FR2893193A1 - Procede de sertissage - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de sertissage dans lequel un fût préformé est déformé pour que la section droite transversale du fût (3) obtenu présente, perpendiculairement à un axe (36) de compression du fût, une dimension, dite largeur (29) obtenue, supérieure ou égale à 1,05 fois une dimension, dite largeur initiale, que présente, perpendiculairement à l'axe (36) de compression, la section droite transversale du fût préformé.
Description
PROCÉDÉ DE SERTISSAGE L'invention concerne un procédé de sertissage dans
lequel un faisceau de brins conducteurs est inséré dans un fût préformé d'une pièce de connexion préformée et le fût préformé est déformé sur les brins conducteurs par compression de manière à obtenir un fût connecté électriquement aux brins conducteurs. On connaît des normes et des certifications posant des exigences strictes quant à la qualité du sertissage de fils sertis, notamment concernant les fils sertis destinés à du câblage embarqué, tel que des câblages d'automobiles ou d'aéronefs. En particulier, on connaît de telles certifications ou normes définissant des critères de qualité minimale de la connexion électrique, réalisée entre les brins conducteurs du fil électrique et un fût de la pièce de connexion, notamment sous stress thermique. Répondre à ces critères de qualité de sertissage est un problème qui se pose tout particulièrement aux producteurs de grands volumes de fils sertis de petite section, notamment les producteurs des fils sertis utilisés dans le câblage d'automobile. A cet égard, on connaît des automobiles dont le câblage comporte jusqu'à 15 000 fils sertis à brins conducteurs en cuivre et à cosses en cuivre. Une légère modification du prix de revient de tels fils sertis se traduit par une modification importante des coûts de production à grande échelle. En particulier, il s'agit, tout en répondant aux critères (normes, certifications) de qualité de la connexion électrique de fils sertis produits, d'obtenir un rythme de production élevé des fils sertis à partir de cosses préformées comportant une faible épaisseur, donc présentant un faible coût en terme de matière(s) première(s). Il est à noter que l'épaisseur du fût doit s'interpréter, ici comme dans ce qui suit, comme la plus petite distance entre la paroi interne du fût en contact avec les brins du conducteur multibrin et une paroi externe du fût opposée à la paroi interne.
On connaît des presses de sertissage employées pour la réalisation de fils sertis à brins conducteurs en cuivre et à cosses en cuivre, en particulier, on connaît de telles presses fonctionnant par compression d'une cosse préformée entre une enclume de sertissage et une matrice de sertissage.
En particulier, on connaît des enclumes et des matrices conformées, selon le modèle de cosse préformée utilisé, ou du moins selon le type de cosse préformée utilisé, pour déformer la cosse préformée de manière à ce qu'elle présente un fût de sertissage ayant une section droite transversale présentant une largeur préconisée par les fabricants de cosses préformées. Cette conformation préconisée procurerait en effet un raccord mécanique ainsi qu'une connexion électrique de qualité optimale par rapport à la quantité de matière première employée et au coût de réalisation du procédé de sertissage correspondant. On connaît des cosses préformées, des presses, des 15 matrices de sertissage et des enclumes de sertissage utilisées conjointement pour produire des fils sertis selon un rythme élevé de sertissage. L'invention vise à diminuer le prix de revient de fils sertis. En particulier, l'invention vise à diminuer une part du prix de revient des fils sertis imputable au coût d'un matériau conducteur constituant 20 au moins pour partie les fils sertis. En particulier, l'invention vise à utiliser un matériau conducteur plus économique, et ce, sans augmentation rédhibitoire du coût lié à l'exécution du sertissage en usine et sans diminution rédhibitoire de la qualité de sertissage de ces fils. En particulier, l'invention vise à fournir de tels fils sertis 25 sans nécessiter de modifications rédhibitoires d'installations de production existantes. Par ailleurs, l'invention vise à fournir de tels fils sertis sans diminuer du rythme de sertissage des installations de production existantes. En particulier, l'invention vise à diminuer le prix de revient de ces fils électriques sans diminuer la qualité et la durabilité du branchement 30 électrique de ces fils électriques avec des dispositifs à pourvoir d'un câblage, notamment des dispositifs électromécaniques et électroniques embarqués existants. En particulier, l'invention vise à fournir de tels fils sertis dont la qualité de sertissage continue de répondre aux exigences, par exemple des exigences normatives ou de certifications, spécifiques liées à l'utilisation industrielle à laquelle le fil serti est destiné, tel que par exemple le câblage d'automobiles. En particulier, l'invention vise à fournir de tels fils sertis présentant un sertissage de qualité durable face au stress thermique subi sous une gamme de températures d'utilisation normale des fils sertis.
