Brevet FR2744939A1 — publié le 19970822

1' 2744939 La présente invention se rapporte à un procédé de fixation permettant d'introduire une âme dans une partie en creux d'un élément métallique présentant une extrémité ouverte et de relier l'élément métallique à l'âme en comprimant circonférentiellement l'âme et l'élément métallique au moyen d'une matrice de compression, et se rapporte en particulier à un procédé de fixation employé, de préférence, pour réaliser la liaison entre une âme et un élément d'adaptation d'extrémité métallique dans un isolateur en matériau polymère. D'une façon générale, on connaît divers procédés de fixation permettant d'introduire une âme dans une partie en creux d'un élément métallique présentant une extrémité ouverte et de relier l'élément métallique à l'âme en comprimant circonférentiellement l'âme et l'élément métallique au moyen d'une matrice de compression. Par exemple, la publication du brevet japonais N 60-54 730 décrit, comme représenté sur la figure 7, une technique selon laquelle une âme 51 et une partie de compression d'un élément métallique 52 sont reliées en effectuant une opération de compression telle qu'une pression de compression P soit appliquée circonférentiellement à une région de compression L de l'âme 51 et de l'élément métallique 52 à comprimer, en une seule fois au moyen d'une matrice de compression 53 présentant une largeur a correspondant à la région de compression L. Selon cette technique, puisque l'élément métallique 52 subit une déformation plastique dans une direction verticale par rapport à la direction dans laquelle la pression de compression est appliquée au moyen de la matrice de compression 53, un effort de traction est appliqué à l'âme 51 dans sa direction axiale. En outre, 2 2744939 un effort de compression est appliqué en même temps à l'âme 51 dans sa direction radiale. Lorsque l'on emploie la technique décrite dans la publication de brevet japonais N 60-54730, on peut obtenir à l'aide de cette technique une solidité de fixation suffisante. Cependant, il est apparu récemment, par exemple dans le domaine des isolateurs en matériau polymère et analogues, la nécessité de procurer un procédé de fixation tel qu'il permette une solidité de fixation plus efficace, de manière à produire un isolateur en matériau polymère dont la fiabilité soit encore plus excellente. Pour ce faire, on peut augmenter la pression de compression de manière à obtenir une solidité de fixation plus efficace. Cependant, on ne peut pas obtenir de solidité de fixation prédéterminée si le matériau de l'âme varie, et il se pose ainsi en pratique le problème que la partie de fixation se brise en présence d'une force de traction extrêmement faible. Un but de l'invention consiste à éliminer les inconvénients cités ci-dessus et à procurer un procédé de fixation qui permette d'obtenir une solidité de fixation (résistance à la traction) plus efficace dans le cas o une âme et un élément métallique sont reliés en les comprimant au moyen d'une matrice de compression. Conformément à l'invention, un procédé de fixation destiné à introduire une âme dans une partie en creux d'un élément métallique présentant une extrémité ouverte et à relier l'élément métallique à l'âme en comprimant circonférentiellement l'âme et l'élément métallique au moyen d'une matrice de compression, comprend l'étape consistant à comprimer circonférentiellement l'âme et l'élément métallique de 3 2744939 telle manière que l'ensemble de la partie de compression à comprimer au moyen de la matrice de compression soit divisé en une pluralité de régions de compression disposées depuis la partie d'extrémité ouverte de l'élément métallique jusqu'à l'autre partie d'extrémité, et à appliquer successivement une pression de compression aux régions de compression depuis la partie d'extrémité ouverte jusqu'à l'autre partie d'extrémité. Dans la présente invention, dans le cas o l'on effectue une liaison en comprimant circonférentiellement l'âme et l'élément métallique au moyen de la matrice de compression, du fait qu'une pression de compression est appliquée successivement aux régions de compression depuis la partie d'extrémité ouverte jusqu'à l'autre partie d'extrémité, il est possible d'obtenir une solidité de fixation (résistance à la traction) élevée en comparaison d'une liaison réalisée en les comprimant toutes à la fois. Divers avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description détaillée ci- après faite en liaison avec les dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue simplifiée permettant d'expliquer un premier mode de réalisation d'un procédé de fixation conforme à l'invention. La figure 2 est un graphe permettant de comparer le procédé de fixation conforme à l'invention et le procédé de fixation connu. La figure 3 est une vue simplifiée permettant d'expliquer un autre mode de réalisation du procédé de fixation conforme à l'invention. 