ES2821893T3 - Organo de conexión eléctrica para elementos de cableado eléctrico y procedimiento de conexión - Google Patents

Abstract

Cable eléctrico que comprende: - un elemento de cableado eléctrico (12), y - un órgano de conexión eléctrica (2; 2') embutido en el elemento de cableado eléctrico (12) de manera estanca y apto para conectar el elemento de cableado eléctrico (12) a otro elemento de cableado eléctrico (18), comprendiendo el órgano de conexión eléctrica (2; 2') un tubo (4) que presenta al menos un extremo de forma anular (8) que da acceso a un alojamiento interno del tubo (4), y al menos un segmento (10) en el que una sección del tubo (4) está deformada de manera que comprende varias porciones adjuntas una con otra o unas con otras, de manera que el otro elemento de cableado eléctrico (18) es un terminal de fuste abierto (18), caracterizado porque en el segmento (10) se embute el terminal de fuste abierto (18) que tiene dos alas (22), introduciendo el segmento (10) entre las dos alas (22) y plegando las dos alas (22) en el segmento (10), de manera que el borde libre de las alas está alojado en el fondo del segmento (10).

Description

DESCRIPCIÓN

Órgano de conexión eléctrica para elementos de cableado eléctrico y procedimiento de conexión

[0001] La invención se refiere a un órgano de conexión eléctrica para conectar elementos de cableado eléctrico.

[0002] Un vehículo automóvil comprende en general varios aparatos eléctricos, especialmente electrónicos. Para conectar estos aparatos entre sí, se sabe usar uno o varios haces de cables eléctricos. Estos cables eléctricos comprenden conductores eléctricos, en general hechos de cobre. Con el fin de reducir el peso del o de los haces, se plantea sustituir los conductores de cobre por conductores de aluminio.

[0003] Existen varios medios que permiten conectar los cables entre sí para formar un haz o conectar los cables a aparatos eléctricos. Los medios más clásicos consisten en el uso de terminales de cableado. Existen varios tipos de terminales de cableado.

[0004] Los terminales de fuste abierto de aleación de cobre son convenientes para conectar mediante embutido un conductor de cobre en otro conductor de cobre. Por el contrario, este tipo de terminal no es conveniente para conectar entre sí por embutido conductores de aluminio, ya que el aluminio presenta una conductividad eléctrica inferior a la del cobre. Se desprende que será necesario modificar la forma y las dimensiones de los terminales para que puedan ser convenientes para cables de aluminio, lo que sería muy costoso. Los terminales de fuste abierto de aluminio ya no son convenientes, ya que poseen problemas de electrolisis y de fiabilidad en términos de conducción eléctrica en el tiempo.

[0005] Los terminales tubulares se usan de forma corriente para conectar conductores de cobre. No obstante, estos terminales tubulares no pueden tener una forma compleja, lo que a veces es preferible para optimizar varios aspectos relacionados con el haz, tales como el espacio ocupado en el vehículo.

[0006] Para paliar este problema relacionado con la forma compleja del terminal, se sabe cómo conectar un conductor de aluminio a un terminal adaptado por medio de una soldadura ultrasónica. No obstante, esta técnica es relativamente costosa y delicada de implementar en el marco de una producción en masa. Además, pueden aparecer problemas de estanqueidad en el caso en que el haz esté situado en un entorno agresivo, por ejemplo, en un compartimento de motor.

[0007] El documento FR2917244A1 describe un terminal que comprende dos segmentos de extremo tubulares para el embutido de cables eléctricos, estando los dos segmentos de extremo separados por segmento intermedio embutido que define una zona de estanqueidad.

[0008] El documento US2010003867A1 describe un cable eléctrico provisto de una camisa enfilada en un extremo del cable eléctrico y aplastada en el cable eléctrico, y un elemento de contacto pegado o soldado en la camisa.

[0009] El documento US2015064991 A1 describe un tubo que tiene un segmento de forma anular en cuyo interior se embute un cable eléctrico, y un segmento deformado en U al que se fija un conector eléctrico provisto de patas de bloqueo plegadas hacia el interior del segmento deformado en U para permitir la soldadura del conector eléctrico en el segmento deformado en U.

[0010] Un objeto de la invención es paliar estos problemas suministrando un medio que permite realizar una conexión estanca entre dos elementos de cableado eléctrico, y ello con medios sencillos y utilizables para conductores de cobre y para conductores de aluminio.

