Brevet FR2761517A1 — publié le 19981002

La présente invention concerne un procédé de fixation d'un isolateur en polymère pour insérer un noyau dans une partie en creux d'un élément métallique ayant une extrémité ouverte et connecter l'élément métallique au noyau par compression sur la circonférence du noyau et de l'élément métallique au moyen d'une matrice de compression, et elle concerne aussi une matrice utilisée pour ce procédé de fixation. En général, on connaît divers procédés de fixation pour insérer un noyau dans une partie en creux d'un élément métallique 0 ayant une extrémité ouverte et connecter l'élément métallique au noyau par compression sur la circonférence du noyau et de l'élément métallique au moyen d'une matrice de compression. Par exemple, la demande publiée de brevet japonais N0 60-54730 (JP- B-60-54730) décrit, comme montré sur la Figure 7, une technique telle qu'un noyau en matière plastique renforcée par des fibres de verre désigné ci-après par FRP et un élément métallique 52 sont connectés par réalisation d'une opération de compression de façon qu'une pression de compression P soit appliquée sur la circonférence à la fois à une partie de compression L du noyau en FRP 51 et à l'élément métallique 52 devant être comprimé au moyen d'une matrice de compression 53 ayant une largeur a correspondant à la partie de compression L. Dans cette technique, comme l'élément métallique 52 est déformé plastiquement dans une direction verticale à la pression de compression appliquée, une pression de traction est appliquée au noyau en FRP 51 dans sa direction axiale. De plus, une pression de compression est appliquée au noyau en FRP 51 dans sa direction radiale en même temps. Dans l'isolateur en polymère auquel est appliqué le procédé de fixation ci-dessus, comme le noyau en FRP 51 présente un certain fluage, la résistance de l'isolateur en polymère, du point de vue de ses propriétés en charge dans le temps, diminue d'une façon correspondante au temps écoulé. Ce taux de diminution de résistance est défini dans la norme de la CIE. Le procédé de fixation connu de l'isolateur en polymère mentionné ci- dessus satisfait à cette norme de la CIE. Toutefois, comme les résultats réels de l'isolateur en polymère ne sont pas si élevés, il est nécessaire que le taux de diminution de résistance à long terme devienne aussi petit que possible de façon à utiliser l'isolateur en polymère dans une ligne réelle de façon sûre. De plus, dans le procédé de fixation connu, il devient évident que, si une contrainte de traction est appliquée, il se produit une concentration de contrainte au niveau d'une partie de l'élément métallique 52 du côté d'extrémité ouverte proche d'une extrémité de la partie de compression L, et que, si une contrainte est appliquée pendant une longue période, il se produit une rupture du noyau en FRP 51. Ces faits commandent le taux de diminution de la résistance à long terme. Par conséquent, il est nécessaire d'éliminer la concentration de contrainte mentionnée ci-dessus de façon à diminuer ce taux de diminution de la résistance à long terme. Un objet de l'invention est d'éliminer les inconvénients mentionnés cidessus et de proposer un procédé de fixation d'un isolateur en polymère et une matrice utilisée pour ce procédé de fixation o le taux de diminution de la résistance à long terme peut être diminué dans le cas o un noyau en FRP et un élément métallique sont connectés par utilisation d'une matrice de compression. Selon l'invention, un procédé de fixation d'un isolateur en polymère, comprenant les étapes d'insertion d'un noyau en FRP dans une partie en creux d'un élément métallique ayant une partie d'extrémité ouverte, et de connexion de l'élément métallique au noyau en FRP par compression du noyau en FRP et de l'élément métallique, comprend les étapes consistant à: déterminer une première région définissant une partie de la partie de compression de l'élément métallique, à laquelle est appliquée une pression de compression, à partir d'un côté de la partie d'extrémité ouverte; déterminer une deuxième région définissant l'autre partie de la partie de compression suivant la première région; et commander une déformation de la première région de façon que la quantité de déformation de la première région augmente progressivement en direction de la deuxième région. De plus, selon l'invention, une matrice utilisée pour le procédé de fixation d'un isolateur en polymère comprend: une première