Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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Procédé pour fixer un manchon métallique malléable sur un ~onc en maté-
riau composite et isolateur obtenu par la mi~e en oeuvre de ce procédé
La présente invention concerne un procédé pour ~ixer un manchon
métallique malléable sur un ~onc en matériau composite. Le manchon peut
être par exemple en acier ou en alliage d'aluminium, tandis que le jonc
peut être constitué de fibres de verre imprégnées de résine synthétique.
~ orsque le manchon appartient à une ferrure d'extrémité d'un iso-
lateur électrique dont le ~onc est l'élément isolant, on conçoit que sa
fixation sur le jonc soit une ooération extrêmement critique. Si l'on
procède par rétreint mécanique, il faut que la compression soit suffi-
sante pour assurer le maintien du ~onc dans son manchon, même en ^as
d'effort de traction important ; mais cette compresqion ne doit pas être
excessive pour ne pas risquer d'endommager les fibres et de provoquer des
craquelures
Dans les brevets américains 3 152 392, 3 192 622 et dans les bre-
vets français 2 418 960 et 2 4~7 Oc2, on propose d'insérer l'extrémité
du jonc dans le losement cylindrique d'un manchon dont la surface externe
peut être soit cylindrique, soit légèrement conique ou biconique. On
réalise le rétreint par l'intermédiaire d'une matrice polygonale de
compression en plusieurs pièces, de manière à appliquer simult2nément en
tout point de la face externe du manchon une force radiale centripète. La
but recherché est de multiplier le nombre de pièces de la matrice pour
que la force radiale soit la plus uniforme possible.
Ce procédé présente des inconvénients car il crée un fluage du
métal du manchon, perpendiculairement aux forces de compression dans
deux directions opposées, symé~triquement par rapport au plan médian de
la zone comprimée ; ceci entr~îne des efforts de traction dans les ~ibres
du jonc suivant deux directions opposées. ~n outre, si l'application des
~orces de compression n'est pas homosène suivant toutes les génératrices
du manchon, on observe une ovalisation du jonc avec délaminase des
fibres.
Le procédé connu provoque donc des détériorations des fibres sus-
ceptibles de diminuer considérablement les performances de l'isolateur
concerne.
La presente invention a pour but d'~viter ces inconvénients gr~ce
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à un procédé assurant un nouveau type d'assemblage jonc-manchon.
La présente invention a ~our objet un procédé ?our fixer un manchon
métallique malléable sur un jonc en matériau composite, ce manchon
comprenant un logement cylindrique interne dans lequel est enfilée une
extrémité du jonc.
Selon ce procédé, on effectue une opération de compression provo-
quant un étirage du manchon de manière continue sur des zones annulaires
du manchon, sensiblement depuis son entrée et sensiblement jusqu'à l'ex-
trémité du jonc, de manière à écrouir le métal du manchon autour du jonc
sans étirer le matériau composite au delà de sa limite d'allongement
élastique.
A titre d'exemple, la limite d'allongement élastique des fibres de
verre E est de l'ordre de 3% tandis que la déformation du métal peut
entraîner un allongement du manchon de l'ordre de 6% à 10~.
Le procédé selon l'invention provoque un serrage progressif du
manchon sur le jonc susceptible d'étirer les fibres dans une seule direc-
tion à partir de l'entrée du manchon, contrairement aux procédés connus.
Selon un perfectionnement du procédé conforme à l'invention, la
force de compression est variable selon les zones annulaires consi-
dérées.
La présente invention a également pour objet un isolateur élec-
trique obtenu par la mise en oeuvre du procédé ci-dessus. Il comporte au
moins une ferrure d'extrémité présentant un manchon dans lequel a été
fixée une extromité du jonc.
Selon une variante de réalisation, et pour des raisons qui seront
explicitées plus loin, l'entrée du manchon présente un bourrelst non
comprimé sur le jonc.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront
au cours de la description suivante d'un mode de mise en oeuvrs donné
titre illustratif mais nullement limitatif.
Dans le dessin annexé :
- la figure 1 montre en coupe axiale une extrémité d'un isolateur organi-
que, et notamment une ferrure dans laquelle est engagée l'extrémité d'un
jonc en matériau ^omposite,
- la ~igure 2 est un diagramme montrant très schématLquement l'ampli~ude
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des forces de compression~appliquées sur le manchon,
- la figure 3 montre en coupe axiale l'extrémité de l'isolation de la
figure 1 après l'opération de rétreint schématisée par la figure 2,
- la figure 4 montre en coupe schématique un dispositif permettant la
mise en oeuvre du procédé selon l'invention, les parties gauche et droite
de cette figure correspondant respectivement aux deux états de l'isola-
teur illustrés dan~ les figures 1 et 3.
- la figure 5 est une vue schématique en cour,e transversale selon la
ligne V de la figure 4 ; on y voit en outre l'ensemble des secteurq de
compression associés au manchon.
On a représenté sur la figure 1 une extrémité d'un isolateur 1
comportant une ferrure 2 en métal malléable, tel que l'acier ou un
alliage d'aluminium, présentant un manchon cylindrique 3 et une extré-
mité de fixation 4 ; cette dernière présente toute forme adaptée à
l'utilisation de l'isolateur. L'essentiel est que la ferrure 2 comporte
un manchon cylindrique 3 muni d'un logement cylindrique interne 6 d'axe
9 et susceptible de recevoir à frottement doux l'extrémité 11 d'un
jonc 10 en matériau composite, par exemple à base de fibres de verre
imprégnées de résine synthétique. (Le jeu entre le jonc et la paroi
intérieure du logement 6 a été volontairement exagéré sur la figure). On
a référencé 8 la face extrême du jonc 10 apr,liquée contre le fond 7 du
logement 6.
