Brevet FR2679074A1 — publié le 19930115

CONDUCTEUR DE METALLISATION POUR LA REALISATION DE LIAISONS ASSURANT UNE CONTINUITE ELECTRIQUE ENTRE PIECES MECANIQUES DESCRIPTION La présente invention concerne les conducteurs de métallisation pour la réalisation de liaisons assurant une continuité électrique entre pièces mécaniques. Elle s'applique notamment dans le domaine de l'aéronautique, en particulier dans le but d'améLivrer la sécurité des vols des aéronefs dans des conditions orageuses. En effet, il est connu dans le domaine de l'aéronautique de réaliser des liaisons entre pièces mécaniques pour assurer une continuité électrique entre ces pièces afin de garantir leur protection contre des agressions dues à des courants de foudre ou à des accumulations de charges électrostatiques. Cette opération s'appelle la métallisation. De telles liaisons sont utilisées par exemple entre les différents organes d'une tête de rotor de giravion pour assurer une continuité électrique entre ces éléments et évacuer, lorsque le cas se présente,les courants de foudre depuis la zone d'impact ou bien les charges électrostatiques accumulées jusqu'à un point de sortie. La continuité électrique entre pièces mécaniques reliées par des articulations ou des liaisons qui les isolent électriquement, totalement ou en partie, a été assurée à l'origine par des tresses conductrices métalliques fixées par l'intermédiaire de cosses sur les éléments à relier, c'est le cas par exemple des éléments de têtes de rotors. La tresse comporte en ses extrémités une douille qui va permettre de réaliser la connexion électrique entre la surface métallique et la tresse. La douille est une douille métallique creuse à l'inté- rieur de laquelle est glissée la tresse pour y être fixée rigidement par sertissage. On pourra se reporter pour plus de précisions sur cet état de la technique, à la demande de brevet français nO 76 31453 pub liée sous Le nO 2 368 154. Il est connu également que pour améliorer la tenue mécanique de telles tresses, celles-ci ont été renforcées par des conducteurs souples constitués par une âme en câble d'acier. Le câble est entouré par une tresse constituée de fils de cuivre étamé et le tout est enrobé dans une gaine de protection plastique. Les extrémités de tels conducteurs sont serties à l'intérieur de cosses de liaison assurant une bonne continuité électrique. Un tel câble est schématisé sur la figure 1. Il s'avère malheureusement que la tenue mécanique du sertissage du câble entouré de la tresse à l'intérieur des cosses n'est pas satisfaisante. Ainsi, sous L'effet des efforts de traction centrifuges qui s'exercent sur les conducteurs disposés par exemple sur les têtes de rotor d'hélicoptères et des mouvements alternés qu'ils subissent pour suivre les pièces sur lesquelles ils sont fixés, on a observé des désertissages essentiellement par glissement du conducteur dans le logement de la cosse en raison de La tenue médiocre de la tresse en cuivre. Ce phénomène de désertissage auquel on assiste avec de tels conducteurs est encore plus accentué lorsque le conducteur forme une boucle comme on peut le voir par exemple sur la figure 2 et que ce conducteur est traversé par un courant, ce qui est Le cas lorsqu'il subit un foudroiement. En effet, dans ce cas, il y a apparition de forces répulsives d'origine magnétique issues des composantes antagonistes du vecteur de courant parcourant le conducteur symbolisé par des flèches sur la figure 2. Ces forces sont d'autant plus importantes que L'intensité de courant et le rayon de courbure sont prononcés. Il y a donc dans ce cas un risque de rupture de la tresse ou d'une cosse. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un conducteur dans lequel les fonctions de tenue mécanique et les fonctions électriques sont dissociées. La présente invention a pour objet un conducteur de métallisation susceptible d'assurer une continuité électrique entre deux pièces mécaniques comportant un câble métallique souple recouvert d'une tresse de métallisation et d'une gaine protectrice, chaque extrémité du conducteur étant solidaire d'une cosse permettant la fixation sur les pièces à relier. Le conducteur de métallisation, comprend - un embout à chaque extrémité du câble solidaire de ces extrémités, l'ensemble du câble équipé de deux embouts garantissant la tenue mécanique dudit conducteur de métallisation entre ses fixations d'une part et, d'autre part, permettant le passage possible d'une partie de courant électrique de forte intensité ou d'une décharge électrostatique, - les cosses comportent une partie munie d'un logement de forme adaptée pour recevoir et retenir les extrémités du câble pourvu de leur embout, - la tresse de métallisation recouvre Le câble et les parties des cosses retenant les embouts, cette tresse étant solidaire de ces parties et assurant majoritairement la liaison électrique entre ceLLes-ci La présente invention a précisement pour objet un conducteur de métallisation constituant un dispositif de connexion souple qui comporte à chaque extrémité une fixation à des éléments externes et qui est soumis d'une part à des mouvements et des sollicitations mécaniques et d'autre part au passage de courants