surface de compression ayant une première inclinaison par rapport a une surface de compression de l'élément métallique; et une deuxième surface de compression ayant une deuxième inclinaison autre que la première inclinaison de la première surface de compression. Dans la présente invention, quand le noyau en FRP est inséré dans une partie en creux de l'élément métallique ayant la partie d'extrémité ouverte, et que l'élément métallique est connecté au noyau en FRP par compression du noyau en FRP et de l'élément métallique, la déformation de la première région est commandée de telle sorte que la quantité de déformation de la première région augmente progressivement en direction de la deuxième région, ou la première région définit une partie d'une partie de compression, à laquelle une pression de compression est appliquée depuis un côté de la partie d'extrémité ouverte, et la deuxième région définit I'autre partie de la partie de compression suivant la première région. Par conséquent, il est possible de réduire la concentration de contrainte au niveau d'un côté de la partie d'extrémité ouverte de la partie de compression et de diminuer le taux de diminution de la résistance à long terme. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite conjointement avec les dessins annexés, dans lesquels: la Figure 1 est une vue schématique montrant un mode de réalisation d'un procédé de fixation d'un isolateur en polymère selon l'invention; les Figures 2a et 2b sont des vues schématiques illustrant respectivement un procédé pour réaliser une déformation de la première région L1 de la Figure 1; la Figure 3 est une vue schématique illustrant un autre mode de réalisation du procédé de fixation de l'isolateur en polymère selon l'invention; la Figure 4 est une vue schématique montrant encore un autre mode de réalisation du procédé de fixation de l'isolateur en polymère selon l'invention; la Figure 5 est une vue schématique destinée à expliquer les conditions d'une simulation; la Figure 6 est un graphique illustrant un résultat de la simulation; et la Figure 7 est une vue schématique illustrant un mode de réalisation d'un procédé de fixation connu. On va maintenant décrire les modes de réalisation préférés de l'invention. La Figure 1 est une vue schématique montrant un mode de réalisation d'un procédé de fixation d'un isolateur en polymère selon l'invention. Dans le mode de réalisation représenté sur la Figure 1, un noyau en FRP 2 est inséré dans une partie en creux lb d'un élément métallique 1 ayant une extrémité ouverte la, et I'élément métallique 1 et le noyau en FRP 2 sont connectés en étant comprimés. Dans le procédé de fixation de l'isolateur en polymère selon l'invention, une première région L1 est déterminée comme définissant une partie d'une partie de compression L de l'élément métallique 1, à laquelle est appliquée une pression de compression, depuis un côté de l'extrémité ouverte la, et une deuxième région L2 est déterminée comme définissant l'autre partie de la partie de compression L suivant la première région L1. Dans ce cas, la quantité de déformation de l'élément métallique 1 correspondant à la première région L1 est rendue aussi petite que possible, et de préférence nulle, à une extrémité de la première région L1 dans un côté de l'extrémité ouverte la, et augmente progressivement en direction de la deuxième région L2. En d'autres termes, quand une opération de compression est réalisée par utilisation d'une matrice de compression non représentée, la quantité de déformation de l'élément métallique 1 correspondant à la première région L1 est commandée de façon à être représentée dans une zone hachurée sur la Figure 1. Dans le mode de réalisation représenté sur la Figure 1, la quantité de déformation de l'élément métallique 1 correspondant à la deuxième région L2 n'est pas représentée sur la Figure 1. Ceci signifie que l'élément métallique 1 correspondant à la deuxième région L2 est également comprimé par utilisation d'une matrice de compression mais que la quantité de déformation de l'élément métallique 1 correspondant à la deuxième région L2 peut être déterminée arbitrairement. De plus, sur la Figure 1, la quantité de déformation de l'élément métallique 1 correspondant à la premieère région L1 n'est montrée qu'au niveau d'un côté supérieur pour des raisons de commodité de dessin. Toutefois, une opération de compression au moyen d'une matrice de compression est effectivement réalisée par