Brevet FR2359524A1 — publié le 19780217

L'invention concerne les cosses de connexion comportant des viroles métalliques destinées à être serties sur les extrémités de conducteurs du courant électrique. La cosse de connexion selon l'invention comprend une virole métallique destinée à astre sertie sur une extrémité. dtun conducteur et comportant une couche extérieure qui présente une surface intérieure concave orientée transversalement par rapport à l'axe longitudinal de la virole. Certaines parties de cette couche extérieure sont repliées sur la surface intérieure de la même couche pour former une couche intérieure. tes bords libres desdites parties formcnt entre eux une fente orientée longitudinalement par rapport à la virole. t' invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure l est une vue en plan d'une ébauche métallique de la cosse selon 11 invention; la figure 2 est une vue en perspective de la cosse réalisée à partir de l'ébauche de la figure 1; la figure 3 est une vue en perspective, analogue à celle de la; figure 2, représentant la cosse sertie sur un fil conducteur torsadé; la figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de lafigure 3; les figures 5, 6 et 7 sont des coupes transversales partielles, à échelle agrandie, de la partie de la cosse de la figure 4 entourée du cercle X, avant, pendant et après le sertissage;; la figure 8 est une vue en plan dtune variante de la cosse de connexion selon itinvention, la figure 9 est une vue en bout d'une autre forme de réalisation de la cosse selon ltinvention, la figure 10 est une vue en-plan, - avec coupé partielle sùiant- ia ligne 10-10 de la figure 9, de la cosse représentée sur ladite figure 9; la figure 11 est une vue en plan, avec arrachement partiel, d'ùne autre forme de réalisation de la cosse selon l'invention; la figure 12 est une vue en bout d'-une autre variante de la cosse selon l'invention à l'état non serti; la figure 13 est une vue en bout de la cosse de la figure 12 sertie sur un fil conducteur torsadé;; la figure 14 est une vue en plan d'une autre forme de réalisation de la cosse selon l'invention; la figure 15 est une vue en bout de la cosse de la figure 14; la figure 16 est une coupe suivant la ligne 16-16 de la figure 14; la figure 17 est une vue en plan d'utile autre forme de réalisation de la cosse selon l'invention; la figure 18 est une vue en bout de la cosse de la figure 17; la figure 19 est une vue en bout drune autre variante de la cosse selon l'invention sertie sur un fil conducteur; la figure 20 est une élévation de la cosse de la figure 19; la figure 21 est une vue en plan d'une autre variante dé la cosse selon l'invention; et la figure 22 est une vue cn bout de la cosse de la figure 21. tes figures 1 à 7 représentent la cosse 1 de connexion selon ltinvention,- destinée à etre sertie sur un conducteur 2. Cette cosse, réalisée en t81e emboutie et formée, comprend une partie 20 de contact et une virole 22 reliée à la partie 20 par un tronçon intermédiaire 26. La virole 22 comprend une couche ou épaisseur extérieure 51 qui- résente en section droite une surface intérieure concave. Certaines parties de cette épaisseur extérieure 31 sont repliées sur elles-memes autour de lignes 27 et 27' de pliage et appliquées contre la surface intérieure de la couche extérieure 31 pour Sormer une couche ou épaisseur intérieure 33. Les bords libres 36 et 77 des deux parties de cette couche intérieure 33 forment entre eux un joint ou une fente 28 orientée longitudinalement par rapport à la virole 22, mais située dans un plan décalé de l'axe longitudinal de cette virole 22. Chacun des fjords libres 36 et 37 est chanfreiné. La couche intérieure 33 présente deiix groupes de trois ouvertures allongées 24 situées de part et d'autre du joint 28. Ces ouvertures 24 sont orientées à peu près transversalement par rapport à l'axe longitudinal de la virole 22. Chaque ouverture 24 est délimitée par deux parois latérales opposées 40 et 41 inclinées de la surface intérieure 35 de la couche intérieure 33 vers l'extérieur pour former des arêtes vives 43 et 44 avec la surface. extérieure de la couche intérieure 33. Lors du sertissage, les bords libres 36 et 37 se rapprochent l'un de l'autre et le bord 37 finit par passer sur le bord libre 36 pour pénétrer dans le