EP0240642A1 - Procédé de fabrication d'une cosse de raccordement pour extrémité de câble électrique, et cosse de raccordement ainsi obtenue - Google Patents

Procédé de fabrication d'une cosse de raccordement pour extrémité de câble électrique, et cosse de raccordement ainsi obtenue Download PDF

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EP0240642A1
EP0240642A1 EP86400522A EP86400522A EP0240642A1 EP 0240642 A1 EP0240642 A1 EP 0240642A1 EP 86400522 A EP86400522 A EP 86400522A EP 86400522 A EP86400522 A EP 86400522A EP 0240642 A1 EP0240642 A1 EP 0240642A1
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Eric Résidence des Auréliennes Sauer
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Ceraver SA
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • H01R4/62—Connections between conductors of different materials; Connections between or with aluminium or steel-core aluminium conductors

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a connection terminal for the end of an electric cable, and connection terminal thus obtained, and relates in particular to a process method for manufacturing such a terminal in two elements of different metals such as for example copper and aluminum.
  • Document GB 1 362 842 discloses a method for manufacturing a connection terminal made up of two parts, one made of copper, or copper-based alloy, and the other made of aluminum, or aluminum-based alloy, in which a metal coating is interposed between the two parts having a standard oxidation potential intermediate between those of copper and aluminum and then the two parts are assembled by magnetoforming.
  • the magnetoforming operation consists in causing a shrinkage of one of the parts around the other in the form of a wave which propagates along the shrinkage zone.
  • the connection terminal 10 illustrated in FIGS. 1a, 1b consists of a first part 12, made of copper or a copper-based alloy, and a second part 14, made of aluminum or an aluminum-based alloy.
  • the first part 12 comprises on the one hand a base 16, pierced with an eye 18 forming a means of connection to an electrical terminal not shown, and on the other hand a cylindrical barrel 20, the base 16 and the barrel 20 being produced in one piece, for example by machining, or preferably starting from a cylindrical bar, the base 16 being produced by crushing with the press, the eye 18 being obtained by drilling or by punching.
  • the second part 14 has a generally cylindrical shape. It comprises an external axial bore 22 intended to receive the end of an electric cable not shown and an internal axial recess 24 intended to receive the barrel 20 of the first part.
  • the material surrounding the internal axial recess has substantially the shape of a frusto-conical skirt 26 for reasons explained below.
  • the assembly of the two parts is carried out as follows: - In a first step, the barrel 20 is introduced into the recess 24, which leaves between the barrel and the skirt 26 an interval 28 of increasing width from the base of the skirt (that is to say the end from the barrel 20) to the end of the skirt (that is to say the base of the barrel); - in a second step, the skirt is then deformed by magnetoforming by means of coils symbolized at 30. During magnetoforming, the skirt 26 deforms radially inwards and is applied intimately around the barrel 20, as shown in FIG. 1b.
  • the cylindrical skirt 26 while the barrel 20 has an inverted frustoconical shape, which makes it possible to maintain between the skirt and the barrel an interval 28 of increasing width from the base of the skirt and its end as in the previous case, at the end of the first assembly step.
  • the propagation of the shrinking "in wave” could result from the fact that the coils 30 of magnetoforming are given a progressive profile such that the shrinking of the skirt 26 around the barrel 20 occurs in the form of '' A wave that spreads axially along the necked area from the base of the skirt to its end.
  • the skirt 26 and the barrel 20 may both have a cylindrical shape.
  • the bore and the recess of the second part have been shown as blind, but it goes without saying that we can also provide that they communicate with each other, the second part then having a substantially tubular shape.
  • the first part 12 in the form of a section of copper tube is presented at the level of the magnetoforming coils 30 at one end, and a cylindrical block 32 of plastic material is presented in the axis of the tube.
  • the end of the tube 12 is constricted around the cylindrical block 32 which therefore forms in this respect a constricted anvil.
  • the end of the tube 12 thus shrunk around its anvil is then introduced inside and at the end of the second part 14, in the form of a section of aluminum tube, and the assembly is then presented at the level magnetoforming coils, being points out that it may be another group of coils 30 ′ different from the first group of coils 30 or even the same group when the starting diameters of the two tubes are sufficiently close (FIG. 3b).
  • block 32 in addition to the already mentioned function of a constricted anvil for the first tube, also ensures a seal between the two tubes, and constitutes a mechanical obstacle inside the tubes, in particular for the cable end (not shown) subsequently introduced inside the second tube 14.
  • the opposite end of the first tube is flattened with a press so as to form the base 16.
  • the eye 18 can either be obtained by punching during the same operation, or drilled in one operation next.
  • This variant is particularly advantageous for the production of terminals in very large series.

