BE528298A

BE528298A -

Info

Publication number: BE528298A
Authority: BE

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   L'invention concerne des raccords destinés à être utilisés avec des fils d'aluminium. Elle concerre plus particulièrement des bornes et des raccords qui sont fixés à du fil   d'aluminium,   par serrage. Ce genre de raccords peut être utilisé par exemple pour réaliser une liaison forte- ment conductrice résistant à la corrosion entre des conducteurs d'aluminium et de cuivre ou entre deux conducteurs d'aluminium, Ces raccords peuvent avoir la forme d'embouts du genre de ceux qui relient l'extrémité d'un fil à une borne ou à tout autre moyen de fixation ou bien ils peuvent être con- struits de manière à relier ensemble deux ou plusieurs fils d'un même métal ou de métaux différents. 



   TJn certain nombre de conditions doivent être remplies pour réa- liser un raccord satisfaisant pour du fil d'aluminium. Le raccord doit réaliser une capacité adéquate conductrice de courant et une bonne conducti-   bilité   électrique entre le fil d'aluminium et l'autre conducteur. Cette conductibilité doit être maintenue pendant une :Longue durée et dans des   con -   ditions défavorables, par exemple lorsque la connexion est exposée à   l'humi-   dité, à une atmosphère corrosive, à des variations répétées de température etc. Le raccord doit pouvoir être appliqué facilement et rapidement sur le fil   d'aluminium.,   de préférence, par une simple opération de serrage suppri- mant le besoin de soudage, ou de brasage.

   Le raccord ne doit pas être trop grand et le prix de fabrication du raccord et celui de sa fixation au con- ducteur doivent être minimes pour permettre son utilisation commerciale maximum. 



   De nombreux essais ont été faits pour résoudre les problèmes qui. se posent dans la conception d'un raccord possédant les caractéristiques ci-dessus, mais, pour les raisons indiquées ci-après, on n'a pas fabriqué jusqu'à présent, de raccord donnant complètement satisfaction au point de vue commercial. Ceci est vrai même bien que plusieurs des différents problèmes relatifs à la fabrication d'une bonne connexion aient été résolus ou partiellement résolus antérieurement par les techniciens, car aucune solution n'a été trouvée ou introduite dans ces connexions pour d'autres problèmes, de sorte qu'il n'en est pas résulté de raccord satisfaisant. 



  En raison de ce qu'aucun raccord complètement satisfaisant n'a été imaginé jusqu'à présent, il ne s'est pas trouvé de guide dont les soi-disant solutions pourraient être utilisées dans la construction d'un raccord satisfaisant. Il est évident, d'après la considération précédente des problèmes spécifiques que, dans la construction d'une connexion, la solution d'un des problèmes dépend de la solution d'un autre des problèmes, de sorte   qu'   une connexion satisfaisante ne peut pas être réalisée seulement en assemblant des caractéristiques Individuelles connues sans qu'on tienne compte de leurs relations réciproques telles qu'elles s'appliquent à la connexion   particuliers.   



   Il est probable que la difficulté la plus sérieuse qui s'est présentée avec les raccords construits jusqu'à présent réside dans l'impossibilité de pouvoir les reproduire et dans leur manque de sécurité. Si l'on se base sur la technologie passée, la construction d'un raccord pour fil d'aluminium qui satisfait apparemment à toutes les exigences ci-dessus ne constitue pas une difficulté particulière, mais si l'on fabrique une grande quantité de raccords qui ressemblent le plus possible au raccord-type, on trouve de grandes différences dans les caractéristiques des connexions fabriquées lorsque les raccords doivent être fixés à du fil d'alu-   minium.   Un certain nombre de raccords peuvent sembler réaliser des connexions acceptables,

   d'autres réalisent des connexions moins satisfaisantes et d' autres encore réalisent des connexions complètement défectueuses. Par conséquent, la faculté de pouvoir reproduire le raccord à un grand nombre d' exemplaires est réduite et n'est pas satisfaisante pour une production normale considérable. 



   En outre, si les raccords particuliers, qui semblent réaliser des raccords initiaux satisfaisants, sont soumis à des essais de durée, on trouve que certaines des connexions sont prématurément défectueuses, 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 ce qui indique un manque de sûreté. 



   Pour être acceptable au point de vue commercial, un raccord doit pouvoir être reproduit en grandes quantités et chaque connexion résultante doit être exempte de la possibilité d'une déficience prématurée. Mème une seule déficience électrique parmi des centaines de connexions rendrait ce genre de connexions peu satisfaisant même si toutes les autres connexions fonctionnent de façon satisfaisante. 



   La présente invention concerne la réalisation d'un raccord complètement satisfaisant et acceptable commercialement pour du fil d'aluminium et est représentée par une connexion formée par la combinaison de certaines caractéristiques originales connues jusqu'à présent, mais qui n'ont jamais été utilisées dans une telle combinaison pour produire un raccord complètement satisfaisant.

   La combinaison particulière d'éléments et d'opérations dans le système de connexion en aluminium décrit ci-après réalise un raccord qui satisfait à toutes les exigences ci-dessus concernant la conductibilité la résistance mécanique, la résistance à la corrosion, les dimensions, et qui peut être reproduit en grande quantité sans qu'on ait à craindre un certain nombre de raccords défectueux,, éliminant ainsi toutes les connexions défectueuses dès le début et les déficiences prématurées, électriques ou mécaniques. 



   Ces aspects, ces avantages et ces objets ressortiront de la des-   cription   qui va suivre d'une forme de réalisation de l'invention choisie à titre d'exemple non limitatif, en regard des figures du dessin annexé. 



   La figure 1 est une vue développée en perspective des organes d'un raccord et représente le fil d'aluminium auquel ils doivent être fixés. 



   La figure 2 est une vue en perspective du raccord de la figure 1 après qu'il a été assemblé et placé sur le fil mais avant qu'il ait été serré. 