électriques de très forte intensité ou de décharges électrostatiques importantes d'un élément externe à L'autre, principalement caractérisé en ce qu'il comprend - un câble métallique souple à fils et torons préformés dont chaque extrémité est sertie à l'intérieur d'un embout métallique, l'ensemble du câble métallique équipé de deux embouts garantissant la tenue méca nique dudit conducteur de métallisation entre ses fixations et permettant le passage éventuel d'une partie d'un courant électrique de forte intensité ou d'une décharge électrostatique, - une cosse métallique à faible résistivité électrique et à tenue mécanique élevée comportant en premier Lieu une partie munie d'un logement de forme adaptée pour recevoir et permettre la solidarisation dudit embout métallique de façon à assurer la transmission des efforts axiaux entre ladite cosse métallique et ledit câble métallique et en second lieu une partie formant une oreille taraudée assurant simul tanément les fonctions de fixation et de continuité mécanique aux éléments externes d'une part et la fonction de continuité électrique d'autre part dudit conducteur de métallisation aux éléments externes, - une tresse de fils en matériau métallique à faible résistivité électrique autour dudit câble métallique et de ladite partie desdites cosses métalliques assurant majoritairement la Liaison électrique entre celles-ci et par conséquent entre les éléments ex ternes, - une bague métallique cylindrique disposée autour de la tresse de fils conducteurs à l'endroit où ladite tresse recouvre la partie de chacune desdites cosses métalliques, - une gaine de protection disposée autour de ladite tresse de fils métalliques et desdites bagues métal liques. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, le câble métallique souple et Les embouts métalliques sont en acier à haute résistance. Selon une autre caractéristique, la tresse de fils en matériau métallique à faible résistivité électrique est en cuivre étamé. Selon un mode de réalisation, la cosse métallique est en acier à haute résistance. Selon un autre mode de réalisation, la cosse métallique est en bronze au béryllium. Selon un mode de réalisation, la bague métallique est en cuivre. Selon un autre mode de réalisation, la bague métallique est en acier à haute résistance. Selon une autre caractéristique, chaque embout d'une part comporte une partie tubulaire dont l'extrémité a une forme évasée de diamètre supérieur à celui de la partie tubulaire et d'autre part permet l'insertion de L'extrémité du câble métallique, l'en- semble étant rendu solidaire par sertissage de ladite partie tubulaire sur ledit câble. Selon un mode de réalisation, la partie tubulaire se termine par une rotule. Selon une autre caractéristique, la cosse métallique comporte des saignées annulaires externes pratiquées dans La partie pour permettre la solidarisation de l'ensemble embout - cosse - tresse de fils et bague. Selon un mode de réalisation, ladite cosse métallique comprend une saignée radiale dont la largeur est légèrement supérieure au diamètre dudit câble métallique pour permettre d'introduire transversalement l'extrémité dudit câble munie de son embout. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, L'ensemble embout - cosse - tresse de fils et bague est solidarisé par sertissage. Selon une autre caractéristique, L'ensemble câble - cosse - tresse de fils et bague est solidarisé par soudure au brasage, le métal d'apport assurant la liaison entre lesdits éléments grâce aux saignées qui permettent la mise en place dudit métal d'apport en état de fusion. Selon une autre caractéristique, la gaine de protection est thermorétractable, de manière, après mise en place et chauffage, à lui permettre d'épouser la forme de la tresse entourant le câble et la partie de la cosse retenant le câble muni de son embout. Selon une autre caractéristique, il est disposé, entre chaque cosse métallique et la gaine de protection externe, un matériau souple et étanche obturant ladite gaine de protection externe afin d'éviter les infiltrations d'humidité. Les caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre donnée à titre illustratif mais non limitatif en référence aux dessins annexés sur lesquels - les figures 1 et 2 représentent des schémas de conducteurs de métallisation selon l'art antérieur ; - les figures 3A, 38, 3C illustrent de façon schématique les différentes étapes de montage du conducteur conforme à L'invention ; - les figures 4A et 4B illustrent le schéma d'une extrémité d'un conducteur de métallisation conforme à l'invention selon une première variante d'exécution ; - la figure 5 illustre le schéma d'une extrémité du conducteur de métallisation conforme à l'invention selon une deuxième variante d'exécution. Les figures 1 et 2 correspondent à des schémas de conducteurs destinés à la réalisation de liaison assurant une continuité électrique entre pièces mécaniques. Conformément à l'art antérieur, ces figures ont été déjà décrites dans Le préambule de la descri pt ion. Conformément à L'invention, le conducteur de métallisation permet d'assurer de façon séparée les fonctions de tenue mécanique et les fonctions de liaison électrique. Pour