Brevet FR2006123A1 — publié le 19691219

, 2006123 la présente invention concerne des cosses soudées à des fils \ conducteurs électriques. Le soudage d'une cosse à l'extrémité d'un conducteur électrique constitue une opération difficile étant donné que 1" cosse et 5 l'extrémité du fil conducteur électrique doivent être maintenues dans une relation fixe préalablement déterminée tout au long du procédé de soudage jusqu'à ce que la soudure ait durcie. Oe problème est rendu plus difficile lorsque l'âme conductrice du conducteur électrique est composée complètement ou principalement d'un 10 métal tel que l'aluminium ou un alliage d'aluminium qui ne présente pas le degré de plasticité exigé pour être transformé en une cosse robuste pour laquelle une cosse composée entièrement ou principalement d'un métal différent tel que le cuivre ou un alliage de cuivre, par exemple, le laiton, est utilisée. Suivant 'me variante, 15 le fil conducteur électrique peut être en cuivre et la cosse peut être faite d'aluminium. On sait qu'il est difficile de souder deux éléments faits de métaux différents. Une cosse suivant la présente invention devant être soudée à un fil conducteur composé entièrement ou principalement d'un pre-20 mier métal, comprend deux manchons, l'un étant mis en place et fixé dans l'autre, le manchon interne étant composé entièrement ou principalement d'un premier métal, le manchon externe d'un second métal le fil conducteur étant disposé dans le manchon interne de façon que l'extrémité du fil soit co-finale avec une extrémité du manchon 25 interne sur laquelle la soudure est formée. De préférence, une extrémité du manchon externe est placée de niveau avec l'extrémité du manchon interne sur laquelle la soudure est formée. De cette façon, le métal du manchon externe contribue à la soudure formée en augmentant ainsi sa résistance. 30 Les métaux dont les manchons et le fil conducteur peuvent être faits doivent être susceptibles les uns avec les autres dans la mesure où ils peuvent participer à la formation d'une soudure dont la résistance mécanique dépasse celle du plus faible des métaux à unir (attendu qu'autrement, la soudure constitue un point 35 de faiblesse) et dont la conductivité électrique n'est pas notablement inférieure à celle du fil conducteur. En pratiquoj, ces métaux sont de préférence le cuivre et l'aluminium et dos alliages de ceux-ci ; par exemple, le manchon externe est en cuivre ou en iai- BADORIQlMi 69 10307 2 2006123 ton et la borne utilisée pour un fil conducteur est composée d'aluminium ou d'un alliage d'aluminium. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressor-tiront de la description qui va suivre faite on regard dos dessins 5 annexés et donnant à titre explicatif mais nullement limitatif plusieurs formes du réalisation- conformes à l'invention. Sur ces dessins : les figures 1 à 3 sont des vues en coupe d'une cosse suivant l'invention au cours de stades successifs d'assemblage et do sou-10 dage à un conducteur électrique les figures 4 et 5 sont des vues en perspective, c-t en coupe partielle respectivement, d'une variante \ la figure 6 est une vue en perspective d'une autre variante ; la figure 7 est une vue en perspective d'une troisième forme 15 de réalisation d'une cosse soudée suivant l'invention ; et les figures 8 et 9 sont des vues en perspective et en coupe longitudinale respectivement d'une quatrième forme de réalisation de cosse soudée suivant l'invention. La cosse 16 do la figure 1 comprend une partie de corps sen-20 siblement plane 18 à proximité d'une extrémité de laquelle-est poinçonné un trou 20 réservé à une vis. L'extrémité du corps éloignée du trou 20 présente d'un côté un manchon externe à peu près tubulaire 22 à extrémités ouvertes. Un col 19 est formé entre le manchon externe 22 ot la partie de corps 18 et le manchon externe 25 22 se trouve au-dessus d'une partie de la partie de corps 18 et à peu près parallèlement à cette dernière. Un manchon interne 24 à extrémités ouvertes est ajusté dans le manchon externe 22, une extrémité du manchon interne étant de niveau avec l'extrémité du manchon externe éloignée du col 19, l'autre extrémité du manchon in-30 terne 24 s'étendant au-delà de l'autre extrémité du manchon externe 22 éloignée et sensiblement parallèle à la partie de corps 18. Les manchons sont réunis par un ajustage à la presse, par forgeage ou par sertissage. Le manchon interne 24 est évasé dans la zone située au-delà du manchon externe 24 jusqu'à une partie 26 de plus grand 35 diamètre et l'évasement forme un épaulement annulaire 28 venant en contact avec l'extrémité du manchon 22 à proximité du col 19. Une extrémité d'un manchon 