Brevet FR2778273A1 — publié le 19991105

La présente invention concerne un procédé de mon- tage de bornes hermétiques pour compresseurs, comprenant la fourniture d'une première alimentation de broches conductri- ces pleines; la fourniture d'une seconde alimentation de broches conductrices comportant un noyau intérieur d'un cer- tain métal et une couche conductrice extérieure d'un métal différent, disposée périphériquement autour du noyau inté- rieur. Ainsi, la présente invention concerne des bornes hermétiques utilisées pour amener du courant électrique à un compresseur. Plus précisément, la présente invention concerne l'identification, par rapport aux capacités électriques, de broches conductrices utilisées dans des ensembles de bornes hermétiques et l'identification, par rapport aux capacités électriques de bornes hermétiques terminées. Les bornes hermétiques du type général de la pré- sente invention sont bien connues de la technologie, et des exemples de telles bornes sont illustrés dans le brevet US- 3 988 053 de Dodenhoff daté du 26 Octobre 1976, ainsi que dans le brevet US-3 551 191 de Elbling et Cie daté du 29 Dé- cembre 1970. Des bornes de ce type comprennent traditionnel- lement un corps métallique généralement en forme de coupelle, comportant, dans la paroi d'extrémité du corps, un certain nombre d'ouvertures à travers chacune desquelles passe une broche de conducteur, la broche étant hermétiquement scellée au corps, par exemple au moyen d'un joint d'étanchéité en verre ou en métal. Les broches conductrices du type ci-dessus ont traditionnellement été fabriquées en acier inoxydable plein, comme par exemple de l'acier inoxydable No. 446. Pour beau- coup d'applications, les broches conductrices en acier inoxy- dable plein conviennent car l'acier est un conducteur électrique satisfaisant pour la plupart des applications, et en particulier du fait que le coefficient de dilatation ther- mique de la broche en acier inoxydable correspond de très près au coefficient de dilatation thermique du verre et du corps métallique en forme de coupelle. Une autre caractéris- tique souhaitable de l'acier inoxydable est qu'il est résis- tant à la corrosion, étant entendu que, dans des bornes de compresseurs hermétiques du type concerné par la présente in- vention, une extrémité des broches conductrices doit sortir à l'extérieur du boîtier d'enceinte du compresseur, et que,5 dans beaucoup de cas, elle doit être exposée à l'environne- ment ambiant, de sorte qu'une corrosion des extrémités expo- sées est possible si les broches conductrices ne sont pas réalisées dans un matériau résistant à la corrosion. On comprendra qu'il est de pratique courante de souder des pattes aux extrémités extérieures exposées des broches conductrices, ces pattes étant destinées à recevoir des pinces de bornes portées par les fils de câblage qui par- tent de la source de puissance électrique. Ainsi, le courant électrique est transmis des fils de câblage aux broches con- ductrices grâce à l'interconnexion mécanique qui existe entre les pinces de bornes et les pattes. Le courant passe alors par les broches conductrices pour pénétrer dans l'enceinte, ces broches étant branchées, par leurs extrémités intérieu- res, aux bornes du compresseur, par tout moyen convenable. Le problème posé par les broches conductrices en acier inoxydable pleines décrites ci-dessus, est que l'acier présente une capacité de transport de courant limitée, ce qui devient une préoccupation lorsqu'on l'utilise avec un com- presseur nécessitant un courant élevé. Pour des compresseurs mettant en jeu des applications à courant élevé, il est connu d'utiliser une broche en acier inoxydable comportant un noyau de cuivre. De cette manière, les propriétés de résistance à la corrosion et les propriétés thermiques de l'acier sont as- sociées à la conductibilité électrique élevée du cuivre. Comme de telles broches à noyau de cuivre fonctionnent très bien lorsqu'elles sont utilisées dans des applications à cou- rant élevé, on les utilise très largement dans des bornes hermétiques. Les fabricants produisent des bornes hermétiques pour diverses applications différentes. Ainsi, les fabricants utilisent à la fois des broches conductrices en acier inoxy- dable pieines et des broches conductrices comportant le noyau de cuivre décrit ci-dessus. Le problème auquel les fabricants doivent faire face est qu'il est difficile de distinguer une broche conductrice en acier inoxydable comportant un noyau de cuivre, d'une broche conductrice en acier inoxydable pur. Ainsi, on peut éventuellement confondre les deux types de broches. Il est connu de marquer les broches par des repè- res d'identification tels que des pattes colorées, mais une telle approche est inappropriée du fait que les pattes sont typiquement montées dans l'une des dernières étapes du mon- tage des bornes, à un moment o une "confusion" des broches peut s'être déjà produite. De plus, des pattes