Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
67~3
La présente invention est relative à un raccord
pour connexion électrique constitué en un matériau
mémoire de forme.
Les dispositifs de raccordement ou raccord
pour connexion électrique habituellement utilisés,
sont constitués le plus souvent par des anneaux ou
manchons méta~iques destinés, après engagement sur
deux zones conductrices à raccorder, à effecter le
maintien mécanique et le contact électrique de
celles-ci. Le plus souvent, le maintien mécanique et
le contact électrique précités sont assurés au moyen du
manchon par sertissaae ou dérormation de celui-ci. Le sertissage
a pour effet une déformation importante du manchon
et les raccords de ce type ne peuvent en genéral être
utilisés qu'unefois en raison des deformations impor-
tantes du manchon introduites par le sertissaqe,
lesquelles ne permettent pas de réutiliser les pro-
priétés d'élasticité et de malléabilite initiales clu
manchon.
Des travaux récents en ce domaine ont cepen-
dant permis l'ut~isation des matériaux ~ mémoire de
forme afin de rendre possible des réutillsations suc-
cessives de ce type de matériel. On a ainsi envisagé
; de constituer le manchon constituant leraccord ou une
partie de celui-ci en un matériau à mémoire de forme,
c'est-à-dire en un matériau capable de conférer à ce
manchon la propriété d'occuper, selon la valeur de sa
température par rapport à la température de transition
du matériau constitutif de celui-ci, deux états de
forme correspondant sensiblement à un état expansé
du manchon dans lequel la connexion électrique et le
maintien mécanique des zones de contact n'est pas
assuré et à un état rétracté ou non expansé du manchon
dans lequel la connexion électrique et le maintien
m~canique des zones de contactsontaucontraire assurés
Ces types de raccord ont ~t~ décrits notam-
ment dans la publication Resear.ch Disclosure n~ 212,
Décembre 1981, page 442 abstract n~ 21237, Havant
Hampshire, GB article intitulé "Method of attaching
coiled leads to electrodes or electrodes pins".
Toutefois, ces types de raccord décrits
dans les documents précités nécessitent impérativement,
afin d'obtenir une mise en oeu~re convenable de plu-
sieurs cycles de connexion-déconnexion, l'application
pour le retour à l'état expansé d'une force ou con-
trainte mécanique externe au manchon capable de ramener
celui-ci en état de forme expansé et les zones con-
ductrices en état de non maintien mécanique ou
dlabsence de contact élPctrique.
En conséquence, en ce qui concerne le raccord
du tl~pe décrit dans la demande européenne précitée
0 112 61~, un élément élastique ou ressort auxiliaire
consistant en un anneau métallique fendu concentrique
au manchon et en contact avec celui-ci est pr~vu a~in
d'assurer la fonction de raccord r~utilisable pour
sensiblement tous types de zones conductri.ces compa-
tibles avec les dimensions de l'ensemble manchon-
ressort. En ce qui concerne par contre le raccord
du type décrit dans la publication précit~e, celui-ci
constitu~ par un simple manchon ne peut être utilis~
qulen présence d'une des zones conductrices à connec-
: ter susceptible d'exercer la force externe capable
de ramener le manchon en état expans~. Ce type de
raccord ne peut donner lieu ~ une utilisation rép~ti-
tive que dans le cas où,ainsi que représenté au dessin
.
, . .
:
';
.. . .
678~
de la publication précitée, l'ul1e des zones conduc-
trices présente une élasticité radiale par rapport
au manchon et est constituée par un ressort ou un
bobina~e.
La présente invention a pour but de remédier
aux inconvénie~ts précités par la mlse en oeuvre d'un
raccord pour connexion électrique permettant des réu-
tilisations multiples, quel que soit le type de zones
conductrices ou conducteurs à connecter.
[Jn autre objet de la présente invention est
la mise en oeuvre d'un raccord pour connexionélec-
trique, permettant des réutilisations multiples en
l'absence de tout système ëlastique ou ressort auxi-
liaire.
Un autre objet de la présente invention
est en outre la mise en oeuvre d'un raccord pour
connexion électrique susceptible d'etre monté pour
- assurer la connexion postérieurement à la réalisation
proprement dite du câblage des zones conductrices
de contact correspondantes.
