EP0236183A1 - Elément à mémoire de forme pour raccord de tresse sur connecteur - Google Patents

Elément à mémoire de forme pour raccord de tresse sur connecteur Download PDF

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EP0236183A1
EP0236183A1 EP87400200A EP87400200A EP0236183A1 EP 0236183 A1 EP0236183 A1 EP 0236183A1 EP 87400200 A EP87400200 A EP 87400200A EP 87400200 A EP87400200 A EP 87400200A EP 0236183 A1 EP0236183 A1 EP 0236183A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
braid
state
element according
connector
winding
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP87400200A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Guy Herubel
Jean-Jacques Nègre
Michel De Mendez
Pierre Muller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FCI France SA
Original Assignee
Souriau et Cie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Souriau et Cie filed Critical Souriau et Cie
Publication of EP0236183A1 publication Critical patent/EP0236183A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/01—Connections using shape memory materials, e.g. shape memory metal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/193—Means for increasing contact pressure at the end of engagement of coupling part, e.g. zero insertion force or no friction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/10—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation
    • H01R4/18—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping
    • H01R4/20—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping using a crimping sleeve
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/03—Connectors arranged to contact a plurality of the conductors of a multiconductor cable, e.g. tapping connections
    • H01R9/05—Connectors arranged to contact a plurality of the conductors of a multiconductor cable, e.g. tapping connections for coaxial cables

Definitions

  • the present invention relates to a shape memory element for braid connection or shielding conductor of a cable on a conductor.
  • connection of the metallic braids constituting the shielding conductor of an electric cable, is generally carried out by means of a copper or copper alloy ring subjected to a magnetostriction treatment.
  • the metal braid having been previously suitably placed on the zone or rear part of the connector intended for this purpose, the aforementioned ring, surrounding the braid, is brought to this zone.
  • the magnetostriction treatment has the effect of causing sufficient shrinkage or contraction of the ring on the braid and thus ensures the electrical contact and the mechanical retention of the braid on the rear region of the connector.
  • this type of connector has the disadvantage of being unable to reuse the rings used, due to the absence of reversibility of the passage from the memorized state of shape allowing the mounting of the braid on the rear zone of the connector to the end state in which the electrical contact and the maintenance of the braid on the rear area of the connector are ensured.
  • this type of ring in any case only allows an overall radial deformation of the order of 8%, which, in certain cases, can cause inconvenience in use during assembly of the braided.
  • the present invention relates to the implementation of a shape memory element for braid connection on a connector which does not have the aforementioned drawbacks.
  • Another object of the present invention is the implementation of a shape memory element for braid connection on a connector capable of being reused after dismantling the connector.
  • Another object of the present invention is the implementation of a shape memory element for braid connection on connector of a very great facility and a very great convenience of use.
  • the shape memory element for braid connection on connector, object of the invention is remarkable in that it is constituted by an element wound with two reversible shape memory states, the transition from one to the other state of shape being obtained by the only modification of the temperature of said element or of a part of it, below and / or beyond the transition temperature Ms of the constituent material of the element, a first state of memorized form making it possible to ensure electrical contact and the mechanical maintenance of the braid on the corresponding rear zone of the connector and a second state of memorized form allowing the engagement and / or disengagement of the braid and the aforementioned rear area.
  • the invention finds application in particular in the field of connectors, in particular for connectors of circular section or even of any section.
  • the shape memory element for braid connection on connector is constituted, according to the invention, by a wound element denoted 3 with two reversible shape memory states.
  • the transition from one to the other state of shape, denoted I and II in FIG. 1a, is obtained by the only modification of the temperature of the element 3 or of a part of it, below and / or beyond the transition temperature Ms of the material constituting the element 3.
  • the so-called transition temperature Ms is in fact the temperature at the start of transformation of the material in the crystallographic state of martensitic type.
  • the material can also be brought, preferably, to a temperature situated below its end of martensitic state temperature Mf.
  • the second memorized shape state II allows engagement and / or disengagement of the braid and the rear area of the aforementioned connector.