4 2744939 La figure 4 est une vue simplifiée permettant d'expliquer encore un autre mode de réalisation du procédé de fixation conforme à l'invention. La figure 5 est une vue simplifiée permettant d'expliquer encore un autre mode de réalisation du procédé de fixation conforme à l'invention. La figure 6 est un graphe permettant d'expliquer un mode de réalisation préféré du procédé de fixation conforme à l'invention, et La figure 7 est une vue simplifiée permettant d'expliquer un mode de réalisation d'un procédé de fixation connu. Tout d'abord, une liaison effectuée en comprimant une âme et un élément métallique, qui constitue la base du procédé de fixation conforme à l'invention, sera expliquée en faisant référence à une liaison par compression entre une âme en matière plastique renforcée par fibres et un élément d'adaptation d'extrémité métallique dans un isolateur en matériau polymère. Dans l'isolateur en matériau polymère, une force de liaison est engendrée par le frottement de la surface mitoyenne entre l'âme en matière plastique renforcée par fibres et l'élément d'adaptation d'extrémité métallique. De ce fait, dans l'isolateur en matériau polymère caractérisé en ce que une liaison est effectuée entre l'âme en matière plastique renforcée par fibres et l'élément d'adaptation d'extrémité métallique à l'aide d'un procédé de compression, la force de rupture et le mode de rupture varient conformément à la pression de compression appliquée lorsque la liaison est effectuée. Dans le cas o l'âme en matière plastique renforcée par fibres et l'élément d'adaptation d'extrémité métallique sont reliés à l'aide d'un procédé de s 2744939 compression dans une région dans laquelle est appliquée une faible pression de compression, le mode de rupture devient le mode "de glissement extérieur de l'âme" caractérisé en ce que un glissement se produit au niveau de la surface mitoyenne entre l'âme en matière plastique renforcée par fibres et l'élément d'adaptation d'extrémité métallique, et l'âme en matière plastique renforcée par fibres glisse hors de l'élément d'adaptation d'extrémité métallique, si l'isolateur en matériau polymère est maintenu dans un état de traction en usage pratique. Dans ce cas, si l'on augmente la pression de compression, la force de rupture limite à laquelle commence le glissement extérieur de l'âme augmente également. Cependant, s'ils sont reliés sous une pression de compression qui est au-delà d'une limite prédéterminée, le mode de rupture devient le mode de "rupture de l'âme" caractérisé en ce que la force de traction que peut endurer l'isolateur en matériau polymère diminue de façon imprévisible. C'est-à-dire que dans le mode de "rupture de l'âme", lorsqu'une liaison par compression est effectuée entre l'âme en matière plastique renforcée par fibres et l'élément d'adaptation d'extrémité métallique, des microfissures sont engendrées dans l'âme en matière plastique renforcée par fibres. Dans ce cas, si l'isolateur en matériau polymère est maintenu dans un état de traction sur une durée prolongée en usage pratique, les microfissures engendrées dans l'âme en matière plastique renforcée par fibres se propagent, et l'âme en matière plastique renforcée par fibres se rompt. De ce fait, la force de traction que l'isolateur en matériau polymère peut endurer diminue de façon imprévisible. En outre, si l'on augmente encore la pression de compression, l'âme en matière plastique 6 2744939 renforcée par fibres se brise dans l'élément d'adaptation d'extrémité métallique, et l'on ne peut pas obtenir une force de liaison suffisante. La figure 1 est une vue simplifiée permettant d'expliquer un premier mode de réalisation d'un procédé de fixation conforme à l'invention en se référant à un procédé de fixation au niveau d'une partie d'extrémité de l'isolateur en matériau polymère. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, une âme 1 en matière plastique renforcée par fibres est introduite dans une partie en creux 3 d'un élément d'adaptation d'extrémité métallique 2 présentant une extrémité ouverte 2a, et l'âme 1 en matière plastique renforcée par fibres et l'élément d'adaptation d'extrémité métallique 2 sont reliés en étant comprimés circonférentiellement au moyen d'une matrice de compression 4. Dans ce cas, dans la présente invention, la largeur de la matrice de compression 4 est établie à une largeur a (L/2) qui représente la moitié d'une partie de compression globale L, et une pression de compression est appliquée en deux fois à la partie de compression globale en partant du côté de l'extrémité ouverte 2a. L'opération d'application des pressions de compression respectives est effectuée de telle manière qu'une pression de compression P soit appliquée à la totalité de la surface extérieure de l'élément d'adaptation d'extrémité métallique 2. Ci-après, on compare le procédé de fixation conforme à l'invention représenté sur la figure 1 et le procédé de fixation connu représenté sur la figure 7. C'est-à-dire que l'on prépare, comme représenté sur la figure 7, l'isolateur en matériau polymère connu, obtenu en appliquant une pression de compression P en une seule fois sur celui-ci dans des conditions telles que le diamètre d de l'âme 51 en matière plastique renforcée par fibres soit de 16 mm et que la largeur a de la