Pour ce faire, l'invention concerne un procédé de sertissage dans lequel : - un faisceau de brins conducteurs est inséré dans un fût préformé d'une pièce de connexion préformée constituée d'un premier matériau conducteur, - le fût préformé est déformé sur les brins conducteurs par compression de manière à obtenir un fût connecté électriquement aux brins conducteurs, caractérisé en ce que : - les brins conducteurs sont constitués d'un 20 deuxième matériau conducteur présentant un coefficient de dilatation thermique supérieur à celui du premier matériau, - le fût préformé est déformé pour que la section droite transversale du fût obtenu présente, perpendiculairement à un axe de compression du fût, une dimension, dite largeur obtenue, supérieure ou égale à 25 1,05 fois une dimension, dite largeur initiale, que présente, perpendiculairement à l'axe de compression, la section droite transversale du fût préformé. L'invention fournit une alternative aux fils sertis traditionnels connus dont les brins conducteurs et les pièces de connexion sont chacun principalement constitué d'un métal, tel que le cuivre. En particulier, 30 l'invention permet d'utiliser des brins conducteurs constitués d'un deuxième matériau dont le prix de revient est inférieur au prix de revient du premier matériau.
L'invention permet d'utiliser de tels brins conducteurs sans que cela ne produise une diminution rédhibitoire de la qualité du sertissage 5 réalisé et de la fiabilité de ce sertissage face au stress thermique.
En particulier, l'invention permet d'éviter qu'une déformation plastique du fût ne se produise, dans des conditions normales d'utilisation du fil électrique sous une contrainte résultant de la différence de dilatation entre ce fût et les brins conducteurs, suite à une augmentation de la
10 température du fil serti. Une telle déformation est en effet susceptible de se traduire par une diminution de la qualité du contact électrique entre les brins conducteurs et le fût suite au refroidissement du premier et du deuxième matériaux.
En particulier, le fil électrique peut être obtenu au moyen
15 d'un modèle connu de pièce de connexion préformée ou, du moins, d'un type connu de pièce de connexion préformée constitué du premier matériau. Ainsi, la fabrication d'un fil électrique selon l'invention est susceptible de pouvoir s'effectuer à un rythme de production élevé au moyen de presses de sertissage traditionnellement utilisées pour le modèle ou le type connu de pièce de 20 connexion préformée.
Avantageusement et selon l'invention, le premier matériau est principalement constitué de cuivre.
Avantageusement et selon l'invention, le deuxième matériau est principalement constitué d'aluminium.
25 Avantageusement et selon l'invention, le fût préformé comporte une épaisseur inférieure à 450 m.
Avantageusement et selon l'invention, le fût préformé est un fût de type ouvert présentant un profil en section droite transversale comportant :
30 - une âme incurvée et convexe, - deux ailettes disposées de part et d'autre de l'âme et s'étendant, depuis l'âme, sensiblement parallèles et en regard l'une de l'autre.
Avantageusement et selon l'invention, le procédé est caractérisé en ce que : - le fût préformé présente une épaisseur inférieure à 250 m,
- le faisceau de brins conducteurs présente plus de 8 brins conducteurs présentant chacun un diamètre d'au moins 200 m.
Avantageusement et selon l'invention, la pièce de 10 connexion est une cosse.
Avantageusement et selon l'invention, le fût préformé est déformé par compression selon au moins une empreinte définie dans une matrice comportant deux parois disposées en regard l'une de l'autre et séparées l'une de l'autre dans la direction de la largeur initiale du fût préformé selon une distance
15 nominale, dite distance d'écartement, supérieure ou égale à 1,05 fois la largeur initiale du fût préformé.
Avantageusement et selon l'invention :
- le fût préformé est inséré dans l'empreinte définie par la matrice avant d'être déformé par compression contre cette empreinte,
20 - lors de son insertion dans l'empreinte, le fût préformé est interposé, dans la dimension en largeur de sa section droite transversale, entre lesdites deux parois de l'empreinte.
Avantageusement et selon l'invention :
- le fût préformé est déformé par compression entre 25 l'empreinte de ladite matrice, dite première matrice, et une empreinte définie dans une deuxième matrice,
- l'empreinte de la deuxième matrice présente une dimension, dans la direction de la largeur initiale du fût préformé, égale à un jeu près à la distance d'écartement des parois en regard de l'empreinte de la première matrice de sorte à pouvoir s'engager entre les parois de l'empreinte de la première matrice. L'invention concerne également un procédé caractérisé en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci- après. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un fil électrique selon un mode préféré de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en perspective d'un tronçon de fil conducteur à gaine isolante et d'une cosse préformée utilisée pour la réalisation d'un fil électrique selon le mode préféré de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue schématique en coupe transversale, avant une opération de pressage, d'une enclume de sertissage définissant une empreinte dans laquelle des brins conducteurs du tronçon de fil conducteur de la figure 2 et un fût préformé de la cosse préformée de la figure 2 sont disposés, - la figure 4 est une vue schématique en coupe transversale de l'enclume, des brins conducteurs de la figure 3 et du fût obtenu suite à une déformation du fût préformé de la figure 3 résultant d'une compression de ce fût préformé entre l'enclume et une matrice, - la figure 5 est un tableau de résultats d'un test comparatif de la qualité des sertissages de fils électriques d'un premier calibre, - la figure 6 est un tableau de résultats d'un test comparatif de la qualité des sertissages de fils électriques d'un deuxième calibre. Il est à noter que, pour des raisons de clarté, l'échelle et les proportions ne sont pas respectées dans les figures 1, 2, 3 et 4.
Dans un mode préféré de réalisation d'un fil électrique selon l'invention, le f i l électrique est formé d'un tronçon I l de fil conducteur à gaine 9 isolante et d'une cosse 2 en cuivre étamé montée en une extrémité dénudée du tronçon 11 de fil conducteur.
