FR3069965A1 - OPTIMIZED CRIMPING OF TWO ELECTRICAL CONNECTORS - Google Patents
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Abstract
Dans ce procédé de sertissage d'un premier connecteur (4) dans un second connecteur (6), on presse les deux connecteurs (4, 6) entre des première et seconde parois d'un moule, ces parois présentant chacune des formes différentes dans des zones se faisant suite le long d'un axe principal (8) des connecteurs (4, 6).In this process of crimping a first connector (4) in a second connector (6), the two connectors (4, 6) are pressed between first and second walls of a mold, these walls each having different shapes in zones following a main axis (8) of the connectors (4, 6).
Description
Sertissage optimisé de deux connecteurs électriquesOptimized crimping of two electrical connectors
L'invention concerne les connecteurs électriques. Plus particulièrement, l’invention concerne le sertissage des connecteurs électriques.The invention relates to electrical connectors. More particularly, the invention relates to the crimping of electrical connectors.
Afin de connecter électriquement et mécaniquement deux connecteurs électriques entre eux, un procédé connu est de sertir un premier de ces connecteurs dans le second. Cela consiste à insérer le premier connecteur électrique à l’intérieur du second et à presser un tronçon de cet ensemble dans lequel le second connecteur recouvre le premier connecteur. Cette compression, qui doit être suffisante pour déformer le tronçon, permet d’assurer le contact électrique entre les deux connecteurs et donc la circulation de l’électricité de l’un à l’autre des connecteurs. Le premier connecteur peut être un fil électrique comprenant plusieurs brins et le second peut être une cosse de câblage. Les brins sont généralement en cuivre, mais il peut être souhaité de les réaliser en aluminium pour certaines applications du fait de sa faible masse volumique (environ trois fois inférieure à celle du cuivre).In order to electrically and mechanically connect two electrical connectors to each other, a known method is to crimp a first of these connectors into the second. This consists of inserting the first electrical connector inside the second and pressing a section of this assembly in which the second connector covers the first connector. This compression, which must be sufficient to deform the section, ensures electrical contact between the two connectors and therefore the flow of electricity from one to the other of the connectors. The first connector can be an electrical wire comprising several strands and the second can be a wiring terminal. The strands are generally made of copper, but it may be desirable to make them of aluminum for certain applications because of their low density (about three times lower than that of copper).
En pratique, il est nécessaire de procéder successivement à au moins deux sertissages différents. Le premier consiste à créer une connexion électrique efficace entre les deux connecteurs. Le second consiste à créer une liaison mécanique solide, notamment en traction, entre les deux connecteurs. Un troisième sertissage d’aspect peut être prévu afin d’améliorer l’esthétisme de l’ensemble.In practice, it is necessary to carry out successively at least two different crimps. The first is to create an efficient electrical connection between the two connectors. The second consists in creating a solid mechanical connection, in particular in traction, between the two connectors. A third aspect crimp can be provided to improve the overall appearance.
Ces différents sertissages permettent de sertir correctement le premier connecteur dans le second connecteur. Toutefois, le fait de devoir procéder à plusieurs opérations de sertissage est chronophage et fastidieux. De plus, il s’agit d’une source de baisse de reproductibilité.These different crimps make it possible to correctly crimp the first connector into the second connector. However, the fact of having to carry out several crimping operations is time-consuming and tedious. In addition, it is a source of reduced reproducibility.
Un but de l’invention est de pallier ces inconvénients en simplifiant le sertissage du premier connecteur dans le second connecteur.An object of the invention is to overcome these drawbacks by simplifying the crimping of the first connector into the second connector.
A cet effet, on prévoit selon l’invention un procédé de sertissage d’un premier connecteur dans un second connecteur, dans lequel on presse les deux connecteurs entre des première et seconde parois d’un moule, ces parois présentant chacune des formes différentes dans des zones se faisant suite le long d’un axe principal des connecteurs.To this end, a method of crimping a first connector into a second connector is provided according to the invention, in which the two connectors are pressed between first and second walls of a mold, these walls each having different shapes in zones following one another along a main axis of the connectors.
Ainsi, grâce aux formes différentes des parois du moule dans des zones se faisant suite le long d’un axe principal des connecteurs, on réalise en une opération deux sertissages pouvant avoir des fonctions différentes, par exemple un sertissage électrique et un sertissage mécanique. Il s’ensuit qu’on simplifie considérablement le sertissage du premier connecteur dans le second connecteur.Thus, thanks to the different shapes of the walls of the mold in zones following one another along a main axis of the connectors, two crimps can be produced in one operation which can have different functions, for example an electrical crimping and a mechanical crimping. It follows that the crimping of the first connector into the second connector is considerably simplified.
