Virole ou ne pas virole ?

Nous avons récemment publié un article sur un spectaculaire incendie d'imprimante 3D qui a heureusement été attrapé et éteint avant de se propager à la maison du pirate ou de blesser sa famille. En analysant les restes de l'imprimante, le pirate a déterminé que l'incendie avait été causé lorsqu'une vis sans tête desserrée avait laissé tomber la cartouche chauffante de l'extrudeuse et avait touché le carénage du ventilateur ABS. Il a fonctionné à fond et a mis le feu aux choses.

Un certain nombre d'entre nous ont des imprimantes 3D similaires, donc les commentaires de cet article étaient naturellement animés, mais un commentaire s'est démarqué en énumérant un certain nombre de meilleures pratiques pour le câblage, y compris l'utilisation de férules. En particulier, de nombreuses imprimantes 3D connectent le lit chauffant, qui consomme beaucoup de courant, avec des bornes à vis à la carte mère. Bien que n'étant pas la cause de l'incendie dans le poteau d'origine, les borniers fondus sont une plainte courante avec de nombreux kits d'imprimantes 3D de bricolage, et l'une des raisons est que le simple fait de coincer un fil toronné épais dans une borne à vis et d'espérer le meilleur peut entraîner une augmentation de la résistance et de la chaleur au niveau du joint. Dans de telles situations, la chose absolument correcte à faire est de sertir une virole. Alors parlons-en.

Alors qu'est-ce qu'une virole de toute façon? En général, tout type de bande ou de pince utilisé pour attacher, renforcer ou sécuriser des objets les uns aux autres. Il s'agit d'une définition large qui couvre tout, depuis les fermoirs appliqués aux extrémités des lacets pour éviter qu'ils ne s'effilochent jusqu'aux pinces métalliques robustes utilisées pour connecter les câbles métalliques ensemble. Mais dans le monde du câblage électrique, les embouts ont une définition plus spécifique et des objectifs très différents des embouts utilisés pour des applications purement mécaniques.

Une ferrule de câblage électrique est un tube en métal souple qui est serti sur l'extrémité d'un fil toronné pour améliorer les caractéristiques de connexion du fil. La plupart des ferrules sont en cuivre, qui est généralement plaqué d'étain. La virole est dimensionnée pour un calibre de fil spécifique, à la fois en termes de diamètre et de longueur. Une virole n'est pas simplement un simple cylindre, cependant - elle a une lèvre ou un évasement formé à une extrémité qui sert à collecter et à consolider les brins individuels du fil lorsqu'ils sont insérés dans la virole.

L'évasement de la plupart des ferrules n'est pas immédiatement apparent car il est généralement enfermé dans un manchon d'entrée de câble conique en plastique. Ce manchon agit comme une transition entre l'isolant du fil et la virole elle-même, et sert également à regrouper tous ces brins lâches dans la lumière de la virole. Contrairement aux connexions à sertir plus traditionnelles, le manchon en plastique d'une férule n'est pas comprimé lors de l'installation. Il reste intact autour de l'isolant et fournit une certaine décharge de traction après l'installation en éloignant le rayon de courbure du fil de l'extrémité de l'isolant. La plupart des manchons de férule sont codés par couleur pour la taille du fil dans la norme DIN 46228, qui comporte de manière confuse deux codes différents, français et allemand, pour la même section transversale en millimètres carrés.

S'il semble que les viroles soient plus une chose européenne qu'américaine, c'est pour une bonne raison. Afin d'obtenir la certification CE, l'équipement électrique doit terminer le fil toronné entrant dans une borne à vis ou à ressort avec des embouts. Il n'y a pas de réglementation de ce type aux États-Unis, et il n'est donc pas courant de voir des férules utilisées dans les équipements américains. Mais les ferrules ont des avantages spécifiques difficiles à nier, et leur adoption semble se répandre car elles ont un bon sens technique.

Pour comprendre le principe, clipsez un petit morceau de fil toronné isolé de n'importe quel calibre. Le fil toronné est flexible, ce qui est l'une des raisons pour lesquelles il est utilisé plutôt que du fil solide dans les applications mobiles et où des vibrations peuvent se produire. Mais il est encore un peu rigide grâce en partie à l'isolant, qui enveloppe les brins du conducteur, les maintient tous en contact intime et maintient la torsion, ou la pose, des brins séparés. Maintenant, enlevez un peu d'isolant d'une extrémité. Vous remarquerez que dans la plupart des cas, la disposition des brins est au moins partiellement perturbée - ils se détendent un peu. Enlevez plus d'isolant et les brins se séparent de plus en plus. Enlevez toute l'isolation et le conducteur perdra toute intégrité structurelle, tombant en brins individuels.

C'est le problème essentiel que résolvent les embouts : ils maintiennent l'association étroite des brins dans le conducteur après que le fil a été dénudé et permettent à la connexion de conduire son courant nominal complet. Sans viroles, les fils multibrins dénudés comprimés dans les bornes à vis ont tendance à s'écarter, ce qui réduit le nombre de brins individuels qui sont en contact ferme avec la borne. La résistance de telles terminaisons est beaucoup plus élevée que les connexions correctement férulées.Weidmüller Interface GmbH & Co. KG

Cependant, il y a plus dans une connexion à virole qu'une résistance réduite. Comme d'autres connexions serties, les brins à l'intérieur d'une virole correctement appliquée subissent une pression énorme, s'étirant axialement et se déformant radialement. L'action d'étirement tend à perturber et à déplacer l'oxydation de surface sur les torons, tandis que la compression radiale tend à supprimer les espaces d'air entre les torons. Ceux-ci ont tendance à rendre la connexion sertie plus résistante à l'oxydation que le fil non serti, ce qui augmente la longévité de la connexion.

Alors, les viroles sont-elles la voie à suivre pour le joueur à domicile ? Dans l'ensemble, je dirais oui. Les viroles ont des avantages évidents par rapport au fil toronné ordinaire, et dans les applications à courant élevé, j'insisterais pour les utiliser avec des bornes à vis ou partout où la décharge de traction dans le blindage est utile. De plus, ils donnent un aspect propre et professionnel à un projet, donc même si l'application n'est pas critique, j'ai tendance à les inclure sur mes connexions de fils toronnés. Ce n'est pas sans coût d'outillage pour les viroles, bien sûr, mais à 30 $ pour un kit avec un assortiment de viroles et un outil de sertissage à cliquet approprié, ce n'est pas trop mal.

Merci à [NobodyInParticular] d'avoir suggéré cette histoire.

[Images en vedette : KNIPEX, Ferrules Direct]