Brevet FR2884974A1 — publié le 20061027

Raccord de câbles à âme conductrice sur cosses électriques La présente invention concerne un raccord de câbles à âme conductrice sur des cosses électriques et plus particulièrement les moyens pour raccorder de telles cosses sur les câbles à âme conductrice en aluminium qui doivent bénéficier d'une protection accrue contre les risques liés à l'oxydation et à la corrosion. Dans le domaine des raccordements électriques de qualité tels que ceux utilisés dans le domaine aéronautique, il est très largement fait appel au 10 sertissage d'éléments d'extrémité sur les câbles conducteurs. L'élément d'extrémité peut être un contact, male ou femelle, destiné à être utilisé dans un connecteur par exemple, ou bien être une cosse, par exemple une cosse plate. Comme illustré sur les figures la, lb et l c, les cosses électriques 1 sont des éléments d'extrémité de câbles électriques 2 biens connus qui permettent de raccorder les câbles électriques notamment sur des platines 61. La cosse 1 est en général constituée de deux parties de fonctions distinctes, à savoir une première partie 3 destinée à être sertie sur le câble électrique 2, et une seconde partie 6, dont la forme est variable suivant le type de montage envisagé, destinée à être raccordée à un autre élément de continuité électrique 61 tel qu'une platine de raccordement par exemple. Souvent la première partie a la forme générale d'un fût de sertissage 3 sensiblement cylindrique et creux, de section sensiblement circulaire avant sertissage. Dans les cas illustrés la seconde partie 6 a la forme d'une plaque percée d'un trou 65 permettant de fixer la cosse 6 sur la platine 61 au moyen d'une vis 63, solidaire de la platine 61, d'un écrou 64 et en général d'une rondelle 62. La seconde partie 6 peut en pratique prendre d'autres formes telle qu'une forme de fourche par exemple. Pour assurer la continuité électrique entre la cosse 1 et le câble électrique 2, l'extrémité du câble électrique 2 est débarrassée de son isolant 22 pour libérer l'âme conductrice 21, et l'âme conductrice 21 est introduite dans le fût 3 qui est déformé par écrasement 4 pour sertir la cosse 1 sur le câble électrique 2 et assurer la continuité électrique. L'utilisation de câbles électriques à âme conductrice en aluminium ou en alliage à base d'aluminium est de plus en plus souvent envisagée car elle permet de réduire la masse des câbles électriques de façon significative par rapport aux câbles électriques classiques dont l'âme conductrice est réalisée à base de cuivre. Cependant en raison de la sensibilité particulière de l'aluminium aux phénomènes d'oxydation et de corrosion, il est nécessaire de prendre des précautions particulières pour protéger la zone de sertissage de l'oxydation et de la corrosion. Ainsi des éléments de terminaison adaptés à la réalisation de doubles sertissages ont été réalisés dont l'objectif est d'isoler physiquement la zone du sertissage électrique de l'environnement extérieur. Un premier sertissage conventionnel sur la partie dénudée du câble électrique assure la continuité électrique de la connexion et un second sertissage sur une partie non dénudée du câble électrique est réalisé en vue de garantir l'étanchéité entre la zone de sertissage de la partie dénudée et l'environnement extérieur pour préserver la zone de sertissage de la partie dénudée des agressions pouvant générer des phénomènes d'oxydation et de corrosion. De tels éléments de terminaison adaptés au double sertissage et des procédés de sertissage, bien adaptés à la technologie des câbles à âme conductrice en aluminium, sont connus, par exemple tels que décrits dans le brevet FR 2 620 579. Lorsque cette technique est appliquée aux cosses électriques, le fût 3 est réalisé avec un fond fermé 38 et un second sertissage 5 est réalisé pour appliquer le fût sur l'isolant 22 comme illustré sur la figure 1c. Pour réaliser de tels sertissages très exigeants en qualité, il faut utiliser des outils de sertissage adaptés à chaque type de terminaison et à chaque diamètre de câble. Pour sertir les éléments d'extrémité nécessitant un double sertissage on préfère pour des raisons industrielles de rapidité et de qualité utiliser des outils de sertissage réalisant les deux sertissages en une seule opération plutôt que de réaliser les deux opérations successivement avec deux outils de sertissage. De tels outils