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  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)

Abstract

Procédé de fabrication d'une cosse de raccordement (10) pour extrémité de câble électrique, cette cosse se composant d'une première pièce métallique (12) comportant des moyens de jonction (16, 18) à une borne électrique et d'une seconde pièce métallique (14) comportant des moyens de jonction (22) à une extrémité de câble électrique, caractérisé en ce que l'on réalise la première pièce (12) en cuivre ou en alliage à base de cuivre, et on réalise la seconde pièce (14) en aluminium ou en alliage à base d'aluminium, puis on assemble les deux pièces par magnétoformage de telle manière que le rétreint d'une pièce autour de l'autre se propage sous la forme d'une vague le long de la zone de rétreint.

Description

  • La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une cosse de raccordement pour extrémité de câble électrique, et cosse de raccordement ainsi obtenue, et vise en particulier un procédé procédé pour fabriquer une telle cosse en deux éléments de métaux différents comme par exemple du cuivre et de l'aluminium.
  • Ces deux métaux sont en effet les plus couramment utilisés dans les installations électriques en raison de leur bonne conductibilité électrique ; le cuivre présente la meilleure conductibilité mais est d'un coût relativement élevé, tandis que l'aluminium présente une conductibilité moins bonne et est d'un coût nettement plus faible.
  • L'utilisation simultanée de ces deux métaux dans des installations électriques, qui pourrait souvent permettre des économies de coût, se heurte cependant à divers problèmes, en particulier celui de l'obtention d'une excellente qualité de contact électrique, et celui de l'apparition de couples électrochimiques entre les deux métaux.
  • On connaît du document GB 1 362 842 un procédé de fabrication d'une cosse de raccordement composée de deux pièces, l'une en cuivre, ou alliage base de cuivre, et l'autre en aluminium, ou alliage à base d'aluminium, dans lequel on interpose entre les deux pièces un revêtement métallique ayant un potentiel d'oxydation standard intermédiaire entre ceux du cuivre et de l'aluminium puis on assemble les deux pièces par magnétoformage.
  • La nécessité de prévoir un revêtement intermédiaire représente une ou plusieurs opérations de fabrication supplémentaires au détriment du coût de la cosse de raccordement. De plus, ce procédé ne permet pas d'éliminer les oxydes d'aluminium inévitablement présents à la surface de la pièce en aluminium et qui restent prisonniers entre les deux pièces assemblées. Tout au plus, ce procédé permet de pallier partiellement les inconvénients dûs à la présence de ces oxydes.
  • Conformément au procédé de la présente invention, l'opération de magnétoformage consister à provoquer un rétreint de l'une des pièces autour de l'autre sous la forme d'une vague qui se propage le long de la zone de rétreint.
  • Grâce à l'invention, les éléments étrangers et indésirables au niveau de la jonction, c'est-à-dire aussi bien l'air que les oxydes métalliques superficiels, sont pratiquement totalement éliminés de la zone de contact cuivre/aluminium grâce à la propagation "en vague" du rétreint. Ceci permet de se passer de tout revêtement intermédiaire entre les deux pièces, tout en procurant les avantages suivants :
    - parfaite continuité électrique
    - parfaite tenue mécanique
    - étanchéité absolue
    - absence de couple électrochimique.
  • Les détails et avantages de l'invention seront maintenant expliqués à l'aide des dessins annexés dans lesquels :
    • - les figures 1a et 1b sont deux vues en coupe longitudinale d'une cosse de raccordement conforme à l'invention, avant et après assemblage ;
    • - les figures 2a et 2b sont deux vues semblables illustrant une première variante de l'invention, et
    • - les figures 3a, 3b, 3c et 3d sont des vues semblables illustrant une seconde variante de l'invention.
  • Dans les différentes figures, les mêmes signes de référence ont été utilisés pour désigner des éléments similaires.
  • La cosse de raccordement 10 illustrée aux figures 1a, 1b se compose d'une première pièce 12, en cuivre ou en alliage à base de cuivre, et d'une seconde pièce 14, en aluminium ou en alliage à base d'aluminium. La première pièce 12 comporte d'une part une embase 16, percée d'un oeil 18 formant un moyen de raccordement à une borne électrique non représentée, et d'autre part un fût 20 cylindrique, l'embase 16 et le fût 20 étant réalisés d'un seul tenant, par exemple par usinage, ou de préférence en partant d'un barreau cylindrique, l'embase 16 étant réalisée par écrasement à la presse, l'oeil 18 étant obtenu par perçage ou par poinçonnage.
  • La seconde pièce 14 a une forme générale cylindrique. Elle comporte un alésage axial extérieur 22 destiné à recevoir l'extrémité d'un câble électrique non représenté et un évidement axial intérieur 24 destiné à recevoir le fût 20 de la première pièce. La matière entourant l'évidement axial intérieur a sensiblement la forme d'une jupe 26 troncônique pour des raisons exposées plus loin.
  • L'assemblage des deux pièces est effectué de la manière suivante :
