Brevet FR2610456A1 — publié le 19880805

La présente invention concerne des douilles électriques de connexion ou de raccordement, du type "barillet" à élasticité radiale, appelé parfois "borne" ou "connecteur", dans lesquelles on insere axialement une broche ou fiche électrique cylindrique pleine, la surface interne de la douille étant constituée par plusieurs fils montés à l'intérieur d'un manchon cylindrique avec une pré-tension entre des positions décalées angulairement aux extrémités opposées du manchon. Les fils sont disposés le long d'une surface de révolution axialement concave, laquelle est coaxiale au manchon cylindrique dont le rayon minimal est légèrement inférieur au rayon de la broche cylindrique. lorsqu'on enfonce la broche dans le manchon, les fils individuels sont légèrement élargis et exercent collectivement sur la broche un serrage par friction raisonnablement ferme. On connait déjàr dans l'art antérieur, des dispositifs de connexion électrique de ce genre. Ces dispositifs de connexion sont de plus en plus répandus, notamment dans le domaine de l'automobile, dans des applications telles que le raccordement des câbles de sortie à ampérage relativement élevé, par exemple à des dynamos ou alternateurs Le serrage par friction que produisent de telles douilles est suffisant pour assurer un accouplement mécanique énergique dans des conditions normales d'utilisation, en permettant néanmoins un retrait ou une insertion manuel aisé entre la broche ou fiche et la douille, tout en procurant une surface de contact électrique satisfaisante entre la broche et la douille.Les dispositifs de connexion de l'art antérieur, dans ce genre particulier, où la douille à élasticité radiale comporte plusieurs fils réunis dans un manchon cylindrique de façon à constituer une sorte de cage globique du genre rappelé ci-dessus, posent plusieurs problèmes d'assemblage, Ces dispositifs de raccordement ne sont pas particulièrement volumineux: un manchon courant peut avoir des dimensions nominales d'environ 25 mm en longueur pour 12 à 13 mm de diamètre extérieur; dans un tel manchon, on peut raisonnablement prévoir de loger un nombre important, par exemple 12 à 15, de fils individuels qui doivent occuper des points décalés angulairement aux extrémités opposées du manchon et cela dans des positions rigoureusement fixes.Bien que l'on ait conçu différents outillages pour faciliter cette opération, celle-ci exige une quantité importante de travail manuel, ce qui augmente sensiblement le coût de fabrication du dispositif. La présente invention a essentiellement pour objet de prévoir un procédé et un outillage perfectionnés qui permettent l'assemblage rapide et précis de douilles de connexion du type à barillet, tout en réduisant au minimum l'intervention manuelle. Suivant la présente invention, la cage radialement élastique de la douille de connexion à barillet n'est pas constituée par des fils individuels mais par une pièce métallique emboutie. La phase initiale de la formation de cette cage consiste à réaliser dans une ébauche sensiblement rectangulaire deux âmes pleines ou continues, à orientation transversale, lesquelles sont espacées vers l'intérieur et parallèles par rapport aux bords extrêmes et opposés de l'ébauche. Entre les bords internes latéraux des âmes transversales s'étendent plusieurs fentes parallêles, régulièrement espacées, qui forment entre elles des lamelles uniformes et parallèles, orientées dans le sens longitudinal de l'ébauche et dont les extrémités opposées se terminent au droit des âmes correspondantes qui les réunit les unes aux autres.D'autres fentes longitudinales sont formées dans l'ébauche de façon qu'elles prennent naissance aux extrémités de l'ébauche et se terminent au bord latéral externe des âmes transversales, afin de former plusieurs languettes uniformément espacées et orientées dans le sens longitudinal vers l'extérieur de chaque âme transversale. Ensuite, on façonne cette ébauche pour lui conférer une forme cylindrique, afin que les lamelles longitudinales soient toutes parallèles à l'axe longitudinal de l'ébauche désormais cylindrique. Puis, on glisse coaxialement un manchon cylindrique à ajustage serré sur la périphérie externe de l'ébauche, ce manchon s'étendant ainsi axialement en substance entre les bords externes des âmes transversales. Les pattes ou languettes de montage qui dépassent ainsi de chaque