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L'invention concerne un raccord électrique et plus particuliè- rement, mais non exclusivement, un raccord du genre destiné à être appliqué et à être fixé sur un câble électrique isolé en serrant une virole sur un des conducteurs du câble .
Dans de nombreux cas, il est désirable que les parties exposées du raccord (autres que le ferret du raccord ou organe similaire) soit re- couvert d'isolant, et on a obtenu généralement ce résultat en appliquant une gaine isolante sur le raccord après qu'il a été fixé au conducteur.La présente invention a pour objet un raccord dont la partie conductrice est recouverte extérieurement de matière isolante préalablemént à la fixation du raccord au conducteur.
Dans ce but et sous un de ses aspects, l'inven- tion consiste en un raccord électrique comprenant une partie métallique destinée à être mise en contact avec un conducteur, un organe tubulaire en une matière isolante plastique dure et élastique étant fixé autour de ce conducteur et étant solidement fixé à la partie de contact préalablement à la fixation du raccord au conducteur, l'organe tubulaire formant au moins une partie d'une virole dans laquelle le conducteur est introduit pour venir en prise avec la partie métallique qui est isolée extérieurement par cet organe tubulaire, le conducteur étant maintenu en coopération avec la partie métallique par la pression exercée par la virole sur le conducteur.
Des raccords du genre comprenant une virole de métal et destinés à être serrés sur un conducteur ont été utilisés commercialement avant la présente invention et sont décrits, par exemple, dans les brevets anglais 569*366, 570.064 et 572.620. Dans les raccords représentés dans ces brevets, une virole est formée ayant une dimension destinée à recevoir le conducteur nu, par exemple l'extrémité du câble toronné d'un câble isolé et sur cette extrémité, est appliqué un manchon de métal qui se prolonge au-delà de 1' extrémité ouverte de la virole de manière à recevoir et à supporter l'isolement du câble. Le mode d'application usuel consiste à serrer ce manchon prolongé sur l'isolement en même temps que la virole est serrée sur la partie nue du conducteur.
Dans de nombreux cas, il est désirable que les parties exposées de la virole ne soient pas conductrices, soit pour éviter des chocs dangereux ou désagréables aux personnes effectuant des réglages ou des réparations pendant que les bornes sont soumises à des voltages relativement élevés, soit pour empêcher un contact accidentel avec des raccords voisins ou d'autres organes conducteurs. Bien qu'il ait été usuel, avant l'invention, avec d'autres genres de raccords et après leur serrage, de réaliser des manchons isolants, on n'a pas estimé, jusqu'à présent, qu'il était possible d'utiliser un manchon isolant sur un raccord qui doit être serré sur le conducteur d'un câble isolé.
On voit, d'après l'invention, que, si un manchon isolant est en une matière plastique dure élastique plus ou moins semblable à du caoutchouc ou à du cuir ayant à peu près la même épaisseur que le métal de la virole, par exemple, comprise entre un dixième et trois à quatre fois l'épaisseur du métal, suivant la dureté et les autres propriétés de la matière plastique, la viroe isolée résultante peut être utilisée sensiblement de la même manière et être serrée avec les mêmes genres d'outils que ceux utilisés avec des viroles entièrement¯en métal, par exemple celles décrites dans les brevets cités ci-dessus.
L'invention consiste, d'autre part, en un raccord électrique comprenant une virole de métal destinée à recevoir un conducteur et à être serrée dessus, la surface extérieure de la virole étant fixée à l'intérieur d'une couche de matière plastique isolante dure et élastique, qui est capable de transmettre à la virole la pression exercée sur elle pour la serrer sur le conducteur et sans détruire la couche isolante au cours de l'opération de serrage.
L'invention consiste aussi en un raccord électrique comprenant une virole de métal destinée à recevoir un conducteur et à être serrée des-
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sus, la surface extérieure de cette virole étant recouverte d'une couche de matière plastique isolante dure et élastique, qui y est collée ou fixée dessus.
Une autre caractéristique de l'invention consiste en un raccord électrique comprenant une virole de métal destinée à recevoir un conducteur et à être serré dessus, et un manchon isolant de matière plastique dure et élastique enveloppant étroitement la virole, l'épaisseur et la dureté de la matière plastique étant telles qu'elles transmettent au métal une fraction de la pression de serrage appliquée au manchon, suffisante pour serrer le métal de la virole sur le conducteur.
Sous un de ses autres aspects , l'invention consiste en un procédé de fabrication d'un raccord électrique muni d'une virole isolée, procédé consistant à former un manchon sans soudure, en une matière plastique dure et élastique, possédant la propriété de rétablissement élastique, à dilater ce manchon de manière qu'il ait des dimensions intérieures plus grandes que les dimensions extérieures correspondantes de la virole du raccord, à maintenir le manchon dilaté dans des conditions qui retardent son rétablissement élastique jusqu'à ce qu'il ait été emmanché sur cette virole, puis à le serrer sur ladite virole.
Les matières plastiques du genre de celles qui peuvent être soumises à une forte déformation et qui ne se rétablissent que lentement après une telle déformation peuvent être utilisées avantageusement selon 1' invention ; par conséquent, dans les limites dans lesquelles ces matières plastiques peuvent être endommagées pendant l'opération de serrage, ce dommage est réparé par le rétablissement graduel de la matière plastique après qu'elle a abandonné les matrices de serrage. Cela constitue un avantage particulier lorsqu'on désire mouler ou serrer le manchon sur l'isolement en même temps que la virole est serrée sur le câble.
Les matières plastiques destinées à être formées sur l'isolement ont tendance à se fendiller ou à s'extruder dans une certaine mesure à partir de dessous de la matrice de serrage dans les zones dans lesquelles la virole est serrée sur le câble, et peut ainsi exposer en certains points le métal conducteur de la virole.
Le rétablissement graduel de la matière plastique l'oblige à glisser en arrière sur les surfaces exposées et à produire ainsi un isolement satisfaisant de toute la virole.
La matière dont le manchon est fait peut être choisie en tenant compte de la matière de surface de l'isolement du câble de telle manière que les deux adhèrent fortement lorsqu'ils sont pressés ensemble ; ou bien si ceci ne convient pas, un revêtement de surface sur l'intérieur du manchon peut servir d'adhésif dans ce but.
Il est également avantageux que 1-'isolement adhère à la virole de métal sur laquelle il est appliqué et, dans ce but, le métal, auquel la matière isolante plastique doit être appliquée, reçoit tout d'abord un revêtement d'un quelconque des adhésifs connus pour être fortement adhérents au métal à la matière plastique isolante particulière utilisée, par exemple, une composition connue de copolymère de chlorure de vinyle et d'acétate de vinyle avec une résine thermo-durcissable de phénol-formaldéhyde et une résine synthétique préparée à partir d'un alcool polyhydrique et d'anhydride phtalique dans un solvant appropié et ordinairement avec un plastifiant ou un émollient approprié. Ce revêtement est obtenu de préférence par immersion, ce qui constitue un avantage comme on le décrira ci-après.
Bien qu'on représente dans les figures ci-après les formes de réalisation préférées de l'invention, et leurs différentes modifications et variantes, il est évident que celles-ci n'épuisent ni ne limitent l'invention mais, bien au contraire, qu'elles sont données dans un but d'illustration et d'explication, afin que d'autres techniciens puissent complètement com-
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prendre l'invention, ses principes et son mode d'application en vue de son utilisation pratique, en permettant ainsi de réaliser et d'adapter l'invention à de nombreuses formes et variantes, chacune la mieux adapter à une utilisation particulière.