De plus, la position relative des deux zones des parois du moule est fixe et connue.In addition, the relative position of the two zones of the walls of the mold is fixed and known.
- 2 On améliore ainsi la reproductibilité du sertissage en ce que cela permet de garantir l’adjacence des deux zones pressées de l’ensemble.- 2 This improves the reproducibility of the crimping in that it ensures the adjacency of the two pressed areas of the assembly.
Avantageusement, dans une section perpendiculaire à l’axe principal, chaque paroi a une forme générale de « W >>.Advantageously, in a section perpendicular to the main axis, each wall has a general shape of "W".
Les parois sont ainsi simples à réaliser et permettent de réaliser des mises en pression efficaces.The walls are thus simple to produce and allow effective pressurization to be carried out.
Avantageusement, une fois le moule fermé, les parois forment des cavités d’aires différentes dans les zones dans des sections perpendiculaires à l’axe principal.Advantageously, once the mold is closed, the walls form cavities of different areas in the zones in sections perpendicular to the main axis.
La possibilité de choisir les aires de ces cavités permet un réglage quantitatif des propriétés électrique et mécanique du sertissage.The possibility of choosing the areas of these cavities allows quantitative adjustment of the electrical and mechanical properties of the crimping.
Avantageusement, la première paroi du moule formant une matrice fixe, on presse un poinçon portant la seconde paroi en direction de la première paroi.Advantageously, the first wall of the mold forming a fixed matrix, a punch is pressed carrying the second wall in the direction of the first wall.
Le sertissage se fait ainsi de manière simple, en pressant le poinçon en direction de la matrice. De plus, on peut aisément paramétrer le sertissage avec le poinçon. En d’autres termes, en changeant de poinçon, on peut changer la forme des zones pressées de l’ensemble lors du sertissage. On apporte donc de la souplesse dans le procédé de sertissage.Crimping is done in a simple way, by pressing the punch in the direction of the die. In addition, you can easily configure the crimping with the punch. In other words, by changing the punch, you can change the shape of the pressed areas of the assembly during crimping. Flexibility is therefore provided in the crimping process.
Avantageusement, le second connecteur présente des stries sur une surface interne.Advantageously, the second connector has ridges on an internal surface.
Ainsi, lors du sertissage, les stries du second connecteur permettent de créer une pluralité de points de pression sur le premier connecteur, ce qui permet au second connecteur d’agripper le premier connecteur. On améliore ainsi la tenue à la traction de l’ensemble, ce qui contribue à améliorer les propriétés mécaniques du sertissage.Thus, during crimping, the streaks of the second connector make it possible to create a plurality of pressure points on the first connector, which allows the second connector to grip the first connector. This improves the tensile strength of the assembly, which contributes to improving the mechanical properties of the crimp.
Cela est encore plus avantageux si le premier connecteur électrique est réalisé en aluminium. En effet, les points de pressions créés par le second connecteur rendent possible la rupture d’une couche d’alumine, isolante, qui se forme à la surface du premier connecteur par oxydation. On s’affranchit donc de cette contrainte, ce qui permet d’améliorer les propriétés électriques de l’ensemble.This is even more advantageous if the first electrical connector is made of aluminum. Indeed, the pressure points created by the second connector make it possible to rupture an insulating layer of alumina, which is formed on the surface of the first connector by oxidation. We therefore overcome this constraint, which improves the electrical properties of the assembly.
On prévoit également selon l’invention un ensemble d’un premier et d’un second connecteurs électriques, dans lequel le premier connecteur est serti dans le second connecteur, l’ensemble comprenant au moins deux zones, se faisant suite le long d’un axe principal des connecteurs, dans lesquelles les connecteurs sont pressés, les connecteurs présentant des formes différentes dans les deux zones dans des sections perpendiculaires à l’axe principal.There is also provided according to the invention a set of first and second electrical connectors, in which the first connector is crimped in the second connector, the assembly comprising at least two zones, being followed along a main axis of the connectors, in which the connectors are pressed, the connectors having different shapes in the two zones in sections perpendicular to the main axis.
Avantageusement, le second connecteur présente des stries sur une surface interne.Advantageously, the second connector has ridges on an internal surface.