[0011] Para este fin, se prevé según la invención un cable según la reivindicación 1.

[0012] Así, es posible embutir un conductor eléctrico en el extremo anular del tubo, de manera que la forma anular del extremo asegura la estanqueidad de la conexión entre el conductor y el órgano de conexión eléctrica. Es posible embutir un terminal de fuste abierto en el segmento deformado del tubo. La forma del segmento deformado permite obtener un embutido con tasa de compactación elevada, lo que garantiza la estanqueidad de la conexión entre el terminal y el órgano de conexión eléctrica. Con independencia de que el conductor eléctrico esté hecho de aluminio o de cobre, el órgano asegura una buena conexión eléctrica entre el conductor y el terminal.

[0013] Además, el órgano de conexión eléctrica permite no tener que recurrir a una soldadura ultrasónica que plantea los problemas identificados anteriormente. Por último, las dimensiones del órgano dependen únicamente del diámetro del conductor que está embutido. Debido a ello, a un diámetro del conductor, elegido generalmente entre una gama de valores estandarizados, le corresponde un órgano determinado. Por tanto, es posible también identificar gamas de estándares para el órgano, lo que contribuye a hacer que el órgano sea sencillo de usar.

[0014] Finalmente, gracias a la conexión estanca realizada por el órgano, no es necesario prever un elemento suplementario dedicado únicamente a convertir en estanca la conexión entre los elementos primero y segundo de conexión eléctrica. Se simplifica así la conexión eléctrica estanca de estos dos elementos.

[0015] Ventajosamente, el terminal de fuste abierto está conectado al órgano de manera estanca. Ventajosamente, el tubo tiene una sección transversal de perfil en «U» en el segmento. Ventajosamente, el órgano de conexión eléctrica es de un solo componente.

[0016] El órgano de conexión eléctrica es así sencillo de fabricar.

[0017] Ventajosamente, el tubo es continuo.

[0018] Se mejora tanto la estanqueidad conferida por el tubo como sus características mecánicas, por ejemplo, con respecto a un tubo que estará formado por el arrollamiento de una cinta. De hecho, la superficie de unión de los extremos de la cinta formaría a la vez una zona en la que podría infiltrarse aire o agua y una zona de concentración de restricciones mecánicas.

[0019] Ventajosamente, el tubo comprende una aleación de cobre.

[0020] De esta manera, las propiedades de resistencia a la oxidación y al envejecimiento mecánico del órgano de conexión eléctrica son conocidas y controladas. Esto permite determinar el tiempo de vida del órgano.

[0021] Ventajosamente, una superficie interna del extremo de forma anular está revestida por un agente anticorrosión.

[0022] Se asegura así una protección contra la oxidación del primer conductor en caso de deterioro de la estanqueidad de la conexión.

[0023] Según una primera realización de la invención, el segmento está situado en un extremo del tubo.

[0024] El órgano de conexión eléctrica permite así conectar un conductor eléctrico con un terminal de fuste cerrado.

[0025] Según una segunda realización de la invención, el tubo presenta dos extremos de forma anular.

[0026] Al estar el segmento deformado situado entre los dos extremos de forma anular, el órgano de conexión eléctrica permite conectar entre sí dos conductores eléctricos y un terminal de fuste abierto. En otros términos, se realiza una unión de tres ramas, lo que permite realizar haces de cables de estructura compleja.

[0027] Ventajosamente, el elemento de cableado eléctrico está revestido por una vaina de estanqueidad.

[0028] Se mejora así la estanqueidad de la conexión entre el conductor y el órgano con medios sencillos.

[0029] Ventajosamente, la vaina de estanqueidad se realiza con un polímero termocontraíble.

[0030] Así, bajo el efecto del calor al que se expone durante su colocación, la vaina comprime el conductor, lo que contribuye a mejorar la estanqueidad de la conexión entre el conductor y el órgano de conexión eléctrica.

[0031] Ventajosamente, una superficie interna de la vaina está recubierta con un adhesivo.

[0032] Se mejora así la fijación de la vaina al conductor.

[0033] Se prevé asimismo según la invención un haz de cables que comprende al menos un cable tal como se define anteriormente.

[0034] Se prevé también según la invención un procedimiento según la reivindicación 12.

[0035] Se realiza así una conexión estanca entre los elementos primero y segundo de cableado eléctrico por medio de un procedimiento simple y adaptado a una producción en masa.