conducteur 2 placé dans la virole 22. Lorsque la force de sertissage est retirée, le bord 37 tend à revenir. Cependant, étant donné qu'il a été introduit dans le conducteur 2, toute tendance de ce bord 37 à se-rela- cher ne provoque qu'une augmentation de la force apparaissant entre ce bord et le conducteur dans lequel il a pénétré. De plus, lorsque le bord 37 tend à se lâcher, c'est-à-dire tend à s'ouvrir par effet élastique pour prendre un plus grand rayon de courbure, il applique une certaine pression sur le bord 36 et tend ainsi à déplacer vers le bas,.autour des lignes 27 et 27' de pliage, les parties supérieures de la virole 22, comme représenté sur la figure 3, afin d'accroftre leur contact intime avec le'conducteur 2.En d'autres termes, dans la forme de réalisation représentée sur la figure 3, la couche intérieure 33, par les. forces résiduelles qu'elle contient, coopère avec la couche extérieure 31 pour faire apparaitre des forces continues et même croissantes entre la couche intérieure et le conducteur 2 lorsque cette couche intérieure 33 tend à se relâcher ou à s'ouvrir par effet élastique pour accroître son rayon de courbure. La couche extérieure 31 empêche la couche intérieure de s'ouvrir par élasticité à proximité des bords 36 et 37, oar cette couche extérieure 31 constitue pour la couche intérieure un appui résistant et contigu. Toute -tendance-d.e la virole 22 à s'ouvrir lors de ltélimination de la force de sertissage provoque une augmentation de la pénétration du bord 37 dans le conducteur 2 et, par conséquent, une augmentation de l'efficacité de la connexion électrique établie entre la virole 22 et ce conducteur 2. La figure 4 montre la position relative du conducteur 2 et des ouvertures 24. il apparat que certains tronçons du conducteur 2 sont introduits à force dans les ouvertuL-es 24 qui présentent des parois inclinées 40 et 41, de sorte que les bords des ouvertures orientés vers l'intérieur de la virole 22 pincent efficacement le conducteur introduit à force dans ces ouvertures. En particulier, comme représenté dans la zone de l'ouverture 24 entourée du cercle X sur la figure 4, les parois 40 et 41 de cette ouverture 24 s'évasent vers ltextérieur lorsqu'elles sont considérées de l'intérieur de la virole 22. Aussi, lors du sertissage, un tronçon 42 du conducteur 2 est introduit à force dans l'ouverture 24 et les bords vifs 43 et 44 de cette dernière coopèrent avec les parois inclinées 40 et 41 pour pénétrer dans le conducteur introduit à force dans ltouverture et pour former un épaulement qui retient à force le conducteur et ltempeche de se dégager de la virole. Une grande résistance à la traction est ainsi obtenue entre cette virole et le conducteur sur lequel elle est sertie. tes figures 5, 6 et 7 représentent la zone entourée du cercle X avant le sertissage (figure 5), pendant l'application de la force maximale de sertissage (figure 6), et après l'éli- mination de la force de sertissage (figure 7). Comme représenté sur la figure 5, les bords 43 et 44 de l'ouverture 24, orientés vers l'intérieur de la virole, sont situés à une distance a l'un de l'autre, comprise entre les traits pointillés 45, et sont relativement effilés. Sur la figure 6, lors de l'application de la force maximale de sertissage, la couche intérieure 33 a flué longitudinalement de sorte que l'ouverture 24 stest élargie et que les bords 43 et 44 sont à présent situés à une distance "a + A X" l'un de l'autre, comme indiqué par les deux lignes pointillées 46. il convient de noter que l'extrémité de droite de la couche intérieure 33 s'est déplacée vers la droite, dans le sens indiqué par la flèche 50, sur une distance A X2 , alors que l'extrémité de gauche de la couche intérieure s'est déplacée vers la droite, comme indiqué par la flèche 51, sur une distance A X1 inférieure à la précédente. La raison pour laquelle l'extrémité de droite de la couche intérieure se déplace davantage vers la droite que l'extrémité de gauche justifie la position.choisie pour le cercle X-sur la figure 4, c'est-à-dire à l'extrémité de droite de la virole 22 représentée sur la figure 4. Ainsi, l'allongement par fluage, qui part essentiellement du centre de la virole, est orienté vers l'extérieur, en sens opposés. La figure 6 montre ie conducteur 2 introduit dans