La figure 1 représente une coupe longitudinale d'un raccord, ob- jet de l'invention, prêt à être appliqué sur un câble isolé.
La figure 2 représente une vue en perspective, à échelle réduite, du raccord de la figure 1, appliqué et serré sur un câble isolé,
La figure 3 représente une coupe longitudinale, semblable à celle de la figure 1, d'une autre forme de réalisation de l'invention.
La figure 4 représente une vue schématique, en élévation latérale, d'un procédé de fabrication de la borne représentée sur la figure 3.
La figure 5 représente une vue en coupe axiale d'un raccord à borne selon une autre forme de réalisation de l'invention.
La figure 6 représente une coupe transversale du raccord de la figure 5, le long de la ligne 2-2 de la figure 5.
La figure 7 représente une vue en coupe axiale d'un raccord de ce genre, serré sur un câble isolé.
La figure 8 représente partiellement en coupe longitudinale et partiellement en élévation latérale, une autre forme de réalisation du raccord à borne, objet de l'invention.
La figure 9 représente en perspective les différents organes du raccord et l'extrémité du conducteur auquel le raccord doit être fixé.
La figure 10 représente une vue en perspective du raccord fixé à l'extrémité du conducteur.
La figure il, représente, à plus grande échelle, une coupe le long de la ligne 3-3 de la figure 10.
Comme on le voit sur la figure 1, une partie métallique du raccord 10 peut être sensiblement identique à celle décrite dans les brevets ci-dessus. Par exemple, elle peut être en métal'en feuille comprenant une partie de languette plate 11 et une partie de virole 12 faite en enroulant des prolongements latéraux, solidaires de la languette 11, de manière qu'ils aient une forme cylindrique. Cette partie de virole peut être avantageusement faite en cuivre doux recuit, en le serrant sur un câble et en l'estampant au moyen de l'outil de serrage, de manière à former une masse sensiblement compacte avec le câble introduit dedans et à avoir une liaison permanente avec lui sensiblement sans faire ressort.
Sur la virole 12 est emmanché le manchon isolant 13 qui enserre étroitement la virole. Suivant la matière utilisée pour le manchon, 1' ajustage peut être obtenu par compression ou, de préférence, - si comme on l'a indiqué ci-dessus, la matière est une de celles qui peut être soumise à une déformation importante et tend à rétablir graduellement sa dimension et sa forme primitive - le manchon peut être étiré de manière à avoir un diamètre plus grand, à être ajusté sur la virole, puis à être rétrécit dessus. Cette opération peut être facilitée en étirant, à la température ambiante et en chauffant le manchon à une température plus élevée pour accélérer son rétablissement.
De façon similaire, s'il est désirable de tenir en réserve des manchons étirés pour une certaine période, on peut les trem- per pour retarder le rétablissement.
Une matière appropriée à ce but est un copolymère de chlorure de vinyle et d'acétate de vinyle légèrement plastifié au moyen de l'un quelconque des plastifiants usuels, tels que du phosphate de tricrésyl par exemple. Cette matière peut s'obtenir commercialement sous la forme de tubes
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extrudés, par exemple sous la marque "Irvilite" des Irvington Vamish Works, Irvington, New-Jersey (Etats-Unis d'Amérique).
A l'intérieur de l'extrémité prolongée du manchon 13 on a représenté un revêtement d'adhésif 14. Ce dernier peut être un des adhésifs relativement stables compatibles avec les matières utilisées pour le manchon 13 et les matières utilisées communément pour du câble à surface isolée. Des adhésifs sensibles à la pression et ne séchant pas, faits de déchets de caoutchouc, tels que ceux qui sont utilisés communément piur les rubans ad- hésifs, sont satisfaisants dans ce but.
Pour l'utilisation de ce raccord, on dénude tout d'abord l'extrémité d'un fil isolé de manière à exposer le conducteur des câbles enroulés en torons. Ce conducteur est ensuite introduit dans l'extrémité du manchon 13, le conducteur central toronné se prolongeant dans la virole 12, tandis que l'isolement lui-même se prolonge seulement dans le manchon 13 en butant contre l'extrémité de la virole.
L'ensemble peut être ensuite serré, à la suite de quoi la virole 12 et les parties enveloppantes du manchon 13 sont aplaties et estampées contre le câble, tandis que l'extrémité extérieure du manchon 13 est serrée et prend une forme qui embrasse étroitement l'isolement du fil et y est collée au moyen de l'adhésif 14. Tandis que le manchon 13 tend à se rétablir de manière à réparer les fentes qui auraient pu se produire pendant le serrage énergique de la virole 12, l'adhésif 14 tend à maintenir la partie extérieure du manchon dans sa position pressée et déformée, comme on l'a représenté, en agissant contre la tendance de cette partie extérieure du manchon à rétablir sa forme plus large.
Sur la figure 3, on a représenté une variante de construction dans laquelle, au lieu d'utiliser un simple manchon 13 de matière isolante, on introduit une couche d'isolant 13a entre un manchon de métal 15 et la virole 12, lorsque ces deux derniers sont assemblés, ce qui fait que le manchon extérieur 15, bien qu'étant en matière conductrice, n'est réellement pas en position conductrice dans le circuit, Ce raccord est appliqué et serré sur le câble exactement de la même manière qu'on a indiquée sur la figure 2. Pendant l'opération de serrage, le manchon extérieur 15 tend à relâcher quelque peu la tension énergique appliquée sur la matière plastique isolante et à s'opposer à une tendance quelconque de la matière plastique à fluer latéralement à l'extérieur de dessous la matrice de serrage.
Sur la figure 4, on a représenté schématiquement un procédé de fabrication du raccord de la figure 3. Dans ce cas, une feuille plate de matière plastique 13b est placée sur une matrice d'étirage 16 dans laquelle le manchon 15 est ajusté et maintenu de façon appropriée. La virole 12 est ensuite abaissée dans la manchon 15 (avec ou sans opérations préliminaires d'étirage ) pour donner une forme d'ébauche au manchon 13a.
La virole 12 porte avec elle l'isolement 13a qui est formé et étiré par la matrice 16 et est comprimé suffisamment pour permettre aux deux parties de pénétrer l'une dans l'autre. Si la feuille 13b est en une matière plastique vinylique telle que celle décrite ci-dessus, la tendance de la matière à se rétablir graduellement est avantageuse en ce sens que la matière étirée continue à s'étirer graduellement dans l'espace compris entre le manchon 15 et la virole 12 jusqu'à la grandeur extrême permise par la différence de leurs diamètreso On peut accélérer ce processus comme on l'a indiqué ci-dessus, en chauffant les raccords après qu'ils ont été assemblés à la température ambiante ou même légèrement refroidis.
Après l'opération d'assemblage et avant ou après que cette opération de contraction est réalisée, l'extrémité qui est étirée sur l'extrémité de la virole 12 peut être découpée. A titre de variante, on peut la laisser en place et la pointiller lorsque le câble toronné a été introduit.
Bien que le raccord représenté sur la figure 3 ait l'avantage d' être, dans son aspect définitif, sensiblement identique aux raccords déjà
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utilisés dans une large mesure dans le commerce, le raccord de la figure
1 a pour autre avantage que le manchon plastique élastique permet une cer- taine flexibilité du câble isolé de manière qu'une courbure aiguë soit évitée; en raison de sa flexibilité et de son lent rétablissement, il tend aussi à amortir les vibrations dans le câble et à protéger de cette influen- ce destructive la connexion serrée dans la virole.