30 d'une matière isolante contractable à la chaleur est ajustée à la presse sur l'extrémité libre du manchon ^BAD ORtGfHtL 69 10307 2006123 ? interne 24 et déborde à l'écart de le partie de corps 18 de la borne d'une distance suffisante pour empocher le mouvement du manchon interne 24 lorsqu'une extrémité d'une âme 12 de brins conducteurs d'un fil conducteur électrique 10 est introduit-., dans le manchon 5 interne 24. L'âme 12 est destinée à avoir un ajustage à frottement doux glissent àaus le manchon interne 24 de façon au^ son extrémité libre soit de niveau avec les extrémités du manchon externe 22 et du manchon interne 24, en se trouvant au-dessus do la partie de corps 18. Dans ce but, le diamètre interne de la partie du manchon 10 interne 24 située à l'intérieur du manchon externe 22 est égal ou légèrement plus grand que celui de 1'âme 12,1'épaulement 28 est biseauté pour guider l'âme dans la position désirée, le diamètre interne de la partie évasée 26 est égal ou légèrement plus grand que celui du conducteur 10 et les longueurs des manchons 22 et 24 sont 15 calculées par rapport à la longueur dénudée de l'âme 12 de façon que l'extrémité libre de l'âme puisse y être placée selon les besoins . L'âme 12 du conducteur électrique 10 consiste en de l'aluminium ou un alliage d'aluminium et le manchon interne 24 est fait du 20 même métal ou alliage. La cosse 16 comprend un alliage basé sur du cuivre, par exemple le laiton, qui peut être revêtu électrolytique-ment de nickel ou d'or. Une borne faite dc-s métaux qui viennent d'être décrits peut être utilisée pour connecter un circuit électrique contenant des ^mes de cuivre et "des cosses do connexion do 25 laiton. La figure 2 montre les parties dans un état assemblé prêts pour être soudés en utilisant une électrode E, l'âme 12 du conducteur électrique 10 ayant été glissée dans le manchon interne 24 pour être de niveau avec les extrémités des manchons 22 et 24 recouvrant 30 la partie de corps 18. L'électrode E est de niveau avec le manchon externe 22, le manchon interne 24 et l'âme 12. Do préférence le soudage est réalisé par la technique décrite dans le brevet Français 1)1° 1.468.060, dans lequel une source de courant est connectée ontr-..-1'électrode E et le manchon externe 22 par la partie de corps 18. 35 Peur amorcer un arc électrique on mot l'électrode E ori contact avec les faces de niveau du manchon externe 22, du manchon interne 24 et de l'âme 12, la source d'alimentation étant à une bassQ^onsion. Lorsque l'are électrique est amorcé une tension de déclenchement BADORiGlMÂL 69 10307 2006123 4 apparaît &t est utilisée pour déehargor un condensateur afin do donner un flux do courr.nt élevé entre l'électrode E et les manchons pour provoquer le soudage» la perle de soudure ¥ formée est représentée sur la figure 3. 5 Etant donné que- l'ame 12 est poussée dans le manchon interne 24 de la cossu 16 et est maintenue dans la position désirée par des dimensions appropriées dos manchons, il se produit pou ou pas de mouvement entre le conducteur électrique et la cosse pendant le soudage. Les métaux des bagues au même niveau des manchons 22 et 24 et de 10 l'&ae 12 fondent pour donner une bonne interconnexion mécanique et électrique entre le conducteur électrique et la cossw. La perle de soudure W constitue également une tête d1 un diamètre plus grand que le diamètre interne du manchon interne 24 et par suite il existe-une résistance à une traction appliquée dans le sens longitudinal 15 du conducteur électrique. L'endroit de la soudure est situé à l'écart de la partie do corps 18, de sorte que le métal de la partie de corps n'est pas influencé par l'opération de soudage. La perle de soudure W n'est pas soumise à une tension provoquée par le cintrage d_e la partie de corps 18, dont la déformation est subie par le manchon 20 externe 24 relativement plus robuste. La chaleur émise par l'opération do soudage provoque également la contraction du manchon 30 contractable à la chaleur sur la partie évasée 26 du manchon interne 24 et par suite son maintien sur cette dernière et autour de la matière isolante du conducteur électrique 10, en renforçant ain«» 25 si l'assemblage, La borne 40 de la figure 4 est-faite d'une partie de corps à peu près plane 42 ayant un trou 44 poinçonné à proximité d'une extrémité. Sur l'autre extrémité, la partie de cGrps 42 présente deux bras latéramr sensiblement parallèles 50 réunis en un seul 30 bloc par des épaulomonts 46 et 48 à un manchon externe tubulaire court 52 à extrémités ouvertes, Le manchon pénètre dans l'ouverture formée entre les bras latéraux 50, ouverture dont les dimensions permettent l'accès d'une électrode