matrice de compression 53 soit de 44 mm, ce qui correspond à celle de l'ensemble de la partie de compression L. Dans le même temps, comme représenté sur la figure 1, on prépare l'isolateur en matériau polymère conforme à l'invention, obtenu en appliquant une pression de compression en deux fois sur celui-ci, dans des conditions telles que le diamètre de l'âme 1 en matière plastique renforcée par fibres soit de 16 mm et que la largeur a de la matrice de compression 4 soit de 22 mm, ce qui représente la moitié de l'ensemble de la partie de compression L. Ensuite, en ce qui concerne l'isolateur en matériau polymère conforme à l'invention ainsi préparé et l'isolateur en matériau polymère connu ainsi préparé, on mesure les forces de traction auxquelles l'isolateur en matériau polymère se brise, et l'on détermine le mode de fracture à cet instant. Les résultats sont présentés sur la figure 2. A partir des résultats représentés sur la figure 2, on comprend que, dans l'isolateur en matériau polymère connu, si la force de traction qui peut être endurée en emploi pratique est augmentée en formant l'isolateur en matériau polymère sous une pression de compression P accrue, la force de traction maximum, à laquelle l'isolateur en matériau polymère se brise dans le mode de glissement extérieur de l'âme, est T1 à la pression de compression P1. Par contre, on comprend que, dans l'isolateur en matériau polymère conforme à l'invention, si la pression de compression à appliquer est P1, qui est beaucoup plus faible que P2, on obtient dans le mode de glissement extérieur de l'âme une force de traction T2 qui est supérieure à T1. De cette manière, si l'ensemble de la 8 2744939 pression de compression est divisé en une pluralité de régions de compression et que l'on applique successivement une pression de compression aux régions de compression afin de réaliser une liaison, la contrainte de traction et la contrainte de compression engendrées dans l'âme peuvent être diminuées, et l'on peut empêcher une fracture de l'âme dans l'élément métallique due à une compression de l'élément métallique, de sorte que l'on peut obtenir un isolateur en matériau polymère présentant une caractéristique de résistance à la traction stable. Les figures 3 à 5 sont des vues simplifiées représentant respectivement un autre mode de réalisation du procédé de fixation conforme à l'invention. Dans les modes de réalisation représentés sur les figures 3 à 5, les parties similaires à celles de la figure 1 sont indiquées par des références numériques identiques à celles de la figure 1, et les explications de celle-ci sont omises ici. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3, on effectue une compression de l'ensemble de la partie de compression L de telle manière qu'une première pression de compression P1, une seconde pression de compression P2, et une troisième pression de compression P3 soient appliquées successivement aux régions de compression au moyen de la matrice de compression 4 présentant une largeur a qui représente un tiers de l'ensemble de la partie de compression L à comprimer. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3, toutes les pressions de compression sont égales, de sorte que la relation P1=P2=P3 est satisfaite. En outre, dans le mode de réalisation représenté sur la figure 4, comme c'était le cas dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3, une compression de l'ensemble de la partie de compression L est effectuée de telle manière qu'une pression de compression soit appliquée en trois fois au moyen de la matrice de compression 4 présentant une largeur a qui représente un tiers de l'ensemble de la partie de compression L. La différence par rapport à la figure 2 est que la pression de compression à appliquer est augmentée successivement, de sorte que la relation Pi régions de compression respectives soit recouverte. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 5, la relation P1 Dans les procédés de fixation représentés sur les figures 3 à 5, on mesure la relation entre la pression de compression P3 parmi les pressions de compression P1 à P4 et une force limite à laquelle se brise l'élément métallique de l'isolateur en matériau polymère obtenu à l'aide des procédés de fixation respectifs cités ci- dessus, de même que le mode de rupture à cet instant. Les résultats sont présentés sur la figure 6. Sur la figure 6, Pa représente une pression de compression limite à laquelle l'isolateur en matériau polymère se brise dans le mode "glissement extérieur de l'âme", 2744939 dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3, et Pb représente une pression de compression à laquelle l'isolateur en matériau polymère se brise dans le mode de "rupture de l'âme". En outre, pour le mode de réalisation représenté sur la figure 4, on représente un exemple dans le cas o P3=Pb, P2=Pa, et P1 P2=Pa, et Pl A partir des résultats représentés sur la figure 6, si l'on compare les résultats obtenus pour la figure 3 et les résultats obtenus pour la figure 4, on comprend que, même avec l'opération de compression en trois fois, le mode de réalisation