[0036] Ventajosamente, el segundo elemento de cableado está formado por un terminal de fuste abierto o por un empalme de fuste abierto.

[0037] A continuación, se describirán varias realizaciones de la invención con el apoyo de los dibujos anexos en los que:

- la figura 1 es una vista en perspectiva de un órgano de conexión eléctrica que pertenece a un cable eléctrico según una primera realización de la invención,

- la figura 2 es una vista en perspectiva del cable eléctrico según la primera realización de la invención provisto del órgano de conexión eléctrica de la figura 1,

- la figura 3 es una vista del cable de la figura 2 que ilustra la conexión entre un terminal de fuste abierto y el órgano de conexión eléctrica,

- la figura 4 es una vista en despiece ordenado del cable de la figura 2,

- la figura 5 es una vista en perspectiva de un órgano de conexión eléctrica que pertenece a un cable eléctrico según una segunda realización de la invención,

- la figura 6 es una vista en despiece ordenado del cable eléctrico según la segunda realización de la invención provisto del órgano de conexión eléctrica de la figura 5,

- las figuras 7 y 8 son vistas en perspectiva desde dos ángulos diferentes del cable eléctrico de la figura 6 una vez efectuadas las operaciones de embutido, y

- la figura 9 ilustra diferentes formas que puede tomar el segmento deformado del órgano de conexión eléctrica de la figura 1 o de la figura 5.

[0038] En la figura 1 se ha ilustrado un órgano de conexión eléctrica 2 que pertenece a un cable eléctrico según una primera realización de la invención. Este órgano 2 que forma un tubo de unión está destinado a conectar dos elementos de cableado eléctrico.

[0039] El órgano 2 comprende un tubo alargado 4 de sección general transversal circular y de eje principal 6 representado en la figura 1. Se trata de un tubo continuo y no de una cinta enrollada para formar un tubo, lo que permite mejorar las características de estanqueidad y mecánicas del tubo 4.

[0040] El tubo 4 presenta al menos un extremo o segmento de extremo libre de forma anular 8 que da acceso a un alojamiento interno del tubo 4. En este caso, el segmento de extremo 8 presenta una sección transversal de forma general circular, aunque se puede prever que esta sección transversal sea por ejemplo ovalada, rectangular, cuadrada o de cualquier otra forma.

[0041] El tubo 4 presenta asimismo al menos un segmento deformado 10 en el que la sección del tubo 4 está deformada de manera que está constituida por varias porciones adjuntas una con otra o unas con otras. En otros términos, el volumen interno del tubo 4 en el segmento de extremo 8 es superior al volumen interno del tubo 4 en el segmento deformado 10. En este caso, el tubo 4 tiene en el segmento deformado 10 una sección transversal de perfil en «U», aunque se puede prever que el perfil tenga la forma de uno cualquiera de los perfiles ilustrados en la figura 9, entre los cuales figuran perfiles «V», en «O», en semicuadrado, cuadrado, en «W», en espiral, en «Y», en «H», en «X», en «U» fina y en «U» con ramas plegadas. Conviene observar que el segmento deformado 10 está presente en el órgano 2 antes de ser objeto de embutido.

[0042] En esta primera realización, el segmento deformado 10 está situado en un extremo libre del tubo 4. La forma del segmento deformado 10 se obtiene aplastando localmente el tubo 4 sobre sí mismo según una dirección perpendicular a su eje principal 6 y dando a la parte aplastada un perfil en «U». A continuación, se verá que las formas del extremo 8 y del segmento deformado 10 son interesantes para el uso que se hace del órgano 2.

[0043] El tubo 4 presenta asimismo un segmento de transición 11 que une el segmento de extremo 8 y el segmento deformado 10 de manera que una superficie externa del tubo 4 no presenta ángulo saliente. El tubo 4 está constituido por el segmento de extremo 8, el segmento de transición 11 y el segmento deformado 10.

[0044] El órgano de conexión eléctrica 2 es de un solo componente. El órgano de conexión eléctrica 2 es metálico. El tubo 4 comprende en este caso una aleación, por ejemplo, una aleación de cobre tal como la aleación Cu-DHP o la aleación Cu-ETP comercializada respectivamente con las denominaciones «Wieland-K19» y «Wieland-K32» por la empresa Wieland. De este modo, las propiedades mecánicas y de resistencia a la oxidación del órgano 2 son conocidas y controladas. Así se puede evaluar el tiempo de vida del órgano 2.

