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~;~0652~
La présente invention est relative ~ un
élément ~ mémoire de forme pour raccord de tresse
ou conducteur de blindage cl'un câble sur un conduc-
teur.
Actuellement, le raccordement des tresses
métalliques, constituant conducteur de blindage
d'un câble électrique, est de manière générale
réalisé au moyen d'une bague en cuivre ou en alliage
de cuivre soumise ~ un traitement par magn~tostric-
tion. La tresse métallique ayant été, au préalable,
convenablement mise en place sur la zone ou partie
arrière du connecteur destinée ~ cet effet, la bague
précitée, entourant la tresse, est amenée au niveau
de cette zone. Le traitement par magnétostriction
a pour effet de provoquer un retrait ou contraction
suffisants de la bague sur la tresse et assure ainsi
le contact électrique et le maintien mécanique de la
tresse sur la zone arrière du connecteur.
Ce mode opératoire~est coûteux dans la
mesure où il nécessite un appareillage complexe et
de maintenance onéreuse pour le traitement par
magnétostriction.
En outre, en cas de démontage, n~cessaire,
du câble et du connecteur, celui-ci implique la des-
truction de la bague, laquelle ne peut plus être
réalisée.
On a récemment proposé de remplacer ces
bagues de cuivre par des bagues en alliage ~ mémoire
de forme susceptibles,sous l'effet d'un échauffement,
d'occuper unétat de forme mémorisé préalablement
puis, par le retour ~ température ambiante, dlassu-
rer le contact électrique et le maintien mécanique
de la tresse sur la partie ou zone arrière du
connecteur.
1306SZZ
D ' un fonctionnement satisfaisant, ce type
de raccord présente cependant l'inconvénient d'une
impossibilité de réutilisation des bagues utilisées,
en raison de l'absence de réversibilité du passage
de l'~tat de forme mémorisé permettant lè montage
de la tresse sur la zone arrière du connecteur à
l'état flnal dans lequel le contact électrique et
le maintien de la tresse sur la zone arrière du
connecteur sont assurés. En outre, ce type de bague
ne permet en tout état de cause, qu'une déformation
radiale globale de l'ordre de 8 ~, ce qui, dans
certains cas, peut provoquer une incommodité de mise
en oeuvre au cours du montage de la tresse.
La présente invention a pour objet la mise
en oeuvre d'un élément à mémoire de forme pour rac-
cord de tresse sur un connecteur ne présentant pas
les inconvénients précités.
Un autre objet de la présente invention
est la mise en oeuvre d'un élément à mémoire de
forme pour raccord de tresse sur connecteur suscep-
tible de réutilisations après démontage du connec-
teur.
Un autre objet de la pr~sente invention
est la mise en oeuvre d'un éIément à mémoire de
forme pour raccord de tresse sur connecteur d'une
très grande facilité et d'une très grande commodité
d'utilisation.
L'élément ~ mémoire de forme pour raccord
de tresse sur connecteur, objet de l'invention est
remarquable en ce qu'il est constitu~ par un éîément
enroulé~deux états de mémoire de forme r~versibles,
13~i5~
le passage de l'un ~ l'autre état de forme étant
obtenu par la seule modification de la température
dudit él.ément ou d'une partie de celui-ci, en desà
et/ou au del~ de la température de transition Ms
du matériau constitutif de l'élément, un premler
état de forme mémorisé permettant d'assurer le
contact électrique et le maintien mécanique de la
tresse sur la zone arrière correspondante du connec-
teur et un deuxième état de forme mémorisé permet-
tant l'engagement et/ou le dégagement de la tresse
et de la zone arrière précitée.
L'invention trouve application notamment
dans le domaine de la connectique, en particulier
pour les connecteurs de section circulaire ou même
de toute section.