colorées peu- vent être difficiles à voir lorsque la borne est soudée dans un compresseur de réfrigération par exemple. Dans une application de nature voisine, utilisant des câbles électriques comportant plus d'un seul conducteur à l'intérieur d'une couche d'isolation, il a été connu de mar- quer l'un ou plusieurs des conducteurs par une rainure ou au- tre dispositif le long de l'axe longitudinal du conducteur. Ainsi, avec une grande longueur de câble, les conducteurs si- tués à une extrémité exposée du câble peuvent être identifiés à l'autre extrémité exposée, en localisant le conducteur qui comporte la marque d'identification. Les autres conducteurs peuvent ensuite être identifiés par leurs positions relatives par rapport au conducteur comportant le marquage d'identifi- cation. Cependant, ce procédé ne convient pas car il néces- site des moyens coûteux pour distinguer clairement les broches conductrices en acier inoxydable pleines de celles comportant un noyau de cuivre. Le repère d'identification de broche de la pré- sente invention remédie aux inconvénients indiqués ci-dessus en créant une broche conductrice comportant une discontinuité de surface sur l'une ou les deux extrémités de la broche. Une telle discontinuité permet l'identification de la broche, et elle est suffisamment durable pour rester avec la broche pen- dant toute la durée de vie de la borne hermétique. Le repère d'identification de la présente inven- tion est avantageux du fait qu'il fournit un moyen économi- quement rentable pour distinguer clairement les broches conductrices en acier inoxydable pleines, des broches compor- tant un noyau de cuivre. De plus, la présente invention per- met aux broches d'être distinguées d'elles-mêmes, et dans des bornes complètement terminées. Le repère d'identification de la présente inven- tion fournit un marquage d'identification durable qui permet de distinguer facilement des broches en acier inoxydable pleines, de broches à noyau de cuivre, tandis qu'en même temps la présente invention ne dégrade pas la conductibilité électrique et ne perturbe pas non plus l'installation dans la paroi métallique de la borne dans laquelle elle est montée. La présente invention atteint cet objectif en créant une dis- continuité de surface physique sur une extrémité de la broche conductrice, au lieu de la créer le long de l'axe longitudi- nal. Sous une forme de réalisation, la présente inven- tion consiste en une borne hermétique du type utilisé pour transporter du courant électrique à travers un carter de com- presseur hermétique. La borne comprend une paroi métallique percée d'au moins une ouverture à travers laquelle passe une broche conductrice. La broche conductrice est fixée herméti- quement dans l'ouverture. Cette broche comporte une surface extérieure cylindrique et des extrémités opposées, avec une discontinuité de surface disposée sur l'une au moins des ex- trémités, de façon qu'on puisse identifier visuellement des broches présentant des caractéristiques physiques ou électri- ques différentes, comme par exemple la présence ou l'absence d'un noyau de cuivre, d'un placage différent, de longueurs différentes, etc. Sous une forme préférée, la discontinuité com- prend une rainure qui s'étend complètement en travers de l'extrémité. Sous une autre forme préférée, les extrémités de la broche sont essentiellement plates et la discontinuité peut être réalisée sous la forme d'une entaille dans l'extré- mité plate. De plus, l'entaille peut être réalisée sous la forme d'un caractère alphanumérique. Sous une autre forme préférée, le repère d'iden- tification de la présente invention comporte un noyau élec- triquement conducteur et une couche électriquement conductrice disposée périphériquement autour du noyau. Le noyau présente principalement une conductibilité électrique plus élevée que celle de la couche, ce noyau étant réalisé en cuivre tandis que la couche est réalisée en acier inoxydable. Sous un autre aspect, la présente invention crée un procédé pour distinguer visuellement la capacité électri- que relative de bornes hermétiques. Le procédé comprend les étapes de fourniture d'une première alimentation de broches conductrices pleines, et de fourniture d'une seconde alimen- tation de broches conductrices comportant un noyau intérieur avec une couche extérieure disposée périphériquement autour du noyau intérieur. Dans la seconde alimentation de broches, le noyau n'est pas facilement visible et les deux types de broches ne peuvent être distingués optiquement par un système de vision d'ordinateur. Ensuite, l'une des broches pleines et les broches à noyau sont marquées par une discontinuité de surface sur au moins une extrémité des broches, pour former ainsi un jeu de broches marquées et un autre jeu de broches non marquées. Enfin, les broches marquées sont sélectionnées pour être rassemblées dans un premier jeu de bornes herméti- ques, tandis que les broches non marquées sont