pour le double sertissage sont évidemment plus complexes et plus coûteux que les outils pour sertissage simple. De façon courante on utilise sur les avions des câbles conducteurs de dimensions normalisées allant de la taille 24 soit 0,25 mm2 pour les plus petites sections jusqu'à la taille 000 soit 85 mm2 pour les sections les plus importantes. Pour chaque section de câble conducteur et pour chaque élément d'extrémité, il est nécessaire d'utiliser un outil de sertissage particulier adapté à la section et à la géométrie de l'élément d'extrémité afin d'assurer la qualité du sertissage. La qualité de ces outils est encore plus critique lorsque deux sertissages sont nécessaires d'une part pour assurer la continuité électrique et d'autre part l'étanchéité de la zone de sertissage sur la partie conductrice. Ainsi chaque fois que la technologie du double sertissage doit être appliquée pour une nouvelle combinaison de section de câble avec une géométrie d'élément d'extrémité, il est nécessaire de disposer de nouveaux outils de sertissage. La multiplication de tels outils de sertissage complexes est particulièrement pénalisante tant pour les coûts de développement et d'acquisition de ces outils de sertissage spécifiques que pour leur gestion en atelier et leur entretien qui exige des contrôles de qualité très fréquents. En outre, les processus de fabrication de certains éléments d'extrémité comme par exemple les cosses en aluminium nickelé imposent des opérations de traitement de surface et de rinçage de la cosse qui vont conditionner la qualité électrique de l'élément d'extrémité. Pour assurer une bonne circulation des bains de traitement, en particulier dans le cas des éléments d'extrémité de dimensions réduites, il n'est pas possible de réaliser des formes fermées qui n'autoriseraient pas la circulation des bains de traitement. Pour cette raison, la zone de sertissage des éléments d'extrémités, en général en forme de fût, doit être ouverte à ces deux extrémités, au moins pendant l'étape du traitement de surface, afin de garantir l'efficacité de ces opérations de traitement de surface et de rinçage sur toute la surface de l'élément d'extrémité y compris à l'intérieure du fût. La présence d'une ouverture à l'opposé de l'ouverture d'introduction du câble électrique rend difficile l'application des solutions connues de connexions étanches à double sertissage et jusqu'à présent l'application de la technologie du double sertissage sur des cosses en aluminium nickelé n'a pas été généralisée pour des cosses de dimensions inférieures à la taille 10 qui correspond à des sections de 5 mm2. Ces difficultés sont résolues au moyen d'un raccord électrique, pour câble électrique, comportant une cosse électrique avec un fût cylindrique ayant une ouverture à une de ses extrémités, un clip disposé à l'intérieur du fût cylindrique, ledit clip comportant au moins un élément de verrouillage et un élément de continuité électrique. Un élément d'extrémité, apte à être raccordé à une extrémité du câble électrique et à être inséré par l'ouverture dans le clip, coopère avec le dit élément de verrouillage et le dit élément de continuité électrique lorsqu'il est inséré dans le clip. De préférence, pour une section de câble donnée, ledit élément d'extrémité est un élément d'extrémité standard, c'est à dire qu'il est identique quelle que soit la forme (oeillet, fourche, etc...) d'une partie de la cosse permettant le serrage de ladite cosse sur un support. Cela présente l'avantage de permettre l'utilisation des mêmes outils et procédés de sertissage quel que soit le type de cosse utilité. Selon des modes de réalisation particuliers de l'invention; - le clip est réalisé dans un matériau électriquement conducteur et élastique pour être inséré dans le fût de la cosse, - des moyens de maintien du clip dans le fût de la cosse sont prévus pour éviter que le clip ne puisse s'échapper du fût, - des moyens d'étanchéité permettent d'isoler l'intérieur du fût de la cosse un fois le raccord électrique monté pour éviter les risques d'oxydation ou de corrosion, - l'élément d'extrémité est serti sur l'extrémité dénudée du câble électrique en simple ou en double sertissage. Le raccord électrique de l'invention permet ainsi de réaliser des raccords particulièrement bien protégés contre les agressions de l'environnement par la facilité d'utiliser des éléments d'extrémité à