compression sur la circonférence de toute la surface de l'élément métallique cylindrique 1. En outre, sur la Figure 1, la quantité de déformation de l'élément métallique 1 correspondant à la première région L1 augmente linéairement, mais elle peut augmenter de façon courbe ou en suivant un tracé d'une autre forme. De cette façon, si une opération de compression au moyen d'une matrice de compression est commandée de telle façon que la quantité de déformation de l'élément métallique 1 correspondant à la première région 1 est représentée dans une zone hachurée sur la Figure 1, il est possible d'obtenir une résistance préliminaire nécessaire, et il est aussi possible de réduire la concentration de contrainte générée au niveau d'une partie 2a du noyau en FRP 2 juste sous une extrémité de la partie de compression L, c'est-à-dire la première région L1. Comme résultat, il est possible de diminuer le taux de diminution de la résistance à long terme du noyau en FRP 2 en utilisation réelle. Les Figures 2a et 2b sont des vues schématiques destinées ài expliquer un procédé d'obtention d'une déformation vis-à-vis de la première région L1 représentée sur la Figure 1. Dans les modes de réalisation représentés sur les Figures 2a et 2b, une matrice de compression 11 comprend une première inclinaison par rapport à une surface de compression de l'élément métallique 1 à comprimer. et une deuxième surface de compression 13 ayant une deuxième inclinaison autre que la première inclinaison de la première surface de compression 12. Dans la matrice 11, la première inclinaison (le la première surface de compression 12 est supérieure à celle de la deuxième surface 13. De plus, la première inclinaison de la première surface de compression 12 est linéaire, mais elle peut avoir une autre forme. La forme de la deuxième inclinaison de la deuxième surface de compression 13 est la même que pour la première inclinaison mentionnée ci-dessus. Dans le mode de réalisation mentionné ci-dessus, comme montré sur la Figure 2b, si l'élément métallique 1 est comprimé par la matrice 11, il est possible de réaliser le procédé de fixation selon l'invention. En d'autres termes, le procédé de fixation selon l'invention peut être effectué par déplacement de la matrice de compression 11 de façon qu'une partie d'extrémité ouverte 12a de la première surface de compression 12 soit positionnée au niveau d'une surface de l'élément métallique 1, c'est-à-dire par compression de l'élément métallique 1 de façon que l'élément métallique 1 ne soit pas déformé par la partie d'extrémité ouverte 12a de la première surface de compression 12. De plus, dans les modes de réalisation représentés sur les Figures 2a et 2b, la première surface de compression 13 correspond à la première région 11, mais la relation de position entre elles n'est pas limitée à la façon mentionnée ci-dessus. La Figure 3 est une vue schématique destinée à expliquer LIII autre mode de réalisation d'un procédé de fixation d'un isolateur en polymère selon l'invention. Dans le mode de réalisation représenté sur la Figure 3, des parties similaires à celles de la Figure 1 sont indiquées par les mêmes chiffres de référence que ceux mentionnés sur la Figure 1, et leurs explications sont omises ici. Dans le mode de réalisation représenté sur la Figure 3, la première région L1 et une partie de la deuxième région L2 sont comprimées d'abord par une seule opération de compression P1. Ensuite. l'autre partie de la deuxième région L2 est divisée en une pluralité de sous-régions (ici, trois sous-régions), et les sous-régions divisées sont comprimées successivement d'un côté de l'extrémité ouverte à l'autre côté d'extrémité par trois opérations de compression P2 à P4. Dans ce cas, les quantités de déformation des trois sous-régions sont successivement augmentées du côté de l'extrémité ouverte à l'autre côté d'extrémité, de façon à satisfaire à la relation P2 sont différentes de celles de la Figure 1. Par conséquent, dans le mode de réalisation représenté sur la Figure 3, tout comme dans le mode de réalisation représenté sur la Figure 1, il est possible de réduire la concentration de contrainte générée au niveau de la partie 2a du noyau en FRP 2 juste sous l'extrémité de la première partie de compression L1. De plus, il est possible d'améliorer la fixation de l'élément métallique 1 par rapport au noyau en FRP 2. Dans le mode de réalisation représenté sur la Figure 3, les opérations de compression P1 à P4 sont