Brevet FR2027939A1 — publié le 19701002

-I" 2027939 La présente invention concerne la formation d'un raccord par compression entre un câble électrique et une virole. Il est bien connu de raccorder des cfibles électriques en insérant les extrémités des cSbles à raccorder à 1*intérieur des extrémités opposées d'une virole dont la paroi est alors 5 comprimée ou soumise et empreinte de façon à former une connexion entre le métal du câbl« et la virole. Bien que les raccords par compression du type décrit aient été utilisés avec de nombreuses variétés de conducteurs isolés, constitués d'un métal ductile comme l'aluminium ou- le cuivre, on a déterminé antérieurement 10 que les raacords par compression n'étaient pas satisfaisants pour la réalisation d'une connexion électrique convenable entre une virole et un câble en plusieurs brins du type dans lequel les conducteurs sont revitus ou imprégnés de produits d'isolation ne s'écoulant pas. De tels produits d'isolation contiennent norma-15 lement une proportion considérable de cire àviscosité élevée qui forme à la surface du conducteur une pellicule d'isolation difficile à enlever autrement qu'avec des solvants ou que par action mécanique. On a aussi rencontré des difficultés avec les câbles isolés possédant des conducteurs rigides à un seul brin 20 à secteur en aluminium. En conséquence, la présente invention a pour but de fournir un moyen pour foimer un raccord par compression plus efficace, qui amène la rupture d'une pellicule éventuelle de cire ou d'oxyde présente sur le conducteur, auccours de 1' em-25 preint de la virole de façon à donner un contact électrique entre le métal de la virole et le conducteur du côble. les viroles employées pour faire des raccords par compression entre des conducteurs eç. aluminium sont elles-mêmes obligatoirement faites en aluminium pour éviter les problèmes de corrosion due* aux 30 actions électrolytiques locales. L'aluminium métallique est sujet à une déformation plastique importante lorsqu'il est soumis à une compression entre des surfaces planes. On a découvert, pour l'objet de Ja présente invention, qu'une pression interfaciale élevée entre la surface interne de la virole et la 35 surface du conducteur était nécessaire pour rompre la pellicule de cire et/ou l'oxyde présent en surface avant de pouvoir réaliser un contact métal sur métal. 70 00556 -2- 2027939 10 15 20 En conséquence, l'aire de la surface extérieure de la virole initialement soumise à la compression doit être petite de façon que la pression interfaciale élevée nécessaire puisse être mise en oeuvre pour la rupture de la couche d'isolation de cire et/ou d'oxyde. En même temps, la méthode de formation du raccord doit être telle que la déformation du métal depuis la partie inférieure du poinçon d'empreinte au cours de la compression soit minimum de façon à créer une pression inter— faciale maximum et* à éviter que le poinçon traverse la paroi de la virole. Pour satisfaire à cette condition; la présent* invention préconise une méthode de formation d'un raceord par compression entre une virole en métal ductile et un côble inséré à l'intérieur de celle-ci, qui comprend une phase dans laquelle on soumet la paroi de la virole à une compression entre un support et un poinçon possédant une tête plate à une extrémité et une série de surfaces disposées en gradin par rapport à 1*extrémité plate et sensiblement normales à ladirection de déplacement du poinçon, avec pour résultat que, lorsque le poinçon pénètre dans la virole, la surface de la virole est souâiae au contact d'une surface plane supplémentaire à des intervalles successifs, ce qui a pour effet de serrer une nouvelle aire de la surface de 3a virole et d'entraîner la matière dans le creux de l'empreinte dans la paroi de la virole, les faces latérales du poinçon 25 entre les gradins successifs étant légèrement inclinées de façon à assurer un retrait aisé du poinçon après la formation du raceord» Le poinçon d'empreinte en gradins peut avoir toute section convenable, mais, pour des raisons de commodité de fabrication, il est de préférence de section circulaire ou rectangulai-2Q re (ce qui inclue la section carrée). Lorsqu'il a une section rectangulaire, le poinçon a une forme géré raie de pyramide à quatre faces. Les surfaces en gradins peuvent être formées sur une ou sur les deux paires de faces latérales. En cours d'emploi, la tête d'extrémité ou 55 le bout relativement petit du poinçon fournit la pression locale élevée nécessaire pour rompre la pellicule de cire et/ou d'oxyde sur les conduoteurs, tandis que les gradins, qui «ont parallèles à la tête d'extrémité serrent le métal de la virole au cours de l'opération