. This ensures proper contacting of the wire by the wire. clip; and if the wire is slightly off-center with respect to the axis of the staple, it is nevertheless straddled by the side walls spaced apart from each other.
The wide apart side walls allow a conductor to pass between them more easily.
The conductor insulation is clamped between the clip and the edges 52 of the mandrel, which causes the insulation to cut circumferentially and pull the metal core of the wire of the insulation section cut through the oblique groove 50, over the surface of the mandrel and on terminal 28. After the clip assumes its final position on the terminal, the tool is removed, the clip and the wire remaining on the terminal.
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The electrical connector clips used to implement the invention according to the aforementioned main patent are generally made of an elastic conductive metal and when it is desired to insulate the connections between terminals, the clip can be coated with a film of insulating material. Alternatively, the clip can be formed entirely from an insulating material such as rigid or firm polycarbonate.
Electrical connector clips according to the present invention can be used to connect the individual conductors of a flat conductor or ribbon-shaped cable to terminals, retort as seen in Figures 9 to 12.
A flat conductor or ribbon cable 170 comprises a number of relatively wide and thin metallic conductors 172 which are laminated between thin sheets of a suitable insulating film such as "Mylar" (a polyethylene terephthalate resin). When the conductors 172 are to be connected to a terminal, the insulating sheets are removed from the ends of the cable to leave the ends 176 of the conductors exposed.
In addition, the insulation films which are stuck together are split or cut as seen at 174 between neighboring conductors a short distance from the ends of the cable. Advantageously, the insulating films are tapered on each side of each conductor as seen at 174, towards the slots or cutouts made between the conductors.
A suitable clip 178 for connecting conductors 172 to a terminal is substantially similar to the clips disclosed in the aforementioned main patent and comprises a flat web with rolled side edges. The clip 178 is provided with an insulation backing 180 comprising slotted tabs.
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ties which extend all the way to the core and at some spacing outward because the tabs 180 are arranged to contact the insulation of the ribbon cable and hold it against the terminal while the core of the clip engages the stripped core of the cable against the terminal.
The connection can be formed with a tool in the manner previously described in connection with FIG. 10, this tool being equipped with a chuck 182 comprising a head 184. This chuck, which is particularly intended for a flat conductor , is provided with a slot 186 which tilts inward and backward of the mandrel from the upper surface of the head 184. Advantageously, the width of the head 184 is less than the distance between the axes of the conductors 172 of the cable.
In use, a stripped end 176 of a conductor is positioned in slot 186 so that the tapered portions 175 of the insulation extend laterally beyond the surface of the head 184. The clip 178 is moved over the mandrel, facing the slot 186 and over the terminal so that it pulls the end of the conductor over the surface of the mandrel 184 and over the terminal to form the connection. electric shown in figure 12.
Figures 13 to 18 show another embodiment of a clip which is particularly intended for use with terminals having a small square cross section, for example terminals having a square cross section of 0.063 cm square. The clip 188 of Fig. 13 includes rolled marginal portions 192 of the side walls 190 which are disposed against each other as shown in 193. With this type of clip the edges of the side walls are located. in the middle of a side wall of the terminal after its application. This arrangement is preferable for relatively small staples of the
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that the edges are located at the maximum possible distance from the edges of the terminal and that there is less danger of the clip being dislodged.
An alternative mandrel for use with the staple of Figure 13 includes the mandrel block 194 of Figures 15 and 16, which bears. its upper end from portions of ribs 196,198 which are separated by the recess 200 receiving the thread. The rib portion 196 is flared from its right end to a uniform width, as previously described in connection with Figure 8, so that as the clip moves over this portion of the rib its side walls are spaced one by 1 '. another to facilitate engagement of the clip with a wire in the recess 200.
The portion 198 of the rib is relatively narrow and in this embodiment it does not extend to the end 206 of the head 202 of the mandrel. Part 206 is thus suspended cantilevered above mandrel block 194. As with the embodiments described above, an oblique groove 204 is provided on head 206 to facilitate removal of a mandrel. wire of the recess 200 during the removal of the insulation. The front end 208 of the head is provided with a shaped recess 208 serving to receive the complementary end of the terminal.