Le fil électrique de ce mode préféré de réalisation de l'invention est particulièrement adapté pour la réalisation de câblages d'automobiles.
Dans ce mode de réalisation, la cosse 2 en cuivre étamé forme une pièce de connexion préformée selon l'invention. Par ailleurs, le cuivre 10 étamé forme un premier matériau selon l'invention.
Dans le mode préféré de réalisation de l'invention, le tronçon 11 de fil conducteur comprend un faisceau 13 de brins 6 conducteurs en aluminium. En pratique, les brins peuvent être faits d'un alliage aluminium commercialisé par la société PECHINEY (Paris, France) sous la dénomination
15 CONDUCTAL ALUFLEX 131050 Al Fe Mg. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, cet alliage d'aluminium forme un deuxième matériau selon l'invention.
De préférence, cet alliage des brins conducteurs 6 est un alliage recuit.
20 Il est à noter que les brins conducteurs selon l'invention peuvent être formés de tout autre matériau conducteur électrique approprié, présentant un coefficient de dilatation thermique supérieur au premier matériau. Notamment, le deuxième matériau peut être, un matériau multicouche, un alliage, un matériau composite ou autre. Par exemple, les brins conducteurs peuvent être
25 des brins (non représentés) en aluminium à revêtement de cuivre, dits brins CCA. Dans ce cas, la combinaison d'aluminium et de cuivre forme un deuxième matériau selon l'invention.
Dans le mode préféré de réalisation de l'invention, la section conductrice du faisceau 13 de brins 6 est supérieure à 0,2 mm2. En 30 particulier, un tronçon 11, dit tronçon 11 de calibre 0,5, de fil conducteur présentant une section conductrice nominale de 0,5 mm2 peut être utilisé. En outre, un tronçon 11, dit tronçon 11 de calibre 0,35, de fil conducteur isolante présentant une section conductrice nominale de 0,35 mm2 peut être utilisé. Le tronçon 11 de calibre 0,5 et le tronçon 11 de calibre 0,35 comportent
respectivement 12 et 9 brins 6 conducteurs comportant chacun un diamètre nominal de 200 m.
Dans le mode préféré de réalisation de l'invention, le fil électrique est obtenu par sertissage du faisceau 13 de brins conducteurs et d'une cosse 4 préformée formant, suite à un procédé de sertissage dans lequel le fût 5
préformé est déformé sur les brins conducteurs 6 par compression, la cosse 2 du fil électrique.
La cosse 4 préformée présente une âme 12 s'étendant dans une direction 31 longitudinale de la cosse 4 préformée. L'âme 12 comporte un profil, selon une section droite transversale de la cosse 4 préformée, de forme
incurvée. Le profil de l'âme 12 est régulier dans la direction 31 longitudinale de la cosse 4 préformée.
La cosse 4 préformée comporte une terminaison de raccordement de la cosse 4 préformée située en une première extrémité longitudinale de la cosse 4 préformée. Cette terminaison de raccordement est
formée par deux languettes 10 s'étendant l'une en regard de l'autre et dont les profils selon une section droite transversale (non représentée) de la cosse 4 préformée, prolongent chacun une extrémité du profil incurvée de l'âme 12 au niveau de la terminaison de raccordement.
La cosse 4 préformée présente en outre une terminaison 14 25 de branchement située en une deuxième extrémité longitudinale de la cosse 4 préformée.
De préférence, la terminaison 14 de branchement comporte déjà une forme fonctionnelle définitive. En particulier, la terminaison 14 de branchement peut être en forme de douille cylindrique, de forme annulaire, en 30 forme de fiche rectangulaire ou autre. Par ailleurs, rien n'empêche que la terminaison 14 soit munie de moyens (tels que des ergots, des poinçons etc.) pour maintenir cette terminaison 14 dans une position de branchement. La cosse 3 est de type à terminaison 14 de branchement en forme de douille cylindrique.
A l'évidence, rien n'empêche que la forme définitive de la terminaison de branchement reste à former au moyen d'un procédé de formage approprié pouvant être réalisé précédemment, simultanément ou subséquemment, procédé de sertissage décrit ci-après.
En outre, la cosse 4 préformée du mode préféré de réalisation de l'invention comporte, disposées entre la terminaison 14 de branchement et la terminaison de raccordement, deux ailettes 15 s'étendant en regard l'une de l'autre. Les profils de ces ailettes 15 selon la section droite transversale de la cosse 4 préformée prolongent chacun une extrémité du profil incurvé de l'âme 12.
Ces ailettes 15 forment, avec l'âme 12 de la cosse 4 préformée, un fût 5 préformé de la cosse 4 préformée disposé entre la terminaison de raccordement et la terminaison 14 de branchement et s'étendant selon la direction 31 longitudinale de la cosse 4 préformée.
En pratique, la cosse 4 préformée en cuivre étamé du mode préféré de réalisation de l'invention peut être une cosse connue commercialisée sous la référence n 7116-3497-02 par la société FCI (Epernon, France).
Un sertissage est traditionnellement réalisé avec ce type de cosse préformée par compression du fût 5 préformé selon un axe 36 de compression s'étendant sensiblement parallèle, ou du moins globalement parallèle, aux ailettes 15 de la cosse 4 préformée avant déformation.
