Cette invention concerne un procédé de sertissage d'une pièce de connexion sur l'extrémité d'un conducteur isolé, ladite pièce de connexion étant constituée par une pièce métallique présentant
une borne et un corps cylindrique destiné à être serti et entouré
d'un manchon en matiére plastique dont une première extrémité coincide avec celle du corps cylindrique faisant face à la borne et qui s'élargit au droit de l'autre extrémité du corps cylindrique
pour s'étendre au-delà de cette autre extrémité et former une
gaine recevant le revetement isolant du conducteur dont le fil métallique passe à travers le corps cylindrique et se termine juste au
delà de l'extrémité'du corps cylindrique faisant face à la borne.
Ce procédé est caractérisé en ce qu'on utilise des matrices de sertissage conformées de manière qu'au moins un épaulement soit formé par la coulée du plastique pendant l'application de la pression de sertissage au manchon, la formation de cet épaulement au cours du sertissage empêchant une extrusion excessive du manchon pendant le sertissage.
Cette invention concerne également une machine pour la mise en oeuvre dudit procédé cette machine est caractérisée en ce qu'elle comprend une matrice inférieure fixe et une matrice supérieure mobile, coopérant avec la matrice fixe, en ce que la matrice mobile est formée de deux pièces pouvant se déplacer l'une par rapport à l'autre et dont la première est prévue pour contacter la gaine en plastique tandis que la seconde est prévue pour contacter le corps cylindrique métallique entouré du manchon en plastique, et en ce qu'elle comprend en outre un moyen par lequel la première pièce de la matrice mobile en contact avec la gaine est pressée élastiquement vers le bas et est apte à se déplacer par rapport à la seconde pièce lorsque celle-ci est déplacée pour sertir le corps cylindrique.
des moyens agissant sur la première pièce de matrice après que la seconde pièce est venue en contact avec le manchon entourant le corps cylindrique pour déplacer la première pièce de manière à sertir la gaine.
Une forme de réalisation de l'invention sera décrite, à titre d'exemple. en se référant au dessin annexé sur lequel
La fig. I est une vue en perspective montrant les matrices su périeure et inférieure d'une machine à sertir,
La fig. 2 est une coupe verticale montrant les matrices de la fig. I dans leurs positions relatives dans une machine à sertir.
Dans cette figure, un connecteur est illustré en position sur la matrice inférieure. tandis que la matrice supérieure est sur le point de descendre au contact du connecteur, pour réaliser l'opération de sertissage ainsi que la déformation désirée de la gaine couvrant le fil conducteur.
La fig. 3 montre les organes de la fig. 2, après que la matrice supérieure a contacté le connecteur et a achevé l'opération de sertissage.
La fig. 4 montre, en élévation et partiellement en coupe, la butée réglable pour l'une des parties de la matrice supérieure de sertissage, permettant de déterminer la relation entre l'opération de
sertissage pratiquée sur le corps cylindrique du connecteur et la
déformation de la gaine recouvrant le fil, juste à l'extérieur de ce
corps cylindrique.
La fig. 5 illustre, dans une coupe partielle. la position de la
matrice supérieure de la fig. 1, juste au moment où elle est sur le
point de déformer la gaine et de sertir le corps cylindrique du con
necteur sur un fil conducteur.
La fig. 6 montre les parties de la fig. 5. juste après achèvement
de l'opération de sertissage, le corps cylindrique serti sur le fil
conducteur ainsi que la partie du manchon en plastique dénom
mée gaine, déformée de manière appropriée par rapport au fil
conducteur.
La fig. 7 illustre une forme de connecteur que l'on peut utiliser
avec la machine à sertir.
La fig. 8 illustre le connecteur de la fig. 7. après que le corps
cylindrique du connecteur a été recouvert d'un manchon en plastique et qu'un fil conducteur a été inséré dans ce corps cylindrique avant l'opération de sertissage.