sélectionnées pour être rassemblées dans un second jeu de bornes herméti- ques. Ainsi, les marquages formés sur les extrémités des bro- ches permettent de distinguer visuellement la capacité électrique relative des bornes hermétiques. Dans un procédé préféré pour distinguer visuelle- ment les capacités électriques des bornes hermétiques, les broches marquées comportent un noyau de cuivre tandis que les broches non marquées sont constituées d'acier inoxydable plein. Un avantage du repère d'identification de broches de la présente invention est qu'il ne doit pas "s'user" pen- dant les divers processus de fabrication. Par exemple, un marquage longitudinal placé sur une broche conductrice ne pourrait fonctionner avec les bornes hermétiques de la pré- sente invention, car un tel marquage longitudinal ou une- telle rainure longitudinale pourraient s'user pendant les processus de bouleversement dérangeant les broches. Au con- traire, le repère d'identification de broches de la présente invention, qui est placé sur les extrémités des broches, est moins sensible aux processus de bouleversement des broches, et reste donc sur les broches conductrices pendant toute leur durée de vie. Un autre avantage du repère d'identification de broches de la présente invention est qu'il ne diminue pas la conductibilité électrique de la broche. Au contraire, un mar- quage longitudinal s'étendant le long d'une broche conduc- trice diminuerait la surface de section transversale de la broche, et diminuerait ainsi la surface disponible dans laquelle le courant électrique peut passer. Cela diminuerait à son tour la conductibilité électrique d'une telle broche. Avantageusement, la présente invention évite ce problème en plaçant le repère d'identification de broche sur les extrémi- tés de la broche et ne diminue donc pas la surface de section transversale à travers laquelle passe le courant, en ne dimi- nuant donc pas la conductibilité électrique de la broche. Un autre avantage encore de la présente invention concerne le montage des broches conductrices dans les ouver- tures de la paroi de la borne métallique. Une broche compor- tant une discontinuité longitudinale introduirait un vide inutile entre l'ouverture de la paroi métallique et la sur- face circonférentielle de la broche. Au contraire, dans le cas de la présente invention, comme le repère d'identifica- tion de broche est placé sur les extrémités de la broche, au- cun vide n'est introduit entre les ouvertures de la paroi métallique et la surface périphérique de la broche. On dimi- nue ainsi le risque de pannes de la borne. Un autre avantage encore de la présente invention est son coût. La présente invention fournit un repère d'iden- tification de broche efficace et bon marché, qui permet de distinguer facilement des broches en acier inoxydable plei- nes, de broches conductrices comportant un noyau de cuivre. Un autre avantage encore de la présente invention- est qu'il fournit un procédé pour distinguer les broches à noyau de cuivre, de celles constituées d'acier inoxydable plein, dans une installation de production, sans dépense ex- cessive ou interruption des procédures de fonctionnement de cette installation. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation re- présentés sur les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'une broche conductrice pleine; - la figure la est une vue en perspective d'une broche conductrice comportant un noyau de cuivre, le noyau étant représenté en tirets; - la figure 2 est une vue en coupe transversale suivant la ligne 2-2 de la broche conductrice de la figure la; - la figure 3 est une vue en coupe transversale suivant la ligne 3-3 de la broche conductrice de la figure 1; - la figure 4 est une vue en perspective d'un mode de réalisation de la présente invention; - la figure 5 est une vue en perspective d'un se- cond mode de réalisation de la présente invention; - la figure 6 est une vue en perspective d'un troisième mode de réalisation de la présente invention; et - la figure 7 est une vue en perspective d'une borne hermétique selon la présente invention. En se référant à la figure 1, une broche conduc- trice pleine 20 comporte une surface cylindrique 22 et une extrémité plate 24. Les broches conductrices sont utilisées dans des bornes hermétiques telles que la borne 26 représen- tée à la figure 7, ces bornes branchant la puissance électri- que d'alimentation à un moteur électrique d'un compresseur (non représenté) par exemple. Comme représenté dans la coupe transversale de la figure 3, la broche conductrice 20 est constituée d'un seul matériau dans toute sa masse. Typique- ment, la broche 20 est réalisée en acier inoxydable tel que l'acier inoxydable No. 446, bien que d'autres métaux tels que- des alliages de fer-nickel, de l'acier plaqué de nickel et analogues, puissent être utilisés pour la broche 20. En se référant maintenant aux figures la et 2, une variante de réalisation de la broche conductrice 