Elle sera mieux comprise à la lecture de
la description et à l'observation des dessins ci-
après da.ns lesquels :
. La figure 1a représente selon un mode de
réalisat.ion particulier, un élément pour raccord
de tresse sur connecteur dans ses deux états de
forme mémorisés,
. La figure 1b représente, selon un mode
de réali.sation de la figure 1a, l'élément pour
raccord de tresse sur connecteur au cours de l'opé-
ration de montage,
. La figure 2 représente une variante de
réalisation de l'élément pour raccord de tresse
sur connecteur susceptible d'être utilisé.
. Les figures 3a, 3b, 3c, 3d,3e représentent
des vari.antes de réalisation avantageuses de l'élé-
ment pour raccord de tresse sur connecteur, confor-
mément cl l'invention.
~30652~
L'invention sera tout d'abord décrite en
liaison avec la figure la.
Selon cette figure, l'élément ~ mémoire de
forme pour raccord de tresse sur connecteur est
constitué, conformément à l'invention, par un él~-
ment e~oulé noté 3 à deux ~tatsde mémoire de forme
réversibles. Le passage de l'un à l'autre état de
forme, noté I et II sur la figure 1a, est obtenu
par la seule modification de la température de
l'élément 3 où d'une partie de celui-ci, en deçà
et/ou au delà de la température de transition Ms
du matériau constitutif de l'élément 3. La tempé-
rature Ms dite de transition est en fait la tempé-
rature de début de transformation du matériauà l'état
cristallographique de type martensitique. Le maté-
riau peut également être amené,de préférence,à une
température située en desà de sa température de
fin d'état martensitique Mf.
Le premier état de forme mémorisé noté
I, permet d'assurer le contact électrique et le
maintien mécanique de la tresse sur la zone arrière
correspondante du connecteur. Le deuxième état de
forme mémorisé II permet l'engagement et/où le
dégagement de la tresse et de la zone arrière du
~5 connecteur précité.
Sur la figure 1a, l'élément enroulé 3 est
représenté tel que formé, de manière non limitative,
de fa~on à constituer un enroulement sensiblement cy-
lindrique. De préférence, l'enroulement peut etre
constitué par des spires de même diamètre.
Le passage de l'un à l'autre ~tat de
forme mémorisé de l'élément 3, peut être obtenu
au moyen de toute source de froid disponible en
13~65Z;~
milieu industriel, telle que par exemple l'azote
liquide.
Sur la figure 1b, on a représenté l'élé-
ment 3,au cours de sa phase de montage, sur le
connecteur 2, l'élément 3 entourant la tresse 1,
ainsi que représenté sur cette figure. Afin de
permettre l'introduction de l'élément 3 autour de
la tresse 1 à raccorder, celui-ci, au moyen de la
source de froid précitée, a été amené dans son
deuxième état de forme mémorisé, noté II, état dans
lequel l'élément est en position dite expansée,
position qui permet bien entendu l'introduction
de la partie ou zone arrière notée 20 du connecteur
dans l'extrémité ouverte de la tresse 1, et la mise
en position convenable de l'élément 3 au niveau de
cette zone arrière 20. Le retour à la température
ambiante de l'élément 3, ramène celui-ci en posi-
tion demémoire de forme noté I, position dite
rétractée, dans laquelle le contact électrique et
le maintien mécanique de la tresse 1 sur la partie
arrière 20 du connecteur sont assurés.
On remarquera bien entendu, que lors du
passage de l'un à l'autre état de forme mémorisé
de l'~lément 3, celui-ci ne subit sensiblement au-
cune élongation, les seules transformations subles
par l'élément 3 correspondant en une variation du
diamètre des spires et de leur nombre dans l'un et
l'autre état de forme m~morisé.
Les transformations subies par l'élément
3 sont telles que, dans le premier état de forme
mémorisé, lequel permet d'assurer le contact élec-
- ~3Q65Z~
triqLe et le maintien mécanique de la tresse 1
sur la zone arrière 20 correspondante du connecteur,
le materiau constitutif de l'elément 3 se trouve
dans l'état cristallographique de type austénitique,
alors que dans le deuxième état de forme mémorisé,
lequel permet l'engagement et/ou le dégagement de
la tresse 1 et de la zone arrière 20 précitées,
il se trouve au contraire à l'état cristallogra-
phique de type martensitique.