La fig. 9 montre le connecteur de la fig. 8, apès achèvement du sertissage et déformation de la gaine faisant partie du manchon en plastique, et
la fig. 10 est une coupe dans le corps cylindrique serti du connecteur suivant la ligne 10-10 de la fig. 6.
A la fig. 7, 10 désigne une borne et 11 le corps cylindrique du connecteur formé d'une pièce de métal estampée.
A la fig. 8, le corps cylindrique 11 est représenté revêtu d'un manchon en plastique 12 que l'on voit aussi à la fig. 5 qui montre sa relation avec le connecteur et le fil 18 à sertir dans celui-ci. Le manchon en plastique 12 s'élargit extérieurement, ainsi que montré en 15 (fig. 5 et 8). Cet évasement a lieu juste au-delà de l'extrè- mité 16 du corps cylindrique 11 du connecteur et le but est de faire place à l'isolement 17 du conducteur 18. Cette partie du manchon 12 en plastique couvrant l'isolement 17 est dénommée gaine et porte la référence 19, tant à la fig. 5 qu'à la fig. 8.
Pour réaliser l'opération de sertissage. on a l'habitude d'enlever l'isolement 17 de l'extrémité du conducteur 18, de sorte que seul le conducteur nu se trouve à l'intérieur du corps cylindrique 11, ainsi que le montrent les fig. 5 et 8. On observe que l'extrémité du conducteur 18 ressort au-delà de l'extrémité du corps cylindrique 11 située en face de la borne. Cette position du fil 18 par rapport au corps cylindrique 11 est importante, car une fois l'opération de sertissage achevée, une partie du fil élargie et non sertie se trouvera à l'extérieur du corps cylindrique et l'empêchera efficacement de sortir de ce dernier du fait que ce dégagement exigerait la compression du fil pour le ramener à son diamètre intérieur. Cette extrémité du fil 18 pose aussi un problème, car elle limite le mouvement de la matrice.
Un simple coup d'oeil sur le conducteur 18 et l'examen de sa position par rapport aux diverses pièces illustrées à la fig 5 montrent clairement que si l'on applique la pression de sertissage au manchon 12, contre le corps cylindrique 11, la matière plastique du manchon s'écoulera parallèlement à l'axe de ce dernier, puisque des pressions substantielles sont nécessaires pour le sertissage.
Il en résulte donc que des parties du manchon 12 en plastique seraient extrudées dans une mesure telle qu'il ne resterait que peu ou pas d'isolement pour protéger certaines parties du corps cylindrique Il.
On a conçu l'idée d'empêcher l'extrusion ou la coulée axiale du manchon 12 en plastique par rapport au corps cylindrique 11 en utilisant une matrice à bride pour couvrir l'extrémité du manchon. Malheureusement, cette mise en position d'une matrice par rapport au manchon en plastique est partiellement empêchée par la présence de l'extrémité en saillie du conducteur 18. En d'autres mots, du fait que le conducteur 18 s'avance au-delà du corps cylindrique 11. en direction de la borne 10 du connecteur (fig. 5, 8 et 9), une bride de matrice ne peut couvrir l'extrémité du manchon 12 en plastique qui se termine au corps cylindrique du connecteur, puisque cette bride constituerait évidemment un obstacle au mouvement de la matrice vers le bas. pendant le sertissage.
Tout ceci apparaîtra plus clairement après une description plus précise de l'invention. En tout cas. on a constaté qu'il était impossible d'éliminer l'extrusion ou la coulée axiale du manchon 12 en plastique par rapport au corps cylindrique 11 par l'emploi de surfaces de retenue ou de limitation sur la matrice; on a pensé à contrôler l'extrusion ou la coulée du manchon en plastique, en formant avec celui-ci une nervure de retenue automatique, pendant la première partie de la fermeture de la matrice. de sorte qu'en fait, le manchon en plastique 12 empêche de lui-même son extrusion et la dénudation éventuelle du corps cylindrique Il qui annihilerait le rôle isolant du manchon.
On voit que la forme des matrices est bien illustrée dans les fig. 1, 5 et 6 auxquelles on "a maintenant se reporter.