Ainsi, lors du sertissage, les stries du second connecteur permettent de créer une pluralité de points de pression sur le premier connecteur qui rendent possible la rupture de la couche d’alumine qui se forme à la surface des brins s’ils sont réalisés enThus, during crimping, the streaks of the second connector make it possible to create a plurality of pressure points on the first connector which make it possible to rupture the layer of alumina which forms on the surface of the strands if they are made in
-3aluminium. On s’affranchit donc de cette contrainte, ce qui permet d’améliorer les propriétés électriques de l’ensemble.-3aluminium. We therefore overcome this constraint, which improves the electrical properties of the assembly.
De plus, la pluralité de points de pression permet au second connecteur d’agripper le premier connecteur. On améliore ainsi la tenue à la traction de l’ensemble, ce qui contribue à améliorer les propriétés mécaniques du sertissage.In addition, the plurality of pressure points allows the second connector to grip the first connector. This improves the tensile strength of the assembly, which contributes to improving the mechanical properties of the crimp.
Enfin, les stries permettent d’augmenter la surface de contact entre les premier et second connecteurs, ce qui améliore la conduction électrique entre ceux-ci.Finally, the ridges increase the contact surface between the first and second connectors, which improves the electrical conduction between them.
De préférence, les stries s’étendent hélicoïdalement sur la surface interne du second connecteur.Preferably, the ridges extend helically on the inner surface of the second connector.
Ces stries sont simples à réaliser et permettent d’agripper efficacement le premier connecteur.These streaks are simple to make and effectively grip the first connector.
De préférence les stries forment un angle compris entre 10 et 80° avec un axe principal de l’ensemble.Preferably the streaks form an angle between 10 and 80 ° with a main axis of the assembly.
De préférence, le second connecteur est réalisé dans un alliage cuivreux.Preferably, the second connector is made of a copper alloy.
Le second connecteur est ainsi réalisé dans un matériau présentant une dureté supérieure à celle de l’aluminium, ce qui facilite la brisure de la couche d’alumine dans le cas où le premier connecteur est réalisé en aluminium.The second connector is thus made of a material having a hardness greater than that of aluminum, which facilitates the breaking of the alumina layer in the case where the first connector is made of aluminum.
On va maintenant décrire un mode de réalisation de l’invention à l’appui des dessins annexés sur lesquels :We will now describe an embodiment of the invention on the basis of the appended drawings in which:
- la figure 1 est une vue éclatée d’un ensemble d’un premier et d’un second connecteurs électriques selon l’invention, avant sertissage,FIG. 1 is an exploded view of a set of first and second electrical connectors according to the invention, before crimping,
- la figure 2 est une vue schématique de l’ensemble de la figure 1 après sertissage,- Figure 2 is a schematic view of the assembly of Figure 1 after crimping,
- la figure 3 est une vue en perspective d’une extrémité du second connecteur électrique de l’ensemble de la figure 1,FIG. 3 is a perspective view of one end of the second electrical connector of the assembly of FIG. 1,
- la figure 4 est une vue à grande échelle illustrant un moule utilisé pour sertir l’ensemble de la figure 1,FIG. 4 is a large-scale view illustrating a mold used to crimp the assembly of FIG. 1,
- les figures 5a et 5b illustrent la configuration du moule de la figure 4 une fois fermé, dans deux sections différentes, etFIGS. 5a and 5b illustrate the configuration of the mold of FIG. 4 once closed, in two different sections, and
- les figures 6a et 6b sont des vues en section des deux zones de l’ensemble après sertissage.- Figures 6a and 6b are sectional views of the two zones of the assembly after crimping.
On a illustré en figure 1 un ensemble 2 selon l’invention. L’ensemble 2 comprend des premier 4 et second 6 connecteurs électriques. Le premier connecteur 4 est destiné à être serti dans le second connecteur 6. Les premiers et second connecteurs 4, 6 sont ici de forme générale cylindrique et présentent des axes principaux confondus avec un axe principal 8 de l’ensemble 2.An assembly 2 according to the invention is illustrated in FIG. 1. Set 2 includes first 4 and second 6 electrical connectors. The first connector 4 is intended to be crimped into the second connector 6. The first and second connectors 4, 6 are here generally cylindrical in shape and have main axes coinciding with a main axis 8 of the assembly 2.