De préférence, mais de fason non limita-
tive, la zone ou partie arrière du connecteur 20,
peut être munie de parties saillantes destinées à
assurer un bon contact électrique et un bon main-
tien mécanlque de la tresse 1 sur celle-ci. Sur la
figure 1~, on a représenté à tltre dlexemple, les
parties saillantes de la zone ou partie arriere 20
du connecteur 2, sous forme d'un filetage ~ arête
vive, dans lequel les fils métalliques constitutifs
de la tresse 1 peuvent être engagés par coincement,
sous l'effet de la pression exercée par l'élément
lorsque celui-ci est revenu à son état de forme
mémorisé I.
On comprendra bien entendu, que les
transformatlonspréc~demment décrites subies par
l'élément 3, ont pour caractère principal, une
modification essentie~ement radiale des spires de
l'enroulement. Cet effet, particuli~rement avan-
tageux, dans l'application au raccordement dlune
tresse rnétallique 1 à la partie arrière 20 dlun
connecteur, peut è~re obtenu par la mise en oeuvre
~3~65ZZ
d'un processus dit d'éducation, permettant d'obtenir
l'effet précité.
A titre d'exemple non limitatif, l'élément 3
peut être constitué en un matériau à mémoire de for-
me, compris dans le groupe nickel-titane, nickel-
titane-fer, cuivre-zinc-aluminium, et cuivre-alumi-
nium-nickel, nic~el-aluminium, sous forme ~e composé
intermétalllque ou sous forme alliée.
L'enroulement 3 peut de préf~rence être
constitué ~ partir d'un fil ou analogue, dont ].e mat~-
riau constitutif appartient au groupe précité. A titre
d'exemple, des essais ont été effectués au moyen
d'un fi:l de 3 mm de diamètre, constitué en un alliage
comportant environ 4 % en masse atomique d'aluminium,
25 % de zinc et le reste en pourcentage de cuivre
et pour lequel la température de transition Ms est
vo sine de 75~C. Le mode de réalisation présentement
décrit, permet de satisfaire aux exigences du cahier
des charges relatif aux conditions d'utilisation des
connecteurs, en milieu industriel. Le processus dit
d'éducation de l'élément 3, sera maintenant décrit.
Préalablement au processus d'éducation
propremen't dit, l'enroulement doit tout d'abord être
mis à la forme voulue à température ambiante, c'est-
3-dire 3 la forme correspondant sensiblement au
premier état de forme mémorisé noté I, de la figure
la.
Une tige de matériau à mémoire de forme,
ou un fll, dont la composition est celle indiquée
précédemment, est tout-d'abord portée à une tempé-
rature permettant d'amener la totalité de la tige
ou du fil, en état cristallographique comportant
13~i5Z~,
deux phases ~ et ~ en équiiibre. A titre d'exemple,
la tlge précitée peut être portée à une température
de 500~C. Cette élévation de température a pour
effet de rendre le matériau brut plus maléable.
La tige est ensuite ramenée à température ambiante,
avec ou sans trempe, de façon à permettre la mise
en forme proprement dite~
La mise en forme proprement dite, c'est-à-
dire la mise en forme à l'état définitif constituant
l'état final, au delà de la température de transi-
tion Ms du matériau,est alors effectuée par défor-
mation plastique de la tige à température ambiante.
La tige est enroulée sur un support ou mandrin,
au moyen d'une bobineuse ou de tout autre moyen,
de façon à former l'enroulement 3. De préférence,
celui-ci est réalisé de fason à présenter des
spires ~ointives.