Un fil électrique obtenu au moyen d'une telle cosse 4 préformée est particulièrement adapté aux contraintes économiques et techniques liées à la réalisation de câblages d'automobiles, application pour laquelle l'utilisation de ce type de cosse 4 préformée est déjà connue. En particulier, l'utilisation d'une cosse 4 préformée en cuivre étamé permet d'assurer la compatibilité du fil électrique obtenu avec les bornes de branchement en étain, dont sont pourvus des équipements électroniques et électromécaniques connus, embarqués à bord d'automobiles. Elle permet notamment d'éviter une corrosion galvanique au niveau du contact d'une borne en étain avec la cosse 2 du fil électrique obtenu.
En outre, l'utilisation d'une cosse connue permet de faire l'économie de la conception d'une nouvelle cosse préformée spécifique, et facilite la fourniture à moindre coût et en grande quantité de ces cosses préformées.
Dans le mode préféré de réalisation de l'invention, le sertissage est réalisé lors d'un pressage de la cosse 4 préformée décrit ci-après.
Lors du pressage décrit ci-après, les languettes 10 sont recourbées autour d'une extrémité de la gaine 9 isolante pour former des brides d'enserrement de la gaine 9 de sorte à maintenir solidement la cosse 2 sur le tronçon 11.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, un dispositif (non représenté) d'alimentation de tronçons 11 de fils conducteurs et une presse de sertissage (non représentée) sont employés pour réaliser le pressage des cosses 4 préformées identiques liées entre elles et qui se jouxtent en formant un chapelet (non représenté) de cosses 4 préformées.
La presse de sertissage comporte de préférence un porte-outil (non représenté) adapté pour pouvoir porter une matrice 20 de sertissage. De préférence, ce porte-outil comporte des moyens de fixation amovible de matrices de sertissage adaptées pour permettre une telle fixation amovible.
En outre, la presse comporte une semelle (non représentée) fixée rigidement à un bâti de la presse. Cette semelle comprend des moyens de fixation amovible, d'enclumes de sertissage adaptées pour permettre une telle fixation amovible sur cette semelle.
Par ailleurs, la presse comporte :
- des moyens (non représentés) automatiques 30 d'entraînement du chapelet de cosses 4 préformées, adaptés pour disposer successivement les cosses 4 préformées du chapelet une à une sur une empreinte de l'enclume de sertissage portée par la semelle,
- des moyens (non représentés) d'entraînement du porte-outil adaptés pour entraîner répétitivement le porte-outil et la matrice de 5 sertissage vers l'enclume et la semelle de manière :
. à déformer par compression successivement une à une, entre l'enclume et la matrice, les cosses 4 préformées disposées pour reposer sur l'empreinte de l'enclume de sertissage,
. à désolidariser du chapelet successivement 10 une à une ces cosses 4 préformées.
En outre, le dispositif d'alimentation en tronçons 11 de fils conducteurs est adapté pour automatiquement découper, à longueur prédéterminée, les tronçons 11 de fils conducteurs à partir d'une bobine de fil conducteur. Ce dispositif d'alimentation est en outre adapté pour
15 automatiquement dénuder une extrémité de chaque tronçon 11 de fil conducteur.
Par ailleurs, le dispositif d'alimentation en tronçons 11 de fils conducteurs est adapté pour, en synchronisation avec les moyens d'entraînement du porte-outil de la presse, disposer successivement une à une chacune des extrémités 13 dénudées des tronçons 11 de fil conducteur
20 longitudinalement dans le fût 5 préformé de la cosse 4 préformée disposé sur l'empreinte de l'enclume de manière à sertir, sous l'entraînement répété du porte-outil, chacune de ces extrémités 13 dénudées avec une cosse.
La presse, hors matrice 20 et enclume 21, et le dispositif d'alimentation en tronçons 11 de fils conducteurs peuvent être des dispositifs 25 connus traditionnels.
En pratique, une machine commercialisée sous la dénomination GAMMA 255 par la société KOMX AG (Dierikon - Suisse) peut réaliser la presse de sertissage et le dispositif d'alimentation en tronçons de fils conducteurs décrits précédemment.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, on utilise une enclume 21 comportant : - un logement (non représenté) adapté pour recevoir la terminaison de raccordement de la cosse 4 préformée, - un logement (non représenté) adapté pour recevoir la terminaison 14 de branchement de la cosse 4 préformée, - un logement du fût 5 préformé situé entre le logement de la terminaison de raccordement et le logement de la terminaison 14 de branchement. L'enclume 21 forme une première matrice selon l'invention. Les parois du logement du fût 5 préformé définissent une empreinte de sertissage selon l'invention. La section droite transversale de l'empreinte de l'enclume 21 au niveau du logement du fût 5 est illustrée à la figure 4. 15 Dans le mode préféré de réalisation de l'invention, le logement du fût 5 préformé forme une gorge de section droite transversale régulière. Ce logement est délimité par deux parois 25 s'étendant sensiblement parallèles en regard l'une de l'autre de part et d'autre d'un fond de la gorge. Le fond du logement du fût 5 préformé présente, dans le mode préféré de réalisation 20 de l'invention, une cannelure 37 s'étendant longitudinalement selon une direction axiale (non représentée) de la gorge. L'âme 12 du niveau du fût 5 préformé repose dans cette cannelure 37 suite à l'insertion de la cosse 4 préformée dans l'empreinte de l'enclume 21. Cette cannelure 37 facilite une disposition du fût préformé de la cosse 4 préformée dans l'empreinte de l'enclume 21 selon 25 laquelle les ailettes 15 sont disposées globalement parallèles aux parois 25 de l'empreinte de l'enclume 21. L'enclume 21 forme une première matrice selon l'invention. Il est à noter que la première matrice selon l'invention peut être réalisée au moyen d'une pièce usinée, ou de plusieurs pièces usinées puis assemblées, 10 définissant une empreinte comportant une distance d'écartement selon l'invention.