d'empreinte, la pénétration à friction des surfaces des gradins successifs dans la surface de la virole servant 70 00556 -3- 2027939 15 ainsi à réduire la déformation latérale du métal hors de l'aire située-sous la tête d'extrémité du poinçon d'empreinte,, ïïn outil d'empreint pour servir à mettre en oeuvre la méthode selon la présente invention comprend un bfiti ou corps comportant une mô-5 phoire pour recevoir une matrice de soutien ou un support dont la forme est adaptée pour servir de siège à la virole, et une monture pour le poinçon d'empreinte, placée à l'opposé de la môchoire et mobile de façon à se rapprocher ou à s'éloigner de la môchoire. la monture du poinçon d'empreinte a de préférence la forme d'un piston mobile dans un cylindre faiiant partie ou solidaire du corps et pourvu d'une entrée de fluide hydraulique, Je façon que la forme d'applioation du poinçon d'empreint puisse être fournie $ar une pompe hydraulique. La matrice de soutien est de préférence amovible de la mâchoire de f aç on à adapter la matrice de soutien au diamètre extérieur de la virole. Le diamètre extérieur- de la virole dépend lui-même des dimensions des côbles à raccorder. En général, les viroles ont un dimaètre intérieur légèrement supé-20 rieur au diamètre des conducteurs et ont une épaisseur de paroi qui varie entre environ 2,5 et 7f5 mm suivant les dimensions des eôbles à raccorder. Bien que l'alésage de la virole soit en général lisse, il peut aussi être fileté de façon à donner une série d'arêtes aigttes pour couper la pellicule de cire sous la 25 pression de l'outil d'empreinte. On peut appliquer la méthode selon l'invention à la formation de joints par ccmpression entre les viroles et des*conducteurs en un seul ou en plusieurs brins. L'angle interne au sommet du poinçon est de préférence compris entre 4-0 et 70° lorsque le côble est en plusieurs brins et entre 75 et 105° lorsque le côble est en un seul brin (l'angle interne étant égal à deux fois l'angle que fait une face du poinç.cn.'.ayeû la verticale) 0 Les faces des gradins individuels dans le poinçon d'empreinte en gradin sont elles-mêmes aussi légèrement inclinées d'un angle com-^5 pris, par exemple entre 5 et 15°. On obtient des résultats utiles avec une grande variété d'intervalle entre les gradins successifs. En général, on peut déterminer que le nombre de gradins ne doit pas être inférieur à 5 ou supérieur à 100 pour 25 mm de cône. Bans le domaine préféré d'angles compris entre 45 et 70°, on 30 70 00556 -4- 2027939 préfère choisir la profondeur des gradins successifs entre 0,6 et 2,5 muta Le diamètre du bout d'un poinçon d'empreinte conique est de préférence compris entre 1,2 et 6 mm, tandis que dans le cas d'un poinçon de section rectangulaire, la longueur peut 5 être comprise entre 1,2 et 25 mm et la largeur entre 1,2 et 6 mm. Un outil de raccordement du type à compression construit selon la présente invention a été utilisé, en employant des matrices de soutien appropriées mais un seul poinçon d'empreinte en gradins, avec une grande variété de cibles à 10 conducteurs d'aluminium imprégnés de section comprise entre 35 et 625 mm avec des résultats extrêmement satisfaisants. Sur les dessins annexés : - la figure 1 représente une coupe d'un outil d'empreinte par compression pour servir à mettre en oeuvre la *5 méthode selon la présente invention; - la figure 2 est une vue de côté d'un poinçon d'empreinte conique; - la figure 3 est une vue de côté d'un poinçon d'empreinte pyramidal; - la figure 4 représente une coupe suivant son axe du poingon de la figure 3; - la figure 5 représente un raccord par compression réalisé selon l'invention; - la figure 6 représente une coupe longitudi-nale d'un type de virole pouvant servir à la mise en oeuvre de l'invention; et - la figure 7 représente une coupe longitudinale d'un second type de virole. L'outil d'empreinte par compression représen- -ZQ té sur la figure 1 comprend un corps 1 comportant une môchoire 2 à laquelle peut être fixée de façon amovible une matrice de soutien ou support 3 de dimension appropriée. Un cylindre 4 est fixé dans le corps 1 et comporte une entrée de fluide 5 pour la liaison avec une pompe hydraulique fournissant un fluide hydraulique sous pression. Un piston 6 est disposé dans le cylindre 4 et est retenu par une butée annulaire 7. Le piston 6 porte un poinçon d'empreinte du type décrit ci-dessus. Le poinçon 8 est porté par un évidement du prolongement 9 du piston et est 20 35 70 00556 -5- 2027939 fixé par une goupille 10. Un type d'outil d'empreinte 8 est représenté sur la figure 2, qui comporte une tige 11 possédant un trou 12 pour le passage de la goupille 10, le poinçon a un bout ou une ^ surface de tête plate, entourée d'une série de surfaces annulaires 15 disposées en gradins autour du bout ou de la surface de tête 14. La surface des gr&dins 16 entre les surfaces annulaires successives 15 est inclinée d'un angle de 5° environ par rapport à l'axe du poinçon. 