L'entroe de la ferrure 2 est munie d'un bourrelet 5 qui ne sera pas
comprimé sur le jonc 10. On a référencé 12 le plan "d'entrée" de la
ferrure qui coupe en A l'axe 9 commun au jonc 10 et à la ferrure 2. Une
telle disposition permet de séparer les zones de contraintes mécaniques
maximum, qui se situent dans la zone comprimée de la ferrure 2, des zones
de contraintes électriques maximum qui se situent sensiblement à l'exté-
rieur de la ferrure au-delà du plan 12.
La zone du manchon intéressée par le rétreint est référenc~e
par L. Elle est limitée d'une part zar un plan 13, orthogonal à l'axe 9
et situé après le bourrelet 5, et d~autre part par un pl~n orthogonal à
l'axe 9 et passant sensiblement par la face terminale 8 du jonc lO.
On a schématisé sur la figure 2 l'oDération de rétreint dans le plan de
coupe de la figure l par rapport à deux axes ortnogonaux (0t, 0l), Ot
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représentant l'axe des temps et 01 les abscisses des points d'appli-
cation des forces de compression sur une génératrice de longueur L. Les
flèches 20 schématisent l'amplitude de ces forces.
Contrairement à l'art antérieur où l'on réalisait une compression
5simultanée en tout point de la surface externe du manchon, on effectue
selon l'invention, entre t1 et t2, une compression continue suivant des
zones annulaires du manchon, en partant sensiblement du plan 13, jus-
qu'aux environs du plan de la face 8. L'amplitude de la force appliquée
est nulle au niveau du plan 13, puis elle est croissante. Il faut remar-
10quer que la section du jonc 10 passant par le point A reste fixe par
rapport au plan 12 pendant toute l'opération de rétreint.
On a montré dans la figure 3 en traits pleins la ferrure 2' après
rétreint et on a rappelé par des traits pointillés sa configuration
initiale. Le manchon et l'extrémité de fixation ont été réferencés res-
15pectivement 3' et 4'. Sous l'effet du rétreint, le métal du manchon
s'est écroui autour de l'extrémité 11' du jonc 10 dont les fibres ont ~té
étirées uniquement dans la direction schématisée par la flèche 20. Les
fibres ayant subi un allongement inférieur à la limite d'allongement
élastique, le manchon ayant par ailleurs subi un allongement 21 de l'or-
20dre de 6~ à 10~, il est apparu une cavité entre les faces 7' et 8' au
fond du logement du manchon 3'.
Las figures 4 et 5 montrsnt très schématiquement un dispasitif
permettant la mise en oeuvre du procédé qui vient d'être décrit.
La partie gauche de la figure 4 montre le dispositif en position de
25départ (voir figure 1), tandis que la partie droite montre le dispositif
après que l'opération de rétreint ait été effectuée (voir figure 3).
Ce dispositif comporte huit secteurs curvilignes 41 à ~l8 ; l'un
d'eux, le secteur 41 est vu en position finale et en position initiale
dans la figurs 4, tandis qu'ils sont tous vus dans la ~igure S sous les
30références 41' à 48' en position finale. Ces secteurs sont disposés
radialement par rapport à l'axe 9 du jonc 10 et sont régulièrement r~par-
tis autour de cet axe.
Une partie 51 de la face externe du secteur 41 constitue une ~one
de compression pour le rétreint. Il en est de même pour tous les autres
35secteurs. Ils sont tous susceptibles d'être animés d'un mouvement de
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rotation dans leurs plans respectifs, schématisé par les flèches 61 pour
le secteur 41. L'ensemble des axes de rotation des secteurs se situe dans
un plan orthogonal à l~axe du jonc 10.
Le mouvement de translation 60 de la ferrure entrainé par le mou-
vement de rotation des secteurs est tel que la zone de COmDreSSiOn d'unsecteur s'applique successivement en tout point d'une zone du manchon
correspondant à la largeur de la zone de compression.
Comme on le voit sur la figure 5, la courbure transversale de la
zone de compression des secteurs est sensiblement nulle. Cette disposi-
tion simplifie la fabrication des secteurs mais n'est pas obligatoire.
Le nombre de secteurs n'est bien entendu pas limité à huit ; il
peut être modifié, par exemple en fonction du diamètre du manchon à
rétreindre.
Le profil longitudinal de la zone de compression est choisi en
fonction de la force que l'on souhaite imprimer à telle ou telle zone
annulaire du manchon.
Comme on l'a déjà souligné, le procédé selon l'invertion permet de
préserver les fibres du jonc tout en assurant l'accrochage souhaité ?our
le jonc dans son manchon. Mais il faut noter encore l'avantage suivant,
relatif à un isolateur orsanique comportant un jonc de longueur quel-
conque, deux ferrures rétreintes et un revêtement isolant éventuellement
muni d'ailettes. Il ressort des figures 1 et 3 que la distance entre les
plans "d'entrée" des deux ferrures n'est ?aS modifiée par le procédé
selon l'invention. Il est donc possible de disposer le jonc et s`es
ferrures, directement et sans réglage, dans un moule pour réaliser un
revêtement isolant monobloc.
Bien entendu l'invention n'est ?aS limitee aux exemples qui ont
été décrits.
On pourra, sans sortir du cadre de l'invention, remplacer tout
moyen par un moyen équivalent.