l'ouverture 24 sous la force maximale de sertissage. Au cours du fluage, les bords 44 et 43 de l'ouverture 24 se sont arrondis. Après l'élimination de la force de sertissage (figure 7), la couche intérieure 33 se relâche sensiblement et ses parties de droite et de gauche reviennent l'une vers i'autre de manière à être situées à une distance "a t A X - A Y", comprise-entre les lignes pointillées 47.La distance- Y- est égale à A Yz - A Y1 s c'est-à-dire la distance sur laquelle les parties de la couche intérieure 33 se relâchent après l'élimination de la force de sertissage. -ta distance a Y2 est légère ment supérieure à la distance A y1, car le tronçon de droite de la couche intérieure 33 se déplace vers la droite davantage sous la force maximale de sertissage et se relâche donc vers la gauche davantage lors du-retrait de cette force. En conséqu.ence, A Y2 étant supérieur à A Y1 , les bords 44 et 43 se rapprochent légèrement et exercent une certaine pression sur le tronçon du conducteur 2 introduit à force dans l'ouverture 24. te conducteur 2 est ainsi retenu dans l'ouverture 24 et réalise avec la virole 22 un bon contact électrique et une liaison présentant une grande résistance à la traction. La figure 8 représente une variante de la cosse selon l'invention, à savoir une cosse 51 de connexion analogue à la cosse 1, sauf que sa couche intérieure présente un certain nombre de trous 70 destinés à remplacer les ouvertures 24 de la cosse 1. En particulier, la couche intérieure présente trois groupes de six trous réalisés à sa circonférence. La cosse 51 est destinée notamment à des conducteurs en aluminium dont la tendance au relâchement est supérieure à celle des conducteurs en cuivre et qui, en fait, au bout d'un certain temps, tendent à fluer de tout point de contrainte. Ainsi, la présence d'un grand nombre de trous 70 dans la couche intérieure, ces trous pouvant être circulaires, en forme d'étoile, rectangulaires, carrés ou de presque toutes autres formes, permet d'accroltre le nombre de points par lesquels l'aluminium est introduit à force dans la couche intérieure et, par consé- quent, le pincement de la cosse sur le fil d'aluminium. La connexion électrique ainsi obtenue entre la cosse et le conducteur d'aluminium est plus durable et présente une résistance à la traction plus grande et plus stre que celle obtenue dans l'art antérieur. ta cosse 51 peut cotre montée sur des fils de cuivre à ame.pleine ou torsadée. De plus, le fil d'aluminium peut être torsadé ou plein. tes figures 9 et 10 représentent une autre forme de réalisation selon l'invention, à savoir une cosse 71 de connexion, analogue à la cosse 1, mais sont la couche intérieure 76.est sensiblement plus courte que la couche extérieure. Cette couche intérieure 76 présente des ouvertures allongées 79 destinées à loger certains tronçons d'un conducteur d'aluminium pendant le sertissage, de manière à établir une bonne liaison électrique et mécanique, comme décrit ci-dessus pour les formes précédentes de réalisation. La zone hachurée de la figure 10 correspond à une coupe suivant la ligie 10-10 de a figure 9. Cette zone hachurée montre que la couche intérieure est usinée à froid de manière à présenter une surface convexe 81 orientée vers de la virole et parallèle à l'axe longitudinal de cette dernière. De plus, il apparaît que les parois latérales 86 et 85 délimitant les ouvertures 79 forment un certain angle entre elles et s'évasent vers l'extérieur, car la profondeur de l'ouverture 79 augmente vers la surface intérieure de la couche extérieure.Par conséquent, les bords des ouvertures 79 voisins de la surface intérieure de la couche intérieure offrent à un conducteur serti dans la virole des arêtes beaucoup plus effilées que celles présentées par les bords 43 et 44 des ouvertures 24 de la forme de réalisation représentée sur la figure 4. Les parois 86 et 85 s'évasant de la surface intérieure de la virole, le serrage de la virole sur l'amie d'aluminium ou de cuivre du conducteur est important, comme décrit précédemment pour les ouvertures 24 de la cosse de la figure 4. La figure 11 représente une variante de la cosse selon l'invention, à savoir une cosse 91 de connexion analogue à la cosse 1, mais dont la couche intérieure de la virole comporte des pattes annulaires précontraintes 