    - en une première étape, on introduit le fût 20 dans l'évidement 24, ce qui laisse entre le fût et la jupe 26 un intervalle 28 de largeur croissante depuis la base de la jupe (c'est-à-dire l'extrémité du fût 20) jusqu'à l'extrémité de la jupe (c'est-à-dire la base du fût) ;
    - en une seconde étape, la jupe est ensuite déformée par magnétoformage au moyen de bobines symbolisées en 30. Au cours du magnétoformage, la jupe 26 se déforme radialement vers l'intérieur et vient s'appliquer intimement autour du fût 20, comme représenté à la figure 1b.
  • Comme on le remarque, il résulte de la forme troncônique de la jupe 26 que cette déformation radiale, ou rétreint, de la jupe se produit sous la forme d'une vague qui se propage le long de la zone de rétreint en refluant progressivement vers l'extérieur l'air présent initialement entre les deux pièces, ainsi que les oxydes métalliques superficiels inévitablement présents sur les deux pièces malgré les précautions éventuellement prises par ailleurs pour éviter la formation de tels oxydes.
  • Au niveau de l'interface de contact entre la jupe et le fût, se produit une interpénétration moléculaire entre le cuivre du fût et l'aluminium de la jupe, ce qui réalise à la fois une excellente liaison mécanique entre les deux pièces et une parfaite jonction électrique, la liaison est en outre parfaitement étanche et on évite l'apparition de couples électrochimiques entre les deux pièces. A titre d'avantage supplémentaire, on remarque que l'on peut ainsi réduire le dimensionnement des deux pièces, donc leur coût.
  • Le procédé décrit se prête aussi bien à la fabrication de cosses standard en grande série et la fabrication de cosses spéciales en série limitée.
  • Dans la variante illustrée aux figures 2a, 2b, la jupe 26 cylindrique tandis que le fût 20 a une forme troncônique inversée, ce qui permet de maintenir entre la jupe et le fût un intervalle 28 de largeur croissante depuis la base de la jupe et son extrémité comme dans le cas précédent, à l'issue de la première étape d'assemblaage.
  • Ici, il y a en outre un verrouillage de forme après l'étape de magnétoformage puisque le diamètre de l'extrémité de la jupe après rétreint est inférieur au diamètre de l'extrémite du fût.
  • Selon une variante, non représentée, la propagation du rétreint "en vague" pourra résulter du fait que l'on confère aux bobines 30 de magnétoformage un profil progressif tel que le rétreint de la jupe 26 autour du fût 20 se produise sous la forme d'une vague qui se propage axialement le long de la zone de rétreint depuis la base de la jupe jusqu'à son extrémité. Dans ce cas la jupe 26 et le fût 20 pourront avoir tous deux une forme cylindrique.
  • Dans les deux modes de réalisation qui précèdent, on a représenté l'alésage et l'évidement de la seconde pièce comme étant borgnes, mais il va de soi qu'on peut également prévoir qu'ils communiquent l'un avec l'autre, la seconde pièce ayant alors une forme sensiblement tubulaire.
  • Dans cet ordre logique, on a prévu conformément à la seconde variante illustrée aux figures 3a, 3b, 3c, 3d que les deux pièces soient réalisées à partir des sections purement tubulaires au départ.
  • En une étape préliminaire (figure 3a), la première pièce 12, sous la forme d'un tronçon de tube en cuivre, est présentée au niveau des bobines de magnétoformage 30 à une extrémité, et un bloc cylindrique 32 en matière plastique est présenté dans l'axe du tube.
  • A l'issue d'une étape préliminaire de magnétoformage, l'extrémité du tube 12 est rétreinte autour du bloc cylindrique 32 qui forme donc à cet égard une enclume de rétreint.
  • L'extrémité du tube 12 ainsi rétreinte autour de son enclume est alors introduite à l'intérieur et à l'extrémité de la seconde pièce 14, sous forme d'un tronçon de tube en aluminium, et l'ensemble est alors présenté au niveau des bobines de magnétoformage, étant fait observer qu'il peut s'agir d'un autre groupe de bobines 30′ différent du premier groupe de bobines 30 ou encore du même groupe lorsque les diamètres de départ des deux tubes sont suffisamment voisins (figure 3b).
  • A l'issue d'une étape finale de magnétoformage (figure 3c) l'extrémité du second tube 14 est rétreinte autour de l'extrémité du premier tube et la jonction offre les mêmes qualités et avantages que précédemment.
  • La présence du bloc 32, outre la fonction déjà mentionnée d'enclume de rétreint pour le premier tube, assure également une étanchéité entre les deux tubes, et constitue un obstacle mécanique à l'intérieur des tubes, notamment pour l'extrémité de câble (non représentée) ultérieurement introduite à l'intérieur du second tube 14.
  • Pour terminer la cosse (figure 3d), on aplatit à la presse l'extrémité opposée du premier tube de façon à former l'embase 16. L'oeil 18 peut être soit obtenu par poinçonnage durant la même opération, soit percé en une opération suivante.
  • Cette variante est particulièrement avantageuse pour la réalisation de cosses en très grandes séries.
  • Pour ce qui concerne l'assemblage de la cosse sur une extrémité de câble électrique, on procédera de manière classique, en introduisant l'extrémité du câble après l'avoir dénudé si nécessaire dans l'alésage de la seconde pièce (figures 1b et 2b) où dans le second tube (figure 3d) puis en sertissant la seconde pièce -ou le second tube- autour de l'extrémité du câble.