extrémité du manchon sont alors pliées vers l'extérieur contre les bords extrêmes du manchon, de façon à être orientées radialement par rapport à ce dernier. La phase suivante consiste à faire avancer axialement une bague annulaire à serrage relativement élevé contre les pattes ou languettes radiales, jusqu'à ce que ces dernières se replient sur le manchon et s'appliquent contre la surface externe de celui-ci. L'ajustage de cette bague annulaire est calculé de telle sorte qu'une fois parvenue à sa position définitive, l'extrémité de l'ébauche cylindrique sur laquelle on a enfilé la bague soit serrée énergiquement sur le manchon, de façon à interdire tout mouvement tant axial que rotatif de la bague par rapport au manchon. Un outil comportant une série annulaire de dents uniformément espacées et qui font saillie axialement est alors amené à attaquer les pattes ou languettes qui font saillie radialement à l'extrémité opposée du manchon. Les dents de l'outil sont réparties de telle sorte qu'elles font saillie axialement entre les pattes radialement saillantes. Dans cette position, l'outil est alors entrainé en rotation autour de l'axe du manchon cylindrique pendant que celui-ci est immobilisé, ce qui décale les pattes d'environ 15 à 20 degrés par rapport à leur orientation angulaire initiale sur le manchon. Ensuite, on retire l'outil et on enfile à force une seconde bague annulaire afin de fixer définitivement cette extrémité opposée de 11é- bauche dans la position décalée angulairement, qui résulte du mouvement angulaire imprimé à l'outil. Ce procédé, à sa conclusion, fait que les lamelles longitudinales s'étendent sensiblement le long d'une ligne droite entre des emplacements décalés angulairement entre la première et la seconde extrémité du manchon cylindrique L'enveloppe interne que forment entre elles les lamelles longitudinales constituent une surface de révolution coaxiale à l'axe du manchon cylindrique et dont les rayons maximaux se trouvent aux points où lesdites lamelles se raccordent aux âmes transversales respectives, avec un rayon légèrement réduit à mi-longueur de ces lamelles. Ce rayon minimal, situé donc à mi-distance entre les extrémités opposées des lamelles, est choisi de fa çon qu'il soit légèrement inférieur au rayon de la broche cylindrique de connexion qui est destinée à etre insérée ou enfichée dans la douille à barillet, de façon que l'insertion de cette broche entraine un léger étirement longitudinal indivi duel des lamelles afin de serrer énergiquement cette broche par friction, lorsqu'elle est logée dans la douille pour réaliser la connexion électrique. D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront clairement à la lecture de la description qui suit et se réfère au dessin annexé; sur lequel La FIGURE 1 est une vue en plan d'une ébauche plane réalisée dans une feuille métallique, cette ébauche étant utilisée dans la fabrication d'une douille à barillet suivant le procédé de l'invention; La FIGURE 2 est une vue en élévation latérale de l'ébauche représentée Figure 1, mais après sa mise en forme cylindrique; La FIGURE 3 est une vue en perspective montrant l'ajustage serré d'un manchon cylindrique sur l'ébauche de la Figure 2; La FIGURE 4 est une vue en perspective montrant une phase suivante de la réalisation du dispositif; La FIGURE 5 est une autre vue en perspective montrant l'ensemble au terme d'une phase ultérieure de fabrication de la douille à barillet;; La FIGURE 6 est une vue en perspective montrant une étape suivante du procédé de fabrication de la douille à barillet; La FIGURE 7 est une autre vue en perspective montrant l'assemblage définitif de la douille à barillet; La FIGURE 8 est une vue en coupe transversale, dont certains éléments sont représentés en arrachement partiel, voire omis, dans le cas d'un raccord de connexion à barillet réalisé suivant la présente invention, et Les FIGURES 9 et 10 sont des schémas montrant la relation qui existe entre les lamelles longitudinales du barillet dans leur assemblage définitif. La structure d'une douille à barillet suivant la présente invention sera mieux comprise d'après la description de son procédé de fabrication. La première phase de ce procédé consiste à emboutir une ébauche pour lui donner la forme que montre la Figure 1, à partir d'une pièce de tôle métallique, de préférence en alliage cuivrebéryllium, qui possède à la fois des propriétés