Dans le mode préféré de réalisation de l'invention, on utilise une matrice 20 comportant une portion, dite portion d'empreinte, définissant une empreinte de sertissage destinée à imprimer une force en compression sur le fût 5 préformé en s'engageant dans le logement du fût 5 préformé sous l'entraînement en direction du fond de la gorge, de la matrice 20 par le porte-outil.
La matrice 20 forme une deuxième matrice selon 10 l'invention.
Cette portion d'empreinte présente une section transversale régulière selon la direction axiale de la gorge en forme de deux arceaux 26 joints côte-à-côte. L'empreinte de sertissage de la matrice 21 est ainsi conformée pour pouvoir recourber les ailettes 15 de chaque cosse 4 préformée disposée dans
15 l'empreinte de l'enclume 21, vers l'intérieur du fût 5 préformé de la cosse 4 préformée.
Cette matrice 20 peut en outre comporter une portion (non représentée) de forme conjuguée à celle du logement de la terminaison de raccordement de sorte à recourber les languettes 10 sur la gaine 9 du tronçon.
20 En outre, cette matrice 20 peut comporter une portion (non représentée) de forme conjuguée au logement de la terminaison de branchement pour réaliser, le cas échéant, le formage de cette terminaison.
Dans le mode préféré de réalisation de l'invention, la matrice 20 est rapprochée, lors de l'opération de sertissage, de l'enclume 21 25 selon un axe 36, orthogonal à une direction axiale de la gorge et sensiblement parallèle aux parois 25 de l'empreinte de l'enclume 21 de sorte à exercer une compression du fût 5 préformé selon cet axe 36. Lors de cette compression, le fût 5 préformé se déforme pour venir au contact des brins 6 conducteurs en enserrant les brins 6 conducteurs. Par ailleurs, lors de cette compression, la section droite 30 transversale du fût 5 préformé se déforme selon une direction perpendiculaire à l'axe 36 de sorte que le fût 3 obtenu, suite à la compression, s'étende dans cette direction perpendiculaire à l'axe 36, dite direction en largeur, depuis l'une des parois 25 en regard jusqu'à l'autre paroi 25 en regard. Dans le mode préféré de réalisation de l'invention, les parois 25 en regard sont écartées l'une par rapport à l'autre selon une distance 27 d'écartement adaptée pour que le fût 3 obtenu comporte une dimension dans la direction en largeur, dite largeur 29 obtenue, d'au moins 1,05 fois la dimension, dite largeur 17 initiale, du fût 5 préformé dans la direction en largeur avant sa déformation par compression.
Dans le mode préféré de réalisation de l'invention, un réglage de la course selon laquelle le porte-outil rapproche la matrice 20 de l'enclume 21, pour imprimer une force en compression sur la cosse 4 préformée, est réalisé en vue de réaliser un sertissage procurant une qualité optimale de raccord mécanique et de connexion électrique entre le fût 3 obtenu et les brins 6 conducteurs. Cet ajustement de la course du porte-outil peut être réalisé selon un procédé de réglage dans lequel la longueur d'un bras d'entraînement (non représenté) du porte-outil, actionné par un volant (non représenté) est modulée au moyen de cales (non représentées) intercalées entre le bras d'entraînement et une butée du porte-outil de sorte à modifier la profondeur de pénétration de la matrice 20 dans l'empreinte de l'enclume 21 lors du sertissage. Plusieurs essais de sertissage peuvent être effectués et le réglage permettant d'obtenir des fils sertis dont le raccordement mécanique par sertissage présente une résistance mécanique en traction maximale peut être retenu.
L'invention permet d'obtenir un fil électrique comportant au moins un raccordement par sertissage d'un faisceau de brins conducteurs du fil électrique avec un fût d'une pièce de connexion du fil électrique, le fût étant constitué d'un premier matériau conducteur et le raccordement par sertissage réalisant une connexion électrique entre le faisceau de brins conducteurs et le fût, dans le fil électrique selon l'invention : - les brins conducteurs sont constitués d'un deuxième matériau conducteur présentant un coefficient de dilatation thermique supérieur à celui du premier matériau,
- le fût comporte un profil en section droite transversale présentant un rapport largeur sur hauteur supérieur à 1,5.
De préférence, dans le fil électrique obtenu au moyen de l'invention, le rapport largeur sur hauteur est supérieur à 1,5 et inférieur à 2,3.
De préférence, dans le fil électrique obtenu au moyen de l'invention, lefût présente une épaisseur moyenne inférieure à 450 m.