Le raccord pour connexion de ~ontact élec-
trique, obje~ de l'invention, est remarquable en ce
qu'il est formé par un manchon fendu en rnatériau à
mémoire de forme. Le manchon est susceptible d'oc-
cuper un premier é-tat de mémoire de forme correspon-
dant sensibIement à l'état de forme inltial de
celui-ci, état dans lequel la conne~ion électrique
et le maintien mécanique des zones de contact élec-
trique est assuré. En outre, le manchon est
susceptible d'occuper un deuxième état de mémoire
de forme obtenu par modification locale d'au moins
une zone de la structure du rnanchon, état dans lequel
~.
:
78~3
l'introduction et/ou le dégagement libre des zones de
contact électrique en zone centrale du manchon peuvent
être effectués. Le passage de l'un à l'autre des états
de mémoire de forme est réversible et obtenu par modi-
:5 fication de la température d'au moins une zone locale
de la structure du manchon.
L'invention trouve application pour la
connexion de câbles électriques de toute forme tels que
câbles à conducteurs de section circulaire,câbles plats,
contacts de connecteurs et leurs éléments de raccorde-
ment.
~: Elle sera mieux comprise à la lecture de la
description et à l'observation des dessins ci-après
dans lesquels :
. Les figures 1a et 1b représentent deux modes
de réalisation avantageux du raccord objet de l'in-
vention,
: . les figures 2a et 2b représentent, ~ -titre
d'exemple non limitati.f les raccords -tels que représent~s
en figure 1a et 1b dans leur utilisation au raccord de
câble dlun type donné,
. Les figures 3a et 3b représentent respecti-
: vement en perspective et en coupe longitudinale une
application particulièrement avantageuse d'un raccord
2~ objet de l'invention à la connexion de la partie arrière
d'un contact de connecteur et d'un élement de raccor-
dement de ce contact,
. . Les figures 4a, 4~, 4c représentent un mode
opératoire particulièrement avantageux, permettant la
réalisation de raccords conformément à l'invention.
Le raccord pour connexion de zones de contact
électrique, objet de la présente invention,sera tou-t
~ .,
.
3~'h~67~8
d'abord décrit en liaison avec les figures 1a et 1b.
Ainsi que représenté sux les figures pré-
citées, le raccord objet de l'invention est formé
par un manchonfendu 1 en matériau à mémoire de forme.
Le manchon est susceptible d'occuper un premier état
de mémoire de forme, noté I, correspondant sensible-
ment à l'état de forme initial du manchon. Dans ce
premier état, la connexion électrique et le maintien
mécanique des zones de contact électri~ue à raccorder
sontassurés. En outre, le manchan 1 est susceptible
d'occuper un deuxième état de mémoire de forme noté II
obtenu par modification locale d'au moins une zone
de la structure du manchon. Dans ce deuxième état,
l'introduction et/ou le dégagement libre des zones
de contact électrique en zone centrale du manchon
peuvent être effectués. Le passage de l'un à l'autre
des états de mémoire de forme est réversible et
obtenu par modification de la température d'au moins
une zone locale de la structure du manchon. Par zone
locale de la structure du rnanchon, on entend ~ar
exemple, le manchon étant sensiblemen-t cylindrique,
une des lignes génératrices de la surface du manchon,
le passage de l'un à l'autre des ét~ts de mémoire de
forme pouvant hien entendu être obtenu par modifi-
cation de la température d'une ou plusieurs de ces
zones locales, ou même de la totalité de celles-ci,
l'ensemble du manchon étant ainsi porté aux mêmes
variations de température .
A titre d'exemple non limitatif, des essais
de mise en oeuvre du raccord objet de l'invention,
ont conduit à choisir le matériau à mémoire de forme
dans les composés métalliques du groupe nickel-titane,
~29~ 8
nickel-titane-fer; cuivre-zinc-aluminium, cuivre-alu-
minium-nickel, nickel-aluminium. ~es matériaux peuvent
être utilisés sous forme de composés lntermétalliques
ou sous forme alliée.
