Brevet FR2493614A1 — publié le 19820507

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour la réalisation de connexions enroulées notamment pour bornes polygonales, tournantes ou fixes. D'une manière générale, une connexion enroulée est prévue pour réaliser,sans soudure, une liaison mécanique et électrique stable entre un fil à conducteur massif rond et une borne appropriée à arêtes saillantes, par l'enroulement en hélice, sous une certaine tension, d'une longueur déterminée du conducteur sur la borne. Ainsi, du fait de la tension du fil lors de l'enroulement,il se produit une interpénétration du fil dans la broche au niveau de ses arêtes (formations d'encoches) de sorte que l'on obtient ainsi une meilleure conduction électrique et un blocage axial de l'enroulement sur la broche.En outre, cette tension rend étanche par pression les surfaces de contact des spires jointives du conducteur et les surfaces de contact du conducteur et de la borne, ce qui permet d'éviter ainsi la corrosion de ces zones powant engendrer une variation de la résistance de contact. Par ailleurs, on distingue deux types de connexions enroulées, à savoir s - les connexions simples dites de classe B dans lesquelles le conducteur est enroulé sur la borne selon plusieurs spires jointives t - les connexions renforcées dites de classe A qui comprennent en plus une spire avec fil isolé. Selon la technique actuelle, la réalisation de connexions enroulées s'effectue à l'aide d'un appareil d'enroulement fixe ou portatif qui comprend - un organe d'entrainement tel qu'un moteur électrique ou un moteur pneumatique, - un manchon tubulaire de guidage à alésage cylindrique monté sur la structure fixe de l'organe d'entraînement, ce manchon étant de préférence amovible, - une broche enrouleuse montée rotative coaxialement dans le manchon tubulaire, avec éventuellement possibilité de coulissement axial et qui est entraînée par l'organe moteur. D'une façon plus précise, la broche enrouleuse s'étend sur toute la longueur du manchon tubulaire et se termine à l'endroit ou s'effectue le début de l'enroulement selon un plan de référence en retrait, par rapport à l'extrémité du manchon, d'une distance au moins égale au diamètre du fil que l'on désire enrouler. Débouchant au niveau dudit plan de référence, la broche enrouleuse comprend, d'une part, un perçage cylindrique axial, coaxial ou légèrement décentré par rapport a l'alésage du manchon et dont le diamètre est prévu,en principe,légèrement supérieur au diamètre du cercle inscrit de la section de la borne et, d'autre part, une gorge axiale latérale, de préférence semi-circulaire, dont la largeur ou le diamètre est sensiblement égal au diamètre du conducteur que l'on désire enrouler.Dans le cas d'une connexion renforcee (classe A) la gorge latérale comprend, en partant du susdit plan de référence,une portion de largeur ou de diamètre sensiblement égal au diamètre du fil (conducteur plus isolant) suivie d'une portion de largeur ou de diamètre sensiblement égal au diamètre du conducteur seul. Le fonctionnement de l'appareil d'enroulement précédemment décrit s'établit comme suit s On enfile l'extrémité du conducteur que l'on désire enrouler dans la cavité axiale délimitée par la gorge latérale de -la broche enrouleuse et l'alésage du manchon tubulaire, on replie le conducteur le long du manchon, puis on introduit la borne dans le perçage cylindrique axial jusqu'à ce que l'extrémité du manchon atteigne le niveau où doit s'effectuer le début de l'enroulement. On met alors en marche l'organe d'entraenement qui provoque la rotation de la broche enrouleuse et, en conséquence, l'enroulement sur la borne fixe,de la partie de conducteur se trouvant dans la gorge latérale. Au cours de cette phase, la borne s'extrait du perçage cylindrique sur une longueur égale à la hauteur de l'enroulement, soit par coulissement de la broche enrouleuse à l'intérieur du manchon tubulaire, soit par translation axiale de l'ensemble manchon-broche. Il est à noter que la qualité de l'enroulement, principalement dans sa phase initiale, dépend de la position de la partie du conducteur sortant de la gorge latérale. En effet, il est clair que si cette partie de conducteur s'étendait parallèlement à l'axe de la broche, on réaliserait un enroulement désordonné du conducteur sur une longueur variable, avec