De préférence, dans le fil électrique obtenu au moyen de l'invention, le fût présente un profil en section droite transversale ouvert comportant deux portions latérales courbes formant deux ailettes s'étendant globalement symétriques l'une par rapport à l'autre depuis une portion médiane, dite âme, du profil.
De préférence, dans le fil électrique obtenu au moyen de l'invention, le fût présente une épaisseur moyenne inférieure à 250 m et contient plus de 8 brins conducteurs présentant chacun un diamètre d'au moins 200 m.
Des tests comparatifs de la qualité de la connexion électrique de fils sertis obtenus à partir de cosses 4 préformées du modèle de cosse du mode préféré de réalisation de l'invention et présentant des cosses obtenues comportant différentes largeurs obtenues, ont permis de constater une qualité améliorée de la connexion électrique pour les fils électriques munis de fûts 3 dont la largeur obtenue est supérieure à la largeur initiale du fût 5 préformé.
Dans le mode préféré de réalisation de l'invention, la largeur 17 initiale du fût 5 préformé est de 1,44 mm. Par ailleurs, et la largeur 29 obtenue du fût 3 obtenu est de 1,64 mm pour un fil électrique à tronçon de calibre 0,5, ou de 1,57 mm pour un fil électrique à tronçon de calibre 0,35. Pour ce faire, la distance 27 d'écartement peut être de 1,64 mm dans le cas où le fil électrique est à tronçon de calibre 0,5. En outre, la distance 27 d'écartement peut être de 1,57 mm dans le cas d'un fil électrique à tronçon de calibre 0,35.
Le standard émis par l'organisme Deutsche Institut für Normung (Berlin, Allemagne) sous la référence DIN 60068-2-14 de l'industrie automobile définit un test, dit test de durabilité face au stress thermique, de vérification de la durabilité d'une connexion électrique sertie face à des variations répétées de températures. Ce test prévoit de réaliser une épreuve de stress thermique de 144 cycles composés chacun d'une phase de chauffe de 30 minutes, pendant laquelle le fil électrique serti est progressivement chauffé depuis -40 degrés Celsius jusqu'à 125 degrés Celsius, puis d'une phase de 30 minutes, pendant laquelle le fil électrique est progressivement refroidi depuis 125 degrés Celsius jusqu'à -40 degrés Celsius.
Un fil serti vérifie le test de durabilité face au stress thermique si les mesures de la résistance du fil serti après l'épreuve de stress thermique correspondent à une augmentation inférieure à 0,5 mOhms par rapport à une mesure de la résistance du fil serti avant l'épreuve de stress thermique. En effet, une perte de la conductivité du fil électrique résulte le plus souvent d'une diminution de la qualité et de la connexion électrique au niveau du sertissage. Une telle diminution de la qualité de la connexion électrique peut survenir en raison d'une déformation plastique de la cosse résultant d'un écart trop important entre la dilatation thermique du faisceau 8 de brins 6 conducteurs et celle de la cosse 2.
La figure 5 est un tableau récapitulatif d'une évaluation de la qualité du sertissage de fils électriques à tronçons 11 de calibre 0,35 et à une cosse 4 préformée du modèle du mode de réalisation préféré de l'invention.
Ce tableau permet de réaliser un comparatif de la qualité du sertissage de fils électriques, selon différentes distances d'écartement 27, chacun étant obtenu au moyen :
- d'un ensemble, dit ensemble A, d'une enclume et d'une matrice conjuguées, - de l'un de plusieurs ensembles, dits ensembles B, C, D et E, d'une matrice et d'une enclume conjuguées selon le mode préféré de réalisation de l'invention.
L'enclume et la matrice de l'ensemble A sont similaires à celles du mode préféré de réalisation de l'invention sauf, notamment, en ce que l'empreinte de sertissage de l'enclume de l'ensemble A présente deux parois en regard écartées d'une distance d'écartement égale, à un jeu près, à la largeur initiale du fût 5 préformé de sorte à pouvoir intercaler le fût 5 préformé entre ces deux parois.
L'empreinte de sertissage de l'enclume de l'ensemble B présente une distance 27 d'écartement égalant à 1,1 fois la largeur 17 initiale du fût 5 préformé.
L'empreinte de sertissage de l'enclume de l'ensemble C présente une distance 27 d'écartement égalant 1,15 fois la largeur 17 initiale du 15 fût 5 préformé.
L'empreinte de sertissage de l'enclume de l'ensemble D présente une distance 27 d'écartement égalant 1,2 fois la largeur 17 initiale du fût 5 préformé.
L'empreinte de sertissage de l'enclume de l'ensemble E 20 présente une distance 27 d'écartement égalant 1,3 fois la largeur 17 initiale du fût 5 préformé. Ce test comparatif est réalisé au moyen d'une même presse de sertissage réglée pour chacun des ensembles A, B, C, D et E selon le procédé de réglage précédemment mentionné.
25 Dans ce tableau :
- une colonne 101 comprend, pour chaque ensemble A, B, C, D et E, la distance d'écartement de l'enclume exprimée sous forme d'un facteur multiplicatif de la largeur 17 initiale du fût préformé, - une colonne 102 comprend, pour chaque ensemble A, B, C, D et E, la largeur obtenue des sections droites transversales des fûts obtenus,
- une colonne 103 comprend, pour chaque ensemble 5 A, B, C, D et E, la hauteur mesurée des sections droites transversales des fûts obtenus,
- une colonne 104, comprend pour chaque ensemble A, B, C, D et E, le rapport largeur sur hauteur des sections droites transversales des fûts obtenus.
