Brevet FR2662313A1 — publié le 19911122

La présente invention est relative aux dispositifs de connexion électrique et se rapporte plus particulièrement aux dispositifs de connexion électrique destinés à assurer la connexion de conducteurs électriques réalisés en un métal qui, lorsqu'il se trouve exposé à l'air libre, est immédiatement recouvert d'une couche d'oxyde isolante qui fait obstacle à l'établissement de bons contacts électriques dans la zone de connexion du conducteur. Tel est le cas notamment pour les conducteurs en aluminium qui, au contact de l'air, se recouvrent d'une couche d'alumine isolante. La réalisation de contacts électriques entre deux métaux conducteurs dont un au moins est de l'aluminium présente donc des difficultés d'exploitation si des préparations ou précautions suffisantes ne sont pas mises en oeuvre au moment de la fabrication des pièces constitutives des assemblages formant le dispositif de connexion ou de la réaliation finale des connexions. Pour assurer des connexions du type précité plusieurs solutions sont actuellement connues. - Préparation des surfaces de contact par brossage à la brosse métallique après enduction avec de la graisse. - Utilisation d'éléments intermédiaires bimétalliques. - Poinçonnage profond des cosses recevant des conducteurs en aluminium avec mise en place de graisse par le fabricant du composant de raccordement lors de la fabrication. La Demanderesse a constaté le mauvais fonctionnement de contacts électriques entre un élément en cuivre et un conducteur en aluminium, qui présentent des surfaces non préparées placées perpendiculairement à l'axe de poussée du dispositif de serrage généralement utilisé dans un dispositif de connexion. Afin de remédier à cet inconvénient on a déjà réalisé des dispositifs de connexion comprenant un organe de contact sur lequel est fixé par serrage un conducteur en aluminium à connecter, ledit organe de contact étant pourvu de dents usinées destinées à "blesser" la surface du conducteur en aluminium pour briser la couche d'alumine au moment de l'établisse- ment du contact et à maintenir ensuite un bon contact électrique par serrage. Cependant, la réalisation de dents sur un organe de contact par usinage implique d'une part que l'organe de contact soit de dimensions suffisantes pour permettre la réalisation d'un usinage tel qu'un fraisage ce qui limite son application à des dispositifs de connexion pour conducteurs de section importante utilisés dans le domaine des courants forts. Par ailleurs, un usinage est une opération relativement coûteuse, ce qui augmente considérablement le prix d'un dispositif de connexion pourvu d'un organe de contact ayant une zone dentée usinée. L'invention vise à remédier aux inconvénients des dispositifs de connexion connus et à créer un dispositif de connexion qui, tout en permettant d'assurer un bon contact électrique entre un organe de contact et un conducteur en aluminium, se prête particulièrement bien à la fabrication en série. Elle a donc pour objet un procédé de fabrication d'un organe de contact pour dispositif de connexion électrique destiné à assurer une connexion avec un conducteur électrique recouvert d'une couche d'oxyde isolant de l'électricité, consistant à réali ser dans une plaque de métal une zone pourvue de dents susceptibles d'entamer la couche superficielle d'un conducteur électrique fixé par serrage contre la zone dentée, caractérisé en ce que ladite zone dentée est réalisée par poinçonnage à l'aide d'au moins un outil comportant une empreinte correspondant au relief de la zone dentée à obtenir. Selon une caractéristique particulière de l'invention, le procédé consiste à réaliser dans une plaque de métal, à l'aide d'un premier outil de poin çonnage pourvu de nervures à arêtes vives, une première série de nervures à arêtes vives s'étendant parallèlement à une première direction puis à soumettre la zone des premières nervures à une seconde opération de poinçonnage à l'aide d'un second outil de poinçonnage pourvu de nervures à arêtes vives s'étendant dans une seconde direction décalée angulairement par rapport à la direction des premières nervures pour obtenir une zone pourvue de dents susceptibles d'entamer la couche superficielle d'un conducteur électrique fixé par serrage contre la zone dentée. Suivant une autre caractéristique particulière de l'invention, la plaque de métal appartient à une bande que l'on fait défiler successivement devant un premier poste de poinçonnage pour assurer le formage de la première série de nervures, puis devant un second poste de poinçonnage pour la réalisation de ladite zone dentée, la bande étant ensuite découpée à longueur pour obtenir un tronçon, et en ce qu'on soumet ledit tronçon pourvu de ladite zone dentée à des traitements de façonnage nécessaires pour l'obtention d'un organe de contact de forme appropriée. L'invention a également pour objet un dispositif de contact caractérisé en ce qu'il est obtenu par le procédé défini ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et sur lesquels - la Fig. 1 est une vue en perspective illustrant le procédé de fabrication d'un organe de contact suivant l'invention - la Fig. 2 est une vue de dessus à plus grande échelle de la zone de contact réalisée selon le procédé de l'invention - la Fig. 