   La figure 3 représente une vue en perspective de la connexion résultant du serrage de l'ensemble représenté sur la figure 2. 



   La figure 4 est un graphique aidant à expliquer les principes de l'invention. 



   La figure 5 représente une section transversale à plusgrande échelle le long de la ligne 5-5 de la figure 3 et montrant la forme de la virole et du fil après serrage. 



   La figure 6 représente une coupe à plus grande échelle le long de la ligne 6-6 de la figure 3 et montrant la forme du support d'isolement   après   serrage. 



   La figure 7 est un graphique représentant la relation entre la grandeur du serrage et la résistance de la connexion. 



   La figure 8 est un graphique-représentant la relation entre la grandeur du serrage et la résistance de la connexion après un essai de durée 
La figure 9 représente une coupe longitudinale à plus grande échelle de la connexion représentée sur la figure 3. 



   La figure 10 est une vue en perspective du dé de la figure 1 représentant le capuchon plastique destiné à recevoir le gel d'inhibition de corrosion à l'intérieur du dé. 



   Un problème important qui se présente lors de l'application de connexions sur des conducteurs d'aluminium réside dans la présence du mince revêtement d'oxyde qui recouvre les surfaces exposées de l'aluminium 
Ce revêtement d'oxyde, très mince et très dur, adhère d'une façon tenace à la surface de l'aluminium. Si le revêtement est enlevé par meulage ou par un autre moyen, un nouveau revêtement d'oxyde se forme immé- 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 diatement si l'aluminium est exposé à   l'atmosphère   et continue à se former en épaisseur en très peu de temps, après quoi l'épaisseur de la pellicule n'augmente plus dans les conditions usuelles. Une augmentation de la tem- pérature produit cependant une nouvelle augmentation de l'épaisseur de la pellicule. 



   Afin de réaliser une connexion électrique satisfaisante sur l'aluminium, il est nécessaire d'enlever ce revêtement d'oxyde de manière que le contact puisse être établi avec le métal vierge exposé et, pour main- tenir une bonne conductibilité électrique, il est nécessaire d'empêcher le revêtement d'oxyde de se reformer et d'augmenter la résistance de la con- nexion. Même un petit revêtement d'oxyde est une source de troubles, puis- que l'accroissement de résistance qu'il produit fait qu'une plus grande quantité de chaleur est engendrée dans la connexion; l'accroissement ré- sultant de température produit même une formation plus rapide du revêtement d'oxyde. 



   Ce revêtement d'oxyde peut être éliminé chimiquement, par exem- ple par l'action de l'acide fluorhydrique ou mécaniquement, par exemple par meulage. Ce revêtement semble ne pas être élastique de sorte que si la surface de l'aluminium est étirée, la couche d'oxyde se fendille en formant de nouvelles zones de métal exposé. 



   Une fois que l'oxyde a été enlevé, l'aluminium peut être recouvert d'un métal résistant aux oxydes ou d'un métal dont l'oxyde est conducteur électriquement, en réduisant ainsi efficacement ou en empêchant la formation d'oxyde d'aluminium. Un tel procédé peut être suivi pour tenter de résoudre le problème de l'oxyde sur le raccord lui-même, mais un tel revêtement n'existe pas sur les fils d'aluminium auxquels le raccord doit être fixé. 



   De façon correspondante, l'oxyde doit être enlevé du fil par un moyen mécanique, tel que le meulage, le décapage, l'étirage au moment où le raccord est fixé sur le fil. En outre, cet enlèvement d'oxyde doit être total à tous points de vue de manière qu'il ne se forme pas "de points chauds" accélérant une nouvelle formation d'oxyde et produisant une déficience prématurée de la connexion. 



   Une des opérations permettant de réaliser cette élimination de l'oxyde consiste à serrer le fil d'aluminium nu dans la partie en forme de virole du raccord d'une quantité suffisante pour produire un étirage ou une extrusion substantielle du fil accompagnée d'une action de décapage produite par une différence d'extrusion en longueur entre la virole et le fil. Ce serrage et cette extrusion doivent être réalisés de manière à maintenir une résistance mécanique suffisante et à permettre en même temps les variations nécessaires qui se produisent dans le domaine d'utilisation sans que cellesci produisent de déficiences électriques ou mécaniques. 



   La figure 1 représente un raccord 1 comprenant une virole tubulaire 2 et une partie de languette 4 qui en est solidaire. Dans cet   exempl e   la virole et la languette sont en aluminium avec toutes les surfaces exposées y compris l'intérieur de la virole tubulaire 2, recouvertes d'une couche   ad-   hérente d'étain, comme on le décrira ci-après. 



   Un dé à mince paroi 6, en aluminium recouvert d'étain comprend une partie cylindrique à introduire au canon 8 ayant une extrémité fermée 10 et une partie 12 plus grande, ouverte à son extrémité et supportant l'isolement. Le canon 6 du dé 6 est rempli d'une graisse résistant à l'humidité dans laquelle sont dispersées des particules abrasives, comme on le décrira ci-après, et ce canon est destiné à recevoir la partie extrême dénudée 14 d'un câble d'aluminium isolé 16. La surface du dé 6 est recouverte d'étain. Il n'est pas toujours essentiel que la surface intérieure soit complètement étamée, notamment sur les surfaces où il n'est pas nécessaire de faire une connexion électrique. La partie plus grande 12 supportant 1' isolement du dé s'étend sur le revêtement isolant 18 du câble.

   Le canon 8 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 du dé est ensuite placé à l'intérieur de la virole 2 de sorte que l'ensemble se présente comme on l'a représenté sur la figure 2. La partie de virole 2 et le support d'isolement 12 du dé sont ensuite serrés dans une matrice de serrage pour former le raccord de la manière indiquée sur la figure 3. 