95 et 96, réalisées par découpage d'encoches 100, 101 et 102 et par torsion des pattes 95 et 96 d'un certain angle autour de leur axe, de manière que ces pattes se-présentent comme indiqué sur la figure 11. En particulier, les pattes annulaires 96 et 95 sont courbées autour de leur axe longitudinal, de manière que.leurs bords 99 et 98 fassent saillie du plan de la couche intérieure vers l'intérieur de la virole. Ces bords effilés 99 et 98 pénètrent dans le métal du conducteur sur lequel la cosse est sertie. Pendant le sertissage, les pattes 96 et 95 sont ramenées à force vers le plan de la couche intérieure et sont tournées dans le sens inverse des aiguilles d'uns montre sous la force exercée sur leurs bords 99 et 98. Après l'élimination de la force de sertissage, les pattes 95 et 96 tendent à revenir par élasticité vers ltextérieur en tournant dans le sens des aiguilles d'une montre, de manière que les bords effilés 99 et 98 maintiennent l'application d'une précontrainte sur le conducteur tes figures 12 et 13 représentent une autre forme de réalisation selon l'invention, à savoir une cosse 101 de connexion dont les bords libres de la couche intérieure repliée de la virole sont destinés à pénétrer profondément dans un conducteur sur lequel cette virole est sertie.Les bords libres 113 et 114 des parties repliées sont recourbés vers l'extérieur de la couche intérieure et vers l'intérieur de la virole. La figure 13 est une vue en bout de la virole sertie sur un fil torsadé 115. Le sertissage provoque la pénétration profonde des deux épaisseurs de parois de la virole dans le fil et contre la force directement opposée produite par les bords 114 et 113. De plus, lorsque les deux épaisseurs des parois repliées tendent à se relâcher, elles produisent des forces antagonistes stopEosant à ce relachement. Les forces apparaissant entre les deux bords 114 et 113 sont importantes, car la couche intérieure est repliée suivant unrayon inférieur à celui de la couche extérieure, et tend ainsi à s'enrouler sur un rayon encore plus petit. Par conséquent, la couche intérieure tend à maintenir l'application constante d'une force analogue à celle d'un ressort contre les fils 115 qu'elle entoure.Aussi, lorsque le métal des fils flue ou se relâche, la couche intérieure tend-à suivre la diminution paire de la section droite du métal des conducteurs et à maintenir ainsi l'application d'une force constante sur ces derniers. La liaison électrique et mécanique ainsi obtenue est excellente. tes figures 14, 15 et 16 représentent une autre forme de réalisation selon l'invention, à savoir une cosse 121 de connexion qui est sensiblement analogue à la cosse 101, car elle comporte des bords libres repliés vers l'extérieur de la couche intérieure et vers l'intérieur de la virole. En parties culier, le bord de la partie repliée 126 comporte des dents recourbées vers le haut et espacées 129 et 127, alors que le bord de l'autre partie repliée 125. ne comporte qutune seule dent 128 recourbée vers le haut et se plaçant entre les dénts 127 et 129. Autrement dit, les dents des bords s'intercalent les unes avec les autres. tes trois dents 129, 128 et 127 recourbées vers le haut présentent des pointes 131, 130 et 138 destinées à pénétrer dans un conducteur serti dans la virole. il n'est pas nécessaire quelle conducteur soit un fil métallique dénudé, car les pointes 131, 130 et 138 peuvent traverser l'isolation des fils. Dé même que c'est le cas pour toutes les formes de réalisation décrites dans ce mémoire, la couche intérieure, après être entrée en contact avec le conducteur, est protégée de l'environnement extérieur, car elle est totalement entourée d'une couche extérieure pleine. Les figures 17 et 18 représentent une autre forme de réalisation selon l'invention, à savoir une cosse 141 de connexion sensiblement analogue à la cosse 101, car ses bords libres sont; recourbés vers l'extérieur de la couche intérieure et vers l'intérieur de la virole Cependant, un tronçon central de chaque bord libre est éliminé, de manière que chacun desdits bords libres comporte deux pattes espacées 143 et 144. Les pattes 143 sont opposées aux pattes 144. Chacune des pattes 143 et 144 comporte une partie pliée vers la patte opposée, de manière que les bords effilés voisins 149 de deux