cela, le conducteur de métallisation comporte un câble en fils d'acier 1 à fils et torons préformés dont une extrémité a été représentée sur la figure 3A, extrémité qui, comme on va le voir dans la suite de la description, est sertie directement à l'intérieur d'un embout 2, de préférence en acier. Cet embout comporte une partie tubulaire 3 se terminant par une partie de diamètre supérieur et qui se présente de préférence sous la forme d'une rotule 4. L'embout 2 comporte donc un logement 5 apte à recevoir L'une des extrémités du câble 1 par une simple opération de glissement de L'extrémité à L'intérieur de l'embout. La figure 38 illustre L'extrémité du câble 1 munie d'un embout 2 conformément à l'invention. La solidarisation à l'embout 2 sur le câble 1 est obtenue, de façon connue, par exemple, par sertissage de la partie tubulaire 3 de L'embout 2 sur le câble 1. L'ensemble illustré sur la figure 38 est ensuite mis en place dans une cosse 6 comme on peut le voir à partir de la figure 3C. Pour cela, la cosse comporte une oreille taraudée 7 et une partie allongée 8 s'évasant légèrement de manière à former un entonnoir qui présente un Logement 9 susceptible de recevoir l'extrémité du câble munie de son embout. Cette partie en entonnoir comporte de plus pour cela, une saignée radiale 25 dont la largeur est légèrement supérieure au diamètre du câble et qui permet d'introduire L'extrémité du câble munie de son embout transversalement comme le montrent les flèches sur la figure 3C. La saignée 25 est visible sur la figure 4A qui représente une coupe suivant un plan orthogonal à celui de la coupe représentée sur la figure 3C ou sur la figure 48. Le logement dans la cosse présente également une forme évasée Il adaptée pour recevoir la rotule 2 de L'embout. Ainsi, après mise en place de cet ensemble extrémité du câble-embout, à l'intérieur de la partie 8 de la cosse, le câble se trouve bloqué en traction. Une tresse métallique 10 constituée de préférence de fils de cuivre étamé à faible résistivité électrique, est enfilée autour de l'ensemble cosse-câble-embout serti, ce qui se fait aisément grâce à la possibilité d'extension radiale que présente une telle tresse à ses extrémités. L'extrémité de cette tresse couvre la partie portant la référence 8 de la cosse, de manière à être solidarisée à la cosse. Conformément à une variante d'exécution, la tresse est solidarisée à cet ensemble par sertissage. Pour réaliser ce sertissage, on aura au préalable, enfilé une bague 20 autour du câble de diamètre suffisant pour qu'elle puisse ensuite, par un mouvement de translation, emprisonner la tresse 10 autour des saignées annulaires externes 24 de la partie 8 de la cosse. Une telle bague a été représentée sur la figure 3C, elle a également été représentée sur la figure 48, après L'opération de sertissage conformément à ce mode de réalisation. La figure 5 permet d'illustrer un deuxième mode de réalisation selon lequel la tresse 10 est solidarisée à La cosse dans sa partie 8, partie de forme allongée, par une opération de soudage. Pour réaliser cette opération de soudage, on utilise également une bague 21 qui aura été enfilée autour du câble préalablement, puis ramenée au niveau de la région 8 de manière à enfermer la tresse 10. La tresse est soudée par une coulée d'étain à I' inté- rieur de la bague 21 qui sera de préférence une bague en cuivre, et à l'intérieur de la saignée radiale 25. Les saignées annulaires externes 24 pratiquées dans la partie 8 de la cosse 6 permettent à L'étain en fusion de pénétrer dans la tresse 18 à L'intérieur de la bague 2. Dans la variante d'exécution représentée sur la figure 4B, la bague 20 sera par exemple une bague en acier inoxydable. La forme et la nature du matériau utilisé pour réaliser la bague servant à la fixation de la tresse sur la cosse sont appropriées au mode de fixation choisi, c'est-à-dire soit à une soudure, soit à un sertissage. Les opérations de sertissage ou de soudure (d'étamage) en présence de telles bagues amènent le raidissement et la tenue de l'ensemble à la traction. Comme on peut le voir à partir de ces deux figures (figure 48 et figure 5), le conducteur conforme à l'invention est protégé par une gaine qui porte la référence 15 que l'on choisit de préférence constitué par un matériau thermorétractable. Cette gaine de protection est enfilée sur l'ensemble, puis rétractée par chauffage jusqu'aux extrémités des cosses. Dans la version bague sertie, on procèdera de préférence à un dépôt d'une couche de résine sur les extrémités du câble contre la gaine thermorétractable et la cosse afin d'éviter Les infiltrations d'humidité qui pourraient provoquer une corrosion. Par ailleurs, on utilisera de préférence comme matériau pour réaliser les cosses métalliques, le bronze au béryllium qui donne une résistance à la rupture de 1 150 MPa et qui a une faible résistivité électrique qui est d'environ 2yohms.cm. REVENDICATIONS 1. Conducteur de métallisation constituant un dispositif de connexion souple qui comporte à chaque extrémité une fixation à des éléments externes et qui est soumis d'une part à des mouvements et des sollicitations mécaniques et d'autre part au passage de courants électriques