mécaniques et électriques qui conviennent parfaitement pour cette application. Si l'on se réfère à la Figure 1, on voit que l'ébauche dési gnée dans son ensemble par le chiffre de référence 20, est emboutie ou découpée dans la feuille de métal en lui donnant une forme sensiblement rectangulaire et de façon à présenter des parties 22 formant deux âmes transversales espacées et parallèves qui sont reliées entre elles par plusieurs lamelles également parallèles 24 à écartement uniforme et orientation longitudinale, lesquelles relient entre eux les bords internes respectifs des âmes transversales 22. Plusieurs languettes 26, régulièrement espacées et parallèles, font saillie dans le sens longitudinal à l'extérieur des bords externes des âmes transversales respectives 22. On a représenté sur la Figure 2 la seconde phase du processus de fabrication, qui consiste à enrouler l'ébauche 20 de façon à lui conférer une forne tubulaire cylindrique et horizontale, l'axe du tube cylindrique étant parallèle aux lamelles et languettes longitudinales 24 et 26. Après avoir obtenu cette forme cylindrique de l'ébauche 20 (Figure 2), on enfile sur le tube un manchon cylindrique 28 à ajustage serré, comme le montre la Figure 3, la longueur axiale du manchon 28 étant suffisante pour recouvrir les deux âmes transversales 22, en laissant à découvert les languettes 28 qui font saillie au-delà des extrémités opposées du manchon 28. Au cours de la phase suivante, les languettes saillantes 26 sont épanouies ou coudées radialement vers l'extérieur, à partir de l'axe de l'ensemble, comme le montre la Figure 4. Durant la phase suivante du processus de fabrication, on dirige axialement une bague annulaire 30 (Figure 5) sur une première extrémité du manchon 28, de façon que cette bague, au cours de ce mouvement, replie les languettes 26 à cette extrémité du manchon, de manière qu'elles s'appliquent directement contre la surface externe du manchon 28. Le diamètre interne de la bague 30 est choisi de façon qu'une fois la bague 30 parvenue dans la position que montre la Figure 5, elle s'ajuste avec une pression relativement élevée qui fait que ces languettes 26 enserrent la surface externe du manchon 28, ce qui bloque énergiquement cette extrémité de l'ébauche 20 à proximitéde la bague 30 contre tout mouvement tant axial que rotatif par rapport au manchon. Dans la phase suivante que montre la Figure 6, on engage un outil tubulaire creux 32 pourvu de dents axiales 34 régulièrement espacées et qui font saillie à une extrémité de l'outil entre les languettes 26 qui font saillie radialement sur l'ex- trémité côté droit de l'ensemble, lorsqu'on regarde la Figure 6. Le diamètre interne de l'outil 32 est calculé de façon que celui-ci s'ajuste librement et à glissement doux sur le diamètre externe du manchon 28; d'autre part, l'écartement entre les dents 34 est tel que celles-ci s'engagement librement entre les languettes adjacentes et radialement saillantes 26. Lorsque l'outil 32 a été enfoncé à fond entre ces languettes radiales 26, on bloque le manchon en rotation, et l'on fait tourner coaxialement l'outil 32 par rapport au manchon 28 suivant un angle prédéterminé, par exemple de l'ordre de 15 à 20 degrés. Ce mouvement de rotation de l'outil a pour conséquence de décaler en rotation cette extrémité de l'outil cette extrémité de l'ébauche 20 par rapport à l'extrémité préalablement bloquée en rotation par la bague 30, par rapport au manchon 28. Les caractéristiques de l'alliage cuivre-béryllium qui constitue l'ébauche 20 sont telles que, malgré le fait que ce matériau possède une certaine élasticité, la rotation imposée par l'outil 32 fixe l'ébauche dans la position qui résulte de cette rotation. Les Figures 9 et 10 sont des schémas simplifiés dans lesquels on a un peu exagéré les décalages angulaires afin de montrer plus clairement le résultat définitif obtenu. La Figure 9 est une vue en bout montrant les lamelles 24, le manchon 28 étant pour sa part représenté en tirets, alors que La Figure 10 est une vue en élévation latérale. Sur ces Figures 9 et 10, les lamelles individuelles 24 sont représentées par des traits droits tels que 12A-12B, tandis que A et B désignent des cercles imaginaires contenant les points auxquels les extrémités des lamelles respectives sont fixées aux âmes transversales 22. Pour faciliter la compréhension, les Figures 9 et 10 montrent une disposition dans