effectuées successivement sans se chevaucher entre elles. Toutefois, pour les opérations de compression P1 à P4 mentionnées ci-dessus, il est possible d'utiliser deux matrices, a savoir la matrice 11 représentée sur la Figure 2 pour l'opération de compression P1 comprenant la première surface de compression 12 et la deuxième surface de compression 13 qui a une faible inclinaison par rapport à une surface de l'élément métallique 1, et une matrice pour les opérations de compression P2 à P4 ayant une surface de compression parallèle à une surface de l'élément métallique 1. De plus, s'il n'est pas souhaitable d'augmenter le nombre de matrices de compression, on utilise la matrice 11 ayant la première surface de compression 12 et la deuxième surface de compression 13 ayant une petite inclinaison, et on peut utiliser seulement la deuxième surface de compression 13 de la matrice 11 mentionnée ci-dessus pour réaliser les opérations de compression P2 à P4. La Figure 4 est une vue schématique montrant encore Lun autre mode de réalisation d'un procédé de fixation d'un isolateur en polymère selon l'invention. Dans le mode de réalisation représenté sur la Figure 4, la quantité de déformation de la deuxième région L2 augmente linéairement d'une extrémité suivant la première région L1 à son autre extrémité. Dans ce mode de réalisation, comme la quantité de déformation maximale est générée à l'autre extrémité mentionnée ci-dessus, la déformation dans la première région L1 et la déformation dans la deuxième région L2 ont des inclinaisons différentes, mais sont continues. Egalement dans ce mode de réalisation, les deux quantités de déformation de la première région L1 et de la deuxième région L2 augmentent linéairement, mais elles peuvent augmenter de façon courbe ou en suivant un tracé d'une autre forme. De plus, la déformation montrée sur la Figure 4 peut être obtenue par une seule opération de compression au moyen d'une matrice de compression. Dans le mode de réalisation représenté sur la Figure 4, tout comme dans le mode de réalisation représenté sur la Figure 1, il est possible de réduire la concentration de contrainte générée au niveau de la partie 2a du noyau en FRP 2 juste sous l'extrémité de la première région L1. En tant que matrice pour réaliser le mode de réalisation représenté sur la Figure 4, dans le cas o toute la partie de compression L est comprimée par une seule opération de compression, on peut utiliser une matrice ayant une première surface de compression 12 correspondant à la première région L1 et une deuxième partie de compression 13 correspondant à la deuxième région L2, dans laquelle la largeur de la matrice 11 est identique à celle de la partie de compression L. De plus, tout comme dans le mode de réalisation représenté sur la Figure 3, il est possible de réaliser une opération de compression en comprimant les sous-régions divisées successivement. Ensuite, on simule un effet de réduction de la concentration de contrainte générée au niveau de la partie 2a du noyau en FRP 2 juste sous l'extrémité de la partie de compression L. Les conditions de cette simulation sont les suivantes. A savoir, la quantité de déformation de la première région L1 est nulle à l'extrémité de la partie de compression L dans un côté de l'extrémité ouverte. De plus, comme exemple d'augmentation progressive de la quantité (lde déformation de la première région L1 en direction de la deuxième région L2, dans le cas o une déformation ayant une profondeur (lde 0,3 mm est appliquée à l'élément métallique 1, on calcule tles contraintes quand on fait varier la longueur X de la première région L1 de X = 2, 4, 6, 16 (mm). Les résultats simulés sont présentes sur la Figure 6 dans laquelle on a porté en abscisse la position de compression de la matrice et en ordonnée la contrainte. A partir des résultats montrés sur la Figure 6, il est confirmé qu'une concentration de contrainte générée au niveau d'une partie juste sous l'extrémité de la partie de compression L du noyau en FRP 2 ou proche de celle-ci est plus élevée qu'une contrainte supérieure à 20 kg/cm2 quand la longueur X est de 2, 4 ou 8 (mm), et que la concentration de contrainte diminue jusqu'à une contrainte d'environ 15 kg/cm2 quand la longueur X est de 16 (mm). Par conséquent, on comprend que, dans la présente invention, il est préférable d'établir à 16 mm la longueur X de la première région L1. De plus, on comprend que, dans tous les cas, I'isolateur en polymère