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig. 2 - la Fig. 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la Fig. 2 ; et - la Fig. 5 est une vue de dessus d'un organe de contact suivant l'invention. Sur la Fig. 1 on a représenté en perspective et de façon schématique les phases successives d'un mode de réalisation préféré du procédé de fabrication d'un organe de contact suivant l'invention. Au cours d'une première phase du procédé1 on fait défiler une bande de métal, du cuivre par exemple, au-dessous d'un premier poste de poinçonnage équipé d'un poinçon 2 dont la surface destinée à venir en contact avec la bande 1 est pourvue d'une première série de nervures 3 à arêtes vives qui, dans le présent exemple, sont parallèles entre elles et s'étendent dans une direction parallèle à l'axe de la bande métallique 1. On imprime au poinçon 2 un mouvement de frappe de manière à créer dans la bande une empreinte 4 constituée de nervures 5 et de rainures complémentaires aux nervures 3 du poinçon 2. On déplace ensuite la bande 1 pour amener la zone pourvue de son empreinte 4 devant un second outil de poinçonnage 6 pourvu de nervures 7 disposées transversalement à la direction des premières nervures 5 réalisées dans la bande par le premier poinçon 2. Dans le présent exemple, les nervures 7 sté- tendent orthogonalement aux nervures 5 de l'empreinte 4. On comprendra toutefois qu'il est possible de choisir pour les nervures 3 et 7 des deux outils de poinçonnage des directions différentes. L'outil de poinçonnage 6 superpose ensuite à l'empreinte 4 déjà réalisée par l'outil de poinçonnage 2 une empreinte supplémentaire qui assure la réalisation, dans l'empreinte 4, de dents 8 qui résultent de l'intersection des nervures 7 de l'outil de poinçonnage 6 avec les nervures 5 réalisées précédemment par l'outil de poinçonnage 2. Les dents 8 apparaissent clairement sur la figure 2 qui représente à plus grande échelle la zone dentée obtenue à l'aide de la double opération de poinçonnage qui vient d'être décrite. Ainsi qu'on peut le voir à la Fig. 3, les nervures 5 réalisées par le premier outil de poinçonnage 2 présentent un profil symétrique. En revanche, les nervures 7 du second outil de poinçonnage présentent chacune un profil s'inscrivant dans un triangle rectangle dont un côté est perpendiculaire au plan de l'outil de poinçonnage 6 et dont l'autre est incliné par rapport à ce plan. Il en résulte que les faces 9, 10 des dents 8 obtenues à l'aide du second outil de poinçonnage 6 sont l'une, perpendiculaire au plan de la bande 1, et l'autre, inclinée par rapport à celuici. Bien entendu, le choix des pentes des faces des nervures 7 du second outil de poinçonnage peut être différent. Cependant, grâce à l'agencement qui vient d'être décrit, on obtient une zone de contact pourvue de dents 8 présentant des arêtes vives et qui sont particulièrement efficaces pour la destruction de la couche de revêtement d'oxyde d'un conducteur en aluminium, lorsque celui-ci est pressé contre un organe de contact pourvu de sa zone dentée. Sur la Fig. 5 on a représenté un organe de contact 11 pourvu d'une zone de contact dentée 12 obtenue selon le procédé qui vient d'être décrit en référence aux Figs. 1 à 4. Cet organe de contact résulte de la découpe à longueur de la bande 1 après la formation sur celle-ci de la zone dentée 12 et d'un certain nombre de traitements mécaniques pour obtenir, dans l'organe de contact, des fentes et perçages correspondant à son utilisation dans un boîtier de connexion ou analogues. L'organe de contact de la Fig. 5 peut ensuite être plié de façon appropriée pour être monté dans un ensemble dont il est destiné à faire partie. Il résulte du procédé de fabrication qui vient d'être décrit que la zone de contact 12 est constituée de polyèdres présentant, dans la région destinée à venir en appui contre une partie d'un conducteur en aluminium, des pointes ou des arêtes vives. Lors du serrage du conducteur contre l'organe de contact suivant l'invention, les pointes des dents 8 pénètrent dans la matière du conducteur sous l'action de la force exercée par un dispositif de serrage non représenté lors de la réalisation de l'assemblage final. La couche d'alumine qui est présente sur les surfaces en regard des pointes est détruite. Les pointes en cuivre sont mises en présence des surfaces d'aluminium vierges permettant ainsi d'établir un bon contact électrique entre l'aluminium du conducteur et le cuivre de l'organe de contact. Du fait que les dents 8 de l'organe de contact sont fortement appliquées contre le conducteur d'aluminium, les surfaces en contact de ces deux éléments forment des joints étanches à la pénétration de l'air et évitent