laquelle 12 lamelles individuelles sont reliées à des points situés dans un cercle A avec un décalage de 300 entre elles, afin que ce décalage corresponde à l'écartement angulaire qui existe entre les chiffres des heures sur le cadran d'une horloge, comme l'indiquent les points 1 à 12 de la Figure 9. le décalage par rotation produit par le déplacement de l'outil 32 suivant la Figure 6 est supposé, sur les Figures 9 et 10, être égal à 60 degrés, afin qu'une lamelle représentée par la ligne 12A-12B soit reliée, à une extrémité, à la position 12 (midi) sur le cercle A et à la position 2 (2 heures) sur le cercle B.Du fait que les lamelles suivent une ligne droite entre leurs extrémités opposées, elles ne portent par contre la surface interne du manchon cylindrique 28 mais, comme le montre la Figure 9, vues dans le sens axial elles semblent constituer chacune une corde d'arc, ces cordes étant tangentes au cercle auquel sont fixées les extrémités respectives des lamelles individuelles. Comme le montre au mieux et en élévation latérale la Figure 10, cela se traduit par une approximation du passage interne sensiblement en forme de verre de montre qui est délimité conjointement par les surfaces internes des lamelles 24 après le décalage de celles-ci par rotation. Si l'on se reporte de nouveau à la Figure 6, au terme du décalage par rotation produit à l'aide de l'outil 32, on ajuste à force une seconde bague annulaire 36 sur le manchon 28, mais à l'extrémité opposée par rapport à celle qui a reçu le premier manchon 30, afin de bloquer définitivement les languettes 26 contre la surface externe du manchon 28, de la même façon que dans le cas de l'ajustage de la première bague 30, décrit plus haut. La douille à barillet terminée est représentée Figure 7, La Figure 8 montre un ensemble-type de raccord ou connecteur à barillet, dans lequel le dispositif représenté Figure 7 est logé dans un réceptacle 40 que l'on peut monter de façon mécanique et en réalisant un contact électriquement conducteur sur une partie déterminée d'un circuit électrique, par exemple à l'aide d'une queue filetée 42. L'élément d'accouplement avec le raccord se présente sous forme d'une broche ou fiche cylindrique 44 dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre des armes transversales 24 lorsque cette broche ou fiche est logée dans le manchon 28, et dont le rayon est légèrement supérieur au rayon minimal de l'enveloppe délimitée par les lamelles longitudinales 24 décalées par rotation et qui ont été décrites ci-dessus en se référant aux Figures 9 et 10.Cette en veloppe est désignée en E sur la Figure 8. Lorsque la broche 44 est totalement enfoncée dans le manchon 28, cela impose aux lamelles individuelles 24 un étirement longitudinal dans une certaine mesure afin que ces lamelles puissent se déplacer radialement vers l'extérieur dans une mesure suffisante pour permettre l'insertion de la broche 44. La surface interne des lamelles 24, en particulier à mi-distance de leurs extrémités, porte alors énergiquement contre la surface externe de la broche 44, ce qui entretient serrage mécanique suffisant contre cette broche pour maintenir la connexion électrique contre toute sollicitation que peut normalement subir cette connexion en service réel. Toutefois, le serrage n'est pas poussé au point d'interdire uns retrait manuel de la broche par rapport à la douille. A titre d'exemple de dimensions correctes pour la réalisation de la douille à barillet suivant l'invention, et en se référant à la Figure 7, cette douille peut avoir une longueur de l'ordre de 25 mm pour un diamètre interne du manchon 28 d'environ 12 à13 mm. Avec des dimensions de cet ordre, et un décalage d'une extrémité de l'ébauche par rapport à l'autre d'environ 15 à 20 degrés, on obtient une réduction du rayon entre les points intermédiaires des lamelles longitudinales 24 de l'ordre de 0,7 à 1 mm. Bien que la description détaillée de l'invention donnée cidessus ne porte que sur un seul mode de réalisation, donné à titre d'exemple non-limitatif, il est évident pour tout spécialiste dans l'art que de nombreuses modifications pourraient y être apportées, sans s'écarter cependant des principes de base de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une douille électrique à barillet, à élasticité radiale, caractérisé par le fait qu'il comprend les phases qui consistent a) à former une ébauche plate et