Sur les figures 5 à 7, on a représenté une connexion à raccord modifié qui est semblable à celle des figures 1 et 2, sauf que la manchon
13 se prolonge au-delà du devant de la virole 12 et est serré sur elle de manière à produire un isolement plus complet.
Le manchon sans soudure 13 est formé, par exemple par extrusion de matière plastique isolante du genre qui peut être dilaté dans des con- ditions telles qu'il conserve ce qu'on appelle un "rétablissement élastique" c'est-à-dire qu'il tende à revenir plus ou moins lentement à une forme et à des dimensions approchant celles à partir desquelles il a été dilaté ou déformé. Ce retour est généralement retardé ou absorbé par inhibition par le froid et accéléré par la chaleur.
Il existe de nombreuses matières plastiques de ce genre dans le commerce; elles sont la plupart du temps des compositions de polymères organiques avec des plastifiantb. On a trouvé que ceux qui sont particulièrement appropriés sont des polymères d'hydrocarbures plastifiés et les polymères du genre des esters tels que le caoutchouc naturel non vulcanisé et synthétique, les différents polymères de vinyle, les différents polymères acryliques, les polymères du styrène, etc.
Un tube extrudé particulièrement approprié à cette utilisation est celui à partir d'un copolymère plastifié de chlorure de vinyle vendu sous la marque "Irvilite" . Cette matière, à la température ambiante, lorsqu'elle est sèche et abandonnée à elle-même, doit être rigide et résistante aux déformations, bien qu'elle soit susceptible d'être moulée à de hautes températures ; en outre, elle peut être étirée mécaniquement ou gonflée dans des solvants ou être déformée d'autre manière sans chauffage de manière à empêcher toute tendance à revenir à la forme qu'elle avait avant cette dilatation ou cette déformation ;
on tire parti de cette propriété, seldn l'invention, premièrement pour faciliter l'assemblage des parties, et deuxièmement pour permettre le serrage de la virole isolée au moyen d'outils usuels de serrage sans destruction du manchon isolant.
En se reportant à la figure 5, on voit que le diamètre intérieur de l'extrémité libre du manchon 13 est plus petit que le diamètre extérieur de la virole 12. Ce rapport a été choisi intentionnellement de manière que, après que le manchon a été dilaté et ajusté sur la virole, le rétablissement élastique de la matière oblige le manchon à serrer la virole avec une pression de contraction relativement grande avec les conséquences suivantes : premièrement, que le joint 17, aux emplacements où les arêtes de la partie formant virole sont jointives, est fermé de façon étanche pour empêcher la pénétration de matières corrosives ;
deuxièmement , que les extrémités du manchon sont étirées vers l'intérieur sur les extrémités de la virole en produisant un isolement plus complet et enmaintenant le manchon sûrement dans sa position longitudinale désirée, et troisièmement que la virole est empêchée de s'échapper sous l'influence de l'outil de serrage.
Avant que ce petit manchon puisse être ajusté sur la virole, il est nécessaire, évidemment, qu'il soit un peu agrandi. Selon l'invention, on peut obtenir ce résultat, soit par gonflement dans des solvants, soit par étirage mécanique.
Si le manchon doit être gonflé au moyen de solvants, il est indiqué de maintenir une réserve de manchons immergés dans le solvant et prêts à être utilisés, puis de les retirer suivant besoin et de poser chacun sur une virole ; l'évaporation du solvant produit ensuite le rétablissement élastique d'où il résulte que le manchon serre sûrement la virole
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et est tiré sur ses extrémités comme on le voit sur la figure 5.
Cependant, à moins que l'on ne prenne des précautions spéciales, cette immersion dans le solvant aura pour résultat un épuisement du plastifiant hors de la matière plastique dans une proportion telle qu'après qu'elle a été serrée sur la virole, elle tend à devenir si cassante qu'un essai subséquent pour serrer le raccord sur un câble , peut détruire le manchon. On peut éviter cette difficulté en utilisant, pour cette opération de gonflement, soit un liquide qui gonfle la matière plastique mais n'est pas un solvant pour le plastifiant, soit un solvant du plastifiant qui a dissous une quantité du plastifiant suffisante pour assurer une concentration désirée de plastifiant dans le manchon, après immersion dans la solution.
Cette dernière présente un avantage particulier parce qu'elle permet un contrôle complet de la concentration du plastifiant, indépendant du mélange dont lesmanchons peuvent avoir été formés primitivement. Par conséquent, il est ordinairement avantageux que plus de plastifiant soit présent pendant l'extrusion du tube plastique dont le manchon est découpé que pendant le serrage de la virole sur laquelle le manchon est monté. On obtient ce résultat en utilisant une solution qui permet un épuisement partiel désiré du plastifiant. Ou bien, si on le désire, une augmentation de plastifiant peut être produite en l'immergeant dans une solution plus concentrée du plastifiant.
Dans le même but, il est avantageux là où les manchons sont appliqués par étirage mécanique, de les cuire ou de les soumettre à un vide ou à un autre traitement contrôlé pour évaporer une partie du plastifiant après application sur les viroles. En utilisant de l'"Irvilite", par exemple, on obtient des résultats satisfaisants en faisant cuire, entre une demi-heure et une heure, à des températures comprises entre 191 et 199 L dans un four clos. Ce traitement élimine une quantité de plastifiant suffisante pour éviter une extrusion ou un arrachement excessif sous les matrices de serrage, mais pas suffisant pour empêcher un montage à froid pendant le serrage. Si le manchon devient cassant, une quantité du plastifiant trop grande a été éliminée.
Avec un tube en "Irvilite" extrudé tel que décrit ci-dessus, on a trouvé qu'il était plus avantageux d'utiliser dans ce but une solution de phosphate de tricrésyl, comprise entre 5 et 10 %, dans du benzène. Suivant les résultats désirés, on peut faire varier la concentration de cette solution entre 10 % et 30 % , ou la rendre inférieure à 5 %.
Le manchon 13, après qu'il a été ainsi gonflé avec ou sans une telle réduction ou une telle augmentation du plastifiant, se contracte fortement et solidement sur la virole, mais conserve sa rigidité et sa flexibilité, de sorte qu'ensuite, lorsque le raccord est serré sur un conducteur par un outil ordinaire de serrage, la pression de la matrice de serrage est transmise uniformément au travers de la matière plastique au métal. En outre, suivant la quantité dont la matière plastique est extrudée ou même pointillée par la matière de serrage pendant cette opération, il existe une tendance de remédier à cet état de choses par le rétablissement élastique.
La grandeur de la plastif ication, le degré de polymérisation et, en général, la nature de la composition plastique choisis pour le manchon isolant doivent être tels que sa résistance au fluage plastique soit du même ordre de grandeur que ou même inférieure à celle du cuivre dont la virole est faite puisqu'il est essentiel, pour une bonne connexion électrique, que le métal de la virole puisse fluer dans une certaine mesure de dessous la matrice de serrage. Si la matière plastique n'était pas extrudée du tout, elle amortirait la force de la matrice de manière à réduire ou à empêcher l'action sur la virole de métal nécessaire à une bonne connexion ; d'autre part, si la matière plastique flue trop facilement, elle sortirait par écrasement de dessous la matrice de manière à exposer le métal et à affaiblir sa fonction isolante.