   Pendant cette opération de serrage, la virole 2 et   le fil     14   sont soumis tous deux à un allongement de sorte que, par l'action d'étirage de nouvelles surfaces exemptes d'oxyde, sont exposées sur le fil d'aluminium 14 et sur la surface intérieure du dé 6 s'il n'est pas recouvert ou s'il est seulement partiellement recouvert. Cette nouvelle surface apparaît non seulement sur le pourtour extérieur du fil adjacent au pourtour intérieur du dé, mais aussi le long de chacun des torons du fil 14, qui formeront un faisceau compact où les torons sont en contact électrique intime. 



     En   plus, il existe une différence d'allongement entre le fil 14 et le dé 6 qui est extrudé avec la virole 2. Pour les buts du présent exposé, on peut supposer que le canon 3 du dé et la virole 2 se comportent comme un tout pendant l'extrusion et que le métal du dé et celui de la virole se déplacent en unisson sur leurs surfaces en contact. 



   Au début de l'action de serrage, la virole est extrudée plus rapidement que le fil; il s'ensuit que, lorsque l'action de serrage   conti-   nue, le fil est extrudé plus rapidement que la virole. Les proportions relatives de l'extrusion sont indiquées sur la figure 4 pour un raccord et une combinaison de fil particuliers. La ligne pleine 20 représente la réduction de la surface de la section transversale de la virole, dans la partie de surface à laquelle la force de serrage est appliquée, comme fonction de la réduction de toute la surface de la section transversale de la virole et du fil. La ligne en traits interrompus 22 représente la réduction de la surface de la section transversale du fil en   fonction   de la réduction de toute la surface de la section transversale de la virole et du fil.

   On voit que, pour une réduction totale de la surface de la section transversale inférieure à dix-sept pour cent, une réduction plus grande se produit; dans la section transversale de la virole que dans celle du fil pour une réduction totale de dix-sept pour cent, le fil et la virole sont réduits d'une même proportion et au-delà de dix-sept pour cent, une réduction plus grande se produit dans la section transversale du fil que dans celle de la virole. 



   Le mouvement différentiel longitudinal du fil et de la surface environnante produit par ces taux différents d'extrusion produit une action de décapage qui facilite l'enlèvement et la rupture du revêtement d'oxyde sur le fil   d'aluminium   14. 



   Il semble qu'il soit avantageux de réaliser un bon contact initial et de maintenir une bonne conductibilité pour la surface d'oxyde à interrompre ou à séparer, dans les zones où cet oxyde n'est pas entièrement supprimé, - sous la forme d'un dessin du genre d'une mosaïque avec les par-   ticules     individuelles   d'oxyde de petite surface sur la zone de métal vierge exposé. Cette action est favorisée par la présence de granules abrasives à l'intérieur de la virole autour du fil lorsque l'opération de serrage a lieu.

   Ces granules qui sont dures et ont, de préférer.ce, des pintes, des angles ou des arêtes aigus sont apparemment poussées dans la pellicule d' oxyde et y pénètrent ou tout au moins y produisent une zone plus faible formant un3 concentration des efforts et réalisant une zone   dans   laquelle une déchirure ou une rupture   de la   pellicule d'oxyde peur avoir lieu facilement. La présence d'un grand monber de ces particules fait que la pellicule est brisée en un grand nombre de zones séparées pour réaliser la surface de con tact la plus désirable. 



   Ces granules   peuvent être   conductrices de l'électricité et être par exemple   formées   de particules de nickel ou d'un autre métal ou bien elles peuvent être non conductrices par exemple lorsqu'on utilise des particules de l'alliage connu sous le nom d'alundum. Afin de réaliser un support pour ces particules et pour d'autres buts qui seront discutés ci-après, les par- 

 <Desc/Clms Page number 5> 

   ticules   sont dispersées dans une graisse résistant à l'eau relie que du   pétrolatum.   



   Un composé qui a été trouvé satisfaisant est celui qui est con- stitué par un mélange de parties égales en poids de gel de pétrolatum et de poudre de nickel ayant une dimension moyenne des particules passant au tra- vers d'un tamis d'environ 0,05 mm. Ces particules sont pointues ou à arê- tes vives, de préférence, de manière à réaliser l'action tranchante dési- rée. Comme on l'a indiqué ci-dessus, on peut utiliser des particules de matériaux tels que le corindon, qui n'est pas conducteur de l'électricité en indiquant ainsi que la fonction principale de ces particules n'est pas de former des contacts de liaison entre le fil 14 et le dé 6. 



   L'action de serrage par laquelle le fil et la virole sont ser- rés ensemble doit être suffisante pour produire une extrusion suffisante de manière à obtenir, par les actions décrites ci-dessus, un contact élec- trique intime entre le fil d'aluminium et le dé, et entre les torons eux- mêmes et, en même temps, il ne doit pas être assez défectueux pour rompre ou affaiblir de façon excessive les fils d'aluminimu et produire ainsi une connexion mécanique trop faible. La Demanderesse a trouvé qu'avec des dis- positifs de serrage du genre à indentation, on ne peut pas réaliser une action suffisante d'extrusion tout en maintenant une résistance mécanique adéquate.

   Ceci ne veut pas dire que des raccords individuels passant pour être   entièrement   satisfaisants ne peuvent pas être munis de dispositifs de serrage du genre à indentation, mais ceci signifie qu'un certain nombre de ces raccors, lorsqu'ils sont fabriqués en grandes quantités, présentent des contacts déficients ou de courte durée, ce qui rend les raccords indésirables pour une utilisation commerciale. Cependant, en utilisant un dispositif de serrage ramassé, on obtient un certain nombre d'avantages, notamment si le serrage est tel qu'il augmente, par déformation, la zone de contact-entre le fil   14   et le dé 6. Un tel serrage est représenté sur la vue en perspective de la figure 3 et la coupe transversale est représentée sur la figure 5.

   Il y a lieu de noter que l'aplatissement de la virole et du fil pendant l'opération de serrage augmente matériellement la surface de contact entre le dé 6 et le fil   14.   