L'enroulement 3 ainsi constitué,
est ensuite, en l'absence de toute contrainte
mécanique, porté à haute température, de fason à
amener le matériau à mémoire de forme constitutif
- de l'enroulement, en phase cristallographique de
type austénitique. Typiquement, l'enroulement 3
peut être porté à une température comprise entre
700~C et 850~C, puis il est ensuite soumis à une
trempe, afin de provoquer, l'enroulement étant
maintenu au-dessus de la température de transition
Ms du matériau, une élimination des lacunes de
trempe. Puis l'enroulement 3 est ensuite soumis
à l'étape d'éducation proprement dite.
L'éducation consiste à appliquer à
l'enroulement 3, une contrainte mécanique capable
i3;(~65~2
d'imposer ~ celui-ci, une déformation constituant,
pour l'enroulement, un chemin par equel l'enrou-
lement passera de son état de forme final à ses
différents états de forme successifs, lesquels
constituent en fait le chemin précité.
Dans ce but, une contrainte mécanique est
appliquée à l'enroulement 3, la contrainte ~tant
dirlgée dans le sens de déformation de l'enroulement.
Dans l'e~cemple précédemment décrit, o~ la déforma-
tion consiste en une rotation et une déformation
radiale des spires, l'effort ou contrainte peut être
appliqué sur l'enroulement 3, qui se trouve dans un
état de forme correspondant à l'état de forme mémo-
risé I de la figure 1a, au moyen d'un outil du genre
filière hélicoidale, dont le trajet correspond par
exemple au chemin précité, de façon à amener l'élé
ment 3 en son état de forme mémorisé II, la filière
ayant avantageusement,sensiblement, la forme notée
II correspondantau deuxième état de forme mémorisé.
2~ L'élément 3 peut bien entendu, être introduit dans
la filière, par traction. L'amplitude de la contrain-
te appliquée à l'enroulement 3 est choisie telle,que
celle-ci ne dépasse pas sensiblement la limite de
déformationélastique de l'enroulement à la tempéra-
ture supérieure ~ la température de transition Ms.
Puis, la contrainte étant maintenue, l'enroulement
est refroidi et amené à une température inférieure
~ sa température de transition Ms, et de préférence
en decà de sa température de fin d'état martensiti-
que Mf. L'enroulement 3,sous l'effet de la contrainte,
se déforme par plasticité de déformation, dans le
sens imposé par la contrainte. Il se déforme d'un
nombre de tou~spar rotation des spires qui d~pend
~3(~65~:2
de la contrainte imposée, des caract~ristiques de
l'enroulement dont le nombre initial ~e spires,
et la modification du diamètre des spires se traduit
par une modification du nombre de tours ou spires,
sans changement appréciable de la longueur del'enrou-
lement 3.
L'enroulement 3 est ensuite ramené ~ une
température supérieure à la température ~s, la con-
trainte étant maintenue.
Les transitions en température en deça et
au delà de la température de transition ~s du maté-
riau, la contrainte étant maintenue, sont r~pétées
cycliquement. On a pu observer qu'une répétition
des transitions précitées supérieure à cinq fois,
permet en fait une utilisation ultérieure quasi-
indéfinie, de l'enroulement 3, par seule modifica-
tion de sa température.
Bien entendu, le processus d'éducation
- précité, ne préjuge pas de la déformation appliquée
à l'enroulement 3. En effet, l'outil permettant la
mise en oeuvre du processus d'éducation, précédemment
- désigné par une filiè-e, peut être remplacé par un
élément cylindrique monté à rotation et à transla-
tion sur un axe fileté, et sur lequel, un couple
moteur est appliqu~. La mise en mouvement en rota-
tion et en translation du cylindre, une extr~mité
au moins de l'enroulement 3 étant solidaire du
cylindre, a pour effet de provoquer l'éducation
correspondante de l'enroulement 3, selon un chemin
résultant de la composition des mouvements de rota-
tion et de translation précités.