Même si la matière plastique est comprimée de manière
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à être extrêmement mince, un avantage de l'invention permet à une ma- tière plastique ayant un rétablissement élastique suffisant de revenir en arrière dans les zones serrées et de rétablir une épaisseur suffisante d'isolement.
Au lieu d'utiliser un liquide de gonflement, on peut soumettre le manchon dans des conditions ordinaires de production, à un étirage mé- canique. Après cet étirage, plus la température à laquelle le manchon est maintenue est basse, plus son rétablissement est lent, tandis que si, la température est augmentée, le rétablissement est accéléré et même avec un chauffage modéré,le manchon peut être abaissé pour serrer en très peu de temps.
Par ce moyen, des manchons, qui sont normalement plus petits que la virole, sont cependant facilement applicables sur la virole, puis con- tractés de manière à la saisir fortement et avec leurs extrémités tirées vers le bas étroitement sur les extrémités de la virole, comme on l'a re- présenté sur la figure 5. Dans ces conditions, les manchons doivent être rigides dans leur résistance à la déformation et cependant essentiellement plastiques pour qu'ils se prêtent facilement à l'opération de serrage et qu'ils possèdent avantageusement, comme on l'a décrit ci-dessus, une certaine tendance au rétablissement élastique après déformation, ce qui augmente toute condition d'extrusion ou de pointillage excessif qui pourrait se produire pendant l'opération de serrage., D'ordinaire,
ces propriétés se forment dans la matière plastique en éliminant une certaine quantité de plastifiant, par exemple par cuisson, comme on l'a décrit ci-dessuso
La figure 7 représente le raccord des figures 5 et 6 appliqué sur l'extrémité dénudée 20 d'un conducteur électrique isolé 21, la virole 12 du raccord étant serrée pour obtenir une connexion électrique sûre.
En raison de la force avec laquelle le manchon contracté en isolant plastique serre les parties métalliques qui se trouvent à l'intérieur, et en raison de la déformation partielle qui l'oblige à se verrouiller mé caniquement avec elles, l'invention permet de nombreuses simplifications dans la conception des raccords et similaires. Un de ces exemples est représenté sur la figure 8 dans laquelle un raccord de très grande simplicité est réalisé en courbant simplement une languette de cuivre 10b , de forme appropriée, suivant un angle droit et en y formant ou en y appliquant une pointe 25. Cette pointe peut être de même métal ou d'un métal semblable à celui de la languette 10b et de préférence en faire partie, ou en un alliage de brasage ou de soudage.
Un manchon isolant 13d dilaté puis contracté sur place, saisit ce raccord et se moule dessus de manière à former une virole solidement verrouillée sur lui pour supporter l'extrémité d'un conducteur isolé. Le manchon est appliqué pendant la fabrication du raccord et le conducteur est introduit ensuite dans l'extrémité du manchon, puis ce dernier est mis en contact avec l'isolement, si on le désire , par une opération de serrage ou de moulage à chaud. Le manchon s'engage sûrement sur l'extrémité de l'iso- lement et presse ainsi le conducteur de manière qu'il fasse un bon contact avec la pointe 25 et rende la connexion étanche aux influences corrosives.
L'allongement du manchon 13 peut être obtenu par un moyen hydraulique en reliant une extrémité à une source de fluide sous pression et en fermant l'autre extrémité cu en la reliant, de préférence, à une soupape de réglage de pression ou à un autre moyen permettant l'écoulement sous pression. On remplit tout d'abord le manchon d'eau froide ou tiède qui le dilate au diamètre exigé puis on le refroidit, par exemple au moyen d'un flot d'eau froide qui le traverse.
En se reportant à la figure 9, on y voit un raccord indiqué d'une manière générale en 10, et comprenant une virole 12 d'où part une languette 11 qui en fait partie. L'extrémité extérieure de la languette 11 porte un oeillet qui est destiné à être fixé sur une fiche de connexion classique.
Comme on le voit le mieux sur la figure 10, on place l'extrémité dénudée
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d'un conducteur 20 dans la virole 12 dans laquelle cette extrémité est sûrement retenue par une opération de serrage qui aplatit la virole de manière qu'elle serre étroitement l'extrémité du conducteur. La surface extérieure de la virole est couverte d'un manchon isolant, indiqué d'une manière générale en 13, ce manchon étant aussi soumis à l'opération de serrage de manière qu'il saisisse étroitement la virole.
Plus particulièrement, les parties métalliques du raccord 10, c'est-à-dire la virole 12, la languette 11 et son oeillet peuvent être estampés dans une feuille plate de métal conducteur tel que du cuivre et la virole peut être formée en repliant vers le haut les côtés d'une des extrémités jusqu'à ce que les arêtes viennent au contact pour former un joint 17. Lorsque la virole est ainsi formée, on a trouvé qu'il est avantageux de comprendre, comme partie du manchon isolant 13, un tube de métal 30 qui peut être formé d'un métal quelconque approprié et qui agit pour renforcer à la fois la virole 12 et le manchon isolant.
Par conséquent, lorsque l'opération de serrage a lieu, le tube 30 empêche une séparation indue des arêtes de la virole sur le joint 17 et empêche de façon correspondante, la séparation ou l'étirage indésirable de la matière isolante du manchon.
Dans de nombreuses circonstances, cependant, on peut supprimer le tube 30 et appliquer directement l'isolement sur la virole, comme on va le décrire.
Un revêtement d'adhésif fortement adhérent au métal et à la matière plastique utilisés est appliqué pour coller ces organes 13 et 30 solidement ensemble sur toute leur surface. Si l'on utilise, par exemple, un manchon extrudé d'un copolymère d'un acétate de vinyle et de chlorure de vinyle plastifié avec du phosphate de tricrésyl pour le manchon plastique, on peut utiliser comme adhésif une composition d'un copolymère de chlorure de vinyle avec une résine thermo-durcissable de phénol-formaldéhyde et une résine d'alcool polyhydrique synthétique et d'anhydride phtalique avec un plastifiant approprié dans un solvant volatil. Celui-ci peut être appliqué comme un adhésif liquide quelconque, par exemple en y immergeant le tube 30 pour réaliser des revêtements extérieur et intérieur 31 et 32 respectivement.
Après que le tube 30 a été ainsi revêtu, on le recouvre d'un manchon extérieur isolant 13, par exemple en emmanchant dessus le tube 30 après qu'on la suffisamment dilaté, soit par un étirage mécanique approprié, soit par immersion dans un solvant organique. Le solvant peut contenir suffisamment de plastifiant pour empêcher un lessivage excessif ou même pour augmenter la proportion de plastifiant dans la matière plastique ; un des avantages du procédé permet la modification de la matière plastique de manière à lui donner les propriétés les plus appropriées à l'opération de serrage, même bien que ces propriétés puissent être incompatibles avec le procédé d'extrusion au moyen duquel le tube est obtenu.
Si le manchon 13 est dilaté mécaniquement , il est contracté subséquemment sur le tube intérieur 30 par rétablissement normal avec ou sans application de chaleur pour accélérer un tel rétablissement. Si le manchon a été gonflé dans un solvant, il se contracte sur le tube intérieur 30 dès que le solvant s'évapore. Dans un cas ou dans l'autre , le tube intérieur et le manchon extérieur sont liés étroitement par le revêtement 31 d'adhésif qui adhère aux deux. Avec l'ensemble tel que représenté, le raccord es, soumis de préférence à un traitement par la chaleur, par lequel les revêtements d'adhésif 31 et 32 sont ramollis et sûrement collés entre le tube 30 et le manchon 13 et entre le tube 30 et la virole 12.