Le premier connecteur 4 est formé par un fil électrique comprenant un ou plusieurs brins 10 réalisés dans un matériau conducteur de l’électricité. Dans ce qui suit, on vaThe first connector 4 is formed by an electric wire comprising one or more strands 10 made of an electrically conductive material. In what follows, we will
-4considérer que les brins 10 sont réalisés en aluminium, mais on peut très bien prévoir qu’ils soient réalisés dans n’importe quel autre matériau conducteur, par exemple n’importe quel métal.-4 consider that the strands 10 are made of aluminum, but we can very well expect that they are made of any other conductive material, for example any metal.
Le second connecteur 6 présente à une extrémité axiale une ouverture 11 dont les dimensions permettent l’insertion du premier connecteur 4. Le second connecteur 6 est ici formé par une cosse de câblage et comprend une patte 12 permettant sa fixation ultérieure.The second connector 6 has at an axial end an opening 11 whose dimensions allow the insertion of the first connector 4. The second connector 6 is here formed by a wiring lug and comprises a tab 12 allowing its subsequent fixing.
Le second connecteur 6 est réalisé dans un matériau présentant une dureté supérieure à celle du matériau dans lequel sont réalisés les brins 10 du premier connecteur 4. Les brins 10 étant réalisés en aluminium, on peut par exemple choisir de réaliser le second connecteur 6 dans un alliage cuivreux relativement peu onéreux. On peut toutefois choisir un autre matériau pour le second connecteur 6.The second connector 6 is made of a material having a hardness greater than that of the material from which the strands 10 of the first connector are made. The strands 10 being made of aluminum, one can for example choose to make the second connector 6 in a relatively inexpensive copper alloy. We can however choose another material for the second connector 6.
En référence à la figure 3, le second connecteur 6 présente sur une surface interne des stries 20. Ces stries 20 s’étendent hélicoïdalement sur la surface interne du second connecteur 6, ici selon un angle environ égal à 45° avec l’axe 8. De manière générale, les stries 20 forment un angle compris entre 10 et 80° avec l’axe 8.With reference to FIG. 3, the second connector 6 has grooves 20 on an internal surface. These grooves 20 extend helically on the internal surface of the second connector 6, here at an angle of approximately 45 ° with the axis 8 In general, the ridges 20 form an angle between 10 and 80 ° with the axis 8.
On a illustré en figure 4 un moule 21 utilisé pour sertir le premier connecteur 4 dans le second connecteur 6. Le moule 21 comprend une matrice 22 et un poinçon 24 formant respectivement des première et seconde parties du moule 21.FIG. 4 illustrates a mold 21 used to crimp the first connector 4 into the second connector 6. The mold 21 comprises a die 22 and a punch 24 respectively forming first and second parts of the mold 21.
La matrice 22 présente une paroi présentant des formes différentes dans deux zones 22a, 22b se faisant suite le long de l’axe 8. De même, le poinçon 24 présente une paroi présentant des formes différentes dans deux zones 24a, 24b se faisant suite le long de l’axe 8. Lorsque le moule est fermé, la zone 22a est située en regard de la zone 24a et la zone 22b est située en regard de la zone 24b. En section perpendiculaire à l’axe 8, et dans chacune des zones 22a, 22b, 24a et 24b, chaque paroi a une forme générale de « W >>.The die 22 has a wall having different shapes in two zones 22a, 22b following one another along the axis 8. Likewise, the punch 24 has a wall having different shapes in two zones 24a, 24b following one another along the axis 8. When the mold is closed, the zone 22a is situated opposite the zone 24a and the zone 22b is situated opposite the zone 24b. In section perpendicular to the axis 8, and in each of the zones 22a, 22b, 24a and 24b, each wall has a general shape of "W".
Comme cela est visible sur les figures 5a et 5b, une fois le moule 21 fermé, les parois forment des cavités d’aires différentes dans les zones dans des sections perpendiculaires à l’axe 8.As can be seen in FIGS. 5a and 5b, once the mold 21 is closed, the walls form cavities of different areas in the zones in sections perpendicular to the axis 8.
Pour réaliser le sertissage du premier connecteur 4 dans le second connecteur 6, on procède de la manière suivante.To crimp the first connector 4 into the second connector 6, the procedure is as follows.
Tout d’abord, on insère le premier connecteur 4 dans le second connecteur 6. Cela est permis par les dimensions des connecteurs 4, 6 telles qu’énoncées dans ce qui précède.First, the first connector 4 is inserted into the second connector 6. This is allowed by the dimensions of the connectors 4, 6 as stated in the above.