  • the wound element 3 is shown as formed, without limitation, so as to constitute a substantially cylindrical winding.
  • the winding can consist of turns of the same diameter.
  • the transition from one to the other memorized form state of element 3 can be obtained by means of any cold source available in industrial environment, such as for example liquid nitrogen.
  • FIG. 1b there is shown the element 3, during its assembly phase, on the connector 2, the element 3 surrounding the braid 1, as shown in this figure.
  • the latter by means of the abovementioned cold source, has been brought into its second state of memorized form, denoted II, state in which the the element is in the so-called expanded position, a position which of course allows the introduction of the rear portion or zone denoted 20 of the connector into the open end of the braid 1, and the placing of the element 3 in the suitable position at this rear zone 20.
  • the return to ambient temperature of the element 3, brings it back to the memory position of shape denoted I, so-called retracted position, in which the electrical contact and the mechanical holding of the braid 1 on the rear part 20 of the connector are provided.
  • the transformations undergone by the element 3 are such that, in the first state of memorized form, which makes it possible to ensure the electrical contact stick e A mechanical retainer clips 1 of the corresponding rear region 20 of the connector, the material of which the element 3 is in the crystal state of the austenitic type, while in the second state memorized shape, which allows the engagement and / or disengagement of the braid 1 and the aforementioned rear zone 20, it is on the contrary in the crystallographic state of martensitic type.
  • the rear region or part of the connector 20 can be provided with protruding parts intended to ensure good electrical contact and good mechanical support of the braid 1 thereon.
  • Figure 1b there is shown by way of example, the projecting parts of the area or rear part 20 of the connector 2, in the form of a sharp edge thread, in which the metal wires constituting the braid 1 can be engaged by jamming, under the effect of the pressure exerted by the element when the latter has returned to its state of memorized form I.
  • the element 3 can be made of a shape memory material, included in the group nickel-titanium, nickel-titanium-iron, copper-zinc-aluminum, and copper-aluminum-nickel, nickel-aluminum, in the form of an intermetallic compound or in an alloyed form.
  • the winding 3 may preferably be formed from a wire or the like, the constituent material of which belongs to the aforementioned group.
  • a wire 3 mm in diameter made of an alloy comprising about 4% by atomic mass of aluminum, 25% of zinc and the remainder in percentage of copper and for which the transition temperature Ms is close to 75 ° C.
  • the embodiment presently described makes it possible to satisfy the requirements of the specifications relating to the conditions of use of the connectors, in an industrial environment. The so-called element 3 education process will now be described.
  • the winding Prior to the actual education process, the winding must first of all be brought to the desired shape at room temperature, that is to say to the shape corresponding substantially to the first memorized shape state noted I, of the Figure 1a.
  • a rod of shape memory material, or a wire, the composition of which is that indicated above, is firstly brought to a temperature allowing the entire rod or wire to be brought into a crystallographic state comprising two ⁇ phases and little equilibrium.
  • the above-mentioned rod can be brought to a temperature of 500 ° C. This rise in temperature has the effect of making the raw material more pliable.
  • the rod is then brought to room temperature, with or without quenching, so as to allow the actual shaping.
  • the actual shaping that is to say the shaping in the final state constituting the final state, beyond the transition temperature Ms of the material, is then carried out by plastic deformation of the rod at room temperature.
  • the rod is wound on a support or mandrel, by means of a winder or any other means, so as to form the winding 3.
  • this is made so as to have contiguous turns.
  • the winding 3-thus constituted is then, in the absence of any mechanical constraint, brought to high temperature, so as to bring the material with shape memory constituting the winding, in crystallographic phase of the austenitic type.
  • the winding 3 can be brought to a temperature between 700 ° C and 850 ° C, then it is then subjected to quenching, in order to cause, the winding being maintained above the transition temperature Ms of the material, elimination of quenching gaps. Then the winding 3 is then subjected to the education stage proper.
  • the education consists in applying to the winding 3, a mechanical stress capable to impose on it, a deformation constituting, for the winding, a path by which the winding will pass from its final state of form to its various successive states of form, which in fact constitute the aforementioned path.