rectangulaire en tôle métallique (20) comportant d'une part plusieurs lamelles lon gitudinales et parallèles (24) régulièrement espacées, qui se raccordent à leurs extrémités opposées à deux âmes espacées et parallèles (22) de liaison qui s'étendent de façon continue dans le sens transversal de l'ébauche, ces âmes étant espacées parallèlement vers l'intérieur et orientées vers les extrémités opposées de l'ébauche, et d'autre part plusieurs languettes espacées (26) orientées dans le sens longitudinal et qui font saillie à l'extérieur de chaque âme de liaison vers les bords terminaux opposés de l'ébauche;; b) à enrouler cette ébauche (20) de façon qu'elle forme un cylindre dont l'axe longitudinal est parallèle auxdites lamelles longitudinales (24); c) à insérer l'ébauche cylindrique (20) dans un manchon cylindrique (28) à ajustage serré dont la longueur axiale est sensiblement égale à la distance qui sépare les bords extérieurs desdites âmes (22); d)a' épanouir les languettes t26) aux deux extrémités de ladite ébauche (28) jusqu'à des positions dans lesquelles ces languettes font saillie radialement vers l'extérieur à partir de l'axe du manchon (28); e) à infléchir les languettes (26) à une extrémité de l'ébauche cylindrique (20) de façon qu'elles s'appliquent contre la surface externe du manchon (28), et à fixer définitivement cette extrémité de l'ébauche audit manchon (28);; f) à faire tourner ladite extrémité opposée de l'ébauche (20) autour de son axe longitudinal suivant un angle prédéterminé par rapport audit manchon, tout en maintenant immobile la première extrémité du manchon , et g) à plier les languettes (26) qui se trouvent à l'autre extrémité de l'ébauche cylindrique de façon à les appliquer contre la surface externe du manchon (28), et à fixer définitivement cette extrémité opposée de l'ébauche (20) audit manchon (28) alors que cette extrémité opposée a été décalée par rota tion par rapport à la première extrémité suivant un angle prédéterminé. 2. Procédé selon la Revendication 1, caractérisé par le fait que les phases e) et g) qui consistent respectivement à infléchir les languettes (26) contre la surface externe du manchon (28) et à fixer définitivement les extrémités de l'ébauche (20) sur ce manchon (28) s'obtiennent en enfilant à force une bague annulaire (30) coaxialemet sur le manchon (28) de manière que la bague (30) fasseplier'les languettes (26) en avançant axialement contre celles-ci. 3. Procédé selon la Revendication 1, caractérisé par le fait que la phase (f) qui consiste à faire tourner l'extrémité opposée de l'ébauche (20) par rapport au manchon (28) s'obtient en insérant axialement des dents (34) qui font saillie axialement sur un outil cylindrique (32) entre les languettes radialement saillantes (26) à ladite extrémité opposée de l'ébauche (20), et en faisant tourner l'outil (32) autour de son axe sur un angle d'environ 15 à 20 degrés. 4. Dispositif de connexion à barillet et à élasticité radiale, caractérisé en ce qu'il comprend un manchon cylindrique (28) et un organe contacteur (20) logé coaxialement dans ce manchon ?28), cet organe contacteur (20) étant constitué par une ébauche (20) d'une seule pièce, en feuille métallique, ayant le même diamètre uniforme, lesquelles sont fixées à demeure contre la surface interne dudit manchon (28), plusieurs lamelles identiques de connexion (24), de forme allongée, réunies entre elles à une extrémité de l'une desdites âmes (22) et à l'autre extrémité à l'autre de ces âmes, ces lamelles (24) étant réunies auxdites âmes (22) à des intervalles angulaires réguliers autour des circonférences respectives de ces âmes (22), l'emplacement auquel chaque lamelle est réunie à la première âme (22) étant décalé angulairement par rapport à l'emplacement auquel la même lamelle est réunie à l'amie opposée, ces lamelles suivant une trajectoire rectiligne (12A-2B; llA-lB; 10A-12B) entre une âme et l'âme opposée. 5. Dispositif de connexion à barillet et à élasticité radiale selon la Revendication 4, caractérisé en outre par le fait qu'il comprend plusieurs languettes de montage (26) réunies intégralement à chaque âme (22) et qui s'étendent à par tir de l'âme correspondante, passent autour du bord adjacent du manchon (28) et s'appliquent contre la surface externe dudit manchon, et une bague annulaire (30) qui fixe définitivement lesdites languettes (26) contre la surface dudit manchon (28).