pattes opposées délimitent entre eux une fente orientéeperpendiculairement à l'axe longitudinal de la virole. tes bords effilés 149 délimitant les deux fentes sont destinés à entailler l'isolation d'un cond.ucteur introduit à force entre les pattes 143 et 144 et à pénétrer dans l'åme métallique du conducteur isolé. Dans une variante de la cosse 141, les bords effilés 149 d'une paire sont plus rapprochés que ceux de l'autre paire. L'intervalle entre ces bords peut être déterminé de manière que les bords les plus espacés ne pincent que l1isolation d'un fil ou d'un conducteur, et que les bords effilés 149 les plus rapprochés traversent totalement liisolation et pénètrent dans le métal du fil pour établir une bonne connexion électrique avec ce dernier. lorsque la virole est finalement sertie sur le fil conducteur introduit à force entre les deux paires de pattes 143 et 144, elle retient le conducteur et, de mri.e que dans le cas de la forme précédente de réalisation selon l'invention, elle réalise une protection excellente contre l'environnement. tes figures 19 et 20 représentent une autre forme de .réalisation selon l'invention, à savoir une cosse 151 de connexion analogue à la cosse 1, hormis que les ouvertures 24 sont remplacées par deux paires d'ouvertures en chevrons, réalisées dans la couche intérieure, de chaque coté du joint 160. La figure 20 représente une paire de ces ouvertures 161 et 162 en chevrons, les deux ouvertures de chaque paire délimitant entre elles une patte 163 également en forme de chevrons. Au cours du sertissage, 11 angle formé entre les deux moitiés des ouvertures en forme de chevrons diminue brusquement, de manière à faire avancer la pointe 164 de la patte 163 vers l'intérieur de la virole. La pointe ou le sommet 164 de la patte 163 pénètre dans l'isolation d'un conducteur isolé serti dans la virole ou, d.ans le cas d'un conducteur nu, pénètre directement dans le métal de ce dernier. Comme c'est le cas pour toutes les formes de réalisation décrites dans ce mémoire, la couche intérieure conserve des forces résiduelles, principalement en raison de l'effet de support produit par la couche extérieure. En particulier, le cuivre du conducteur est introduit à force dans les ouvertures 161 et 162 en chevrons, et la pointe 164 de la patte 163 pénètre -i force dans le conducteur serti dans la virole. Ces deux effets font apparaître des forces résiduelles. Lorsque la fore de sertissage est retirée, ia largeur des ouvertures en chevrons tend à diminuer, comme décrit précédemment en regard de figures 1 à 7, de sorte que 1(!E1 bords de c*s ouvertures tendent à retenir à force le métal introduit dans lesdites ouvertures.De plus, la pointe 154, qui a été introduite à force dans le conducteur, tend à se dégager de ce dernier, mais, en raison de son angle de pénétraction dans le conducteur, il lui est difficile d'en sortir sans exercer contre ce conducteur une force résiduelle analogue à celle d'un ressort. Les figures 21 et 22 représentent une autre forme de réalisation selon l'invention, à savoir une cosse 171 dont les couches intérieure et extérieure de la virole à double paroi sont constituées d'une feuille bimétellique. En particulier, la couche intérieure 170 est constituée de deux feuilles de métal liées ensemble, à savoir une première feuille 172 e-t une seconde feuille 173. La feuille 172 présente la surface intérieure (par rapport à la virole) de la couche intérieure 170 et elle est pliée en formant un bord 174 de manière à présenter également la surface extérieure 172' de la couche extérieure 175.La seconde feuille 173 de métal présente la surface ext rieure de la couche intérieure 170 et la surface intérieure 173' de la couche extérieure 175. L'utilisation de feuilles bimétalliques liées pour former les doubles parois de la virole présente certains avantages. Par exemple, lorsqu'il est souhai.té drobtenir une très grande solidité tout en conservant un bon contact électrique avec le fil serti dans la virole, la feuille intérieure 173 peut être en acier, par exemple, et la feuille extérieure 172 peut; être en cuivre ou en aluminium ou en tout autre métal convenant à l'application souhaitée. Dans la forme de réalisation représentée sur les figures 21 et 22, la couche intérieure 170 peut prendre différentes formes