  • a mechanical stress is applied to the winding 3, the stress being directed in the direction of deformation of the winding.
  • the force or stress can be applied to the winding 3, which is in a state of shape corresponding to the state of shape memorized I of FIG. 1a, by means of a tool of the helical die type, the path of which corresponds for example to the aforementioned path, so as to bring the element 3 into its state of memorized form II, the die having advantageously, substantially , the form denoted II corresponding to the second stored form.
  • the element 3 can of course be introduced into the die, by traction.
  • the amplitude of the stress applied to the winding 3 is chosen such that it does not substantially exceed the elastic deformation limit of the winding at the temperature above the transition temperature Ms. Then, the stress being maintained, the winding is cooled and brought to a temperature below its transition temperature Ms, and preferably below its end of martensitic state temperature Mf.
  • the winding 3, under the effect of the stress deforms by plasticity of deformation, in the direction imposed by the stress. It deforms by a number of turns per rotation of the turns which depends of the constraint imposed, of the characteristics of the winding including the initial number of turns, and the modification of the diameter of the turns results in a change in the number of turns or turns, without appreciable change in the length of the winding 3.
  • the winding 3 is then brought back to a temperature higher than the Ms temperature, the stress being maintained.
  • the aforementioned education process does not prejudge the deformation applied to the winding 3.
  • the tool allowing the implementation of the education process previously designated by a sector, can be replaced by a cylindrical element mounted for rotation and translation on a threaded axis, and on which a motor torque is applied.
  • the setting in motion in rotation and in translation of the cylinder, at least one end of the winding 3 being integral with the cylinder, has the effect of causing the corresponding education of the winding 3, along a path resulting from the composition of the movements of rotation and translation mentioned above.
  • the winding 3 is arranged so as to form a torus.
  • the mean plane of the turns of the winding 3 is oriented along a diametral plane P of the torus, substantially.
  • the winding 3 is previously formed, as has been described in connection with Figures 1a and 1b, it is then shaped so as to produce a torus.
  • FIG. 1
  • the state of form noted I also corresponds to the first state of shape memorized making it possible to ensure electrical contact and the mechanical maintenance of the braid on the corresponding rear region of the connector
  • the state of form noted II corresponds on the contrary to the second state of memorized form, allowing the engagement and / or the release of the rear zone and the braid, this state corresponding to a state called expanded.
  • the element 3 in the first state of memorized shape in which the electrical contact and the mechanical maintenance of the braid on the rear region of the connector are ensured, is such that the turns forming the windings are contiguous, at least in the vicinity of the contact zone denoted Z between the turns and the braid.
  • the turns are contiguous over their entire circumference, when the element is in its first state of memorized shape.
  • the education process can be modified as follows: the winding 3 having been shaped and treated in a substantially identical manner, until the phase allowing the elimination of the gaps in hardening, the actual education is carried out according to steps similar to those described above, the tool allowing the application of mechanical stress, being of course only modified.
  • the tool can, in the case of an education process applied to element 3 represented in FIG. 2, consist of, without limitation, in a rigid cone, on the top of which, the element 3 is engaged, the latter in its initial state of shape corresponding substantially to the memorized state of shape noted I, being brought into contact with the wall of the cone along a line director of it.
  • the deformation constraint allowing the element 3 to be brought into its memorized form state, corresponding to the second form state denoted II, can then be applied by a female conical element with an opening angle identical to that of the previously mentioned rigid cone.
  • the wound element can consist of a substantially cylindrical sleeve, split or not.
  • the sleeve is for example split along one of its generating lines, the first state of memorized shape, noted I in FIG. 3a, and in which the electrical contact and the mechanical maintenance of the braid is ensured allows the edges of the slot to be overlapped. of the sleeve.
  • the sleeve may advantageously, as shown in FIG. 3a and in FIG. 3b, be constituted by a sheet of shape memory material of the above-mentioned composition cut out then rolled or by a canvas or network of shape memory material.