Par conséquent, l'ensemble peut être cuit ou séché à une température comprise entre 121 et 149 C, pendant cinq à sept heures. On a obtenu cependant des résultats satisfaisants en cuisant à une température un peu plus élevée pendant un peu moins de temps. On suppose que, en traitant ainsi l'ensemble, le plastifiant est retiré dans de grandes proportions hors du manchon plastique, en le durcissant pour éviter un fluage produisant une rupture pendant 1' opération de serrage.
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Il est bien évidant que là où il est inutile d'utiliser le tube intérieur 30, un revêtement d'adhésif peut être appliqué directement sur la virole 12 et le manchon extérieur 13 est emmanché dessus de la manière décrite.,
Comme on le voit, le tube 30 et le manchon 13 sont plus longs que la virole 12 de sorte que, après que le manchon isolant 13, soit avec soit sans tube intérieur 30, a été emmanché sur la virole 12 et que l'extré- mité du conducteur 20 a été poussée dans la virole , une partie importante de la partie isolée du conducteur se trouve à l'intérieur de la virole, comme on l'a représenté sur la figure 11. L'ensemble est ensuite placé en- tre des matrices de serrage juxtaposées qui sont fermées avec une forte pression contre des faces opposées du manchon 13.
Lorsque les matrices viennent au contact de l'isolement 13, des identations A, B et C se for- ment sur un des côtés, des indentations A1, B1 et C1 se formant sur le côté opposé,,
Lorsque les matrices de serrage sont fermées contre le manchon 13, par exemple et B et B , le manchon et la virole sont aplatis, comme on l'a représenté sur la figure 10.
Cependant, en raison de la liaison étroite existant entre le manchon 13 et le tube 30, réalisée par l'adhésif 31, la matière plastique isolante 13 n'est pas arrachée et, en utilisant une matière plastique de la nature rigide du caoutchouc ou du cuir à la tem- pérature ambiante, cette matière plastique n'est ni extrudée hors de l'em- placement de serrage, ni arrachée à ses arêtes mais elle couvre plutôt la surface de l'emplacement de serrage en ne laissant exposée aucune de ses parties. Si un arrachement de la matière plastique isolante doit avoir lieu, il est dû à l'utilisation d'arêtes trop vives sur la matrice ou à une matière plastique qui est trop facilement extrudée.
Même si une pel- licule d'isolant reste d'ordinaire et que la matrice doive couper la ma- tière plastique jusqu'au métal, ceci se produirait seulement aux parties b et b1, de l'emplacement de serrage B où l'exposition du métal serait rela- tivement sans dangero Le fond de l'emplacement de serrage serait, évidemment complètement isolé, puisque la matière plastique, dans cette zone, serait liée au tube de métal ou à la virole, suivant le cas, et serait ainsi main- tenue sûrement contre une extrusion par la pression de la matrice de serrage.
Comme on l'a indiqué ci-dessus , le tube de métal 30 forme, de préférence, une partie du manchon 13 lorsque la virole 12 forme joint comme en 17. On voir alors que le tube 30, étant sensiblement plus rigide et ayant une résistance à la traction plus grande que celle de la matière plastique isolante, est bien capable de résister et d'empêcher un étalement des côtés de la virole 12 et leur séparation le long du joint 17, séparation qui, si elle n'était pas empêchée, pourrait étirer indûment la matière plastique 13 ou même la déchirer. Il est possible, cependant, de choisir un manchon isolant suffisamment rigide pour remplir cette fonction sans utiliser le tube de métal 30.
D'après ce qui précède, on voit que le collage d'une matière plas- tique en feuille, sur du métal en feuille, puis le travail à froid pour fqrmer un raccord électrique, peut être réalisé facilement de la même ma- nière que le travail à froid à l'aide de matrices de serrage. Ainsi, par exemple, le raccord électrique isolé peut être obtenu rapidement, efficace- ment et à peu de frais en estampant une feuille de métal revêtue de ma- tière plastique en feuille sur une des faces permettant au métal de mainte- nir la forme (alors que la matière plastique, toute seule ne le pourrait) et la matière plastique tout en réalisant les caractéristiques désirées d' une surface isolante.
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The invention relates to an electrical connector and more particularly, but not exclusively, to a connector of the type intended to be applied and to be fixed to an insulated electrical cable by tightening a ferrule on one of the conductors of the cable.
In many cases it is desirable that the exposed parts of the fitting (other than the fitting ferret or the like) be covered with insulation, and this has generally been achieved by applying an insulating sleeve to the fitting after 'It has been attached to the conductor. The present invention relates to a connector, the conductive part of which is covered on the outside with insulating material prior to the attachment of the connector to the conductor.
For this purpose and in one of its aspects, the invention consists of an electrical connector comprising a metal part intended to be brought into contact with a conductor, a tubular member made of a hard and elastic plastic insulating material being fixed around this. conductor and being firmly fixed to the contact part prior to fixing the connector to the conductor, the tubular member forming at least part of a ferrule in which the conductor is introduced to engage the metal part which is insulated on the outside by this tubular member, the conductor being held in cooperation with the metal part by the pressure exerted by the ferrule on the conductor.
Fittings of the kind comprising a metal ferrule and intended to be clamped on a conductor have been used commercially prior to the present invention and are described, for example, in British patents 569 * 366, 570,064 and 572,620. In the fittings shown in these patents, a ferrule is formed having a dimension to receive the bare conductor, for example the end of the stranded cable of an insulated cable and on this end is applied a metal sleeve which extends to the end. beyond the open end of the ferrule so as to receive and support the insulation of the cable. The usual mode of application consists in tightening this extended sleeve on the insulation at the same time as the ferrule is tightened on the bare part of the conductor.
In many cases, it is desirable that the exposed parts of the ferrule be non-conductive, either to avoid dangerous or unpleasant shocks to persons making adjustments or repairs while the terminals are subjected to relatively high voltages, or to prevent accidental contact with neighboring fittings or other conductive parts. Although it was customary, before the invention, with other types of fittings and after their tightening, to produce insulating sleeves, it has not been considered, until now, that it was possible to use an insulating sleeve on a fitting that must be tightened to the conductor of an insulated cable.
It can be seen from the invention that, if an insulating sleeve is of an elastic hard plastic material more or less similar to rubber or leather having approximately the same thickness as the metal of the ferrule, for example , between one tenth and three to four times the thickness of the metal, depending on the hardness and other properties of the plastic, the resulting isolated virus can be used in much the same way and be tightened with the same kinds of tools than those used with all-metal ferrules, for example those described in the patents cited above.
The invention consists, on the other hand, of an electrical connector comprising a metal ferrule intended to receive a conductor and to be clamped thereon, the outer surface of the ferrule being fixed inside a layer of insulating plastic material. hard and elastic, which is able to transmit to the ferrule the pressure exerted on it in order to clamp it on the conductor and without destroying the insulating layer during the tightening operation.
The invention also consists of an electrical connector comprising a metal ferrule intended to receive a conductor and to be clamped down.
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sus, the outer surface of this shell being covered with a layer of hard and elastic insulating plastic material, which is glued or fixed thereto.
Another feature of the invention consists of an electrical connector comprising a metal ferrule intended to receive a conductor and to be clamped thereon, and an insulating sleeve of hard and elastic plastic material tightly enveloping the ferrule, the thickness and the hardness of the plastic material being such that they transmit to the metal a fraction of the clamping pressure applied to the sleeve, sufficient to clamp the metal of the ferrule on the conductor.