A titre d'exemple particulier avantageux,
un raccord conforme à l'invention a pu être réalisé,
comportant 4 ~ d'aluminium, 28 ~ de zinc et le reste
du pourcentage en cuivre. Dans l'exemple précité,
il faut indiquer que le premier état ~ mémoire de
forme I est stable à la température ambiante et/ou à
la température de;fonctionnement de la connexion
électrique. Bien entendu, ce premier état de mémoire
de forme est stable ~ basse température, c'est-à-dire
jusqu'~ la température la plus basse prévue au cahier
des charges définissant le domaine d'utilisation de
ce type de raccord. Le premier état de mémoire de
forme est ainsi choisi stable jusqu'à une température
de l'ordre de -65~C. Le deuxième état de mémoire de
forme est obtenu lorsque la température d'au moins
une zone locale de la structure du manchon ou de la
totalité de celul-ci est amenée à une température
intérieure ~ la température de transition ,~ls du
matériau constituant le manchon. Dans l'exemple
précité, la température de transition Ms de lialliage
considéré est voisine de -80~C. Le passage de l'un
à l'autre des états de mémoire de forme notés I et II
peut etre obtenu par le moyen de toute source de
froid, l'inertie thermique du manchon à la température
inférieure à la température de transition étantsuffi-
sante pour permettre les opérations d'engagement et/ou
de dégagement des zones de contact électrique en
zone centrale du manchon.
6788
Ainsi que représenté en figure 1a, le manchon
dans son premier état de mémoire de forme, noté I,
est enroulé en une configuration telle que les bords
de la fente 10 sont disjoints, les parois du manchon
assurant au voisinage des~bords de la fente un recou-
vrement et le manchon étant au moins partiellement
enroule en spirale jointive. Ce mode de réalisation
apparaît particulièrement avantageux pour la connexion
de zones de contact électrique ou conducteurs de
section sensiblement circulaire.
Selon le mode de réalisation de la figure
1b, le manchon dans son premier état de mémoire de
forme I peut présenter une forme oblongue ou aplatie,
les bords de la fente étant disjoints et les parois
du manchon assurant au voisinage des bords de la fente
également un recouvrement. Ce mode de réalisation
apparalt~plus particulièrement adapté pour la connexion
de cab]es du type cables plats.
De pré~érence, mais de mani~re non limitative,
les parois in-ternes du manchon sont lisses. Cette par-
ticularlté permet,dans le cas de la connexlon de câbles
comportant au delà de leur partie de raccordement
dénudée une gaine isolante, un recouvrement convena-
~)le de cette gaine, sans toutefois provoquer de dété-
rioratlon de celle-ci.
Afin d'assurer une meilleure tenue au vieil-
lissement et aux agents extérieurs, le manchon peut
également comporter un revêtement protecteur conduc-
teur, constitué par une couche d'or, d'argent, d'al-
liage de palladium, un composé étain-plomb ou par du
titane. Le revêtement protecteur peut comporter en
outre une sous-couche appropriée.
.,
.
~2~36~
Le mode opératoire permettant une utilisation
convenable du raccord objet de l'invention, sera main-
tenant décrit au moyen des figures 2a et 2b. Le manchon
1 étant dans son état de mémoire de forme initial I,
celui-ci est amené dans son état de mémoire de forme II
au moyen d'une source de froid ou d'un outil capable
d'abaisser la température du manchon en des~ de sa
température de transition ~s. Dans son état de mémoire
de forme II, les bords de la fente 10 sont de ~réfé-
rence disjoints et la zone centrale du manchon est
suffisamment ouverte de facon ~ permettre l'introduc-
tion de zones de contact électrique ou conducteurs
2 et 3, de section convenable en zone centrale du
manchon 1. Le retour du manchon à sa température
initiale ou température ambiante permet également le
retour à l'état de mémoire de forme I, le contact
électrique et le maintien mécanique des zones
de COntaGt électrique 2 et 3 etant ainsi assurés.