28 com- porte un noyau conducteur 30 et une couche 32 disposée péri- phériquement autour du noyau 30. Le noyau 30 est réalisé en cuivre tandis que la couche 32 est réalisée en acier inoxyda- ble. Cependant, le noyau 30 et la couche 32 peuvent être constitués de beaucoup d'autres métaux conducteurs tels que du nickel, des alliages de fer-nickel, etc. Le matériau exact choisi pour le noyau 30 et la couche 32 n'est pas essentiel pour la présente invention, sinon qu'on remarquera que la broche 28 comportant un noyau et une couche entourant celui- ci, ne peut se distinguer de la broche 20 constituée d'un seul matériau plein dans toute sa masse. Ainsi, comme repré- senté à la figure la, la broche 28 comporte également une surface cylindrique 22 et une extrémité plate 24, en présen- tant exactement les mêmes dimensions que celles de la broche 20. Ainsi, à l'oeil nu, la broche 20 et la broche 28 ne peu- vent pratiquement pas se distinguer l'une de l'autre. Des bornes hermétiques telles que la borne 26 re- présentée à la figure 7, sont destinées à utiliser à la fois des broches pleines telles que la broche 20, et des broches comportant un noyau de cuivre meilleur conducteur, telles que la broche 28. En fait, deux bornes hermétiques dont l'une est destinée à la transmission d'un courant élevé et utilise la broche 28, tandis que l'autre est destinée à la transmission d'un courant normal plus faible et utilise la broche 20, se- raient difficiles à distinguer par une simple inspection vi- suelle, à moins de prendre des mesures pour identifier l'une des bornes. Ainsi, la broche 20 et la broche 28 sont utili- sées de manière interchangeable dans la borne 26, suivant les exigences électriques de l'application particulière à laquelle la borne 26 doit être soumise. Il faut donc identi- fier les broches pour ne pas mélanger les broches et les bor- nes. La figure 4 représente une broche conductrice 34 comportant une surface cylindrique 22 et une extrémité essen- tiellement plate 24. Une discontinuité ou entaille est réali- sée sous la forme d'une rainure 36 dans l'extrémité plate de la broche 34. Cette broche 34 peut être une broche conduc- trice comportant par exemple un noyau de cuivre, de sorte que la rainure 36 sert de repère d'identification pour la broche 34. Si toutes les broches comportant un noyau de cuivre sont marquées par un repère d'identification tel que la rainure 36, les broches à noyau de cuivre peuvent alors se distinguer visuellement des broches constituées d'un seul matériau plein dans toute leur masse. Ainsi, la présente invention fournit un repère d'identification pour les broches conductrices uti- lisées dans des bornes hermétiques. Bien que la rainure 36 puisse varier essentiellement de largeur et de profondeur, on a constaté qu'une rainure 36 ayant une largeur de 0,635 + 0,127 mm (0,025 0,005 pouce) et une profondeur de 0,254 + 0,127 mm (0,010 + 0,005 pouce), en s'étendant essentiellement complètement en travers de l'extrémité plate 24, donnait sa- tisfaction. Le repère d'identification de la présente inven- tion est de préférence utilisé avec des broches à noyau de cuivre, telles que la broche 28, car les broches ayant un noyau de cuivre sont de ca fait utilisées moins fréquemment que les broches en acier inoxydable pur. Ainsi, c'est pour une simple raison économique que le repère d'identification est utilisé sur les broches à noyau de cuivre au lieu d'être utilisé sur les broches en acier plein. Cependant, le repère d'identification de la présente invention pourrait fonction- ner aussi bien sur des broches pleines telles que la broche 20. La mise en oeuvre pratique de la présente invention né- cessite simplement que le fabricant soit cohérent pour placer le repère d'identification soit sur les broches à noyau de cuivre soit sur les broches pleines, mais pas sur les deux. Le repère d'identification de la présente inven- tion n'est pas limité à la rainure 36 représentée à la figure 4. Comme représenté à la figure 5, un évidement carré 38 sur la broche 40 constitue un repère d'identification convenable. De la même manière, à la figure 6, une lettre alphabétique gravée en creux 42 identifie la broche 44. En fait, le repère d'identification peut être réalisé sous une variété pratique- ment illimitée de formes, et celles qui sont illustrées ici ne sont que de simples exemples. Ce qui est important dans la mise en oeuvre pratique de la présente invention, est que le repère d'identification tel que la rainure 36, le carré 38 ou la lettre 42, forme une discontinuité de surface physique ou une entaille sur l'extrémité plate 24. Les broches conductri- ces sont soumises à divers processus de production tels que des chutes et des attaques à l'acide, de sorte qu'un repère d'identification pourrait "s'user". On a constaté qu'une dis- continuité de surface ou une entaille telle que la rainure 36, le carré 38 ou la lettre 42, pouvait supporter les divers processus de production