une tension variable, ce qui conduirait å obtenir une connexion de très mauvaise qualité. Par contre, on obtient un résultat optimal lorsque la partie du conducteur s'étend sensiblement-perpendiculairement à l'axe du manchon cylindrique. Pour parvenir & ce résultat, on réalise à l'extrémité du manchon tubulaire, où s'effectue l'enroulement, au moins une encoche généralement semi-circulaire destinée à assurer un positionnement précis du conducteur à la sortie de la gorge latérale. Il convient de préciser à ce sujet que cette gorge ne sert que dans les tout premiers instants de l'enroulement, le conducteur échappant ensuite très rapidement à la gorge. Bien qu'il permette d'obtenir de bons résultats dans certains domaines d'application, l'appareil d'enroulement précédemment décrit présente un certain nombre d'inconvénients s Tout d'abord, il ne s'applique qu'à des bornes fixes et non à des bornes tournantes. En effet, dans ce dernier cas, la borne se met très souvent à tourner en même temps que la broche enrouleuse. En conséquence, on n'obtient pas l'enroulement sous tension imposée de la partie du conducteur enfilée dans la gorge latérale, mais plutôt un enroulement désordonné de la partie du conducteur extérieure à la gorge. Or, on sait que la réalisation de bornes tournantes est beaucoup plus simple en fabrication industrielle que les bornes fixes qui nécessitent des moyens de blocage en rotation associés a la borne et à son support. Un autre inconvénient de cet appareil d'enroulement connu consiste en ce que, dans le cas d'une borne fixe, la tension exercée sur le câble au moment de son enroulement engendre un couple de torsion sur la borne qui s'exerce directement sur sa zone de fixation au support. A ces inconvénients s'ajoutent ceux qui sont propres aux connexions enroulées sur des broches fixes tels que, par exemple, l'impossibilité d'orienter le conducteur sans dérouler la connexion. En conséquence, dans le but de supprimer tous ces inconvénients, et de permettre l'utilisation indifféremment de broches tournantes ou fixes, le procédé selon l'invention consiste à assurer le maintien en position de la partie du fil ou du conducteur sortant de ia gorge latérale de la broche enrouleuse sur le manchon tubulaire de manière à provoquer un coincement du fil par le manchon, le fil étant situé entre le manchon et la borne et, en conséquence, obtenir un blocage en rotation de la borne, dès le premier tour de la broche enrouleuse, de préférence au bout d'un quart de tour et de poursuivre ensuite l'enroulement sur la borne ainsi fixée en rotation, enroulement au cours duquel le manchon conserve sa position initiale et la broche enrouleuse se rétracte en coulissant dans le manchon. Selon une autre caractéristique de l'invention, le susdit coincement est provoqué par un maintien en position sans échappement dans l'encoche du susdit manchon, de la partie du fil sortant initialement de la gorge latérale de la broche enrouleuse. Ce maintien en position est obtenu en utilisant le couple exercé sur la borne par le fil au cours de l'enroulement. Le dispositif utilisé pour la mise en application du procédé selon l'invention présente une structure analogue à celle de l'appareil à broche enrouleuse mobile axialement dans le manchon, précédemment décrit. Toutefois, en vue de permettre le maintien en position de la partie du fil sortant de la gorge latérale de la broche enrouleuse, sur le manchon, l'invention prévoit, au lieu de la gorge classique, une encoche de profondeur au moins égale et, de préférence, supérieure au diamètre du fil, cette encoche pouvant s'étendre obliquement par rapport aux génératrices du manchon tubulaire et/ou présenter une forme en bec de canard et/ou présenter au moins dans la région du fond de la gorge, une face latérale sensiblement tangente à la surface intérieure du manchon cylindrique. Des modes de réalisation de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure i est une coupe axiale schématique de la tête d'un appareil pour la réalisation de connexions enroulées selon l'invention ; La figure 2 est un détail à plus grande échelle de l'extrémité de la tête représentée figure 1, où s'effectue l'enroulement, mettant en évidence les positions respectives du fil, du manchon et de la borne après un quart de tour t La figure 3 est une coupe transversale