  • the network or fabric can in this case be constituted by an arrangement of wires of memory material of intertwined form. All or only part of the wires can be made of the aforementioned shape memory material, the other wires can be made of a conventional material, piano wire or the like capable of providing a basic infrastructure for the sleeve. When it consists of a fabric or network, the sleeve ensures better shielding capacity and greater flexibility of use.
  • the edges of the slot may have indentations, these being nested in the first shape memory state, noted I, in which the electrical contact and the mechanical maintenance of the braid is assured.
  • the sleeve body is constituted by nested flexible blades.
  • the flexible blades are directed substantially in a direction parallel to the generating lines of the sleeve.
  • the sleeve as it appears in the aforementioned 3d figure, can be produced from a sheet of metallic material with shape memory by stamping and then by rolling.
  • This embodiment appears particularly well suited to the connection of metallic braids of cables due to the large degree of freedom of swelling, in the central part, of the sleeve due to the flexibility of the blades at their free end.
  • the blades, in their longitudinal direction can be contiguous or almost contiguous.
  • the sleeve appears split along a continuous line oblique to the directions of the generating lines of the body of the sleeve.
  • the sleeve can advantageously consist of a wound ribbon, the edges of the ribbon in the first shape memory state, denoted I, in which the electrical contact and the mechanical maintenance of the braid is ensured being substantially contiguous. .
  • the corresponding wound elements are also subjected to an education process analogous to the education process previously described, this consisting essentially, in a cycle of passages from the state, noted I, to the state, noted II, by application of a mechanical stress exerted by means of an appropriate suitable tool, the whole of the sleeve, or a zone of deformation at less of it, being correspondingly brought to a temperature below or above the transition temperature previously defined.
  • a particularly advantageous shape memory element for braid connection on connector has thus been described, in which the percentage of overall radial deformation can without disadvantage reach 20%, which makes it possible to improve the ease and convenience of implementation. elements according to the invention, during their use.

Landscapes

  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

L'invention concerne un élément à mémoire de forme pour raccord de tresse (1) sur connecteur (2). L'élément est constitué par un enroulement (3), à deux états de forme mémorisés réversibles. Un premier état de forme mémorisé permet d'assurer le contact électrique et le maintien mécanique de la tresse sur la zone arrière correspondant du connecteur (2), et un deuxième état de forme mémorisé permet l'engagement ou le dégagement de la tresse et de la zone arrière du connecteur. Application aux connecteurs pour câbles électriques.

Description

  • La présente invention est relative à un élément à mémoire de forme pour raccord de tresse ou conducteur de blindage d'un câble sur un conducteur.
  • 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 à un traitement par magnétostriction. La tresse métallique ayant été, au préalable, convenablement mise en place sur la zone ou partie arrière du connecteur destinée à 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, nécessaire, du câble et du connecteur, celui-ci implique la destruction de la bague, laquelle ne peut plus être réalisée.
  • On a récemment proposé de remplacer ces bagues de cuivre par des bagues en alliage à mémoire de forme susceptibles,sous l'effet d'un échauffement, d'occuper un état de forme mémorisé préalablement puis, par le retour à température ambiante, d'assurer le contact électrique et le maintien mécanique de la tresse sur la partie ou zone arrière du connecteur.
  • 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'état de forme mémorisé permettant le montage de la tresse sur la zone arrière du connecteur à l'état final 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 raccord 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 susceptible de réutilisations après démontage du connecteur.
  • 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 d'une très grande facilité et d'une très grande commodité d'utilisation.
  • L'élément à mémoire de forme pour raccord de tresse sur connecteur, objet de l'invention est remarquable en ce qu'il est constitué par un élément enroulé à deux états de mémoire de forme réversibles, le passage de l'un à l'autre état de forme étant obtenu par la seule modification de la température dudit élément ou d'une partie de celui-ci, en deçà et/ou au delà de la température de transition Ms du matériau constitutif de l'élément, un 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 un deuxième état de forme mémorisé permettant 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 dans lesquels :
    • . La figure 1a représente selon un mode de réalisation particulier, un élément pour raccord de tresse sur connecteur dans ses deux états de forme mémorisés,
    • . La figure 1b représente, selon un mode de réalisation de la figure 1a, l'élément pour raccord de tresse sur connecteur au cours de l'opération 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 variantes de réalisation avantageuses de l'élément pour raccord de tresse sur connecteur, conformément à l'invention.