   En utilisant un dispositif de serrage de ce genre, on a trouvé qu'il est possible d'amener l'extrusion à une valeur qui assure que toute connexion fonctionne de façon satisfaisante. Pour obtenir ce résultat, il faut que l'extrusion soit plus étendue que celle qui produit la résistance maximum à la traction (arrachement). Dans la plupart des constructions de raccords, on estime qu'il est dangereux de serrer la connexion au-delà du point de résistance maximum à la traction, mais un certain nombre d' avantages ressortent de cette grande compression inusitée. 



   La courbe   24   de la figure   4   représente les résistances maxima à la traction de raccords avec différentes compressions appliquées au raccord pendant l'opération de serrage. Il y a lieu de noter qu'avec une réduction croissante de la surface de section transversale, la résistance à la traction augmente rapidement jusqu'à ce qu'elle atteigne la résistance maximum à la traction (arrachement) pour une diminution de la section transversale égale à dix-huit pour cent environ. Au-delà de ce point, la résistance à la traction diminue   à   une allure lente, c'est-à-dire que la pente de la courbe au-delà du point de résistance maximum à la traction est inférieure à la pente de la courbe pour des réductions de section transversale inférieures à celle qui produit la résistance maximum à la traction.

   Même avec une réduction de quarante pour cent de la surface totale de section transversale, on obtient une résistance maximum à la traction adéquate. 



  Il est clair qu'en serrant le raccord au-delà du point de résistance maximum à la traction, on obtient des connexions ayant des caractéristiques de résistance mécanique plus uniformes. Par exemple, si le raccord est serré de manière à produire une réduction de la surface de section transversale égale à quatorze pour cent, la courbe 24 indique qu'une résistance à la traction 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 relative égale à six est atteinte. Cette même résistance à la traction peut être atteinte avec une réduction d'environ   vingt-six   pour cent. 



  Cependant, on voit qu'une variation quelconque dans la grandeur du serrage - et il est probable qu'il se produise une variation considérable dans les conditions d'utilisation en plein air-, produit une variation plus grande dans la résistance à l'arrachement lorsqu- la section transversale du raccord est réduite seulement de quatorze pour cent. 



   Les caractéristiques électriques de la connexion sont influencées aussi par la grandeur du serrage. La zone ombrée du graphique de la figure 7 indique la résistance relative initiale des connexions en fonction de la réduction de la surface de la section transversale. Les limites supérieure et inférieure de la zone ombrée représentent respectivement les mesures de la résistance maximum et minimum d'un nombre relativement grand de raccords semblables à celui représenté sur les figures 1 à 3. Toutes les variations opératoires, telles que les tolérances de fabrication et le mode de serrage, ont été contrôlées dans les limites les plus étroites praticables. 



   Si on admet une résistance relative égale à sept (figure   7)   comme valeur minimum acceptable de la conductibilité initiale, on voit qu' avec une réduction de toute la surface de la section transversale égale à onze pour cent seulement, une certaine proportion de connexions est en-   tièrement     satisfaisante   du point de vue de la conductibilité électrique mais que d'autres ont une résistance telle qu'elle soit complètement insuffisante. 



   Une augmentation de la grandeur du serrage de manière à obtenir une réduction dans la section transversale d'environ dix-sept pour cent, ne produit que peu de changement dans la résistance des meilleures connexions mais l'intervalle entre la résistance la meilleure et la plus défectueuse des résistances du groupe augmente rapidement; le plus mauvais des raccords possède une résistance meilleure que celle des autres raccords serrés sur une surface moindre. D'après les courbes 20 et 22 de la figure 4, on voit qu'au-dessous de cette réduction de dix-sept pour cent, la virole a été extrudée plus que le fil mais que, pour de grandes extrusions, le fil est plus extrudé que la virole. 



   Avec des réductions de section transversale comprises entre dix-sept et   ving-six   pour cent, il existe peu de variations dans l'extension entre les valeurs de résistance maximum et minimum mais la résistance décroît constamment dans cette zone. Cependant avec une réduction de vingtsix pour cent, la conductibilité d'un nombre important de raccords est toujours inférieure à la limite acceptable. Avec une réduction plus grande en section transversale, de vingt-six à vingt-huit pour cent   environ, il   se produit une augmentation continue dans la résistance des meilleurs raccords et même une augmentation plus rapide se produit dans la résistance du raccord le plus défectueux de sorte que l'étendue ou la série de conductibilités entre les plus défectueux et les meilleurs raccords du groupe est diminuée de façon notable.

   Avec une réduction de vingt-huit pour cent, chaque raccord du groupe présente une mesure acceptable de   résistance.   



   Une extrusion continue par laquelle la section transversale est réduite entre trente-six et trente-sept pour cent produit une nouvelle augmentation de la conductibilité avec une petite variation dans l'étendue entre le meilleur et le plus déficient des raccords. Avec une réduction de trente-six pour cent, les meilleurs raccords ont sensiblement la conduc-   tibilité   théorique,   c'est-à-dire   la même conductibilité que l'ensemble   au-   rait si le raccord et le fil n'étaient qu'un seul morceau de métal. 



   Il est évident que les résultats et les avantages ci-dessus sont atteints seulement si tous les facteurs influençant la qualité de la connexion sont soigneusement contrôlés avec l'application de tous les principes et de toutes les techniques discutés dans les présentes. 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 



   L'augmentation de la conductibilité dans les connexions les plus déficientes du groupe produite par cette grande extrusion est pro- bablement due au moins partiellement à l'action de décapage entre le fil et le dé produite par les différences de grandeur de   .L'extrusion   longi- tudinale. Cependant, l'étirage du métal constitue aussi un facteur puis- qu'il rompt la pellicule d'oxyde et expose le métal vierge. Il est évi- dent que la relation entre l'action de décapage et l'étirage des surfaces en contact en fonction de la surface de la section transversale dépend, dans une certaine mesure, des surfaces relatives initiales de la virole et du fil.