selon le plan # de la figure 2 ;; Les figures 4 et 5 sont deux vues en élévation de l'embout du manchon tubulaire de l'appareil représenté figures 1 à 3, mettant en évidence deux formes possibles de l'encoche, données à titre d'exemple non limitatif La figure 6 est une perspective partielle schématique à très grande échelle, de l'extrémité d'un manchon cylindrique dans lequel est réalisée une encoche conformée selon un mode de réalisation préféré de l'invention. Avec référence à la figure l, l'appareil pour la réalisation de connexions enroulées comprend, d'une part, un corps (non représenté) pouvant présenter la structure d'une perceuse portative classique, dans laquelle est incorporé un moteur par exemple pneumatique ou électrique, et, d'autre part, une tête 1 qui, seule, a été représentée sur ce dessin. Telle que représentée, cette tête 1 comprend un mandrin fixe 2 monté à l'extrémité d'un palier 3 solidaire du corps de l'appareil et dans le fond duquel (du caté opposé au mandrin 2) pénètre l'extrémité d'un arbre d'entraSnement 4 relié au moteur. Dans le mandrin 2 vient se monter fixement, coaxialement au palier 3, un manchon tubulaire 5 dans lequel se trouve montée une broche d'enroulement 6. Cette broche d'enroulement 6 est reliée à l'arbre d'entrainement 4 d'une façon connue en soi au moyen d'un dispositif de transmission 7 à crabots autorisant un coulissement axial de la broche 6 pendant sa rotation. Ce dispositif de transmission 7 comprend un ressort de compensation 8 travaillant en poussée. La pression de ce ressort 8 est calibrée de manière à satisfaire la pression axiale nécessaire pour obtenir des spires jointives en fonction du diamètre du conducteur. La broche d'enroulement 6 consiste en une tige cylindrique, de diamètre égal au diamètre intérieur du manchon 5. Elle présente d'un c8té un dispositif d'accouplement 9 au dispositif de transmission 7 associé-à l'arbre d'entrat- nement 4 et de l'autre côté t - d'une part, une gorge axiale latérale 10 de section circulaire comprenant une portion 11 de diamètre sensiblement égal au diamètre du fil 12 (conducteur + isolant) suivie d'une portion 13 de diamètre sensiblement égal au diamètre du conducteur seul 14, et - d'autre part, un perçage axial 15 sensiblement coaxial par rapport à l'alésage du manchon 5. La longueur de la broche d'enroulement 6 est prévue de telle manière qu'en position initiale son extrémité (plan de référence ) soit distante de l'extrémité de l'embout 15' du manchon (plan de référencecç) d'une distance 1 légèrement supérieure au diamètre du fil 12 (conducteur + isolant), Selon l'invention sur l'extrémité de l'embout 15' du manchon est ménagée une gorge 16 de profondeur sensiblement égale à la longueur l. Cette gorge 16 peut, comme représenté figure 4, présenter une forme en bec de canard, c'est-à-dire présentant une légère concavité 17 ménagée sur l'une de ses parois latérales 18 à proximité du fond 19. Elle peut également, comme représenté figure 5, être oblique (angle e) par rapport aux génératrices (axe A-A) du manchon. Dans l'exemple représenté figure 6, la gorge 16 présente une forme en bec de canard et est à la fois inclinée (axe B-B) par rapport à la génératrice (axe A-A) du manchon 5. En outre, dans ce mode de réalisation, les faces latérales 20, 21 de la gorge sont sensiblement tangentes à l'alésage du manchon 5 (axe C-C tangent au cercle 23). Ces formes particulières ont pour but de faire en sorte que, sous l'effort de traction subit par le fil au moment de la rotation de la broche 6, celui-ci tend à remonter jusqu'au fond 19 de la gorge 16 et s'y maintient jusqu'à la fin de l'enroulement de manière à pouvoir interdire la rotation de la borne tournante 22. La borne 22 représentée figure 2, sur laquelle on désire effectuer la connexion par enroulement, est de section polygonale dont la diagonale est sensiblement égale au diamètre du perçage 15 de la broche enrouleuse 6. Ainsi, en vue de réaliser une connexion de classe B, on commence à introduire dans la gorge latérale 10 le conducteur dénudé 14 avec, en plus, une courte longueur du fil isolé 12. Après avoir rabattu le fil 12 perpendiculairement à l'axe du manchon 5 pour le faire passer dans l'encoche 16 qui est, de préférence, à environ 900 par rapport à la gorge 10 et rabattu ce dernier le long du manchon 5, on engage la borne 22 dans