In one of its other aspects, the invention consists of a method of manufacturing an electrical connector provided with an insulated ferrule, the method of forming a seamless sleeve, of a hard and elastic plastic material, having the property of restoring. elastic, to expand this sleeve so that it has internal dimensions greater than the corresponding external dimensions of the ferrule of the fitting, to maintain the expanded sleeve under conditions which delay its elastic recovery until it has been fitted on this ferrule, then tightening it on said ferrule.
Plastics of the kind which can be subjected to a strong deformation and which recover only slowly after such deformation can be advantageously used according to the invention; therefore, within the limits to which these plastics can be damaged during the clamping operation, this damage is repaired by the gradual reestablishment of the plastic after it leaves the clamping dies. This constitutes a particular advantage when it is desired to mold or tighten the sleeve on the insulation at the same time as the ferrule is tightened on the cable.
Plastics intended to be formed on the insulation tend to crack or extrude to some extent from below the clamp die in the areas where the ferrule is clamped to the cable, and thus may expose at certain points the conductive metal of the ferrule.
The gradual recovery of the plastic causes it to slide backward over the exposed surfaces and thereby produce satisfactory insulation of the entire ferrule.
The material of which the sleeve is made can be chosen taking into account the surface material of the cable insulation such that the two adhere strongly when pressed together; or if this is not suitable, a surface coating on the inside of the sleeve can serve as an adhesive for this purpose.
It is also advantageous that the insulation adheres to the metal ferrule to which it is applied and, for this purpose, the metal, to which the plastic insulating material is to be applied, first receives a coating of any of the following. adhesives known to be strongly adherent to the metal to the particular insulating plastic material used, for example, a known composition of vinyl chloride-vinyl acetate copolymer with a thermosetting phenol-formaldehyde resin and a synthetic resin prepared from from a polyhydric alcohol and phthalic anhydride in a suitable solvent and usually with a suitable plasticizer or emollient. This coating is preferably obtained by immersion, which constitutes an advantage as will be described below.
Although the preferred embodiments of the invention and their various modifications and variants are shown in the figures below, it is obvious that these neither exhaust nor limit the invention but, on the contrary, that they are given for the purpose of illustration and explanation, so that other technicians can fully understand
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to take the invention, its principles and its mode of application with a view to its practical use, thus making it possible to make and adapt the invention to numerous forms and variations, each one best suited to a particular use.
FIG. 1 represents a longitudinal section of a connector, object of the invention, ready to be applied to an insulated cable.
FIG. 2 represents a perspective view, on a reduced scale, of the connector of FIG. 1, applied and clamped on an insulated cable,
Figure 3 shows a longitudinal section, similar to that of Figure 1, of another embodiment of the invention.
Figure 4 shows a schematic view, in side elevation, of a method of manufacturing the terminal shown in Figure 3.
FIG. 5 represents an axial sectional view of a terminal connection according to another embodiment of the invention.
Figure 6 shows a cross section of the connector of Figure 5, taken along line 2-2 of Figure 5.
FIG. 7 represents a view in axial section of a connector of this type, clamped on an insulated cable.
FIG. 8 shows partially in longitudinal section and partially in side elevation, another embodiment of the terminal connection, object of the invention.
FIG. 9 shows in perspective the various members of the connector and the end of the conductor to which the connector is to be fixed.
Figure 10 shows a perspective view of the connector attached to the end of the conductor.
Figure 11 shows, on a larger scale, a section along line 3-3 of Figure 10.
As seen in Figure 1, a metal part of the connector 10 may be substantially identical to that described in the above patents. For example, it can be in sheet metal comprising a flat tongue portion 11 and a ferrule portion 12 made by winding lateral extensions, integral with the tongue 11, so that they have a cylindrical shape. This ferrule part can be advantageously made of soft annealed copper, by clamping it on a cable and stamping it by means of the clamping tool, so as to form a substantially compact mass with the cable introduced therein and to have a permanent bond with him substantially without making a spring.
The insulating sleeve 13 is fitted onto the ferrule 12 which tightly encloses the ferrule. Depending on the material used for the sleeve, the fit may be obtained by compression or, preferably, if, as indicated above, the material is one which can be subjected to considerable deformation and tends to gradually restore its original size and shape - the sleeve can be stretched to have a larger diameter, fit over the ferrule, and then shrink over it. This can be facilitated by stretching, at room temperature and heating the sleeve to a higher temperature to speed up its recovery.
Similarly, if it is desirable to hold stretched sleeves in reserve for a period of time, they can be soaked to delay recovery.
A suitable material for this purpose is a copolymer of vinyl chloride and vinyl acetate lightly plasticized by means of any of the usual plasticizers, such as tricresyl phosphate for example. This material can be obtained commercially in the form of tubes.
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extrudates, for example under the trademark "Irvilite" from the Irvington Vamish Works, Irvington, New Jersey (United States of America).
Inside the extended end of the sleeve 13 there is shown a coating of adhesive 14. The latter can be one of the relatively stable adhesives compatible with the materials used for the sleeve 13 and the materials commonly used for surface cable. isolated. Non-drying, pressure sensitive adhesives made from waste rubber, such as those commonly used in adhesive tapes, are satisfactory for this purpose.
To use this connector, the end of an insulated wire is first stripped so as to expose the conductor of the cables wound into strands. This conductor is then introduced into the end of the sleeve 13, the stranded central conductor extending into the shell 12, while the insulation itself extends only into the sleeve 13, butting against the end of the shell.
The assembly can then be tightened, whereupon the ferrule 12 and the enveloping parts of the sleeve 13 are flattened and stamped against the cable, while the outer end of the sleeve 13 is clamped and takes a shape which tightly embraces the cable. 'insulation of the wire and is glued thereto by means of the adhesive 14. As the sleeve 13 tends to re-establish itself so as to repair any cracks which may have occurred during the forceful tightening of the ferrule 12, the adhesive 14 tends to maintain the outer part of the sleeve in its pressed and deformed position, as shown, by acting against the tendency of this outer part of the sleeve to reestablish its wider shape.
In Figure 3, there is shown an alternative construction in which, instead of using a simple sleeve 13 of insulating material, an insulating layer 13a is introduced between a metal sleeve 15 and the ferrule 12, when these two the latter are assembled, so that the outer sleeve 15, although being made of a conductive material, is not really in a conductive position in the circuit. This fitting is applied and tightened to the cable in exactly the same way as a indicated in Figure 2. During the tightening operation, the outer sleeve 15 tends to release somewhat the forceful tension applied to the insulating plastic material and to counteract any tendency of the plastic material to creep sideways to the side. 'outside from below the clamping die.
In Figure 4 there is schematically shown a method of manufacturing the connector of Figure 3. In this case, a flat sheet of plastic 13b is placed on a drawing die 16 in which the sleeve 15 is fitted and held in place. appropriately. The ferrule 12 is then lowered into the sleeve 15 (with or without preliminary stretching operations) to give the sleeve 13a a blank shape.
The ferrule 12 carries with it the insulation 13a which is formed and stretched by the die 16 and is compressed sufficiently to allow the two parts to penetrate into each other. If the sheet 13b is of a vinyl plastic material such as that described above, the tendency of the material to gradually recover is advantageous in that the stretched material continues to gradually stretch in the space between the sleeve. 15 and ferrule 12 to the extreme size permitted by the difference in their diameters o This process can be accelerated as indicated above, by heating the fittings after they have been assembled to room temperature or even slightly cooled.