   En conséquence, une mesure plus précise mais plus difficile à utiliser pratiquement réside dans le taux de réduction des surfaces des sections transversales du fil et de la virole dans la position serrée de la connexion. Avec la plupart des raccords utilisant un dispositif de serrage réduit l'opération de serrage doit être continuée jusqu'à ce que la section transversale du fil soit diminuée de manière à être égale à au moins 1,37 fois celle de la virole; la diminution peut atteindre 1,54 fois mais la grandeur préférée est comprise entre 1,48 et 1,54. 



   Dans la forme de réalisation préférée du raccord décrit ci- dessus, les seules surfaces dont l'oxyde d'aluminium doit être enlevé par l'opération d'extrusion sont celles du fil; en conséquence, la réduction de la section transversale du fil est d'importance. La Demanderesse a trouvé qu'avec les procédés et les constructions spécifiés   cï- dessus,   une réduction de 35 à 50 pour cent est satisfaisante et la zone préférée de fonctionnement est comprise entre   42   et 50 pour cent. 



   Il est important que le bon contact électrique qui a été réalisé soit maintenu pendant longtemps. Par exemple, le contact peut être détruit par relâchement du serrage, par corrosion ou par une nouvelle formation du revêtement d'oxyde sur l'aluminium. La Demanderesse a trouvé qu'il est important de sceller le raccord pour empêcher la pénétration des vapeurs ou liquides corrosifs et aussi pour empêcher la pénétration d'air et de vapeur d'eau qui accélérerait une action galvanique corrosive et accélérerait la nouvelle formation de revêtement d'oxyde. 



   En plus de ce scellement qui sera décrit plus complètement ciaprès, les surfaces de métal vierge doivent être maintenues en contact sous pression avec la surface intérieure du dé de manière à préserver la grande conductibilité électrique et à continuer d'empêcher la formation d'oxyde sur la surface d'aluminium. 



   Cependant, lorsque l'aluminium est maintenu sous pression, il tend à "glisser" ou à fluer à froid de sorte que la pression par laquelle les surfaces sont maintenues ensemble est diminuée. 



   Ce "glissement" peut être seulement une action de fluage à froid dans laquelle   l'aluminium   change de forme de manière à diminuer la concentration des efforts ou bien il peut être une action de "respiration" (ou   d'oscillation)   dans laquelle le fil d'aluminium, après qu'il a été comprimé initialement, continue à se déplacer, en s'écartant, par rétrécissement, des surfaces adjacentes. Ce mouvement produit dans le sens opposé des efforts qui obligent le fil à renverser subséquemment son mouvement, le cycle se renouvelant avec des amplitudes de mouvement diminuant graduellement jusqu'à ce qu'un équilibre pratiquement stable soit établi.

   La pression entre surfaces peut cependant avoir diminué, tout en augmentant maté-   riellement   la résistance de la connexion et en favorisant la formation plus rapide de la couche d'oxyde. 



   La Demanderesse a trouvé que les effets nuisibles du glissement de l'aluminium peuvent être réduits à un minimum en étalant l'action de serrage sur une zone relativement large de manière que la pression unitaire soit diminuée et que la surface de contact soit accrue de manière à réduire la densité de courant et à diminuer la possibilité d'un accroissement de température comme résultat d'une grandeur limitée de glissement par l'alu- 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 minium. 



   L'importance du dé   d'aluminium   6 ne se   volt   pas facilement puisqu'elle semble ajouter deux surfaces supplémentaires d'aluminium dont on doit enlever l'oxyde et introduire dans le circuit électrique une série additionnelle de surfaces de contact opposées.   Je pendante   les avantages de cette connexion dépassent de loin les   inconvénients   apparents. Le problëme de la pellicule d'oxyde est résolu en partie en enlevant l'oxyde et en recouvrant d'étain le raccord, et la présence du mince dé d'aluminium augmente la conductibilité de la connexion de sorte que la zone de contact de la série de contacts additionnels ne constitue pas, en fait, un désavantage. 



   Les avantages dus au   dé 6   ne sont complètement réalisés que lorsque l'action de serrage est effectuée dans les proportions recommandées ci-dessus. Ceci est du partiellement au fait que le dé avec son extrémité fermée est utilisé comme un cylindre dans lequel on introduit le gel de pétrole et les particules abrasives et dans lequel la pression est augmentée pendant l'opération de serrage   jusqu'à   ce que le gel de pétrole - qui est réparti entre les différents torons par l'effet de piston lorsque le fil est introduit dans le dé - produise des lignes de séparation plus faibles dans la pellicule d'oxyde.

   Une pression suffisante pour obtenir ce résultat n'est atteinte que pendant la dernière partie de l'opération d'extrusion et ensuite seulement si le dé ou virole est fermé à une extrémité ; à l'extrémité opposée, le dé supportant l'isolement est serré étroitement autour de 1'isolement 18 pour empêcher le gel   d'être   chassé hors de l'extérieur de l'isolement. La forme de ce dispositif de serrage qui est, de préférence, semblable au serrage sur la virole est représentée en perspective sur la figure 3 et en coupe sur la figure 6. 



   La présence de ce dé ne produit   sensiblement   pas de changement dans les résultats de résistance minimum, c'est-à-dire que, si le dé est supprimé, un certain nombre de raccords du groupe possèdent les   caractéristi-   ques de faible résistance indiquées par la limite inférieure de la zone om brée de la figure 6. 



   Cependant, d'autres raccords du groupe présentent un accroissement marqué de la résistance dans la région correspondant à une réduction totale de la section transversale comprise entre vingt-huit et trente-sept pour cent; ceci est indiqué par la ligne à traits interrompus 30, de la figure   7.   Par conséquent, la différence entre le meilleur et le plus dé-   ficient   du groupe de raccords est augmentée de façon notable, avec quelques-uns des raccords ayant une résistance plus grande que la résistance minimum acceptable. 