Bien entendu, l'ouverture de la ~ente 10 lorsque le
manchon est dans son état de mémoire de forme II,
peut 8tre choisiesu~fisante, de fason à permettre,
de manière avantayeuse/ la mise en place du manchon
sur des zones de contact électrique, préalablement
câblées. Dans le cas de la figure 2b, on a représenté
également ~un manchon aplati dans son état de mémoire
de forme I, les zones de contact pouvant etre soit
; des conducteurs de section circulaire, soit des
conducteurs du type cables plats.
Une description particulièrement avantageuse
d'une application du raccord objet de l'invention à la
connexion de la partie arrière 4 d'un connecteur
' ~L2~781~
a un élément de ra~ccordement du type queue de connexion
enroulée 5,connue sous le vocable anglo-saxon "queue a
wrapper" sera maintenant décrite en liaison avec les
figures 3a et 3b.
L'élément de raccordement 5 étant placé sur
la partie arrière 4 du contact de connecteur, le manchon
1 amené dans son état de forme II ainsi que décrit pré-
cédemment, l'ouverture de la fente étant suffisante,
est placé au niveau de la jonction entre le contact
de connecteur ~ et l'élément de raccordement 5. La zone
de jonction est placée dans la zone centrale du manchon
ouvert. Le retour à la température ambiante ou de fonc-
tionnement du connecteur ramène le manchon dans son
premier état de mémoire de forme I, état dans lequel
la connexion électrique et le maintien mécanique des
zones de contact électrique constitués par le contacl 4
et l'élément de raccordement 5 sont ainsi assurés. De
préférence, le manchon 1 est dans sa positionde mémoire
de forme I enroulé en une con~i~uration telle ~ue les
bords de la fente 10 sont sensiblement jointi~s.
Afin d'éviter toute rotation passib].e de l'élé-
ment de raccordement 5 par rapport au contac-t ~, l'élé-
ment de raccordement 5,au VOiSinaCJe du manchon, peut
être muni de facettes à an~le vif e-tles bords de la
zone centrale du manchon peuvent être adaptés à la
section correspondante de la partie de l'élément de rac-
cordement et/ou de la partie arrière du contact de
connexion.
Dans ce but, ainsi que représenté en outre
en figures 3a et 3b, les bords du manchon 1, autres que
ceux qui définissent la fente 10, sont munis d'indenta-
tions, créneauxou fentes 100, de ~açon à permettre la
1~6'7~
: _
déformation du manchon 1 et le passa~e du premier éta-t
de mémoire de forme àu deuxième état de mémoire de
forme, le corps de manchon travaillant en flexion.
~ De même, a~in d'assurer une meilleure cohésion
mécanique et un meilleur contact électrique entre les
parties 4 et 5 ~ raccorder, le corps du manchon 1
comporte par rapport ~ un plan de symétrie transversal
P du manchonl au moins une partie inclinée 101 formant
facette par rapport à la partie centrale 102 du corps
du manchon. La ou les facettes 101 sont placées symé-
trlquement~ par rapport au plan P et disposées entre
les créneaux 100 et la partie centrale 102 du corps
' ~ ~ du manchon.
On comprendra qu'au cours du passage de
l'état de mémoire de forme II ~ l'état I, le manchon
se refermant, les plans inclinés symétriques formés
~ par les facettes 102 ont pour effet,par~décomposition
'~ des efforts de flexion exercés par le corps de manchon,
de provoquer des efforts antagonistes par rapport au
plan P sur chaque par~tie 4 et S a connecter, favori-
sant en cela leur maintien mécanlque et la connexion
~' électrique.
L'application précitée est particulièrement
~ avantageuse pour la réallsation de connexions pour
connecteurs du type connecteursherméti~ue, dans les-
quelles, les techniques habituelles du raccordement
ne peuvent être facilement utilisées du fait du volume
., ~
disponible pour mettre en oeuvre le connecteur ou du
fait des conditions d'emploi de celui-ci , le mat~riau
dans lequel les contacts sont réalisés ne présentant
pas des caractéristiques suffisantes pour supporter les
déformations engendrées lors du raccordement. Un exemple
de mise en oeuvre d'un raccord conformément a l'invention
sera ~aintenant décrit à llaide des figures 4a, 4b et 4c.