le perçage 15. On met ensuite en marche le moteur de manière à faire tourner la broche enrouleuse. Le processus d'enroulement s'opère alors comme suit s Au cours d'une première fraction de rotation de la broche enrouleuse 6 le fil 12 retenu par sa pliure au niveau de l'encoche 16 commence à s'enrouler autour de la borne tournante 22, en la faisant pivoter légèrement d'environ un quart de tour, jusqu'à ce que se forme une indentation du fil sur une arête de la borne et, qu'en conséquence, la partie du fil située entre l'encoche et l'indentation soit sollicitée. Le fil se trouve alors positionné dans le fond de l'encoche où il se trouve retenu fixement ce qui a pour effet de bloquer la borne 22 en rotation. L'enroulement se poursuit ensuite comme s'il s'agissait d'une borne fixe, la broche enrouleuse 6 étant refoulée axialement, vers l'intérieur du manchon 5, par les spires réalisées sur la borne. Il est entendu que l'utilisation du procédé selon l'invention s'applique également à des broches fixes. Il est à noter que, d'une manière générale, les arêtes et les parties saillantes de l'eSbouchure du manchon 5 y compris l'encoche 16 doivent être arrondies pour éviter toute blessure de fil. Toutefois, pour permettre une meilleure coEpréhension dqs dessins, ces arrondis n'ont pas été représentés. REVENDICATIONS l.- Procédé pour la réalisation de connexions enroulées à l'aide d'un appareil d'enroulement comprenant au moins : - un organe d'entraînement tel qu'un moteur électrique ou un moteur pneumatique, - un manchon tubulaire de guidage 5 à alésage cylindrique, monté sur la structure fixe de l'organe d'entrai- nement, et - une broche enrouleuse 6 accouplée audit organe d'entralnement, montée rotative, coaxialement, avec possibilité de coulissement axial dans le manchon tubulaire 5, cette broche 6 comprenant un perçage coaxial 15 ou légèrement décentré, dans lequel peut s'engager la borne 22 sur laquelle on désire effectuer la connexion, et une gorge axiale latérale 10 dans laquelle on introduit la partie du fil 14 que 1'on désire enrouler, procédé caractérisé en ce qu'il consiste à assurer le maintien en position de la partie du fil ou du conducteur sortant de la gorge latérale 10 de la broche enrouleuse 6 sur le manchon tubulaire 5 de manière à provoquer un coincement entre le manchon 5, le fil et la borne 22 et, en conséquence, un blocage en rotation de la borne 22, des le premier tour de la broche enrouleuse 6, de préférence au bout d'un quart de tour et de poursuivre ensuite l'enroulement sur la borne 22 ainsi fixée en rotation, enroulement au cours duquel le manchon 5 conserve sa position initiale et la broche enrouleuse 6 se rétracte en coulissant dans le manchon 5. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le susdit coincement est provoqué par un maintien en position sur l'embouchure du susdit manchon 5, de la partie du fil sortant initialement de la gorge latérale 10 de la broche enrouleuse 6. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il utilise le couple exercé sur la borne 22 au cours de l'enroulement, pour le maintien en position du fil sur le manchon 5. 4.- Appareil d'enroulement pour la mise en application du procédé selon l'une des revendications précédentes, comprenant au moins - un organe d'entraînement tel qu'un moteur électrique ou un moteur pneumatique, - un manchon tubulaire de guidage 5 à alésage cylindrique, monté sur la structure fixe de l'organe dsntraine- ment et, accouplée audit organe d'entraînement, - une broche enrouleuse 6 montée rotative, coaxialement, avec possibilité de coulissement axial dans le manchon tubulaire 5, cette broche 6 comprenant un perçage coaxial 15 ou légèrement décentré, dans lequel peut s'engager la borne 22 sur laquelle on désire effectuer la connexion, et une gorge axiale latérale 10 dans laquelle on introduit la partie du fil 14 que l'on désire enrouler, caractérisé en ce qu'il prévoit, ménagée dans l'embou- chure du manchon 5, une encoche 16 de profondeur au moins égale et, de préférence, supérieure au diamètre du fil, cette encoche 16 pouvant s'étendre obliquement par rapport aux génératrices du manchon tubulaire 5 et/ou présenter une forme en bec de canard et/ou présenter au moins dans la région du fond de la gorge, une face latérale sensiblement tangente à la surface intérieure du manchon cylindrique0