[0045] Como se ilustra en la figura 2, el órgano de conexión eléctrica 2 está destinado a conectar eléctricamente dos elementos de cableado eléctrico.

[0046] En el presente caso se embute un conductor eléctrico 12 en el extremo anular 8 del tubo 4. Este conductor eléctrico 12 comprende varias hebras 14 hechas en este caso de aluminio. Sin embargo, se puede prever que estas hebras 14 estén hechas de otro material conductor de la electricidad, como por ejemplo cobre. El embutido del conductor eléctrico 12 en el órgano de conexión eléctrica 2 se realiza de la manera siguiente: se inserta el conductor eléctrico 12 en el tubo 4 por el extremo libre 8 de manera que el conductor eléctrico 12 alcance una zona de embutido 17 del órgano 2, y después se comprime el tubo 4 sobre sí mismo en su zona de embutido 17 según una dirección perpendicular al eje principal 6 del tubo 4. Esta compresión permite realizar una conexión eléctrica estanca entre el conductor eléctrico 12 y el órgano 2. La zona de embutido 17 forma una parte del segmento de extremo 8.

[0047] Se puede prever que una superficie interna del segmento de extremo libre 8 esté revestida con un agente anticorrosión, en su caso conductor de la electricidad. De esta forma, una vez embutido el conductor 12 en el segmento de extremo libre 8, el agente anticorrosión protege el conductor 12 de la corrosión.

[0048] Las hebras 14 están revestidas con una vaina de estanqueidad 16 hecha de un material termocontraíble, por ejemplo, una vaina de poliolefina comercializada con la denominación «PM4-A» por la empresa ACLP o una vaina comercializada con la denominación «Atum» por la empresa Raychem. La combinación de la forma anular del extremo 8 del tubo 4 y de la vaina de estanqueidad 16 permite mejorar la estanqueidad de la conexión entre el conductor 12 y el órgano 2. De hecho, de este modo no existe el efecto llamado de «bombeo» de humedad que puede producirse por variaciones de presión en el conductor 12, ni aumento de la humedad por capilaridad en el conductor 12.

[0049] Se embute un terminal de fuste abierto 18 en el segmento deformado 10 del tubo 4, como puede verse más exactamente en la figura 3. El terminal 18 comprende por ejemplo bronce o latón. El terminal 18 comprende un orificio 20 que permite su fijación y un fuste para embutir que presenta dos alas 22. Las alas 22 se embuten en el segmento deformado 10 del tubo 4. Para ello, se introduce el segmento deformado 10 entre las alas 22 y se pliegan estas últimas en este segmento 10, de manera que el borde libre de las alas 22 está alojado en el fondo del segmento deformado 10. La forma del segmento deformado 10 del tubo 4 permite realizar un embutido cuya tasa de compactación es suficientemente importante para asegurar la estanqueidad de la conexión entre el terminal 18 y el órgano 2.

[0050] Se observa así que la conexión entre el terminal 18, el órgano 2 y el conductor 12 es efectuada únicamente por operaciones de embutido sencillas y rápidas. De hecho, para conectar los dos elementos de cableado, es decir, el conductor 12 y el terminal 18, en el órgano 2, se implementa el procedimiento siguiente a partir de los elementos en el estado ilustrado en la figura 4:

- se embute el conductor 12 en el extremo de forma anular 8 del tubo 4 del órgano de conexión eléctrica 2, y - se embute el terminal 18 en el segmento deformado 10 del tubo 4 del órgano de conexión eléctrica 2.

[0051] Se evita así tener que recurrir a operaciones de soldadura más onerosas y más largas. Además, no es necesario prever una etapa suplementaria o un elemento suplementario destinado específicamente a hacer la conexión estanca, ya que los dos embutidos ya permiten hacer la conexión estanca. Gracias a este procedimiento, la conexión por el órgano 2 entre el conductor 12 y el terminal 18 se hace especialmente estanca al aire y al agua, más en general a cualquier elemento capaz de oxidar la parte del conductor 12 alojada en el órgano 2. El procedimiento permite en general obtener una estanqueidad en inmersión bajo una presión de hasta 3 bares, es decir, 3.105 Pa. Se entiende que la presencia del agente anticorrosión en la superficie interna del segmento de extremo libre 8 del órgano 2 es opcional. Serviría especialmente en caso de ruptura de la estanqueidad, ocasionada por ejemplo durante un choque experimentado por el órgano 2.