double sertissage et en isolant l'intérieur du fût de la cosse, comportant le clip de rétention et de continuité électrique et l'élément d'extrémité serti sur le câble électrique, au moyen d'un bouchon d'étanchéité et d'un soufflet d'étanchéité. Une description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention est décrite en référence aux figures qui correspondent: - figures la à l c: état de l'art déjà cité du raccordement des cosses électriques par sertissage, en particulier en 1 b la coupe d'une cosse avec sertissage simple et en 1c la coupe d'une cosse avec un double sertissage; - figure 2: coupe longitudinale de la cosse selon l'invention; - figure 3: coupe longitudinale du clip de rétention et de continuité électrique selon l'invention; - figure 4: moyens d'étanchéité bouchon et soufflet, -figure 5: cosse et clip assemblés; - figure 6: élément d'extrémité et câble électrique; - figure 7: élément d'extrémité standard, câble électrique et soufflet 5 assemblés; - figure 8: vue en perspective des éléments désassemblés; - figure 9: coupe du raccord électrique assemblé. Dans la présente invention le fût 3 de la cosse 1 n'est plus destiné à être déformé pour assurer la continuité avec le câble électrique 2 par 10 sertissage. Le fût 3 comporte une ouverture 31 à son extrémité opposée à l'élément de fixation 6 de la cosse 1 dont la section est suffisante pour laisser passer un élément d'extrémité 8 pour câble électrique, ledit élément d'extrémité 8 étant choisi dans un catalogue d'éléments d'extrémités standards en accord avec la section du câble électrique 2 à raccorder à la cosse 1 et des caractéristiques électriques attendues de la jonction. Notamment l'élément d'extrémité standard 8 sera du type à double sertissage dès lors que des qualités de protection contre l'oxydation et la corrosion seront recherchées. L'élément d'extrémité standard 8 comporte une extrémité 81 dédiée à assurer le contact et la continuité électrique entre l'élément d'extrémité standard 8 et les moyens dans lesquels cet élément d'extrémité 8 doit être inséré, une bague 82 pour assurer le blocage de l'élément d'extrémité 8 et un fût creux 83 destiné à être serti sur le câble électrique. Un clip 7 est réalisé dans une matière électriquement conductrice et dont le matériau présente de bonnes caractéristiques d'élasticité. L'homme du métier connaît de tels matériaux, par exemple dans la famille des alliages cuivreux. Le clip 7 a la forme d'un cylindre dont les dimensions sont adaptées à 30 celles de la cavité du fût 3 de la cosse 1. La surface extérieure 71 du clip 7, une fois que le clip 7 est inséré dans le fût 3, épouse sensiblement la forme de la cavité du fût 3 afin d'assurer la meilleure continuité électrique possible entre le clip 7 et la cosse 1. Ce résultat est obtenu en réalisant un clip 7 dont la section, lorsque le clip 7 n'est soumis à aucune contrainte, est supérieure à la section de la cavité du fût 3. Le clip 7 présente sur sa longueur une fente 72. Une pression exercée sur le clip 7 perpendiculairement à cette fente 72 permet de diminuer la largeur de cette dernière, et en conséquence la section du clip 7, jusqu'à ce que cette section soit suffisamment petite pour que le clip 7 puisse être introduit par l'ouverture 31 du fût 3. L'élasticité intrinsèque du matériau utilisé pour réaliser le clip 7 conduit celui-ci, une fois qu'il est en position dans le fût 3, à tendre à revenir vers sa section initiale et à assurer un contact intime entre la surface extérieure 71 du clip 7 et la paroi intérieure 32 du fût 3. Afin que le clip 7, une fois introduit dans le fût 3, ne puisse ressortir sous l'effet de vibrations ou de forces de traction, des moyens de maintien sont prévus sur le fût 3 pour maintenir le clip 7. Ces moyens de maintien peuvent être réalisés sous la forme de butées longitudinales 33-34 aux extrémités du fût 3. Du côté de l'ouverture 31, côté de raccordement du câble électrique 2 à la cosse 1, les dimensions de ses butées 33 sont limitées au nécessaire pour maintenir le clip 7 en position dans le fût 3 sans risquer de gêner l'insertion de l'élément d'extrémité 8 du câble électrique 2. De façon alternative, ces moyens de maintien peuvent prendre la forme d'éléments saillants soit 35 sur la paroi intérieure 32 du fût 3, soit 76 sur la paroi extérieure 71 du clip 7, qui vont coopérer avec une forme en creux, respectivement soit 