E à l'extrémité du manchon 52. Un manchon interne 54, représenté en particulier sur la figure 35 5, est ajusté dans le manchon externe 52 de façon qu'une de ses extrémités soit de niveau avec l'extrémité du manchon externe 52 la plus proche du trou 44 à vis, l'autre extrémité dépassant aa-delà de l'autre extrémité du manchon externe 52 vers une z-one évasée 5&- BAD original 69 10307 , 2006123 5 Un manchon 30 d'une matière isolante centractable à lr. chaleur est ajuste à 1". presse sur la partie- évasée 56 du manchon interne 54. In construction, las dimensions et la composition de In cosse 40 sont approximativement les mêmes que celles décrites ci-dcssus en 5 rapport avec 1" "borne 16. L'% cosse 40 peut être soudée à l'Sme 12 d'un fil conducteur électrique 10 de la façon décrite relativement à la cosse 16 sauf que l'électrode E présente une face û1 extrémité oblique et qu'elle est introduite et enlevéè obliquement à l'endroit de soudage par l'ouverture délimitée p-:r les bras latéraux opposés 10 50 et comme représenté sur la figure 5. la foira^ de réalisation de la figure- 6. est une variante de colle représentée sur les figures 4 et 5, dans laquelle- la cosse présente un coude dirigé vers le bas sur les bras latéraux 50 de la partie de corps 42 pour que le soudage puisse être effectué axiale-15 ment à l'endroit de soudage,. La cosse 60 de la figure 7 est faite d'une barre de laiton à ressort ayant do bonnes caractéristiques élastiques et sur une extrémité présente dos languettes latérales 62 qui sont recourbées comme représenté. Deux fentes parallèles espacées 64 sont décou-20 pées transversalement à la cosse dans le fond de la zone des languettes cintrées 62. L'autre extrémité de la cosse présente deux bras latéraux à peu près parallèles qui sont réunis en un seul bloc à un manchon externe tabulaire court par des épaulements repliés 66 et 68. Un manchon interne est ajusté dans le manchon externe de 25 l£ façon décrite relativement aux figures 4 et 5. Un manchon 30 d'une matière isolante contractablo à la chaleur est ajusté a la presse sur la partie évasée du manchon interne. La cosse soudée 60 peut être utilisée pour coopérer avec une patte qui est introduite entre les languettes 62 et le long du fond dans lequel les fentes 30 64 sont découpées. La cosse est dimensionnée et composée de diffé-, rents métaux comme décrit en rapport avec la cosse 16 des figures 1 à 3 5 la connexion de la cosse 60 à un conducteur électrique 10 peut être réalisée par soudage comme décrit en relation avec la cosse 16. La borne 60 do la figure 7 présente l'avantage qu'elle peut 35 être sujett-..- à une connexion et à une déconnexion répétées sans être détériorée. L'aluminium ou l'alliage d'aluminium, de l'âme conductrice manque de caractéristiques élastiques et est facilement sujet à une oxydation pour former de l'oxyde d'aluminium qui est SAD 69 10307 6 2006123 un isolant, la cosse 60 est composée de laiton à qualité élastique qui offre las caractéristiques élastiques et d'anti-corrosion nécessaires au conducteur électrique à connecter de façon répétée. La cesse 70 (figures 8 et 9) est construite pour une fiche 5 à»- connexion avec une couille (non représentée). La cosse 70 est faite d'un, corps tabulaire sensiblerieiit effilé à extrémités ouvertes, en cuivre ayant à proximité de son extrémité plus large, une surface de contact annulaire externe 78 qui peut Être revêtue élec-trolytiquement d'or ou de nickel. L'extrémité plus étroite du corps 10 tubulaire effilé 70 constitue ,1e manchon externe 74. Un manchon interne 72 d'aluminium eu d'alliage d'aluminium est ajusté dans le manchon externe 74^t les deux manchons sont sertis l'un à l'autre. Le diamètre interne du manchon interne 72 est égal ou est légèrement plus grand que celui d'une âme conductrice 12 d'aluminium ou 15 d'alliage d'aluminium d'un fil conducteur électrique 10, de sorte que l'âme 12 peut constituer un ajustage glissant dans le manchon interne. La longueur du manchon interne 72 est suffisante pour contenir la longueur dénudée de l'âme 12. Un manchon 30 d'une matière isolante contract_.b.le à la chaleur est disposé dans l'intervalle 20 annulaire formé entre l'âme 12 et la paroi tubulaire 74 de la cosse et s'étend au-delà de la cosse dans le sens du conducteur électrique 10 pour lui offrir un support. L'extrémité du manchon interne 72 et de l'âme 12 sont ajustées de niveau et la cosse est soudée en utilisant une électrode (non représentée) de la façon décrite en 25 relation avcc la cosse 16 des figures 1 à 3. Le soudage provoque la formation d'une perle de soudure W et celle-ci peut être protégée en ajustant d'an, mouvement brusqua un chapeau