[0052] Las dimensiones del órgano de conexión eléctrica 2 dependen del diámetro del conductor 12 y no dependen de las propiedades del terminal 18. Por tanto, es posible hacer corresponder un modelo de órgano de conexión eléctrica 2 a un diámetro bien preciso del conductor 12. En otros términos, es posible normalizar las dimensiones del órgano 2. Además, las propiedades del terminal 18 son independientes de que el conductor 12 comprenda cobre o aluminio.

[0053] En la figura 5 se ha ilustrado un órgano de conexión eléctrica 2' que pertenece a un cable eléctrico según una segunda realización de la invención. Este órgano 2' que forma también un tubo de unión difiere del correspondiente al primer modo en que comprende un tubo 4 que presenta dos extremos libres 8 de forma anular. El segmento deformado 10 está situado entre estos dos extremos libres 8 y forma esta vez un segmento mediano. El órgano 2' de esta segunda realización permite el embutido de dos conductores eléctricos 12 en cada uno de los extremos libres de forma anular 8 y de un terminal de fuste abierto 18 en el segmento 10. En las figuras 6 a 8 se ilustra el cable eléctrico obtenido después de la conexión de los dos conductores eléctricos 12 y del terminal de fuste abierto 18. Se observa que el órgano 2' permite realizar haces de cables de forma compleja.

[0054] Naturalmente, se podrán aportar a la invención numerosas modificaciones sin abandonar el marco de la misma.

[0055] El órgano de conexión eléctrica se podrá preparar con cualquier material que presente propiedades eléctricas y mecánicas satisfactorias para permitir la transmisión de la corriente eléctrica y para conferirle un tiempo de vida suficientemente largo.

[0056] Se podrá sustituir el terminal de fuste abierto por cualquier tipo de terminal que pueda embutirse en el segmento deformado del tubo del órgano de conexión eléctrica, por ejemplo, un tubo de cobre conformado convenientemente.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Cable eléctrico que comprende:

- un elemento de cableado eléctrico (12), y

- un órgano de conexión eléctrica (2; 2') embutido en el elemento de cableado eléctrico (12) de manera estanca y apto para conectar el elemento de cableado eléctrico (12) a otro elemento de cableado eléctrico (18), comprendiendo el órgano de conexión eléctrica (2; 2') un tubo (4) que presenta al menos un extremo de forma anular (8) que da acceso a un alojamiento interno del tubo (4), y al menos un segmento (10) en el que una sección del tubo (4) está deformada de manera que comprende varias porciones adjuntas una con otra o unas con otras, de manera que el otro elemento de cableado eléctrico (18) es un terminal de fuste abierto (18), caracterizado porque en el segmento (10) se embute el terminal de fuste abierto (18) que tiene dos alas (22), introduciendo el segmento (10) entre las dos alas (22) y plegando las dos alas (22) en el segmento (10), de manera que el borde libre de las alas está alojado en el fondo del segmento (10).

2. Cable según la reivindicación anterior, en el que el terminal de fuste abierto (18) está conectado con el órgano de conexión eléctrica (2; 2') de manera estanca.

3. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el tubo (4) tiene una sección transversal de perfil en «U» en el segmento (10).

4. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el órgano de conexión eléctrica (2; 2') es de un solo componente.

5. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el tubo (4) es continuo.

6. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el tubo (4) comprende una aleación de cobre.

7. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que una superficie interna del extremo de forma anular (8) está revestida de un agente anticorrosión.

8. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el segmento (10) está situado en un extremo del tubo (4).

9. Cable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el tubo (4) presenta dos extremos de forma anular (8).

10. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento de cableado eléctrico (12) está revestido de una vaina de estanqueidad (16) hecha preferentemente de un polímero termocontraíble.

11. Haz de cables que comprende al menos un cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

12. Procedimiento para conectar eléctricamente los elementos primero y segundo de cableado eléctrico (12, 18) de un cable eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que:

- se embute el primer elemento de cableado eléctrico (12) en un extremo (8) de un tubo (4) de un órgano de conexión eléctrica (2; 2'), teniendo este extremo (8) una forma anular, y

- se embute el segundo elemento de cableado (18) en un segmento (10) del tubo (4) del órgano de conexión eléctrica (2; 2'), estando una sección del tubo (4) deformada en el segmento (10) de manera que comprende varias porciones adjuntas una con otra o unas con otras.