After the assembly operation and before or after this contraction operation is carried out, the end which is stretched over the end of the ferrule 12 can be cut. Alternatively, it can be left in place and stippled when the stranded cable has been introduced.
Although the connector shown in Figure 3 has the advantage of being, in its final aspect, substantially identical to the connectors already.
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widely used in trade, the fitting of the figure
1 has the further advantage that the elastic plastic sleeve allows some flexibility of the insulated cable so that sharp bending is avoided; due to its flexibility and slow recovery, it also tends to dampen vibrations in the cable and protect the tight connection in the ferrule from this destructive influence.
In Figures 5 to 7, there is shown a modified coupling connection which is similar to that of Figures 1 and 2, except that the sleeve
13 extends beyond the front of ferrule 12 and is clamped onto it so as to produce more complete isolation.
The seamless sleeve 13 is formed, for example, by extrusion of insulating plastic material of the kind which can be expanded under conditions such that it retains what is called "elastic recovery" i.e. 'it tends to return more or less slowly to a shape and dimensions approaching those from which it has been dilated or deformed. This return is usually delayed or absorbed by cold inhibition and accelerated by heat.
There are many such plastics on the market; they are mostly organic polymer compositions with plasticizersb. It has been found that those which are particularly suitable are plasticized hydrocarbon polymers and ester-type polymers such as unvulcanized and synthetic natural rubber, various vinyl polymers, various acrylic polymers, styrene polymers, etc. .
A particularly suitable extruded tube for this use is that from a plasticized copolymer of vinyl chloride sold under the trademark "Irvilite". This material, at room temperature, when dry and left on its own, should be rigid and resistant to deformation, although it is susceptible to molding at high temperatures; furthermore, it can be mechanically stretched or swelled in solvents or otherwise deformed without heating so as to prevent any tendency to revert to the shape which it had before such expansion or deformation;
advantage is taken of this property, according to the invention, firstly to facilitate the assembly of the parts, and secondly to allow the tightening of the insulated ferrule by means of conventional tightening tools without destroying the insulating sleeve.
Referring to Figure 5, it can be seen that the inside diameter of the free end of the sleeve 13 is smaller than the outside diameter of the ferrule 12. This ratio has been chosen intentionally so that after the sleeve has been expanded and fitted on the ferrule, the elastic recovery of the material forces the sleeve to tighten the ferrule with a relatively large contraction pressure with the following consequences: first, that the seal 17, at the locations where the ridges of the ferrule part are contiguous, is sealed to prevent the ingress of corrosive materials;
second, that the ends of the sleeve are stretched inward over the ends of the ferrule producing more complete isolation and keeping the sleeve securely in its desired longitudinal position, and third that the ferrule is prevented from escaping under the influence of the clamping tool.
Before this little sleeve can be fitted to the ferrule, it obviously needs to be enlarged a bit. According to the invention, this result can be obtained either by swelling in solvents or by mechanical stretching.
If the sleeve must be inflated by means of solvents, it is advisable to maintain a reserve of sleeves immersed in the solvent and ready to be used, then to remove them as necessary and to place each one on a ferrule; the evaporation of the solvent then produces the elastic recovery from which it results that the sleeve tightens the ferrule securely
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and is pulled on its ends as seen in Figure 5.
However, unless special precautions are taken, this immersion in the solvent will result in depletion of the plasticizer from the plastic material to such an extent that after it has been clamped on the ferrule it will strain. to become so brittle that a subsequent attempt to tighten the fitting onto a cable can destroy the sleeve. This difficulty can be avoided by using, for this swelling operation, either a liquid which swells the plastic material but is not a solvent for the plasticizer, or a solvent for the plasticizer which has dissolved an amount of the plasticizer sufficient to ensure concentration. desired plasticizer in the sleeve, after immersion in the solution.
The latter has a particular advantage because it allows complete control of the concentration of the plasticizer, independent of the mixture from which the sleeves may have been formed initially. Therefore, it is ordinarily advantageous that more plasticizer is present during the extrusion of the plastic tube from which the sleeve is cut than during the tightening of the ferrule on which the sleeve is mounted. This is achieved by using a solution which allows a desired partial exhaustion of the plasticizer. Or, if desired, an increase in plasticizer can be produced by immersing it in a more concentrated solution of the plasticizer.
For the same purpose, it is advantageous where the sleeves are applied by mechanical stretching, to bake them or subject them to vacuum or other controlled treatment to evaporate some of the plasticizer after application to the ferrules. Using "Irvilite", for example, satisfactory results are obtained by baking, between half an hour and an hour, at temperatures between 191 and 199 L in a closed oven. This treatment removes an amount of plasticizer sufficient to prevent excessive extrusion or peeling under the clamping dies, but not sufficient to prevent cold mounting during clamping. If the sleeve becomes brittle, too much of the plasticizer has been removed.
With an extruded "Irvilite" tube as described above, it has been found to be more advantageous to use for this purpose a solution of 5-10% tricresyl phosphate in benzene. Depending on the desired results, the concentration of this solution can be varied between 10% and 30%, or made less than 5%.
The sleeve 13, after it has been so inflated with or without such reduction or increase in plasticizer, contracts strongly and firmly on the ferrule, but retains its rigidity and flexibility, so that thereafter, when the fitting is clamped to a conductor by an ordinary clamping tool, the pressure of the clamping die is transmitted uniformly through the plastic material to the metal. Further, depending on the amount by which the plastic material is extruded or even dotted by the clamping material during this operation, there is a tendency to remedy this state of affairs by elastic recovery.
The magnitude of the plasticization, the degree of polymerization and, in general, the nature of the plastic composition chosen for the insulating sleeve must be such that its resistance to plastic creep is of the same order of magnitude as or even less than that of copper. of which the ferrule is made since it is essential, for a good electrical connection, that the metal of the ferrule can creep to some extent from below the clamping die. If the plastic were not extruded at all, it would dampen the force of the die so as to reduce or prevent the action on the metal ferrule necessary for a good connection; on the other hand, if the plastic material flows too easily, it would come out by crushing from under the matrix so as to expose the metal and to weaken its insulating function.
Even if the plastic material is compressed so
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In being extremely thin, an advantage of the invention allows a plastics material having sufficient elastic recovery to pull back into tight areas and reestablish sufficient thickness of insulation.
Instead of using a swelling liquid, the sleeve can be subjected under ordinary production conditions to mechanical stretching. After this stretching, the lower the temperature at which the sleeve is maintained, the slower its recovery, while if the temperature is increased recovery is accelerated and even with moderate heating the sleeve can be lowered to tighten in. very little time.
By this means, sleeves, which are normally smaller than the ferrule, however, are easily applied to the ferrule, then contracted so as to grip it strongly and with their ends pulled down tightly on the ends of the ferrule, as shown in figure 5. Under these conditions, the sleeves must be rigid in their resistance to deformation and yet essentially plastic so that they lend themselves easily to the tightening operation and that they have advantageously, as described above, there is some tendency for elastic recovery after deformation, which increases any extrusion or excessive stippling condition that might occur during the clamping operation.
these properties are formed in the plastic material by removing a certain amount of plasticizer, for example by baking, as described above.
Figure 7 shows the connector of Figures 5 and 6 applied to the stripped end 20 of an insulated electrical conductor 21, the ferrule 12 of the connector being tightened to obtain a secure electrical connection.