telles que celles décrites et représentées pour les au-tres variantes de la cosse uolon l'invention. Tl convient de note:r que la couche intérieure de la cosse selon l'invention peut prendre des formes différentes de celles représentées. Par exemple, les parois des ouvertures ou des trous des couches intérieures ne doivent pas ttre nécessairement évasées vers l'extérieur de cette couche intérieure. Ces parois peuvent être parallèles entre elles, ou bien évasées vers l'intérieur, ou bien.l'lme d'elles peut être iz1clinée vers l'extérieur et l'autre vers l'intérieur. La conception et; la forme des ouvertures ou des trous ou de la surface de la couche intérieure pour toute application dépend des matières utilisées, de ltépai.sseur de la paroi de la virole, des dimensions des fils conducteurs, dc la matière constituant ces fils et d'autres facteurs. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportée à la cosse décrite et repré,entée sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATI0NS 1. Cosse de connexion électrique, caractérisée en ce qu'elle comporte une virole métallique destinée à être sertie sur une extrémité d'un conducteur et comprenant une couche extérieure dont une surface intérieure présente une certaine concavité dans une direction transversale à l'axe longitudinal de la virole, certaines parties de la couche extérieure étant repliées contre ladite surface intérieure de cette même couche extérieure pour former une couche intérieure, les bords libres desdites parties formant entre eux un joint orienté longitudinalement par rapport à la virole. 2. Cosse sélon la revendication 1, caractérisée en ce que le joint est situé da.ns un plan décalé de l'axe longitudinal de la virole, chaque bord libre étant chanfreiné et un premier desdits bords libres portant sur l'autre lors du sertissage, de manière que ledit premier bord libre pénètre à l'intérieur de la virole. 3. Cosse selon l'une des revendications.1 et 2, caractérisée en ce que la couche intérieure présente plusieurs ouvertures allongées orientées à peu près transversalement à l'axe longitudinal de la virole. 4. Cosse selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque ouverture s'évase à travers l'épaisseur de la couche intérieure, de manière à présenter une largeur relativement faible à la surface intérieure de la couche intérieure et une largeur relativement grande à la surface extérieure de la couche intérieure. 5. Cosse selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la couche intérieure présente plusieurs trous. 6. Cosse selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la. couche intérieure est plus courte que la couche extérieure. 7. Cosse selon la revendication 6, caractérisée en ce que la surface intérieure de la couche intérieure présente .une certaine convexité dans une direction parallèle à l'axe longitudinal de la virole. 8. Cosse selon l'une des revendications 1 ct 2, caractérisée en ce que des pattes allongées et annulaires sont réalisuées dans la couche intérieure, dans une direction transversale à l'axe longitudinal de la virole, chaque patte étant torsadée autour de son axe longitudinal, de manière qu'un bord de ladite patte sorte du plan de la couche intérieure et pénètre à l'intérieur de la virole. 9. Cosse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les bords libres sont recourbés en arrière de manière à être orientés vers l'intérieur de la virole. 10. Cosse selon la revendication 9, caractérisée en ce que les bords libres comportent des dents disposées de manière que les dents d'un bord s'intercalent avec celles de l'autre bord. 11. Cosse selon la revendication 9, caractérisée en que les bords libres comportent des pattes espacées disposées de manière qu'une patte d'un bord soit opposée à une patte de l'autre bord, chaque patte comportant un tronçon courbé vers la patte opposée, de manière que les bords voisins, présentés par les tronçons courbés, délimitent entre eux une fente. 12. Cosse selon la revendication 3, caractérisée en ce que les ouvertures sont en forme de chevrons, deux ouvertures voisines délimitant entre elles une patte en forme de chevron. 13. Cosse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les couches intérieure et extérieure sont constituées chacune de deux feuilles de matière.