ainsi la formation d'alumine au contact des dents de cuivre. Ceci assure une diminution très sensible de l'incidence de la dilatation par, glissement sur les surfaces obliques et par ailleurs une destruction de la pellicule d'alumine qui se forme éventuellement, par mouvements relatifs des surfaces en raison de la dilatation différentielle des métaux en présence. Lors d'essais, la Demanderesse a constaté une très bonne stabilité et une très bonne reproductibilité des essais de vieillissement avec des contacts réalisés par le procédé de l'invention. Bien que dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit, la zone de contact dentée 12 soit obtenue par deux opérations de poinçonnage successives à l'aide de deux outils de poinçonnage présentant respectivement des nervures à arêtes vives ayant des directions orthogonales les unes par rapport aux autres, il est également possible d'envisager la réalisation à chaud ou à froid d'une telle zone de contact par une opération unique au moyen d'un outil de poinçonnage pourvu d'un réseau d'empreintes correspondant aux dents à obtenir dans la zone de contact 12. Cette dernière technique est particulièrement applicable si la taille du contact n'est pas réduite au point de fragiliser l'outil destiné à son obtention. Lorsque la section du conducteur est faible, la zone de contact peut être constituée par une seule série de nervures réalisée, par exemple, perpendiculairement à l'axe du conducteur au moyen d'un outil de poinçonnage 6 pourvu de nervures à arêtes vives 7 (voir Fig. 1). Grâce à l'agencement qui vient d'être décrit, on obtient, au montage d'un conducteur en aluminium dans un dispositif contacteur muni d'organes de contact selon l'invention, une connexion franche par simple serrage du conducteur sans aucune préparation préalable de celui-ci. Bien que dans l'exemple décrit en référence aux dessins, l'invention soit considérée comme étant appliquée à l'établissement de bons contacts électriques entre un élément de contact en cuivre et un conducteur en aluminium, plein ou toronné, l'invention s'applique également à tout conducteur réalisé en un métal dont la surface extérieure est recouverte d'une mince couche isolante qu'il y a lieu de briser pour établir un bon contact électrique. REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication d'un organe de contact pour dispositif de connexion électrique destiné à assurer une connexion avec un conducteur électrique recouvert d'une couche d'oxyde isolant de l'électricité, consistant à réaliser dans une plaque de métal une zone pourvue de dents susceptibles d'entamer la couche superficielle d'un conducteur électrique fixé par serrage contre la zone dentée, caractérisé en ce que ladite zone dentée (12) est réalisée par poinçonnage à l'aide d'au moins un outil (2, 6) comportant une empreinte correspondant au relief de la zone dentée à obtenir. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser dans une plaque de métal, à l'aide d'un premier outil de poin çonnage (2) pourvu de nervures (3) à arêtes vives, une première série de nervures (5) à arêtes vives s'étendant parallèlement à une première direction puis à soumettre la zone des premières nervures à une seconde opération de poinçonnage à l'aide d'un second outil de poinçonnage (6) pourvu de nervures à arêtes vives (7) s'étendant dans une seconde direction décalée angulairement par rapport à la direction des premières nervures pour obtenir une zone pourvue de dents (8) susceptibles d'entamer la couche superficielle d'un conducteur électrique fixé par serrage contre la zone dentée. 3.- Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la plaque de métal appartient à une bande (1) que l'on fait défiler successivement devant un premier poste de poinçonnage pour assurer le formage de la première série de nervures, puis devant un second poste de poinçonnage pour la ré alisation de ladite zone dentée, la bande (1) étant ensuite découpée à longueur pour obtenir un tronçon, et en ce qu'on soumet ledit tronçon pourvu de ladite zone dentée (11) à des traitements de façonnage nécessaires pour l'obtention d'un organe de contact de forme appropriée. 4.- Procédé suivant l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les nervures (3) du premier outil de poinçonnage (2) ont un profil en triangle isocèle. 5.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les nervures (7) du second outil de poinçonnage ont un profil s'inscrivant dans un triangle rectangle. 6.- Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le conducteur recouvert d'une couche d'oxyde est en aluminium. 7.- Procédé suivant l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les nervures (3) du premier outil de poinçonnage (2) et les nervures (7) du second outil de poinçonnage (6) s'étendent dans des directions orthogonales entre elles. 8.- Organe de contact pour dispositif de connexion électrique, caractérisé en ce qu'il est réalisé par le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6.