isolant 80 sur l'extrémité libr>- de la cesse. De même, le soudage provoque l'écoulement de la matière du manchon isolant 30 dans un espace d'air 82 30 qui ferme h, rmétiquenent la face de séparation formée entre lqfoan-chon externe 74 et le manchon interne 72. La cosse- ainsi soudée peut être enfichée do façon répétée dans une douille et un contact électrique peut être établi avec la douille par la surface de contact 78. Elle peut îtro utilisée pour établir des connexions élec-35 triques entre des extrémités do cuivre à cuivre ou à laiton, d'aluminium à aluminium ou d'aluminium à cuivre. Il va de soi que l'invention a été décrite ci-dessus à titre d'exemple préférentiel indicatif mais nullement limitatif et que l'on pourra introduire toute équivalence dans ses élénonts consti-• *40 tutifs sans sertir de son cadre défini p-.r les revendications an- BAU.QRlQjNèk. 69 10307 7 2006123 RBYEMDICATIONS à U Cessa reliée par soudage/un fil conducteur composé entièrement ou principalement d'un premier métal, caractérisée par le fait que ln cosse comprend deux manchons, l'un étant mis on place 5 et fixé dans l'autre, le manchon interne étant composé entièrement ou principalement du premier métal et le manchon externe étant composé entieronont ou principalement d'un second métal, le fil conducteur étant disposé dans le manchon interne de façon que l'extrémité du fil soit cc-finalo avec une extrémité du manchon interne sur 10 laquelle la soudure est formée. 2. Cosse suivant la revendication 1, caractérisée par lu fait qu'elle comprend deux manchons l'un étant mis en place et fixé dans l'autre, le manchon interne étant composé entièrement ou principalement d'un premier métal et le manchon externe étant composé entiè- 15 rement ou principalement d'un second métal, une extrémité du manchon externe étant de niveau avec l'extrémité de soudure du manchon interne . 3. Cosse suivant la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend deux manchons de même longueur un manchon étant au 20 moins en partie mis en place et fixé dans l'autre, le manchon interne étant composé entièrement ou principalement d'un premier métal et le manchon externe étant composé entièrement ou principalement d'un second métal, le manchon externe comprenant une partie de contact éloignée de l'extrémité de soudure du manchon interne. 25 4. Cosse suivant les revendications 1,2 ou 3, caractérisée par le fait qu'un ou les doux du fil conducteur-du manchon interne est en aluminium ou en un alliage d'aluminium. 5. Cesse suivant les revendications 1, 2 ou 3, caractérisée par le fait que le manchon externe est composé do cuivre ou d'un 30 alliage de cuivre, de préférence de laitoxio 6. Gosso suivant l'une quelconque dos revendications 2, 4 eu 5, caractérisée par le fait qu'un corps substantiellement plat incorporé au manchon externe s'étend a partir de l'extrémité du manchon externe éloignée de l'extrémité de soudure et à peu près pa~> 35 rallèloment au manchon externe une partie de contact se trouvant sur ou à proximité de l'extrémité libre du corps à p 7. Cossu suivant la revendication 6, caractérisée par le fait que le corps substantiel plat se trouve à peu. près sur l'axe longi- BAD 69 10307 e 2006123 tudinal du manchon externe ot présente dos bras latéraux à peu près parallèles qui sont reliés par des épaulements nu manchon externe ot qu'une ouverture ost formée entra les bras latéraux en vue du passage d'une électrode de soudage vers l'extrémité de soudure® 5 8, Gosse suivant la revendication caractérisée par le fait que le corps plat présente des bras latéraux sensiblement parallèles qui sont reliés par des épnulements au manchon externe cintrés à l'écart du manchon externe de sorte que le corps plat se trouve substantiellement parallèle à l'axe longitudinal du manchon externea 10 9» Coss'- suivant la revendication 6, 7 eu 8, caractérisée par le fait que l'extrémité du manchon interne éloignée de l'extrémité do soudure s'étend vers une partie de plus grand diamètre interne pour recevoir le conducteur électrique. 10. Gosse suivant la revendication 9, caractérisée par le fait 15 qu'un manchon do matière isolante contractablo à In chaleur est disposé sur la partie de plus grand diamètre et s'étend au-delà de celle-ci pour venir en contact avec le conducteur électrique. 11. Cosse suivant l'une quelconque des revendications 6 à 105 caractérisée par le fait que la partie do contact est mise sous la 20 forme d'une douille pour venir en contact avec une patte de contaeto 12. Cosse suivant les revendications 1 et 3, caractérisée par le fait qu'un chapeau isolant 80(figures 8 et 9) -st ajusté sur l'extrémité soudée (W). BAD QRIGINai