~3(;~iZZ
Une variante de réalisation de l élément
à mémoire de forme pour raccord de tresse sur
connecteur, conforme à l'invention, sera mainte-
nant décrite en liaison avec la figure 2.
Conrormément à cette figure, l'enroule-
ment 3 est agencé de fason ~ former un tore. Le
plan moyen des spires de l'enroulement 3, est
orienté selon un plan diamétral P du tore, sensi-
blement. sien entendu, on comprendra que l'enrou-
lement 3 étant préalablement formé, ainsi qu'il
a été décrit en liaison avec les figures 1a et
1b, celui-ci est ensuite conformé de façon à r~a-
liser un tore. Sur la figure 2, l'état de forme
noté I correspond également au premier état de
forme mémorisé permettant d'assurer le contact
électrique et le maintien mécanique de la tresse
sur la zone arrière correspondante du connecteur,
et l'état de forme noté II, correspond au con-
traire au deuxième état de forme mémorisé, permet-
tant l'engagement et/ou le dégagement de la zone
arrière et de la tresse, cet état correspondant
à un état dit expansé.
De préférence, ainsi que représenté
en figure 2, l'élément 3 dans le premier état de
forme mémorisé,dans lequel le contact électrique
et le maintien mécanique de la tresse sur la zone
arrlère du connecteur sontassurés,est tel que
les spires formant l'enroulement sont jointives,
tout au moins au voisinage de la zone de contact
notée Z entre les spires et la tresse. Bien
entendu, on comprendra que dans le cas de la
figure 1a ou l'élément est form~ de façon ~ cons-
13(~6522
tituer un élément sensiblement cylindrique, les
spires sont jointives sur la totalité de leur
circonference, lorsque l'élément se trouve en
son premier état de forme mémorisé.
Dans le cas de la variante de réalisation
de la figure 2, le processus d'éducation peut être
modifié comme suit : l'enroulement 3 ayant été
conformé et traité de fason sensiblement identique,
jusqu'à la phase permettant l'élimination des
lacunes de trempe, l'éducation proprement dite
est réalisée selon des étapes analogues ~ celles
décrites précédemment, l'outil permettant l'appli-
cation de la contrainte mécanique, étant bien
entendu seul modifié.
~fin d'obtenir un processus d'éducation
particulièrement simple et facilement réalisable
en milieu industriel, l'outil peut, dans le cas
d'un processus d'éducation appliqué à l'élément 3
représenté en figure 2, consister de manière non
limitative, en un c~ne rigide, sur le sommet duquel,
l'él~ment 3 est engagé, celui-ci dans son état de
forme lnitial correspondant sensiblement à l'état
de forme mémorisé noté I, étant amené en contact
avec la paroi du cône selon une ligne directrice
de celui-ci. La contrainte de déformation permet-
tant d'amener l'élément 3 dans son état de forme
mémorisé, correspondant au deuxième état de forme
noté II, peut être alors appliquéepar un élément
conique femelle d'angle d'ouverture identique à
celui du cône rigide précédemment cité, permettant
d'exercer une force ûniforme sur l'elément 3, laquel-
le entra~ele déplacement de celui-ci, en transla-
tion selon 1'axe de s~étrie longitudinal du cône
rigide. Ce mode opératoire appara~t particuli~re-
ment intéressant, dans la mesure où, l'élément 3;
peut ainsi être soumis, de manière précise,à une
déformation, du fait du seul réglage de la course
de l'élément conique femelle par rapport au cône
rigide.
3ien entendu, l'application de la con-
trainte mécanique et des transitions de température
en deçà et au del~ de la température de transi-
tion Ms du matériau constitutif de l'enroulement 3,
sont répétées ainsi que décrit précédemment.
~ne autre variante de réalisation de l'élé-
ment à mémoire de forme pour raccord de tresse, objet
de l'invention sera maintenant décrit en liaison avec
les figures 3a, 3b, 3c, 3d et 3e.