   D'après ce qui précède, il est clair que, sans le dé, il serait désavantageux de serrer les raccords de manière à diminuer la surface de la section transversale de plus de vingt-nuit pour cent. Ceci constitue indubitablement un facteur avantageux en masquant le besoin de taux extraordinairement grands de compression et en rendant erronés des essais faits sans la présence du dé à extrémité scellée. 



   En plus, le dé 6 constitue un support de l'isolement 18 adjacent à l'extrémité de la virole 2 et empêche la concentration de forces en ce point. Cette répartition des efforts rend la connexion plus résistante aux forces latérales ou de flexion et augmente son endurance lorsqu'elle est soumise à des essais aux vibrations. 



   En outre, le dé 6 qui est fermé à une de ses extrémités et qui est serré étroitement autour de l'isolement à   l'autre   extrémité, scelle la région où les contacts de pression sont réalisés en rendant la pénétration de l'air, de l'humidité, des fumées ou liquides corrosifs, etc., beaucoup plus difficile et en augmentant matériellement la durée de la connexion. 



   Ce scellement est aidé aussi par la présence du gel de pétrole 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 dans le raccord et par le fait que, pendant la dernière partie de l'opéra- tion de serrage, le gel est soumis à une forte pression et est chassé dans chaque petite crevasse interne   et   entre les torons du fil 14 et vers l'ar- rière le long du. fil dans la partie couverte par l'isolement en retardant ainsi la pénétration des gaz ou des liquides dans la virole par avancement le long des interstices entre les torons. 



     L'importance   de l'extension de l'action de serrage - pour pro- duire une réduction de la surface de la section transversale au-delà de vingt-huit pour cent lorsqu'on utilise un dé fermé -se voit sur la figure
8 qui représente les mesures de la résistance faites sur un groupe de raccords fabriqués et serrés de la même manière que ceux qui ont servi pour les mesures de la zone ombrée du graphique de la figure 7, mais qui ont été soumis à un essais accéléré de durée dans une atmosphère cor- rosive. La limite inférieure de la zone ombrée de la figure 8 indique la résistance résultante des meilleurs raccords du groupe tandis que la limite supérieure indique la résistance des raccords les plus défectueux du groupe. 



   On voit, d'après la limite supérieure de la zone ombrée de la figure 8, qu'avec une réduction quelconque de la section transversale com- prise entre onze et trente-sept pour cent, un certain nombre des raccords du groupe sont   entirement   satisfaisants en ce qui concerne la résistance à la corrosion. D'autres connexions, cependant, ont présenté une augmenta- tion excessive de la résistance, comme on l'a indiqué par la limite supérieure de la zone ombrée. 



   Il y a lieu de noter que lorsque l'extrusion produit une réduction de la surface de section transversale supérieure à vingt-huit pour cent la différence - entre les meilleures connexions et les connexions les plus déficientes,   aprs   l'essai de durée à la corrosion, - est diminuée de façon importante, et que les connexions continuent à s'améliorer avec une   conti-   nuation de la réduction de la surface de section transversale, au moins jusqu'à la limite d'environ trente-six pour cent. Par conséquent, il est avantageux d'augmenter l'action de serrage pour produire la réduction maximum de la surface de section transversale. La série préférée des serrages limités est comprise entre une réduction de trente-quatre à trentesept pour cent dans toute la surface de section transversale au centre de la partie serrée. 



   Gomme on l'a indiqué ci-dessus, il est préférable que la virole 2 et le dé ó soient revêtus d'un métal résistant à la corrosion. On a trouvé que   l'etamage   est le plus avantageux. Si la virole 2 est en cuivre elle peut être facilement étamée de la manière usuelle. Le dé d'aluminium ó (et la virole 2 si elle est en aluminium) peut être revêtu par l'un des procédés quelconques connus, pour autant qu'on obtienne un revêtement d' étain adhérent. On connait de nombreux procédés de revêtements par aluminium, voir par exemple le brevet des Etats-Unis   1.147.718   ou les procédés de revêtement décrits dans la revue "PLATTNG" de Juillet 1952, pages 755 et suivantes. 



   Dans un procédé préféré, l'aluminium est décapé avec un mélange de trois parties concentrées d'acide nitrique et d'une partie d'acide fluorhydrique concentré pendant une minute environ pour enlever le revêtement d'oxyde. On lave ensuite l'aluminium et on lui donne un revêtement brillant de zinc en l'immergeant dans une solution de zincate comprenant une partie d'oxyde de zinc, six parties de soude et douze parties d'eau en poids, après quoi on le lave, on lui applique un revêtement brillant avec du cuivre dans un bain formé d'une partie de carbonate de sodium, d'une partie et demie de cuivre et de deux parties un quart de cyanure de sodium on rince à nouveau et revêt par voie électrolytique avec de l'étain à la manière usuelle. 



     Apres   que le revêtement d'étain a été appliqué, on l'oblige à fluer à nouveau en chauffant l'objet revêtu à une température suffisamment 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 élevée pour fondre l'étain et, si on le désire, en le   soumettant    une-   agitation ou à une vibration mécanique pendant qu'il se trouve à cette température. Ce fluage renouvelé est classique et les techniques et l'appareillage pour sa réalisation sont bien connus. Cependant on a trouvé avantageux, après que le nouveau fluage de   l'étain   a eu lieu, de déposer une couche additionnelle d'étain par voie electrolytique sur la surface de l'étain qui a été flué à nouveau. 



   Le fluage renouvelé de l'étain tend à boucher les trous d'épingle et à mieux répartir l'étain sur ou autour des   imperfectione   minimes. 



  Les effets exacts du revêtement électrolytique subséquent ne sont pas connus, mais des mesures effectuées indiquent une augmentation de la conductibilité des connexions, c'est-à-dire que la limite supérieure de la résistance est diminuée en réduisant par conséquent l'intervalle de qualité entre les connexions les meilleures et les connexions les plus défectueuses. 