Due to the force with which the sleeve contracted by plastic insulation clamps the metal parts which are inside, and because of the partial deformation which forces it to lock mechanically with them, the invention allows many simplifications in the design of fittings and the like. One of these examples is shown in Figure 8 in which a very simple connection is made by simply bending a copper tab 10b, of suitable shape, at a right angle and forming or applying a point 25 thereto. tip may be of the same metal or of a metal similar to that of the tongue 10b and preferably part thereof, or of a brazing or welding alloy.
An insulating sleeve 13d expanded then contracted in place, grips this connector and molds itself thereon so as to form a ferrule firmly locked on it to support the end of an insulated conductor. The sleeve is applied during manufacture of the fitting and the conductor is then introduced into the end of the sleeve, then the latter is contacted with the insulation, if desired, by a clamping or hot molding operation. The sleeve securely engages the end of the insulation and thus presses the conductor so that it makes good contact with the tip 25 and seals the connection against corrosive influences.
The elongation of the sleeve 13 can be obtained by hydraulic means by connecting one end to a source of pressurized fluid and closing the other end cu by connecting it, preferably, to a pressure control valve or another means allowing flow under pressure. The sleeve is first filled with cold or lukewarm water which expands it to the required diameter and then it is cooled, for example by means of a stream of cold water which passes through it.
Referring to Figure 9, there is a connector indicated generally at 10, and comprising a ferrule 12 from which a tongue 11 which forms part thereof. The outer end of the tongue 11 carries an eyelet which is intended to be fixed on a conventional connection plug.
As best seen in Figure 10, we place the stripped end
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of a conductor 20 in the ferrule 12 in which this end is surely retained by a tightening operation which flattens the ferrule so that it tightly clamps the end of the conductor. The outer surface of the shell is covered with an insulating sleeve, generally indicated at 13, this sleeve also being subjected to the tightening operation so that it grips the shell tightly.
More particularly, the metal parts of the fitting 10, i.e. the ferrule 12, the tongue 11 and its eyelet can be stamped in a flat sheet of conductive metal such as copper and the ferrule can be formed by bending towards up the sides of one of the ends until the ridges come into contact to form a seal 17. When the ferrule is so formed, it has been found to be advantageous to understand, as part of the insulating sleeve 13, a metal tube 30 which may be formed from any suitable metal and which acts to strengthen both the ferrule 12 and the insulating sleeve.
Therefore, when the clamping operation takes place, the tube 30 prevents undue separation of the ferrule ridges on the seal 17 and correspondingly prevents the unwanted separation or stretching of the insulating material from the sleeve.
In many circumstances, however, tube 30 can be omitted and the insulation applied directly to the ferrule, as will be described.
A coating of adhesive strongly adherent to the metal and plastic material used is applied to bond these members 13 and 30 firmly together over their entire surface. If, for example, an extruded sleeve of a copolymer of vinyl acetate and vinyl chloride plasticized with tricresyl phosphate is used for the plastic sleeve, a composition of a copolymer of vinyl chloride with a thermosetting phenol-formaldehyde resin and a synthetic polyhydric alcohol and phthalic anhydride resin with a suitable plasticizer in a volatile solvent. This can be applied as any liquid adhesive, for example by immersing tube 30 therein to provide outer and inner coatings 31 and 32 respectively.
After the tube 30 has been so coated, it is covered with an insulating outer sleeve 13, for example by fitting the tube 30 over it after it has been sufficiently expanded, either by suitable mechanical stretching or by immersion in a solvent. organic. The solvent may contain enough plasticizer to prevent excessive leaching or even to increase the proportion of plasticizer in the plastic; one of the advantages of the process allows the modification of the plastic material so as to give it the most suitable properties for the clamping operation, even though these properties may be incompatible with the extrusion process by means of which the tube is obtained .
If the sleeve 13 is mechanically expanded, it is subsequently contracted over the inner tube 30 by normal recovery with or without the application of heat to accelerate such recovery. If the sleeve has been swollen in a solvent, it contracts on the inner tube 30 as soon as the solvent evaporates. In either case, the inner tube and the outer sleeve are tightly bound by the coating 31 of adhesive which adheres to both. With the assembly as shown, the connector is preferably subjected to a heat treatment, whereby the adhesive coatings 31 and 32 are softened and securely bonded between the tube 30 and the sleeve 13 and between the tube 30 and the ferrule 12.
Therefore, the whole can be baked or dried at a temperature between 121 and 149 C, for five to seven hours. However, satisfactory results have been obtained by baking at a somewhat higher temperature for a little less time. It is believed that by treating the assembly in this way, the plasticizer is removed in large proportions from the plastic sleeve, hardening it to prevent creep producing rupture during the clamping operation.
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Of course, where it is unnecessary to use the inner tube 30, a coating of adhesive can be applied directly to the ferrule 12 and the outer sleeve 13 is fitted over it as described.
As can be seen, the tube 30 and the sleeve 13 are longer than the ferrule 12 so that, after the insulating sleeve 13, either with or without an inner tube 30, has been fitted onto the ferrule 12 and the end - moth of the conductor 20 has been pushed into the ferrule, a significant part of the insulated part of the conductor is located inside the ferrule, as shown in Figure 11. The assembly is then placed in- they are juxtaposed clamping dies which are closed with a strong pressure against opposite faces of the sleeve 13.
When the matrices come into contact with the insulation 13, identations A, B and C are formed on one side, indentations A1, B1 and C1 forming on the opposite side ,,
When the clamping dies are closed against the sleeve 13, for example and B and B, the sleeve and the ferrule are flattened, as shown in Figure 10.
However, due to the close connection existing between the sleeve 13 and the tube 30, achieved by the adhesive 31, the insulating plastic material 13 is not torn off and, using a plastic material of the rigid nature of rubber or rubber. leather at room temperature, this plastic material is neither extruded out of the clamping location nor torn off at its edges, but rather covers the surface of the clamping location leaving none of its edges exposed. parts. If a pullout of the insulating plastic material is to take place, it is due to the use of too sharp edges on the die or to a plastic material which is too easily extruded.
Even if an insulator film usually remains and the die has to cut the plastic down to the metal, this would only happen at parts b and b1, from clamping location B where the exposure of metal would be relatively harmless o The bottom of the clamping location would obviously be completely isolated, since the plastic material in this area would be bonded to the metal tube or to the ferrule, as the case may be, and would thus be hand - reliably held against extrusion by the pressure of the clamping die.
As indicated above, the metal tube 30 preferably forms part of the sleeve 13 when the ferrule 12 forms a joint as at 17. It will then be seen that the tube 30, being substantially more rigid and having a tensile strength greater than that of the insulating plastic material, is well able to resist and prevent the sides of the ferrule 12 from spreading out and their separation along the seal 17, which separation, if not prevented , could stretch the plastic 13 unduly or even tear it. It is possible, however, to choose an insulating sleeve sufficiently rigid to perform this function without using the metal tube 30.
From the above, it is seen that the gluing of a plastic sheet material, to sheet metal, and then cold working to form an electrical connection, can be easily carried out in the same manner as cold work using clamping dies. Thus, for example, the insulated electrical connection can be obtained quickly, efficiently and inexpensively by stamping a sheet of metal coated with foil plastics on one side allowing the metal to hold shape ( whereas plastic material alone could not) and plastic material while achieving the desired characteristics of an insulating surface.
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