représenté sur la figure 4 caractérisé en ce que la relation Pl l'on effectue plusieurs opérations de compression. Ensuite, si l'on compare les résultats représentés sur la figure 4 et les résultats représentés sur la figure , on comprend que le mode de réalisation représenté sur la figure 5, caractérisé en ce que le nombre d'opérations de compression est augmenté et o l'on effectue plusieurs opérations de compression avec recouvrement, présente une excellente force de compression dans le mode de glissement extérieur de l'âme, supérieure à celle du mode de réalisation représenté sur la figure 4, caractérisé en ce que le il 2744939 nombre d'opérations de compression est faible, et o l'on effectue plusieurs opérations de compression sans recouvrement. A partir des résultats cités ci-dessus, on comprend qu'il est préférable d'effectuer les plusieurs opérations de compression avec recouvrement. Généralement, la liaison est effectuée sous une pression de compression située dans une plage dans laquelle la rupture se produit dans le mode de "glissement extérieur de l'âme", ce qui garantit une qualité stable de l'isolateur. Cependant, dans les modes de réalisation préférés conformes à l'invention, on comprendra que l'on peut obtenir une résistance à la traction encore plus excellente même si la seconde pression de compression ou les autres pressions autres que la première pression de compression appliquée à proximité de l'extrémité ouverte 2a de l'élément d'adaptation d'extrémité métallique 2 est supérieure ou égale à la pression de compression limite Ps entre le mode de "glissement extérieur de l'âme" et le mode de "rupture de l'âme". Il convient de noter que, dans les modes de réalisation cités ci-dessus conformes à l'invention, la plage du mode de "glissement extérieur de l'âme" et la plage du mode de "rupture de l'âme" sont déterminées à l'avance en préparant des isolateurs en matériau polymère présentant la même forme sous diverses pressions de compression, en mesurant les résistances à la traction, et en utilisant les résultats. Comme on peut le comprendre clairement à partir de l'explication qui précède, conformément à l'invention, du fait qu'une pression de compression est appliquée successivement aux régions séparées de compression de l'ensemble de la partie de compression dans le cas o l'on effectue la liaison de telle manière que l'âme et 12 2744939 l'élément métallique soient comprimés circonférentiellement au moyen de la matrice de compression, on peut obtenir une excellente solidité de fixation (résistance à la traction) par comparaison au mode de réalisation caractérisé en ce que une pression de compression n'est appliquée qu'en une seule fois. 13 2744939 REVENDICATIONS 1. Procédé de fixation comprenant les étapes consistant à introduire une âme dans une partie en creux d'un élément métallique présentant une partie d'extrémité ouverte, et à relier ledit élément métallique à ladite âme en comprimant circonférentiellement ladite âme et ledit élément métallique au moyen d'une matrice de compression, qui comprend l'étape consistant à comprimer circonférentiellement ladite âme et ledit élément métallique de telle manière que l'ensemble de la partie de compression à comprimer au moyen de ladite matrice de compression soit divisé en une pluralité de régions de compression disposées depuis ladite partie d'extrémité ouverte dudit élément métallique jusqu'à l'autre partie d'extrémité, et à appliquer successivement une pression de compression auxdites régions de compression depuis ladite partie d'extrémité ouverte jusqu'à ladite autre partie d'extrémité. 2. Procédé de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur desdites régions de compression dudit élément métallique est établie à la moitié ou moins de la longueur dudit ensemble de la partie de compression à comprimer. 3. Procédé de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pressions de compression appliquées auxdites régions de compression sont augmentées successivement depuis ladite partie d'extrémité ouverte jusqu'à l'autre partie d'extrémité dudit ensemble de la partie de compression à comprimer. 4. Procédé de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pressions de compression de la première opération de compression ou des première et seconde opérations de compression sont établies à un 14 2744939 niveau inférieur à une pression de compression limite à laquelle une rupture se produit dans un mode de glissement extérieur de l'âme, et les pressions de compression de la seconde opération de compression ou de la troisième opération de compression ou des opérations suivantes sont établies à un niveau supérieur à ladite pression de compression limite. 5. Procédé de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites régions de compression se recouvrent partiellement. 6. Procédé de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite âme est une tige de matière plastique renforcée par fibres d'un isolateur en matériau polymère, et ledit élément métallique est un élément d'adaptation d'extrémité métallique dudit isolateur en matériau polymère.