  • L'invention sera tout d'abord décrite en liaison avec la figure 1a.
  • Selon cette figure, l'élément à mémoire de forme pour raccord de tresse sur connecteur est constitué, conformément à l'invention, par un élément enroulé noté 3 à deux états de 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 température Ms dite de transition est en fait la température de début de transformation du matériau à l'état cristallographique de type martensitique. Le matériau peut également être amené,de préférence,à une température située en deçà 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 connecteur précité.
  • Sur la figure 1a, l'élément enroulé 3 est représenté tel que formé, de manière non limitative, de façon à constituer un enroulement sensiblement cylindrique. De préférence, l'enroulement peut être constitué par des spires de même diamètre.
  • Le passage de l'un à l'autre état de forme mémorisé de l'élément 3, peut être obtenu au moyen de toute source de froid disponible en milieu industriel, telle que par exemple l'azote liquide.
  • Sur la figure 1b, on a représenté l'élément 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 position 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'élément 3, celui-ci ne subit sensiblement aucune élongation, les seules transformations subies 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 mémorisé.
  • Les transformations subies par l'élément 3 sont telles que, dans le premier état de forme mémorisé, lequel permet d'assurer le contact électrique eA le maintien mécanique de la tresse 1 sur la zone arrière 20 correspondante du connecteur, le matériau constitutif de l'élément 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 cristallographique de type martensitique.
  • De préférence, mais de façon non limitative, la zone ou partie arrière du connecteur 20, peut être munie de parties saillantes destinées à assurer un bon contact électrique et un bon maintien mécanique de la tresse 1 sur celle-ci. Sur la figure 1b, on a représenté à titre d'exemple, les parties saillantes de la zone ou partie arrière 20 du connecteur 2, sous forme d'un filetage à 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 transformations précédemment décrites subies par l'élément 3, ont pour caractère principal, une modification essentiellement radiale des spires de l'enroulement. Cet effet, particulièrement avantageux, dans l'application au raccordement d'une tresse métallique 1 à la partie arrière 20 d'un connecteur, peut être obtenu par la mise en oeuvre 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 forme, compris dans le groupe nickel-titane, nickel-titane-fer, cuivre-zinc-aluminium, et cuivre-aluminium-nickel, nickel-aluminium, sous forme de composé intermétallique ou sous forme alliée.
  • L'enroulement 3 peut de préférence être constitué à partir d'un fil ou analogue, dont le matériau constitutif appartient au groupe précité. A titre d'exemple, des essais ont été effectués au moyen d'un fil 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 voisine 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 proprement dit, l'enroulement doit tout d'abord être mis à la forme voulue à température ambiante, c'est-à-dire à la forme correspondant sensiblement au premier état de forme mémorisé noté I, de la figure 1a.
  • Une tige de matériau à mémoire de forme, ou un fil, dont la composition est celle indiquée précédemment, est tout-d'abord portée à une température permettant d'amener la totalité de la tige ou du fil, en état cristallographique comportant deux phases α et peu équilibre. A titre d'exemple, la tige 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 transition Ms du matériau,est alors effectuée par déformation 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 façon à présenter des spires jointives.