auxquels la broche est soumise, tout en conservant le repère d'identification sur la broche pen- dant toute sa durée de vie. Comme représenté à la figure 7, un identificateur de broche, à savoir une rainure 36, est utilisé avec une borne hermétique 26 selon la présente invention. La borne hermétique 26 comporte une paroi métallique en forme de cou- pelle 46 à travers laquelle passent les broches conductrices. Des pattes 48 sont montées sur un côté des broches conductri- ces et servent à connecter des pinces (non représentées), ces pièces étant portées par une source de puissance électrique (non représentée). La borne hermétique 26 peut être montée dans un carter de compresseur dans lequel elle servirait à transmettre l'alimentation électrique au moteur. Comme repré- senté à la figure 7, des broches 34 comportant des rainures 36 sont montées dans une borne 26. Typiquement, le repère d'identification de broche de la présente invention est pré- sent sur toutes les broches montées dans une borne indivi- duelle quelconque, comme représenté à la figure 7. De plus, comme représenté aux figures 4 et 7, le repère d'identifica- tion de broche de la présente invention est de préférence présent sur les deux extrémités de la broche conductrice. Ce- pendant, il est possible que moins de la totalité des broches comporte un repère d'identification de broche, ou que les Il broches ne comportent un identificateur de broche que sur une extrémité seulement. De telles formes de réalisation restent néanmoins dans le cadre de la présente invention. Le repère d'identification de la présente inven- tion peut être mis en place sur les broches conductrices par l'un de plusieurs procédés largement connus des personnes ha- bituellement au courant. Par exemple, en se référant à la fi- gure 4, la rainure 36 peut être mise en place sur la broche 34 en entaillant mécaniquement, en repoussant, en estampant, en emboutissant ou en découpant le repère d'identification dans l'extrémité de la broche. Dans une installation de production, la présente invention fournit un procédé efficace pour distinguer facile- ment les broches à noyau de cuivre de celles constituées d'acier inoxydable plein. Un tel procédé mettrait par exemple en oeuvre la fourniture d'une première alimentation de bro- ches conductrices pleines telles que la broche 20 représentée à la figure 1. Le procédé fournit également une seconde ali- mentation de broches conductrices comportant un noyau de cui- vre intérieur, telles que la broches 28 représentée à la figure la. Ensuite, soit les broches pleines 20 soit les bro- ches à noyau 28 sont marquées par une discontinuité de sur- face telle que l'entaille 36 représentée à la figure 4. On a ainsi formé deux jeux de broches dont l'un est marqué d'une entaille 36 sur les extrémités des broches, tandis que l'au- tre est non marquée. Enfin, les broches marquées sont sélec- tionnées pour être montées dans un premier jeu de bornes hermétiques tandis que les broches non marquées sont sélec- tionnées pour être montées dans un second jeu de bornes her- métiques. En utilisant ce procédé, les broches à noyau peuvent être distinguées visuellement des broches pleines et, à leur tour, les bornes hermétiques partiellement assemblées et complètement assemblées peuvent également être distin- *guées. R E V E N D I C A T I ONS 1 ) Procédé de montage de bornes hermétiques (26) pour com- presseurs, comprenant la fourniture d'une première alimenta- tion de broches conductrices pleines (20); la fourniture d'une seconde alimentation de broches conductrices (28) com- portant un noyau intérieur (30) d'un certain métal et une couche conductrice extérieure (32) d'un métal différent, dis- posée périphériquement autour du noyau intérieur, caractérisé en ce que10 les broches pleines (20) ou les broches à noyau (28) sont marquées par une discontinuité de surface (36) sur l'une au moins (24) de leurs extrémités, pour former ainsi un jeu de broches marquées (28, 40, 44) et un autre jeu de broches non marquées (20), les broches marquées (28, 40, 44) étant sélec-15 tionnées et montées dans un premier jeu de bornes herméti- ques, tandis que les broches non marquées (20) sont montées dans un second jeu de bornes hermétiques. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche extérieure (32) est constituée essentiellement d'acier inoxydable et le noyau intérieur (30) est constitué essentiellement de cuivre. 3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités (24) des broches (20, 28, 40, 44) sont essen- tiellement plates. 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les broches conductrices (20) de la première alimentation sont marquées. 5 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les broches conductrices (28) de la seconde alimentation sont marquées. 6 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la discontinuité de surface (36) comprend une entaille réali- sée sous la forme d'une rainure.