10 La figure 6 est un tableau récapitulatif similaire à celui de la figure 5 concernant une évaluation de la qualité du sertissage de fils électriques obtenus au moyen des mêmes ensembles d'enclume et de matrice A, B, C, D, E de la figure 5 ainsi qu'à partir de tronçons 11 de fils conducteurs de calibre 0,5 et de cosses 4 préformées du mode de réalisation préféré de l'invention.
15 Dans ce tableau :
- une colonne 201 comprend, pour chaque ensemble A, B, C, D et E, la distance d'écartement de l'enclume exprimée sous forme d'un facteur multiplicatif de la largeur 17 initiale du fût préformé,
- une colonne 202 comprend, pour chaque ensemble 20 A, B, C, D et E, la largeur obtenue des sections droites transversales des fûts obtenus,
- une colonne 203 comprend, pour chaque ensemble A, B, C, D et E, la hauteur mesurée des sections droites transversales des fûts obtenus,
25 - une colonne 204, comprend pour chaque ensemble A, B, C, D et E, le rapport largeur sur hauteur des sections droites transversales des fûts obtenus.
Tous les fils électriques à tronçons de calibre 0,35 obtenus au moyen des ensembles B et C répondent au critère du test du standard DIN 30 60068-2-14.
La presque totalité des fils électriques à tronçons de calibre 0,35 obtenus au moyen de l'ensemble D répondent au critère du test du standard DIN 60068-2-14, sauf pour quelques fils électriques ayant présenté une augmentation de résistance de 1 mOhms environ au-delà du seuil de 0,5 mOhms.
Au contraire, la moitié environ des fils électriques obtenus à partir de l'ensemble A ne répondent pas au test du standard DIN 60048-2-14.
Dans le mode préféré de réalisation, le fût 3 obtenu comporte, suite au sertissage, avantageusement une section droite transversale présentant un rapport largeur sur hauteur de 1,93 pour un fil électrique à tronçon de calibre 0,5 ou un rapport largeur sur hauteur de 1,85 pour un fil électrique à tronçon de calibre 0,35.
Dans le mode préféré de réalisation de l'invention, la largeur 29 du fût obtenu pour un fil électrique à tronçon de calibre 0,5 correspond à 1,14 fois la largeur 17 initiale du fût.
En outre, la largeur 29 du fût obtenu pour un fil électrique à tronçon, de calibre 0,35 correspond à 1,09 fois la largeur 17 initiale du fût.
Dans cet exemple, le fond du logement du fût préformé des ensembles A, B, C, D et E comporte, disposé de part et d'autre de la cannelure 37, deux portions plates prolongeant le fond du fût entre chaque paroi 25 et la cannelure 37 du fond du logement du fût. Chacune de ces portions plates 39 forme avec la paroi 25 correspondante un espace de dégagement dans lequel s'étend, jusqu'à occuper l'espace en fin de pressage, une portion latérale du fût 5 préformé.
Dans le cas de l'ensemble traditionnel A, chacun de ces deux espaces de dégagement est délimité par la portion plate 39 correspondante et une surface externe de l'âme du fût préformé s'étendant en regard de la portion plate et de la paroi 25 correspondante.
De préférence, pour un type ou un modèle de cosse préformé connu, les portions plates du logement du fût préformé d'enclumes selon l'invention peuvent être de même dimension, selon une section droite transversale, qu'une matrice similaire traditionnelle adaptée pour cette cosse préformée. En outre, la cannelure comporte de préférence une même profondeur que celle de la matrice traditionnelle. Pour ce faire, la courbure de la section transversale de la cannelure 37 peut être légèrement évasée pour obtenir une enclume selon le mode préféré de réalisation de l'invention. En variante, rien n'empêche de conserver la courbure de la cannelure 37 en modifiant la dimension transversale des portions plates 39 et/ou en modifiant la profondeur de la cannelure 37.
En alternative (non représentée), la matrice portée par le porte-outil peut être dotée de deux parois en regard, fonctionnellement similaires aux parois 25 de l'enclume du mode préféré de réalisation de l'invention, séparés l'une de l'autre dans la direction de la largeur initiale du fût préformé selon une distance nominale supérieure ou égale à 1,05 fois la largeur 17 initiale du fût 5 préformé.
Dans ce cas, le fût 5 préformé peut être déposé sur l'empreinte d'une enclume conjuguée de la matrice, cette empreinte pouvant comporter une cannelure et de portions plates similaires à celles de l'enclume 21 du mode préféré de réalisation de l'invention, mais être dépourvue de parois en regard, fonctionnellement similaire à celles de l'enclume 21 du mode préféré de réalisation de l'invention.
Il est à noter que la distance 27 d'écartement doit alors s'interpréter comme la distance séparant, dans la direction de la largeur 17 initiale du fût 5 préformé telle que définie avant la compression du fût 5 préformé, les deux parois en regard de l'empreinte de la matrice lorsque la matrice est arrivée à la fin de sa course la rapprochant de l'enclume.