  • L'enroulement 3-ainsi constitué, est ensuite, en l'absence de toute contrainte mécanique, porté à haute température, de façon 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 d'imposer à celui-ci, une déformation constituant, pour l'enroulement, un chemin par lequel l'enroulement 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 étant dirigée dans le sens de déformation de l'enroulement. Dans l'exemple précédemment décrit, où la déformation 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 mémorisé I de la figure 1a, au moyen d'un outil du genre filière hélicoïdale, dont le trajet correspond par exemple au chemin précité, de façon à amener l'élément 3 en son état de forme mémorisé II, la filière ayant avantageusement,sensiblement, la forme notée II correspondantau deuxième étàt de forme mémorisé. L'élément 3 peut bien entendu, être introduit dans la filière, par traction. L'amplitude de la contrainte appliquée à l'enroulement 3 est choisie telle,que celle-ci ne dépasse pas sensiblement la limite de déformationélastique de l'enroulement à la température supérieure à la température de transition Ms. Puis, la contrainte étant maintenue, l'enroulement est refroidi et amené à une température inférieure à sa température de transition Ms, et de préférence en deçà de sa température de fin d'état martensitique 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 tours par rotation des spires qui dépend de la contrainte imposée, des caractéristiques de l'enroulement dont le nombre initial de rpires, et la modification du diamètre des spires se traduit par une modification du nombre de tours ou spires, sans changement appréciable de la longueur de l'enroulement 3.
  • L'enroulement 3 est ensuite ramené à une température supérieure à la température Ms, la contrainte étant maintenue.
  • Les transitions en température en deçà et au delà de la température de transition Ms du matériau, la contrainte étant maintenue, sont répétées 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 modification 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 filière, peut être remplacé par un élément cylindrique monté à rotation et à translation sur un axe fileté, et sur lequel, un couple moteur est appliqué. La mise en mouvement en rotation et en translation du cylindre, une extrémité 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 rotation et de translation précités.
  • Une variante de réalisation de l'élément à mémoire de forme pour raccord de tresse sur connecteur, conforme à l'invention, sera maintenant décrite en liaison avec la figure 2.
  • Conformément à cette figure, l'enroulement 3 est agencé de façon à former un tore. Le plan moyen des spires de l'enroulement 3, est orienté selon un plan diamétral P du tore, sensiblement. Bien entendu, on comprendra que l'enroulement 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 réaliser 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 contraire au deuxième état de forme mémorisé, permettant 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 arrière 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 formé de façon à constituer un élément sensiblement cylindrique, les spires sont jointives sur la totalité de leur circonférence, 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 façon sensiblement identique, jusqu'à la phase permettant l'élimination des lacunes de trempe, l'éducation proprement dite est réalisée selon des étapes analogues à celles décrites précédemment, l'outil permettant l'application de la contrainte mécanique, étant bien entendu seul modifié.
  • Afin 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 cône rigide, sur le sommet duquel, l'élément 3 est engagé, celui-ci dans son état de forme initial 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 permettant 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 uniforme sur l'élément 3, laquelle entraîne le déplacement de celui-ci, en translation selon l'axe de symétrie longitudinal du cône rigide. Ce mode opératoire apparaît particulièrement 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.
  • Bien entendu, l'application de la contrainte mécanique et des transitions de température en deçà et au delà de la température de transition Ms du matériau constitutif de l'enroulement 3, sont répétées ainsi que décrit précédemment.
  • Une autre variante de réalisation de l'élément 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 à la figure 3a, l'élément enroulé 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 constitué par une feuille en matériau à mémoire de forme de la composition précitée découpée puis roulée ou par une toile ou réseau en matériau à mémoire de forme. Le réseau ou toile peut dans ce cas être constitué par un agencement de fils en matériau à mémoire de forme entrelacés. La totalité ou une partie seulement des fils peuvent être constitués en matériau à mémoire de forme précité, les autres fils pouvant être constitués par un matériau classique, corde à piano ou analogue capable d'assurer pour le manchon une infrastructure de base. Lorsqu'il est constitué 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 réalisation 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 I, dans lequel le contact électrique et le maintien 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 imbriquées. Les lames souples sont dirigées sensiblement suivant une direction parallèle aux lignes génératrices du manchon.
  • Le manchon, ainsi qu'il apparaît sur la figure 3d précitée, peut être réalisé à partir d'une feuille de matériau métallique à mémoire de forme par estampage puis par roulage. Ce mode de réalisation apparaît particulièrement bien adapté à la connexion de tresses métalliques de câbles en raison du grand degré de liberté de gonflement,en partie centrale,du manchon du fait de la souplesse des lames au niveau de leur extrémité libre. De préférence, les lames, selon leur direction longitudinale, peuvent être jointives ou quasi-jointives.