75 dans le clip, soit 36 dans le fût. Le nombre et la forme de ces moyens peuvent varier en fonction de la résistance mécanique à atteindre et des dimensions de la cosse. Le clip 7 est également doté d'au moins un élément de rétention 73. Cet au moins un élément de rétention 73, solidaire du clip 7, est réalisé pour permettre le passage de l'élément d'extrémité 8 dans le sens de l'insertion par l'ouverture 31 du fût 3 et pour interdire l'extraction dudit élément d'extrémité 8 lorsqu'une force est exercée sur le câble électrique 2 auquel il est fixé. Les éléments de rétention 73 sont constitués d'éléments élastiques ayant une forme inclinée depuis la paroi en direction de l'axe du fût 3 lorsque l'on pénètre dans le fût 3 par l'ouverture 31. En pratique les éléments de rétention 73 peuvent être réalisés par pliage de parties prédécoupées dans le flan servant à réaliser le clip 7. La forme de ces éléments de rétention 73 permet d'introduire l'élément d'extrémité 8 pratiquement sans effort dans le fût 3. Les éléments de rétention 73 se replient naturellement sous la poussée de l'élément d'extrémité 8 et de la bague 82 et reprennent une position détendue sous l'effet de leur élasticité après que la bague 82 a passé les extrémités libres des éléments de rétention 73. Dans cette dernière position détendue, les extrémités libres des éléments de rétention 73, en s'arque boutant sur la bague 82 de l'élément d'extrémité 8 empêchent ce dernier de pouvoir sortir du fût 3. Le clip est également doté d'au moins un élément de continuité électrique 74. Cet au moins un élément de continuité électrique 74, solidaire du clip est réalisé au moyen de lames élastiques et conductrices aptes à assurer un contact électrique permanent avec la surface de l'extrémité 81 de l'élément d'extrémité 8 lorsqu'il est introduit dans la cavité du fût 3. En pratique les éléments de continuité électrique 74 peuvent être réalisés par pliage de parties prédécoupées dans le flan servant à réaliser le clip 7 La cavité du fût 3 peut être ouverte ou fermée lors de la réalisation de la cosse du côté des moyens de fixation 6 de la cosse 1. Dans le cas où elle est ouverte, l'ouverture peut être obturée au moyen d'un bouchon 91. Le bouchon 91 prend appui sur les éléments de rétention 34. Avantageusement le bouchon peut être réalisé dans un matériau en élastomère. Avantageusement le bouchon peut être introduit dans la cavité du fût 3 avant l'introduction du clip 7 et les dimensions de la cavité du fût 3, du bouchon 91 et la longueur du clip 7 sont déterminées pour que le clip 7 assure le maintien en position du bouchon 91 à l'extrémité de la cavité du fût 3. Enfin un élément d'étanchéité 9 peut être mis en place pour isoler la cavité du fût 3 de l'environnement extérieur. Cet élément d'étanchéité 9 est de préférence réalisé dans un matériau en élastomère. Cet élément peut prendre la forme d'un soufflet de dimensions adaptées qui s'appuie à l'une de ses extrémités sur l'extérieur du fût 3 et à son autre extrémité sur l'isolant 22 du câble électrique 2. Lorsque le clip 7 est maintenu en position dans le fût 3 au moyen d'un élément de blocage saillant 76 sur le clip 7 coopérant avec une forme en creux 36 dans la paroi du fût 3, on réalisera de préférence, lorsque la forme en creux 36 traverse la paroi du fût 3, cette forme en creux 36 dans une zone du fût 7 qui sera recouverte par l'élément d'étanchéité 9 dans sa position finale. Cette disposition participe au maintien de la qualité de l'étanchéité recherchée. L'association sur une cosse d'un bouchon 91 et d'un élément d'étanchéité 9 permet de réaliser une jonction électrique isolée de l'environnement extérieur, diminuant ainsi les risques d'oxydation ou de corrosion au niveau de la jonction électrique. La mise en oeuvre de l'invention est réalisée en trois étapes. La cosse 1 est d'abord préparée par insertion dans le fût 3 par l'ouverture 31 d'un bouchon 91 (le cas échéant) et du clip élastique 7, jusqu'à engagement dans les moyens de maintien par exemple des butées 33 ou des éléments en relief 35 ou 76 dans les formes en creux correspondantes respectivement 75 ou 36. Cette préparation des cosses peut être réalisée au moment de la fabrication des cosses. Le câble électrique 2 est préparé de façon conventionnelle par le sertissage d'un élément d'extrémité standard 8 conforme à celui prévu pour le modèle de cosse à utiliser. Le