A device 210 for recalibrating the staple is mounted on the chuck block 194 to urge the side walls 190 of the staple towards each other after the staple has passed opposite the part $ 1 '. 198 of the rib of the chuck. This fitness accessory comprises at its upper end sides 212 which form a channel 214 between their opposite faces. the width of this channel 215
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is substantially equal to the overall width of the clip when its side walls are against each other, as seen in Figure 13.
At their rear ends, the inner faces of the side walls diverge, as seen at 216, to form a constriction which bends the side walls towards each other and against each other during movement of the body. 'staple through the channel. As seen in Figure 18, when the fitness accessory 210 is mounted on the mandrel, the opposing divergent side walls 216 are disposed immediately forward of the end of the mandrel.
During the application of a clip to a terminal according to this embodiment, the end of the terminal is put into position in the channel 214, its end being disposed in the recess 208 of the head of the mandrel, as shown. seen in Figure 18. The wire is introduced into the opening 200 and the staple is pushed by a staple pusher above the part 196,202 of the mandrel, facing the opening 200, above the part. 206 of the mandrel, and on the terminal. The sidewalls of the staple are spaced apart by the rib 196 of the mandrel and return partially resiliently towards each other, after the staple has contacted the wire and has moved opposite. of it.
However, these sidewalls cannot come back against each other, because a thin rib 198 is disposed in front of the recess 200 and for the further reason that the sidewalls have usually been deformed. 'permanently when they were separated from each other. The side walls are curved inward towards each other and put back in place, their edges being substantially against each other. 'other, as the clip moves on the terminal opposite the constriction formed by the parts
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216 from the fitness accessory, and through channel 214.
Figures 19 and 20 show an alternative clip which is particularly intended to form electrical connections between extremely fine wires and terminals. A fine wire can be, for example, in a range of 0.03 to 0.08 mm in which the diameters of the wires would be only a small fraction of the thickness of the metal clip. With wires in this size range, it is not always practical to rely on the wedge effect of the wire to deform the staple due to the extremely small diameter of the wire. According to the embodiment of FIG. 19, the clip 218 comprises side walls
220 having ends 222 folded inward.
A cantilever spring 226 is formed on the web 224 of the clip and tilts inward so that when the clip is moved over a terminal, the cantilever spring. false presses the wire against its surface. Advantageously, the edges of the front end of the clip are bevelled, as seen at 230.
Terminals used generally have a rectangular cross section, but the present invention can be used when using terminals of circular cross section. Figure 21 shows a circular cylindrical clip 232 for use with a circular cylindrical terminal 240.
The web 234 of the clip 232 connects with the side walls
236 which are provided with an opening 237 extending axially along a generatrix. The opposite edges of the side walls are slightly rolled inward. The clip 232 is provided with an insulation backing 238 at one end of the core, which backing includes a slot between curved portions.
232 is applied to the terminal substantially in the same way as - in the embodiments described above, that is to say by means of a tool comprising a mandrel provided with a clamped recess-
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before receiving the wire. A mandrel suitable for the clip of Figure 21 would, of course, include a circular cylindrical cross section head.
It is advantageous to roll the opposite edges of the side walls slightly inward so as to direct them toward the core 234, as in the previous embodiments, to increase the force applied to the wire.
Figure 23 shows an alternative clip 242 having a core 244 provided with insulation supports 246 at each end. The clip has side walls 250 provided with inwardly rolled ends 248. Staples of the type of which those of Figure 23 are an example are provided to form an electrical connection between a terminal and part of a terminal. conductor 254 located between its ends, as seen in Figure 24. The conductor extends from a previous electrical connection through the lower insulation support in Figure 24, between the core of the clip and the surface from the terminal, and it comes out of the upper insulation holder.
This embodiment of the present invention allows multiple electrical connections to be made on a single conductor at points located between its ends. In other words, a single conductor on a panel can have one of its ends connected to a first terminal, a number of intermediate connections with other terminals, and its remaining end connected to the terminal. final of the series of connections.