présente une force de fixation suffisante entre l'élément métallique et le noyau en FRP. Sur la Figure 6 est illustrée une forme de la matrice à utiliser, et on peut en comprendre la relation relative entre une contrainte et une position de compression. Comme on l'a clairement compris à partir des explications ci- dessus, selon l'invention, quand le noyau en FRP est inséré dans une partie en creux de l'élément métallique ayant la partie d'extrémité ouverte, et quand l'élément métallique est connecté au noyau en FRP par compression du noyau en FRP et de l'élément métallique, la déformation de la première région est commandée de telle sorte que la quantité de déformation de la première région augmente progressivement en direction de la deuxième région, ou la première région définit une partie d'une partie de compression, a laquelle une pression de compression est appliquée depuis un côtée de la partie d'extrémité ouverte, et la deuxième région définit l'autre partie de la partie de compression suivant la premièie région. Par conséquent, il est possible de réduire la concentration de contrainte au niveau d'un côté de la partie d'extrémité ouverte de la partie de compression et de diminuer le taux de diminution de la résistance à long terme. De plus, selon l'invention, comme la matrice comprend une première surface de compression ayant une première inclinaison par rapport à une surface devant être comprimée et une deuxième surface de compression ayant une deuxième inclinaison autre que la première inclinaison de la première surface de compression, il est possible de réaliser, de préférence, le procédé de fixation mentionné ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Procédé de fixation d'un isolateur en polymère comprenant les étapes d'insertion d'un noyau en matière plastique renforcée par des fibres de verre (2) dans une partie en creux (lb) d'Li' élément métallique (1) ayant une partie d'extrémité ouverte (la), et de connexion de l'élément métallique au noyau en matière plastique renforcée par des fibres de verre par compression du noyau en matière plastique renforcée par des fibres de verre et (lde l'élément métallique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: déterminer une première région (L1l) définissant une partie d'une partie de compression (L) de l'élément métallique, à laquelle est appliquée une pression de compression, à partir d'un côté de la partie d'extrémité ouverte; déterminer une deuxième région (L2) définissant l'autre partie de la partie de compression suivant la première région; et commander une déformation de la première région de façon que la quantité de déformation de la première région augmente progressivement en direction de la deuxième région. 2. Procédé de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première région et une partie de la deuxième région sont comprimées premièrement par une seule opération de compression (P1), et ensuite l'autre partie de la deuxième région est divisée en une pluralité de sous-régions et les sous-régions divisées sont comprimées successivement de l'extrémité ouverte à I'autre extrémité de l'élément métallique de façon que les quantités de déformation des sous- régions augmentent successivement de l'extrémité ouverte à l'autre extrémité. 3. Procédé de fixation selon la revendication 2, caractérisé en ce que les opérations de compression (P2-P4) des sous-régions sont réalisées de façon que les parties de compression des opérations de compression respectives se chevauchent partiellement. 4. Procédé de fixation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'augmentation de la quantité de déformation dans la première région ou la deuxième région est linéaire ou courbe. 5. Procédé de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de compression est comprimée par une seule opération de compression. 6. Matrice (11) utilisée pour le procédé de fixation d'un isolateur en polymère, caractérisée en ce qu'elle comprend: une première surface de compression (12) ayant une première inclinaison par rapport à une surface de compression de l'élément métallique; et une deuxième surface de compression (13) ayant une deuxième inclinaison autre que la première inclinaison de la première surface de compression. 7. Matrice selon la revendication 6, caractérisée en ce que la première inclinaison de la première surface de compression et la deuxième inclinaison de la deuxième surface de compression sont linéaires ou courbes.