sertissage de cet élément d'extrémité 8 peut être du type à double sertissage, un sertissage sur l'âme conductrice 21 et un sertissage sur l'isolant 22, en particulier dans le cas des câbles à âme conductrice 21 en alliage d'aluminium et il peut s'effectuer avec les outillages existants pour cet élément d'extrémité standard. La dernière étape consiste à enfiler l'élément d'étanchéité 9 sur le câble électrique 2, à insérer l'élément d'extrémité 8 monté sur le câble électrique 2 dans le fût 3 de la cosse 1 par l'ouverture 31 jusqu'à engagement complet de l'élément d'extrémité 8 dans les moyens de rétention 73 du clip 7 et enfin de positionner l'élément d'étanchéité 9 à son emplacement définitif sur le câble électrique 2 et sur le fût 3 de la cosse 2. Par ce moyen, il est obtenu le raccordement électrique d'une cosse 1 sur un câble électrique 2, étanche si besoin, sans faire appel à des outils de sertissage spécifiques pour ladite cosse 1. La forme de la cosse illustrée dans l'exemple de réalisation n'est pas limitative. De même on remarquera que d'autres modes de raccordement de l'âme conductrice 21 avec l'élément d'extrémité standard 8, par exemple la soudure, sont compatibles avec la présente invention. REVENDICATIONS 1- Raccord électrique pour un câble électrique (2), le dit raccord électrique comportant une cosse électrique (1) comportant un fût cylindrique (3) ayant une ouverture (31) à une de ses extrémités, caractérisé en ce qu'il comporte en outre: - un clip (7) disposé à l'intérieur du fût cylindrique (3) et comportant au moins un élément de verrouillage (73) et un élément de continuité électrique (74) ; - un élément d'extrémité (8) apte à être raccordé à une extrémité du câble électrique (2) et à être inséré par l'ouverture (31) dans le clip (7), cet élément d'extrémité (8) coopérant avec le dit élément de verrouillage (73) et le dit élément de continuité électrique (74) lorsqu'il est inséré dans le clip (7) . 2- Raccord électrique suivant la revendication 1 dont le clip (7) est réalisé dans un matériau élastique électriquement conducteur et dont la section du clip (7) est, en dehors de toute sollicitation, supérieure à la section intérieure du fût (3). 3- Raccord électrique suivant la revendication 2 dont le clip (7) est pourvu d'une fente (72) sur sa longueur pour modifier la section du clip (7) sous l'effet de forces antagonistes avec les forces de rappel élastique. 4- Raccord électrique suivant l'une des revendications 1 à 3 comportant des éléments de maintien (33 et 34, 35 et 75, 36 et 76) du clip (7) dans le fût (3) de la cosse (1). 5- Raccord électrique suivant la revendication 4 dont les éléments de 25 maintien du clip (7) sont réalisés au moyen de butées (33-34) aux extrémités du fût (3). 6- Raccord électrique suivant la revendication 4 dont les éléments de maintien du clip (7) sont réalisés au moyen d'au moins un élément saillant (76) solidaire du clip (7) apte à coopérer dans la position de maintien avec une forme en creux (36) dans la paroi du fût (3) . 7- Raccord électrique suivant la revendication 4 dont les éléments de maintien du clip (7) sont réalisés au moyen d'au moins un élément saillant (35) solidaire du fût (3) apte à coopérer dans la position de maintien avec une forme en creux (75) dans la paroi du clip (7). 8- Raccord électrique suivant l'une des revendications 1 à 7 dans lequel un bouchon (91) est disposé à l'extrémité du fût (3) opposée à l'ouverture (31) d'insertion de l'élément d'extrémité (8). 9- Raccord électrique suivant la revendication 8 dans lequel le bouchon (91) est maintenu en position, à l'extrémité du fût (3) opposée à l'ouverture (31) d'insertion du câble électrique (2), par le clip (7). 10- Raccord électrique suivant la revendication 8 ou la revendication 9 dans lequel le bouchon (91) est réalisé en élastomère. 11- Raccord électrique suivant l'une des revendications précédentes comportant des moyens d'étanchéité (9) entre le câble électrique (2) et le fût (3). 12- Raccord électrique suivant la revendication 11 dans lequel les moyens d'étanchéité (9) sont constitués d'un soufflet en élastomère prenant appui à l'une de ses extrémités sur l'extérieur du fût (3) et son autre extrémité sur l'isolant (22) du câble électrique (2). 13- Raccord électrique suivant l'une des revendications précédentes dans lequel l'élément d'extrémité (8) est du type à simple ou à double sertissage.