On notera que dans ces figures, la matrice inférieure. ou matrice fixe, désignée par la référence 20 comprend une partie verti cale 21, pour le sertissage de la gaine 19, et une partie 22, pour le sertissage du corps cylindrique 11. Cette partie 22 comprend une bride 23, prévue pour se poser contre l'extrémité avant 24 du manchon en plastique 12, comme on le voit à la fig. 5. Cette surface d'extrémité 24 se trouve dans le même plan que sur la surface d'extrémité 25 du corps cylindrique 1 1 du connecteur avec laquelle elle coïncide. La bride 23 forme avec le restant de la partie 22 de la matrice un canal 26 qui se situe entre la bride 23 et la surface de sertissage 27 de cette partie de la matrice.
Un canal 28, à peu près similaire, est formé entre l'autre extrémité de la surface de sertissage 27 de la partie de matrice inférieure 22 et la surface de sertissage 31 de la gaine.
La matrice supérieure, ou matrice mobile, coopérant avec la matrice inférieure ou fixe 20 est désignée par la référence 35 dans la fig. I ainsi que dans la fig. 5. La matrice supérieure est complémentaire de la matrice inférieure, sauf que la partie destinée au sertissage de la gaine peut coulisser par rapport à la partie servant au sertissage du corps cylindrique, ainsi qu'on l'a indiqué précédemment et qu'on le décrira bientôt. La partie de la matrice supérieure, servant au sertissage du corps cylindrique, présente une bride 36, similaire à la bride 23, et il existe un canal 37 entre cette bride 36 et la surface de sertissage 38 de la matrice supérieure. Un autre chenal 39, complémentaire du canal 28, se forme entre la surface de sertissage 38 pour le corps cylindrique et la surface de sertissage 40 pour la gaine 19.
Examinons maintenant la fig. 6, pour déterminer ce qui arrive quand les deux matrices de la fig. 5 se rapprochent l'une de l'autre pour réaliser l'opération de sertissage. La bride 36 de la matrice supérieure s'approche du fil 18 du connecteur, lorsqu'avec la bride 23 de la matrice inférieure, elle glisse le long de la surface d'extrémité 25 du corps cylindrique 11. Quoique les brides supérieures et inférieures 36 et 23 agissent quelque peu pour contenir le manchon en plastique 12, afin d'empêcher l'extrusion axiale de celui-ci, il est évident que la position relative des pièces est inefficace pour empêcher une extrusion considérable de la matière plastique quand les deux matrices se rapprochent l'une de l'autre.
On notera ici que l'extrémité en saillie du conducteur 18 empêche l'emploi d'une bride 36 complètement efficace et qu'il existe un espace par lequel le plastique peut couler.
On observera que le canal 26 et le canal 37 sont complémentaires et forment en fait une chambre périphérique dans laquelle le plastique du manchon 12 peut couler axialement, quand les matrices se déplacent l'une par rapport à l'autre, de la position de la fig. 5 à celle de la fig 6. Cet écoulement est tel qu'il se forme un épaulement 50 à l'extrémité du manchon en plastique 12. Une fois formé, cet épaulement limite d'abord, puis ensuite empêche la coulée du plastique. On peut donc dire que les canaux 26 et 37 permettent la formation d'un épaulement de limitation automatique grâce à la coulée contrôlée de la matière plastique du manchon 12. Les deux canaux 28 et 39 forment aussi naturellement un épaulement se situant entre la partie du manchon 12 recouvrant le corps cylindrique et la partie 19 du manchon qui constitue la gaine pour la partie 17 isolant le fil conducteur.
On notera aussi que la gaine du manchon 12 est prévue pour prendre une forme conique, illustrée à la fig. 6, sous l'action des surfaces 31 et 40 des matrices. De cette manière, la gaine se déforme afin de serrer efficacement l'isolement 17 du conducteur 18.