Ensuite, on place l’ensemble 2 dans la matrice 22 de manière à ce qu’un tronçon 14 de l’ensemble 2 dans lequel les deux connecteurs 4, 6 se superposent radialement puisse être pressé dans le moule 21.Then, the assembly 2 is placed in the matrix 22 so that a section 14 of the assembly 2 in which the two connectors 4, 6 overlap radially can be pressed into the mold 21.
- 5Enfin, on presse le poinçon 24 en direction de la matrice 22 de manière à comprimer le tronçon 14. Le moule 21 occupe alors la configuration illustrée en figures 5a et 5b. La figure 5a est une section comprenant les zones 22a et 24a, et la figure 5b est une section comprenant les figures 22b et 24b.Finally, the punch 24 is pressed in the direction of the die 22 so as to compress the section 14. The mold 21 then occupies the configuration illustrated in FIGS. 5a and 5b. Figure 5a is a section including areas 22a and 24a, and Figure 5b is a section including Figures 22b and 24b.
L’ensemble 2 résultant de ce procédé de sertissage est illustré en figure 2. Le tronçon 14 est formé par des zones 16 et 18 dans lequel l’ensemble 2 est comprimé. La zone 16 du tronçon 14 a été comprimée par les zones 22a et 24a du moule 21, et la zone 18 du tronçon 14 a été comprimée par les zones 22b et 24b du moule 21. On a ainsi réalisé un double sertissage présentant deux fonctions différentes : un sertissage électrique et un sertissage mécanique.The assembly 2 resulting from this crimping process is illustrated in FIG. 2. The section 14 is formed by zones 16 and 18 in which the assembly 2 is compressed. The area 16 of the section 14 has been compressed by the areas 22a and 24a of the mold 21, and the area 18 of the section 14 has been compressed by the areas 22b and 24b of the mold 21. A double crimping has thus been carried out having two different functions : electrical crimping and mechanical crimping.
La zone 16, à savoir la zone la moins comprimée, se trouve plus près de l’ouverture 11 du second connecteur 6 que la zone 18. Dans le cas contraire, la zone 18 créerait une zone de faiblesse mécanique de l’ensemble 2. Et on risquerait aussi de sectionner le premier connecteur 4 lors du sertissage. En d’autres termes, l’agencement des zones 16 et 18 est choisi pour maximiser les performances mécaniques et électriques de l’ensemble 2.Zone 16, namely the least compressed zone, is closer to the opening 11 of the second connector 6 than zone 18. Otherwise, zone 18 would create a zone of mechanical weakness of the assembly 2. And there is also a risk of cutting the first connector 4 during crimping. In other words, the arrangement of zones 16 and 18 is chosen to maximize the mechanical and electrical performance of assembly 2.
Les figures 6a et 6b illustrent de manière plus précise l’état des premier et second connecteurs 4, 6 après le sertissage. La figure 6a est une section comprenant la zone 16, et la figure 6b est une section comprenant la zone 18. On observe notamment que les brins 10 et le second connecteur 6 sont comprimés et prennent la forme des parois du moule 21. Grâce à cette compression, on crée une grande surface de contact entre les premier et second connecteurs 4, 6, ce qui permet le maintien mécanique de l’ensemble et assure une bonne conductivité électrique entre les deux connecteurs 4, 6.Figures 6a and 6b illustrate more precisely the state of the first and second connectors 4, 6 after crimping. FIG. 6a is a section comprising the zone 16, and FIG. 6b is a section comprising the zone 18. It is observed in particular that the strands 10 and the second connector 6 are compressed and take the form of the walls of the mold 21. Thanks to this compression, a large contact surface is created between the first and second connectors 4, 6, which allows the mechanical maintenance of the assembly and ensures good electrical conductivity between the two connectors 4, 6.
On voit également que les stries 20 du second connecteur 6 pénètrent dans les brins 10. Cela est permis par le fait que le second connecteur 6 est réalisé dans un matériau présentant une dureté supérieure à celle du matériau dans lequel sont réalisés les brins 10. En conséquence, les stries 20 peuvent briser la couche d’alumine se formant à l’interface second connecteur 6 / brins 10. Et la pénétration des stries 20 améliore la résistance à l’arrachement de l’ensemble 2.It can also be seen that the streaks 20 of the second connector 6 penetrate into the strands 10. This is allowed by the fact that the second connector 6 is made of a material having a hardness greater than that of the material from which the strands are made. Consequently, the streaks 20 can break the layer of alumina forming at the interface between the second connector 6 / strands 10. And the penetration of the streaks 20 improves the pull-out resistance of the assembly 2.
Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci.Of course, many modifications can be made to the invention without departing from the scope thereof.
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