Claims (10)

1. Procédé de fabrication d'une cosse de raccordement (10) pour extrémité de câble électrique, cette cosse se composant d'une première pièce métallique (12) comportant des moyens de jonction (16, 18) à une borne électrique et d'une seconde pièce métallique (14) comportant des moyens de jonction (22) à une extrémité de câble électrique, la première pièce (12) étant réalisée en cuivre ou alliage à base de cuivre, et la seconde pièce (14) étant réalisée en aluminium ou alliage à base d'aluminium, puis les deux pièces étant assemblées par magnétoformage, caractérisé en ce que l'opération de magnétoformage consiste à provoquer un rétreint de l'une des pièces autour de l'autre sous la forme d'une vague qui se propage le long de la zone de rétreint.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réalise sur la première pièce (12) un fût cylindrique (20) et sur la seconde pièce (14) un évidement (24) entouré d'une jupe (26) troncônique, puis que l'on introduit ledit fût (20) dans ledit évidement (24), ledit assemblage par magnétoformage étant ensuite pratiqué au niveau de ladite jupe (26) et dudit fût (20) en provoquant le rétreint de la jupe autour du fut.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réalise sur la première pièce (12) un fût troncônique (20) inversé, et sur la seconde pièce un évidement (24) entouré d'une jupe cylindrique (26), puis que l'on introduit ledit fût dans ledit évidement, ledit assemblage par magnétoformage étant ensuite pratiqué au niveau de ladite jupe (26) et dudit fût (20) en provoquant le rétreint de la jupe autour du fût.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réalise les deux pièces sous forme de tronçons de tube (12, 14) en cuivre ou alliage de cuivre et en aluminium ou alliage d'aluminium respectivement, puis que l'on introduit une extrémité du premier tube (12) à l'intérieur d'une extrémité du second tube (14), puis que l'on procède ensuite audit assemblage par magnétoformage au niveau desdites extrémités en provoquant le rétreint de l'extrémité du second tube autour de l'extrémité du premier tube.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une étape préliminaire de rétreint par magnétoformage de l'extrémité du premier tube (12) autour d'une enclume de rétreint (32).
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite enclume de rétreint (32) consiste en un bloc cylindrique en matière plastique.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'on forme ensuite une embase de jonction (16) à une borne électrique par écrasement de l'autre extrémité du premier tube (12).
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que l'on utilise pour le magnétoformage des bobines (30) à profil progressif de manière telle que le rétreint se produise sous la forme d'une vague qui se propage le long de la zone de rétreint.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'on ménage un alésage (22) dans la seconde pièce (14), destiné à la réception et au sertissage d'une extrémité de câble.
10. Cosse de raccordement obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.
EP86400522A 1984-11-29 1986-03-12 Procédé de fabrication d'une cosse de raccordement pour extrémité de câble électrique, et cosse de raccordement ainsi obtenue Withdrawn EP0240642A1 (fr)

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