Un autre effet de la conicité des parties 31 et 40 est de contribuer à empêcher la coulée axiale de la matière plastique. On peut donc se rendre facilement compte, en observant la fig. 6, que les conicités 31 et 40 aideront l'épaulement 55, formé à l'extrémité droite du corps cylindrique 11 sur le manchon en plastique 12, à empêcher un écoulement axial excessif par extrusion du manchon pendant l'opération de sertissage.
On remarquera à la fig. 6, que l'extrémité du conducteur 18 située en face de la borne 10 n'a pas été déformée par l'opération de sertissage et qu'elle est quelque peu plus large que le diamètre intérieur du corps cylindrique 11 serti et déformé. Comme on l'a souligné précédemment, cette partie relativement plus large du fil 18 contribuera efficacement à empêcher sa sortie du corps cylindrique du connecteur, dans le sens de la flèche 56 de la fig. 6.
A la fig. 9, les épaulements 50 et 55, formés par l'extrusion du manchon 12 en plastique, apparaissent nettement. On voit aussi très bien la partie déformée de la gaine 19. Il est bon de signaler que les deux parties 60, en forme d'ailes, de la partie 19 de la gaine sont formées par les surfaces 61, relativement planes, de la matrice inférieure que l'on voit à la fig. 1 et les surfaces similaires de la matrice supérieure. La coupe de la fig. 10 illustre bien l'épaulement 50 de même que le corps cylindrique 11 serti et sa relation avec le fil conducteur 18.
Quoique les parties 22 et 21 de la matrice inférieure soient fixes l'une par rapport à l'autre, elles constituent les parties de matrice sur lesquelles reposent le corps cylindrique 11 du connecteur et le manchon en plastique 12 pour l'opération de fermeture des matrices, la matrice supérieure coopérant avec les parties 21 et 22 étant formée de deux parties pouvant se déplacer l'une par rapport à l'autre, comme souligné précédemment.
Comme on l'a aussi fait observer, ceci est nécessaire pour pouvoir faire varier la relation existant entre le sertissage du corps cylindrique et le sertissage de la gaine, car il est évident que l'on peut fréquemment désirer, par exemple, avoir une gaine s'ajustant avec un certain jeu, avec un sertissage extrêmement efficace du corps cylindrique, ainsi que d'autres modifications.
En se reportant maintenant plus particulièrement aux fig. 2 et 3, on verra que la surface de sertissage supérieure 40 pour le formage de la gaine conique 19 est solidaire de la partie 62 de la matrice. Cette partie 62 peut coulisser par rapport à la partie supérieure 35 à laquelle on a déjà fait allusion. La bride 36 et la surface de sertissage supérieure 38 sont, comme on le voit, solidaires de la partie 35 de la matrice. On se rendra naturellement aussi compte que cette partie 35 (fig. 1) présente une ouverture appropriée 63 destinée à recevoir les parties verticales 21 et 22 de la matrice inférieure, de manière à pouvoir rapprocher et accoupler les matrices supérieure et inférieure de manière appropriée.
On peut fixer la matrice 35 d'une manière désirée quelconque sur le piston d'une presse standard animé d'un mouvement alternatif suivant la verticale. On peut aussi la guider de toute manière appropriée dans son mouvement vertical. suivant un trajet prédéterminé, afin qu'elle coopère efficacement avec la matrice inférieure 20 fixée à la machine dans laquelle est monté le piston se déplaçant verticalement. Le piston à mouvement vertical est désigné généralement par la lettre P et on observera, dans les fig. 2 et 3, que la face supérieure 35a de la partie 35 porte contre une face 65 du piston P, de sorte que celui-ci peut exercer une pression vers le bas sur cette partie 35, comme désiré. Une broche de repérage 66 est fixée en position correcte par un manchon 67 maintenu à son tour par une vis 68 sur le piston P pour positionner la partie 35 par rapport à ce dernier.
La partie 35 est guidée de manière appropriée, dans son mouvement avec le piston, par un corps de guide 70 et une plaque 71 fixée à ce dernier par des vis 72. Ainsi qu'on l'a indiqué, le montage de la partie 35 et son actionnement par un piston P peut se faire d'une manière en tout point normal dans ce domaine. C'est pour cette raison que cette partie de la machine n'est illustrée et décrite que d'une manière générale.