Une telle matrice forme une première matrice selon l'invention tandis que l'enclume conjuguée de cette matrice forme une deuxième matrice selon l'invention.
Une telle enclume et une telle matrice sont particulièrement 30 adaptées à un rythme élevé de production au moyen de presses connues.
Il est à noter que, outre les avantages précités, l'invention permet d'utiliser un même ensemble de matrice et d'enclume pour produire alternativement, sans changer le réglage de la presse et à partir d'un même modèle de cosse préformé principalement constitué de cuivre, des fils électriques selon le procédé de l'invention et des fils électriques comportant, tels que dans les fils électriques sertis traditionnels, des brins principalement constituées de cuivre. En effet, des observations ont pu démontrer que les fils électriques à brins de cuivre ainsi obtenus présentent, comme les fils électriques obtenus selon le procédé de l'invention, une qualité de connexion électrique satisfaisante.
Notamment, ces fils électriques à brins de cuivre répondent, comme les fils électriques obtenus selon le procédé de l'invention, au critère du standard DIN 60068-2-14 décrit précédemment.
En alternative (non représentée), un fil électrique selon l'invention peut comporter une pièce de connexion autre qu'une cosse à fût 3 ouvert. En particulier, le fil électrique peut être obtenu au moyen d'une cosse à fût préformé cylindrique de section droite circulaire. Dans ce cas, la largeur initiale de la cosse 5 préformée correspond au diamètre d'une paroi externe de la section droite du fût préformé. La largeur obtenue s'interprète par ailleurs comme la plus grande dimension de la section droite du fût obtenu. La hauteur s'interprète comme la dimension de la section droite du fût obtenu dans la direction perpendiculaire à la largeur obtenue.
En outre, la pièce de connexion peut être autre qu'une cosse, soit tout type de pièce permettant d'établir une connexion électrique avec un fil conducteur au moyen d'un raccord mécanique par sertissage de ce fil conducteur. A titre d'exemple, la pièce de connexion peut être une borne de connexion solidaire d'un dispositif électrique, électronique ou électromécanique dont le branchement électrique est réalisé par sertissage d'un faisceau de brins conducteurs dans un fût de sertissage de cette borne.
Claims (8)
1/- Procédé de sertissage dans lequel : un faisceau de brins (6) conducteurs est inséré dans un fût (5) préformé d'une pièce de connexion préformée constituée d'un premier 5 matériau conducteur, - le fût (5) préformé est déformé sur les brins (6) conducteurs par compression de manière à obtenir un fût (3) connecté électriquement aux brins (6) conducteurs, caractérisé en ce que : 10 - les brins (6) conducteurs sont constitués d'un deuxième matériau conducteur présentant un coefficient de dilatation thermique supérieur à celui du premier matériau, - le fût (5) préformé est déformé pour que la section droite transversale du fût (3) obtenu présente, perpendiculairement à un axe (36) 15 de compression du fût, une dimension, dite largeur (29) obtenue, supérieure ou égale à 1,05 fois une dimension, dite largeur (17) initiale, que présente, perpendiculairement à l'axe (36) de compression, la section droite transversale du fût (5) préformé.
2/-Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 20 le premier matériau est principalement constitué de cuivre.
3/-Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le deuxième matériau est principalement constitué d'aluminium.
4/-Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 25 caractérisé en ce que le fût (5) préformé comporte une épaisseur (16) inférieure à 450 m.
5/-Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le fût (5) préformé est un fût de type ouvert présentant un profil en section droite transversale comportant : 30 - une âme (12) incurvée et convexe, 23 2893193 - deux ailettes (15) disposées de part et d'autre de l'âme (12) et s'étendant, depuis l'âme (12), sensiblement parallèles et en regard l'une de l'autre.
6/-Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que : - le fût (5) préformé présente une épaisseur (16) inférieure à 250 m, - le faisceau (13) de brins (6) conducteurs présente plus de 8 brins (6) conducteurs présentant chacun un diamètre d'au moins 200 10 m.
7/-Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la pièce (2) de connexion est une cosse.
8/-Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le fût (5) préformé est déformé par compression selon au 15 moins une empreinte définie dans une matrice (21) comportant deux parois (25) disposées en regard l'une de l'autre et séparées l'une de l'autre dans la direction de la largeur initiale du fût préformé selon une distance nominale, dite distance (27) d'écartement, supérieure ou égale à 1,05 fois la largeur (17) initiale du fût (5) préformé. 20 9/-Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que : - le fût (5) préformé est inséré dans l'empreinte définie par la matrice (21) avant d'être déformé par compression contre cette empreinte, 25 - lors de son insertion dans l'empreinte, le fût (5) préformé est interposé, dans la dimension en largeur de sa section droite transversale, entre lesdites deux parois (25) de l'empreinte. 10/- Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que :- le fût (5) préformé est déformé par compression entre l'empreinte de ladite matrice (21), dite première matrice (21), et une empreinte définie dans une deuxième matrice (20), - l'empreinte de la deuxième matrice (20) présente une dimension (28), dans la direction de la largeur (17) initiale du fût (5) préformé, égale à un jeu près à la distance (27) d'écartement des parois (25) en regard de l'empreinte de la première matrice (21) de sorte à pouvoir s'engager entre les parois (25) de l'empreinte de la première matrice (21).
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| Date | Code | Title | Description |
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| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20100730 |