10 Dans l'autre type de poinçon représenté sur les figures 3 et 4, le bout ou la surface de tête 24 du poinçon est rectangulaire et a une longueur égale à environ trois fois sa largeur. Les angles compris entre les plans des faces principales 25 et les plans des autres faces 26 sont sensiblement 15 égaux. Les faces 26 ne comprennent pas de surfaces en gradins, mais les faces 25 comprennent une série de surfaces planes 27 qui sont comprises dans des plans sensiblement normaux à l'axe du poinçon, séparées par des gradins 28 qui sont inclinés-d'un angle d'environ 10° par rappprt au plan médian du poinçon. Les 20 surfaces 15 et 27 n'ont pas besoin d'être exactement normales à l'axe du poinçon mais peuvent s'incliner vers l'intérieur ou même, dans line faible m sure, vers l'extérieur sans que cela ait beacoup d'influence sur le travail satisfaisant du poinçon. En cours d'emploi, le poinçon des figures 3 25 et 4 est monté de façon à ce que les surfaces 27 soient parallèles jà l'axe de là virole« On choisit la hauteur des gradins de façon que celle-ci soit inférieure à l'épaisseur de la paroi de la virole. Deux types de virole pouvant servir dans la 30 méthode selon l'invention sont représentés sur. les figures 6 et 7. La virole 31 de la figure 6 a la forme d'un simple tube d'aluminium ou d'un autre métal ductile et comporte une paroi 32 d'une certaine épaisseur, comme indiqué ci-dessous, et un alésage lisse 33. La virole 41 de la figure 7 a une paroi 42 35 et un alésage fileté 43 pour les raisons indiquées plus haut. L'épaisseur de paroi et les autres dimensions d'une virole pour le raccordement d'une dimension particulière de cible sont les mêmes pour les deux viroles des figures 6 et 7. 00556 -6- 2027939 l'épaisseur de paroi des viroles d'aluminium pour servir avec la méthode selon l'invention peut varier entre 2,8 et 7,6 mm environ pour des viroles dont le diamètre intérieur varie de 6 à 25 ma, les diamètres intérieurs de virole les plus grands demandant en général les épaisseurs de paroi les plus importantes. Un raccord par ccmpression réalisé selon la présente invention est représenté sur la figure 5 et peut utiliser une virole d'un des types représentés sur les figures 6 et 7. le» extrémités de deux côbles en plusieurs brins 44 «t 45 sont nettoyées à la brosse avec une brosse métallique et sont insérées dans une virole 31 de diamètre intérieur approprié et la paroi de la virole eBt déformée par l'outil d'empreinte déjà décrit,comme représenté en 46 „ En formant le raccord par ccmpression, la paroi de la virole doit Stre déformée, dans le cas d'un côble en plusieurs brins, comme indiqué sur la figure 5, sur une distance approximativement égale à la moitié du diamètre extérieur de la virole et sur une distance inférieure si le conducteur est en un seul brin, bien qu'on ne puisse définir aucune règle précise et rigide pour cela. 70 00556 -7- 2027939 REVELiDICATIOUS 1°) - Procédé pour former un raccord par compression entre une virole en métal ductile et un câble inséré à l'inté&ieur caractérisé en ce qu'on soumet la paroi de la virole à une compression entre un support et un poinçon compor-5 tant une extrémité plane et taxe série de surfaces disposées en gradins par rapport à l'extrémité plane et disposées sensiblement normalement à la direction du mouvement du poinçon, les faces du poinçon entre lesdites surfaces étant inclinées vers l'extrémité plane. 10 2°) - Prooédé selon la revendication 1, ca ractérisé en ce que là section du poinçon est circulaire. 3°) - Prooédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le poinçon a la forme d'une pyramide à quatre faces, l'extrémité plate du poinçon étant rectangulaire, 15 une paire de faces étant sensiblement plus longue que l'autre paire de faces, les faces les plus longues de la pyramide comprenant une série de surfaces en gradins sensiblement parallèles à l'extrémité plane. 4°) - Procédé selon l'une des revendications 20 précédentes caractérisé en ce que les faces du poinçon comprise» entre les surfaces successives font un angle compris entre 5 et 15® avec le plan médian ou l'axe du poinçon, 50) _ Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la paroi de la virole, lors 25 de la" formation du raccord entre la virole et un conducteur en plusieurs brins, est soumise à une empreinte sur une profondeur égale à environ la moitié du diamètre extérieur de la virole.