La partie mobile 62 de la matrice portant la surface 40 de sertissage de la gaine est poussée vers le bas. par rapport à la partie 35, au moyen d'un ressort 75 s'appuyant contre un taquet 76 fixé à cette partie 35. Une broche 77, fixée à la partie 35 de la matrice, guide aussi la partie 62. Considérons maintenant ce qui arrive quand le piston P descend de sa position de la fig. 2 à sa position de la fig. 3 en rapprochant la partie 35 de la matrice inférieure 20 et des parties verticales 21 et 22 sur lesquelles repose maintenant un connecteur du type illustré à la fig. 8 dont le corps cylindrique 11 est revêtu d'un manchon en plastique et dans lequel passe un conducteur 18.
La surface 40 formant la gaine contactera d'abord la partie 19 du manchon 12 constituant celle-ci, mais n'appliquera qu'une faible pression effective, toute celle-ci étant exercée seulement par l'intermédiaire du ressort 75. Après que la surface 38 de la matrice supérieure 35 a pris contact avec le manchon en plastique 12 et agit, à travers celui-ci, contre la surface 27 pour sertir le corps cylindrique 11 sur le fil 18, le contact s'établit entre une face 80 d'une barre d'ajustement 81 (illustrée en détail à la fig. 4) et une face 82 de la partie mobile 62 de la matrice. Ce contact est bien illustré dans la fig. 3.
Il est évident qu'en faisant varier la distance entre la face supérieure 82 de la partie mobile 62 de la matrice et la surface 80, on peut faire varier le point ou la pression est appliquée à la première par le piston P. Il est de cette façon possible de modifier la relation entre le sertissage de la gaine 19 du manchon 12 par rapport au conducteur 17. 18 et le sertissage du corps cylindrique 1 1 sur le fil 18. A cette fin, on utilise la barre 81 que l'on voit le mieux à la fig. 4. Cette barre glisse simplement dans une ouverture 85 du piston P dont elle est en fait solidaire. En plus d'une face de butée 80, elle est équipée de faces de butées 86 et 87 et elle peut encore en porter un nombre quelconque afin de faire varier la relation entre le sertissage de la gaine et le sertissage du corps cylindrique.
Pour faire avancer la barre 81 de position en position, celle-ci présente une série de dépressions 88 avec lesquelles co opére une bille 89 potée par le piston P et pressée par un ressort.
La bille 89, pressée par ce ressort, maintient la barre 81 élastiquement dans l'une quelconque des positions dans lesquelles elle est amenée manuellement.
Quoique l'on ait souligné que les parties de la matrice se déplaçant l'une par rapport à l'autre sont nécessaires pour faire varier la relation de sertissage, ce mouvement relatif offre un avantage secondaire. Quand le piston P se déplace vers le haut, à partir de sa position de la fig. 3, pour revenir à celle de la fig. 2, de manière que le connecteur serti puisse être avancé vers une autre position de la matrice pour être découpé, comme les personnes qualifiées dans ce métier le comprendront, le ressort 75 agit pour maintenir le connecteur dans sa position contre la matrice inférieure. De ce fait, le ressort 75 provoque une éjection du connecteur de la matrice supérieure, afin de laisser le connecteur serti en position sur les faces 27 et 31 de la matrice inférieure, en vue de son transfert latéral.
On croit que les personnes au courant de cette question se rendront maintenant compte de la contribution assez considérable apportée par la présente invention. Il est évident qu'un arrangement très simple des parties de la matrice upérieure permet de déterminer la relation entre le sertissage de la gaine et le sertissage du corps cylindrique par rapport au conducteur 17, 18. On peut aussi empêcher la coulée de la matière plastique du manchon 12 par extrusion sous la pression des deud matrices, en utilisant le plastique même du manchon comme un obstacle à cette coulée.
Le procédé utilisé pour empêcher cet écoulement du plastique sous pression est très efficace.