   Le revêtement en étain peut être appliqué aussi par laminage sur la feuille plate dont le raccord est formé. Par conséquente en formant les raccords à partir d'aluminium commercial étamé, on peut éviter la nécessité d'une opération séparée de revêtement. Cet effet est parti-   culièrement   important lorsque le serrage est effectué au-delà d'une réduction de surface de section transversale égale à   vingt-huit   pour cent. 



   Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le raccord représenté sur les figures   1     à   3 est en aluminium. La languette 4 et la partie de virole 2 sont en aluminium de la qualité 3S et le dé est étiré à partir d'une feuille mince d'aluminium de qualité 2S. 



   La virole 2 et le dé 6 sont recouverts de zinc, puis d'étain que l'on flue à nouveau et qu'on dépose à nouveau, comme on l'a décrit cidessus. 



   Lorsqu'on l'utilise avec du fil d'aluminium toronné ayant une surface de section transversale égale à 21,3 mm2, la virole 2 a une surface de section transversale égale à 54,4 mm2 avant serrage. 



   Le dé ó est rempli à moitié environ de gel, tel qu'un mélange de   pétrolatum   et de poudre de métal. D'autres graisses ou composés de gel, tels que la graisse de silicone, la graisse de coupelle., les cires, les résines; etc... peuvent être utilisées avec un genre quelconque désiré de particules abrasives, mais le mélange de vaseline et de poudre de nickel a été trouvé complètement approprié. En pratique, le gel est placé dans le dé qui est scellé avec une capsule de cellulose 32, comme on le voit sur la figure 10, pour faciliter l'embarquement et la manipulation. 



   La capsule 32 est enlevée ou pointillée par le fil dénudé 14 du câble 16 qui est introduit dans la partie plus petite 6 du dé ó et s'étend sensiblement vers son extrémité 10. Le revêtement isolant s'étend à l'intérieur et sensiblement jusqu'à l'extrémité de la partie agrandie 12 du dé 
La partie plus petite C du dé a   environ   la même longueur que la virole 2 de sorte que, lorsqu'elle est introduite dans la virole 2, 1' extrémité fermée 10 se trouve à une extrémité de la virole et le   manchpn   12 supportant l'isolement est adjacent à l'autre extrémité. 



   L'ensemble du fil et du raccord est ensuite placé dans une matrice appropriée de serrage, telle que cella décrite dans le brevet anglais 673.198 du 30 Janvier 1950. Cette matrice   doit   serrer à la fois la virole et le manchon de support d'isolement et les parties serrées doivent être du genre compact et posséder de préférence la forme générale indiquée sur les figures 3,   5,   7   et 5.   



   La virole 2 et le support isolant 12 peuvent être serrés simul-   tanément   aussi longtemps que le support isolant 12 est solidement scellé autour de l'isolement avant le mouvement de serrage final de la virole. Si on le désire, le support 12 peut être serré en premier lieu, puis la virole 2 peut l'être ensuite. 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 



   On continue le serrage jusqu'à ce que, par extrusion, la sur- face de la section transversale   a@@   été diminuée entre trente-quatre à trente-sept pour cent de sa valeur primitive à l'intérieur de la surface de la partie serrée, e'est-à-dire que la différence dans la surface totale de la section transversale du fil et de la virole avant et apres serrage, divisée par la surface totale avant serrage est exprimée en pourcentage. 



   Cette réduction peut varier entre   vingt-huit   et trente-sept pour cent, mais la zone préférée, pour des raisons déjà précisées, est comprise entre trente-quatre et trente-sept pour cent. 



   Si on le désire, la virole 2 peut Pire en cuivre. Le cuivre doit être   recouvert   d'étain de la manière usuelle et le reste du procédé est identique à celui que l'on applique à la virole d'aluminium. 



     D'après   ce qui précède, on voit que le raccord décrit est bien approprié au montage de connexions électriques et mécaniques sur du fil d' aluminium et qu'il tire tous les avantages des relations entre les   diffé-     ren-Ls   organes du raccord; en tenant compte des deux phases formant la con- nexion électrique finale, les principes de l'invention sont décrits de telle   manière   que le raccord puisse être fabriqué et appliqué facilement et qu'il puisse être modifié suivant besoin pour   l'adapter   à chaque utilisation particulière. 



   REVENDICATIONS. 



   1.-   Connexion   électrique caractérisée en ce qu'elle comprend en combinaison ; un câble formé d'une ame en fil d'aluminium à plusieurs torons et d'une gaine de matière isolante pliable, une   partie   dénudée de l'ame d'aluminium s'étendant au-delà de l'extrémité de l'isolement, un raccord muni d'une partie de virole tubulaire, un capuchon d'aluminium à paroi mince munid'une extrémité ouverte et d'une partie   élargie   qui y est adjacente, un gel   inhibiteur   dans lequel sont dispersées des particules abrasives, le gel se   trouvant   à l'intérieur de ce capuchon,

   la connexion étant assemblée à l'extrémité agrandie du capuchon s'étendant sur la gaine isolante du fil et sur le reste du capuchon autour de l'extrémité dénudée avec les extrémités du fil situées pròs de l'extrémité fermée du capuchon, la partie en forme de virole du raccord s'étendant sur la partie plus petite du capuchon et étant serrée alentour en un serrage compact, la surface de section transversale de la connexion, qui comprend la virole et le fil étant, dans la région serrée, environ trente-trois à trente-sept pour cent inférieure à celle de la même section transversale assemblée mais non serrée, le fil ayant une surface de section transversale dans la région serrée au moins inférieure de trente-cinq pour cent à celle des surfaces adjacentes non serrées,

   et la partie agrandie du capu- étant comprimée étroitement autour de la gaine isolante et en coopération sensiblement étanche à l'eau avec elle, le gel étant réparti dans tout l'intérieur du capuchon et y remplissant chaque interstice entre des torons adjacents de l'âme du fil et entre l'âme et le capuchon.

Claims

2.- Connexion selon la revendication 1, caractérisée en ce que la virole est en aluminium et à la fois la virole et au moins la surface extérieure du capuchon sont recouvertes d'étain.