de très forte intensité ou de décharges électrostatiques importantes d'un élément externe à L'autre, caractérisé en ce qu'il comprend - un câble métallique (1) souple à fils et torons préformés dont chaque extrémité est sertie à l'inté- rieur d'un embout métallique (2), Irensemble du câble métallique équipé de deux embouts garantissant la tenue mécanique dudit conducteur de métallisation entre ses fixations et permettant le passage éventuel d'une partie d'un courant électrique de forte inten sité ou d'une décharge électrostatique, - une cosse métallique (6) à faible résistivité élec trique et à tenue mécanique élevée comportant en premier lieu une partie (8) munie d'un logement (9) de forme adaptée pour recevoir et permettre a solidarisation dudit embout métallique (2) de façon à assurer la transmission des efforts axiaux entre ladite cosse métallique (6) et ledit câble métallique (1) et en second lieu une partie (7) formant une oreille taraudée assurant simultanément les fonctions de fixation et de continuité mécanique aux éléments externes d'une part et la fonction de continuité électrique d'autre part dudit con ducteur de métallisation aux éléments externes, - une tresse de fils en matériau métallique (10-18) à faible résistivité électrique autour dudit câble métallique (1) et de ladite partie (8) desdites cosses métalliques (6) assurant majori tai rement la liaison électriaue entre celles-ci et par con séquent entre les éléments externes, - une bague métallique (20-21) cylindrique disposée autour de la tresse de fils conducteurs (10-18) à L'endroit où ladite tresse recouvre la partie (8) de chacune desdites cosses métalliques (6), - une gaine de protection (15) disposée autour de ladite tresse de fils métalliques (10-18) et desdites bagues métalliques (20-21). 2. Conducteur de métallisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le câble métallique souple (1) et les embouts métalliques (2) sont en acier à haute résistance. 3. Conducteur de métallisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tresse de fils en matériau métallique (10-18) à faible résistivité électrique est en cuivre étamé. 4. Conducteur de métallisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cosse métallique (6) est en acier à haute résistance. 4 5. Conducteur de métallisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cosse métallique (6) est en bronze au béryllium. 6. Conducteur de métallisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague métallique (20-21) est en cuivre. 7. Conducteur de métallisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague métallique (20-21) est en acier à haute résistance. 8. Conducteur de métallisation selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque embout (2) d'une part comporte une partie tubulaire (3) dont L'extrémité (4) a une forme évasée de diamètre supérieur à celui de la partie tubulaire et d'autre part permet l'insertion de L'extrémité du câble métallique (1), L'ensemble étant rendu solidaire par sertissage de Ladite partie tubulaire (3) sur ledit câble (1). 9. Conducteur de métallisation selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque embout (2) d'une part comporte une partie tubulaire (3) se terminant par une rotule (4) et d'autre part permet l'insertion de L'extrémité du câble métallique (1), l'ensemble étant rendu solidaire par sertissage de ladite partie tubulaire (3) sur Ledit câble (1). 10. Conducteur de métallisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite cosse métallique (6) comporte des saignées annulaires externes (24) pratiquées dans la partie (8) pour permettre la solidarisation de L'ensemble embout (2) - cosse (6) - tresse de fils (10-18) et bague (20-21). 11. Conducteur de métallisation selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite cosse métallique (6) comprend une saignée radiale (24) dont la largeur est légèrement supérieure au diamètre dudit câble métallique (1) pour permettre d'introduire transversalement L'extrémité dudit câble (1) munie de son embout. 12 Conducteur de métallisation selon les revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'ensemble embout (2) - cosse (6) - tresse de fils (10) et bague (20) est solidarisé par sertissage. 13. Conducteur de métallisation selon les revendications 1 à 11, caractérisé en ce que L'ensemble câble (1) - cosse (6) - tresse de fils (18) et bague (21) est solidarisé par soudure au brasage, le métal d'apport assurant la liaison entre Lesdits éléments (1-2-6-18-21) grâce aux saignées (24) et (25) qui permettent la mise en place dudit métal d'apport en état de fusion. 14. Conducteur de métallisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gaine de protection (15) est thermorétractable, de manière, après mise en place et chauffage, à lui permettre d'épouser la forme de la tresse entourant le câble et la partie de la cosse retenant le câble muni de son embout. 15. Conducteur de métallisation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est disposé, entre chaque cosse métallique (6) et la gaine de protection externe (15), un matériau souple et étanche obturant ladite gaine de protection externe afin d'éviter les infiltrations d'humidité.