,, :
, ,
: ~ :
Alnsi que représenté en figure 4a, le raccord
peut être obtenu à partir d'une feuille d'alliage précité
découpée en une bande de dimension convenable, ce-tte
feuille étant notée 20. Lorsque les dents ou créneaux
100 représentés en figures 3a et 3b sont nécessaires,
celles-ci peuvent être réalisés par découpe sur les
bords correspondants de la bande 20 puis celle-ci peut
être pliée de façon à former les facettes ou parties
inclinées 101. La bande 20 est ensuite soumise ~ un
traitement mécanique par roulaye noté R, de fason
à constituer le manchon fendu et à amener celui--ci aux
formes et dimensions finales constituant le premier
etat I de mémoire de ~orme, tel que représenté en figure
4b. Le manchon 1 est ensuite soumis à un traitement
thermique capable d'amener celui-ci en etat de phase
cristallographique de type austénitique puls à un
refroidissement à une température voisine de la tempé-
rature ambiante. Par refroidissement, on entend wn
refroidissement tel que celul obtenu au moyen d'un
traitement de type trempage par exemple, de façon à
éviter l'apparition de phase cristallographiqlle para-
slte.
Le manchon 1 est ensuite soumis en au moins
une zone de déformation de celui-ci, principalement
en une ou plusieurs lignes yénératrices de la oaroi
du manchon ~ un processus dit d'éducation. Sur la
figure 4b, la zone de déformation est notée 101~
Le processus d'éducation consiste à imposer
répétitivement à la zone de déformation 101,ou à la
pluralité de celles-ci, une contrainte mécanique telle
que le ~anchon soit dans ses zones de déformation
déformé de manière à amener celui-ci dans une position
78~3
-12-
de forme voisine du deuxième état de mémoire de forme
II, et à soumettre l'ensemble, la contrainte étant
maintenue, à un abaissement de température suscep-tible
d'amener la ou les zones de déformation 101 ou
éventuellement llensemble du manchon l en état de
phase martensitique. ~'abaissement de température peut
être réalisé au moyen de toute source de froid
appliquée soit à l'ensemble du manchon, soit au seul
niveau des zones de déformation lOl. La contrainte
mécanique peut être appliquée au moyen d'un outil
permettant un écartement suffisant des bords de la
fente 10 jusqu'à obtenir la position de mémoire de
forme II souhaitée.
Après suppression de la contrainte
mécanique, le raccord selon L'invention est soumis à
un réchauffement progressif a température ambiante.
Il reprend alors son état de forme stable ou premier
état de mémoire de forme.
La répétition du cycle imposé pour
l'éducation telle que définie précédemment, doit être
suffisante pour obtenir un bon degré de reproducti-
bilité des transitions entre le premier et :Le deuxième
état, de mémoire de forme ultérieure par seul
abaissement de la température, puis par un élévation
successive de la température pour le retour à la
position ou état de mémoire de forme initial.
Le processus d'éducation précédemment
décrit n'est pas limitatif, tout processus d'éducation
capabIe de permettre l'obtention de deux états de
mémoire de forme réversible par seule variation de la
température, ne sortant pas du cadre de la présente
invention.
'
q~8
-12a-
Le mode de réalisation précédent d'un
raccord conforme à l'inven-tion par découpage et
roulage n'est bien entendu pas limitatitif. Des
éléments de raccordement
~L~967B8
de forme sensiblement analogue peuvent en outre etre
obtenus à partir de matériauxà mémoire de forme
délivrés sous forme de tige, de lingot cylindrique ou
analogue par fraisage ou par opération d'usinage con-
ventionnel.
De même, le processus d'éducation précédemment
décrit, peut si nécessaire être conduit en logique
dite complémentée, c'est-à-dire en un processus d'édu-
cation dans lequel les variations de température pour
le passage de l'état I ~ l'état de mémoire de forme II
sont inversées, les positions correspondantes d'état
de mémoire de forme étant si nécessaire elles-mêmes
inversées.
On indiquera enfin, à titre d'exemple non
limitatif, que le revêtement protecteur peut de préfé-
rence être apporté sur le matériau éduqué par tout
moyen classique par électrodéposition ou éventuellement
préalablement au processus d'éducation.