3.- Connexion selon la revendication 1, caractérisée en ce que la virole et au moins la surface extérieure sont munies en outre d'un revêtement extérieur d'étain et d'un revêtement de zinc intermédiaire entre l'aluminium et l'étain.

4.- Connexion électrique caractérisée en ce qu'elle comprend en combinaison: un câble formé d'une gaine de matière isolante pliable et d'une ame intérieure en fil d'aluminium s'étendant au-delà de l'extrémité de l'i- so:Lement, un raccord muni d'une partie de virole tubulaire, un dé d'aluminium muni d'une partie tubulaire à extrémité ouverte et supportant l'isolement et une partie de corps tubulaire de diamètre plus petit qui en est solidaire <Desc/Clms Page number 12> la partie formant corps ayan-G une extrémité fermée en face de la partie supportant l'isolement, la connexion étant assemblée à la partie supportant l'isolement du dé s'étendant sur la gaine du câble et étant serrée étroitement autour;

, et le corps du dé couvrant la partie dénudée de 1' ame, la partie formant virole du raccord s'étendant sur le corps du dé avec une partie de celle-ci serrée substantiellement autour de la périphérie du dé, la surface de la section transversale de la connexion, comprenant la virole et I'âme du câble étant, dans la partie serrée, inférieure de vingt-huit à trente-sept pour cent à celle qu'elle occupe lorsqu'elle est assemblée avant serrage,

la réduction de section transversale étant plus grande que la réduction de section transversale qui produirait la résistance maximum à l'arrachement et un gel inhibiteur comprenant des par- ticules abrasives qui y sont dispersées et qui remplissent chaque interstice à l'intérieur de la partie serrée du. raccord.

5.- Connexion électrique selon la revendication 4, caractéri- sée en ce que la virole est en aluminium et en ce qu'elle est munie d'un revêtement extérieur en étain.

6.- Connexion électrique selon la revendication 5, caractérisée en ce que la virole est en cuivre et en ce que la dé et la virole sont mu- nis d'un revêtement extérieur en étain.

7.- Connexion électrique selon la revendication 4, caractérisée en ce que la partie formant virole du raccord s'étend sur le corps du dé avec une partie de celui-ci comprimée uniforménent autour de la périphérie en ce que la proportion entre la réduction en pourcentage de la surface de la section transversale du fil dans la partie serrée et la réduction en pourcentage de la surface de la section transversale de la virole au même poïnt est comprise entre 1,37 et 1,54 et en ce Qu'une matière visqueuse hydrofuge remplit chaque interstice à l'intérieur du dé.

8.- Connexion électrique selon la revendication 4, caractéri- sée en ce que la surface de la section transversale de la connexion, y compris la virole et le fil, est inférieure de trente-trois à trente-sept pour cent à celle de la même section assemblée avant serrage, le fil ayant une surface de section transversale dans la région serrée, inférieure d'au moins trente-cinq pour cent à celle des parties non serrées.

9.- Connexion électrique selon la revendication 8, caractérisée en ce que la surface de la section transversale de la connexion, y compris la virole et le fil, est inférieure, dans la partie serrée, de vingt-huit à trente-sept pour cent à celle de la même section dans sa position assemblée avant serrage.

10.- Connexion électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dé d'aluminium à paroi mince est muni d'un corps destiné à se loger à l'intérieur de la virole et en ce qu'une partie supporta-il l'isolant est destinée à se loger sur la partie extrême de la gaine, en ce que la connexion est assemblée avec le dé s'étendant sur l;ame dénudée et sur la partie extrême du câble, le corps du dé s'étendant à l'intérieur de la virole, en ce que la connexion comporte une partie serrée dans laquelle la virole et le fil sont comprimés:

, la compression s'étendant uniformément sensiblement autour de la virole, en ce que la section transversale de la partie serrée est généralement ovale, la compression dans la partie serrée étant plus grande que celle qui réaliserait une résistance maximum à la traction entre le fil et le raccord, et en ce que l'inhibiteur hydrofuge contient des particules abrasives qui y sont dispersées en remplissant chaque interstice à l'intérieur de la partie serrée du raccord.

11.- Procédé de fabrication de raccords pour du fil d'aluminium caractérisé en ce qu'on forme le métal de manière qu'il ait une partie formant virole et généralement tubulaire, on dépose par voie électrolytique un revêtement d'étain sur la virole, on chauffe cette virole au moins jus- qu'au point de fusion de l'étain pour permettre à l'étain de fluer à nouveau pour former un deuxième revêtement lisse uniforme et on dépose, par <Desc/Clms Page number 13> voie électrolytique, une autre couche d'étain sur ce deuxième revêtement.

12.- Procédé de fabrication d'une connexion sur un câble en fil d'aluminium muni d'une gaine extérieure de matière isolante et d'une ame centrale en fil d'aluminium, se prolongeant au-delà de l'extrémité de l'isolement caractérisé en ce qu'on forme une virole métallique en tube, on forme un dé d'aluminium ayant un corps et une partie de support d'isolant,on place un inhibiteur contenantdes particules abrasives à l'intérieur de ce dé, on place le corps de ce dé sur la partie dénudée de ce fil avec la partie de support s'étendant autour de la partie extrême de l'isolement, on place la virole autour de ce corps, on comprime la partie supportant l'isolement autour de la gaine isolante par l'application de la face de compression sensiblement autour de la périphérie de la partie supportant l'isolement,

et on comprime cette virole et ce dé sur ce fil par l'application d'une pression uniforme sensiblement sur la périphérie de la virole, la compression de la virole étant continuée jus.- qu'à ce que, à l'intérieur de la région serrée, la surface de la section transversale comprenant le fil et la virole, ait été réduite d'an moins vingt-huit pour cent, la partie de la virole supportant l'isolementétant comprimée de manière à coopérer d'une manière sensiblement étanche à l'eau avec cette gaine avant l'achèvement de la compression de la virole.