  • Une 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 lequel le contact électrique et le maintien mécanique de la tresse est assuré étant sensiblement jointifs.
  • Bien entendu, pour l'ensemble des modes de réalisation représentés en figures 3a à 3e, les éléments enroulés correspondants sont également soumis à un processus d'éducation analogue au processus d'éducation précédemment décrit, celui-ci consistant, pour l'essentiel,en un cycle de passages de l'état, noté I, à 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 correspondance amenée à une température en deçà 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 particulièrement avantageux, dans lequel le pourcentage de déformation radiale global, peut sans inconvénient atteindre 20 %, ce qui permet d'améliorer la facilité et la commodité de mise en oeuvre des éléments selon l'invention, lors de leur utilisation.

Claims (16)

1. Elément à mémoire de forme pour raccord de tresse sur connecteur, caractérisé en ce qu'il est constitué par un élément enroulé à deux états de mémoire de forme réversibles, le passage de l'un à l'autre état de forme étant obtenu par la seule modification de la température dudit élément ou d'une partie de celui-ci, en deçà et/ou au delà de la température de transition Ms du matériau constitutif de l'élément, un 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 un deuxième état de forme mémorisé permettant l'engagement et/ou le dégagement de la tresse et de la zone arrière précitée.
2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément enroulé est constitué par un enroulement.
3.Element selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit enroulement est formé de façon à constituer un élement sensiblement cylindrique.
4. Elément selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit enroulement est constitué par des spires de même diamètre.
5.Element selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est agencé de façon à former un tore,le plan moyen des spires de l'enroulement étant orienté selon un plan diamétral du tore sensiblement.
6. Elément selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est constitué en un matériau à mémoire de forme compris dans le groupe nickel-titane, nickel-aluminium, nickel-titane- fer, cuivre-zinc-aluminium et cuivre-aluminium-nickel sous forme alliée ou sous forme de composé intermétallique,
7. Elément selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit 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, correspond à l'état cristallographique de type austénitique du matériau constitutif dudit élément, ledit deuxième état de forme mémorisé permettant l'engagement et/ou le dégagement de la tresse et de la zone arrière précitée correspondant à l'état cristallographique de type martensitique.
8. Elément selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans le premier état de forme mémorisé, dans lequel le contact électrique et le maintien mécanique de la tresse sur la zone arrière du connecteur sontassurés, les spires formant ledit enroulement sont jointives,tout au moins au voisinage de la zone de contact entre lesdites spires et la tresse.
9. Elément selon la revendication 7, caractérisé en ce que dans le cas où ledit élément est formé de façon à constituer un élément sensiblement cylindrique, lesdites spires sont jointives sur la totalité de leur circonférence sensiblement.
10. Elément selon les revendications 1 et 6, caractérisé en ce que ledit élément enroulé est constitué par un manchon sensiblement cylindrique fendu.
11. Elément selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit manchon est fendu selon une de ses lignes génératrices, le premier état de forme mémorisé dans lequel le contact électrique et le maintien mécanique de la tresse est assuré permettant un recouvrement des bords de la fente du manchon.
12. Elément selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que ledit manchon est constitué par une feuille ou par une toile ou réseau en matériau à mémoire de forme.
13. Elément selon l'une des revendications 10 ou 12, caractérisé en ce que les bords de la fente présentent desindentations, lesdites indentations étant imbriquées dans le premier état de mémoire de forme dans lequel le contact électrique et le maintien mécanique de la tresse est assuré.
14. Elément selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que le corps du manchon est constitué par des lames souples imbriquées, lesdites lames souples étant dirigées sensiblement suivant une direction parallèle aux lignes génératrices du manchon.
15. Elément selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit manchon est fendu selon une ligne continue oblique par rapport aux directions des lignes génératrices du corps du manchon.
16. Elément selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il est constitué par un ruban enroulé, les bords du ruban dans le premier état de mémoire de forme dans lequel le contact électrique et le maintien mécanique de la tresse est assuré étant sensiblement jointifs.
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