Conformément ~ la figure 3a, l'élément enrou-
lé peut être constitué par un manchon sensiblement
cylindrique fendu ou non.
Le manchon est par exemple fendu selon une
de ses lignes génératrices, le premier état de forme
mémorisé,noté I sur la figure 3a,et dans lequel le
contact électrique et le maintien mécanique de la
tresse est assuré permet un recouvrement des bords
de la fente du manchon.
Le manchon peut avantageusement, ainsi que
représenté en figure 3a et en figure 3b, être cons-
titué par une feuille en matériau ~ mémoire de forme
de la composition précitée découp~ée puis roulée ou
par une toile ou réseau en matériau à mémoire de
forme. Le réseau ou toile peut dans ce cas être cons-
titué par un agencement de fils en mat~riau à mémoire
14
de forme entrelacés. La totalité ou une partie seu-
lemen~ des fils peuvent être constitués en matériau
à mémoire de forme précité, les autres fils pouvant
être constitués par un matériau classique, corde ~
piano ou analogue capable d'assurer pour le manchon
une infrastructure de base. Lorsqu'il est constitu~
par une toile ou réseau, le manchon permet d'assurer
une meilleure capacité de blindage et une plus grande
souplesse d'utilisation.
Selon une autre variante de r~alisation telle
que représentée en figure 3c, les bords de la fente
peuvent présenter des indentations, celles-ci étant
imbriquées dans le premier état de mémoire de forme,
noté ~, dans lequel le contact électrique et le main-
tien mécanique de la tresse est assuré.
Une autre variante de réalisation également
très avantageuse peut être miseen oeuvre ainsi que
représenté en figure 3d~ Sur cette figure, le corps
du manchon est constitué par des lames souples im-
briquées. Les lames souples sont dirigées sensible-
ment suivant une direction parallèle aux lignes géné-
ratrices du manchon.
Le manchon, ainsi qu'il appara~t sur la
figure 3d précitée, peut être réalisé à partir d'une
feuille de mat~riau métallique à mémoire de forme
par estampage puis par roulage. Ce mode de réalisa-
tion apparait particulièrement bien adapté ~ la
connexion de tresses métalliques de câbles en raison
du grand degré de libert~ de gonflement,en partie
centrale,du manchon du fait de la souplesse des lames
au niveau de leur extrémit~ libre. De préf~rence,
les lames, selon leur direction longitudinale, peu-
vent être jointives ou quasi-jointives.
~3(~6~iZ;~
~ne autre variante de réalisation du manchon
sera décrite en liaison avec la figure 3e. Sur cette
figure, le manchon apparaît fendu selon une ligne
continue oblique par rapport aux directions des
lignes génératrices du corps du manchon. Dans ce
mode de réalisation, le manchon peut être constitué
avantageusement par un ruban enroulé, les bords du
ruban dans le premier état de mémoire de forme, noté
I, dans leauel le contact électrique et le maintien
0 mécanique de la tresse est assuré étant sensiblement
jointifs.
Bien entendu, pour l'ensemble des modes
de réalisation représentés en figures 3a ~ 3e, les
éléments enroulés correspondants sont également sou-
mis à un processus d'éducation analogue au processus
d7éducation précédemment décrit, celui-ci consistant,
pour l'essentiel,en un cycle de passages de l'état,
noté I, ~ l'état, noté II, par application d'une
contrainte mécanique exercée au moyen d'un outil
adapté approprié, l'ensemble du manchon,ou une zone
de déformation au moins de celui-ci,étant en corres-
pondance amenée à une température en desà ou au delà
de la température de transition précédemment définie.
On a ainsi décrit un élément à mémoire de
forme pour raccord de tresse sur connecteur particu-
li~rement avantageux, dans lequel le pourcentage de
déformation radiale global, peut sans inconvénient
atteindre 20 ~, ce qui permet d'améliorer la facilité
et la commo,lité de mise en oeuvre des éléments selon
l'invention, lors de leur utilisation.
