WO2005029653A1 - Procede de sertissage de contact electrique et contact obtenu par ce procede - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method of crimping an electrical contact and the contact obtained by this method. It is known to make electrical contact between an electrical wire, in particular multi-strand, and a metallic contact element by a crimping operation for which the fins cut out from the metallic contact element are folded around the exposed electrical wire by a crimping tool. type anvil punch. This technique is applied for contacts made from a folded cut metal blank.
- Document US 5,561,267 relates for example to a crimp contact comprising fins of different size allowing an overlap of a crimping fin on another and a crimping process with punch-anvil adapted.
- the crimped contacts encounter reliability problems for low current and low voltage applications and more particularly micro-breaks appear over time.
- the crimping is carried out on electrical contacts with open barrel.
- Such contacts comprise a front part A, in particular for connection to a complementary contact traditionally known, and comprise, in an intermediate part, for connection by crimping, a crimping section 30 provided with an open barrel 3 provided with fins 4, 5 for crimping on a stripped part 12 of an electric wire 2, the crimping section being intended to be crimped on the wire to make an electrical contact between the wire 2 and the contact element 1.
- the contact 1 has an end section 31 forming a force recovery zone provided with wings 10, 11 intended to close on the insulator 13 of the wire 2.
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Abstract
- L'objet de l'invention est d'une part un procédé de sertissage de contact électrique sur un fil électrique, le contact comportant une section de sertissage munie d'un fût (3) de réception du fil (2) électrique, le fût comportant une partie destinée à enserrer le fil par déformation, le procédé comportant une première étape de sertissage à une première hauteur de sertissage (hl) en repliant une première surface de la section de sertissage sur le fil (2) par un outil de sertissage comportant un poinçon (6) et une enclume (7) et une seconde étape de sertissage à une seconde hauteur de sertissage (h2), inférieure à la première, d'une régior localisée de la section de sertissage et d'autre part un contact obtenu par CE procédé.
Description
PROCEDE DE SERTISSAGE DE CONTACT ELECTRIQUE ET CONTACT OBTENU PAR CE PROCEDE
La présente invention concerne un procédé de sertissage de contact électrique et le contact obtenu par ce procédé. Il est connu de réaliser un contact électrique entre un fil électrique notamment multibrins et un élément de contact métallique par une opération de sertissage pour laquelle des ailettes découpées dans l'élément de contact métallique sont repliées autour du fil électrique dénudé par un outil de sertissage de type poinçon-enclume. Cette technique est appliquée pour des contacts réalisés à partir d'un flan métallique découpé plié. Le document US 5 561 267 concerne par exemple un contact à sertir comportant des ailettes de taille différente permettant un recouvrement d'une ailette de sertissage sur une autre et un procédé de sertissage avec poinçon- enclume adaptés. Les contacts sertis rencontrent des problèmes de fiabilité pour des applications faibles courants et faibles tensions et plus particulièrement des micro- coupures apparaissent dans le temps. Il a été mis en évidence que le sertissage pouvait perdre de son efficacité en raison d'un phénomène de retour élastique des ailettes de sertissage ce qui cause une diminution de la pression de contact entre les ailettes et les brins des fils sertis et peut conduire à des augmentations ou des instabilités de résistance de contact, voire à des pertes de contact électrique. Le document US 5 025 554 pour sa part concerne un sertissage auquel de la pâte à souder a été ajoutée afin d'améliorer la conduction électrique. Le problème d'une telle combinaison est la difficulté de localiser une petite quantité de pâte à
souder dans un procédé de sertissage automatisé sur une chaîne de production de faisceaux automobiles et aux cadences associées. La présente invention vise à perfectionner les contacts électriques sertis et à remédier au problème de retour élastique afin de conserver une pression de contact importante au long de la vie du contact. Plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé de sertissage de contact électrique sur un fil électrique, le contact comportant une section de sertissage munie d'un fût de réception du fil électrique, le fût comportant une partie destinée à enserrer le fil par déformation, le procédé comportant une première étape de sertissage à une première hauteur de sertissage en repliant une première surface de la section de sertissage sur le fil par un outil de sertissage comportant un poinçon et une enclume et une seconde étape de sertissage à une seconde hauteur de sertissage, inférieure à la première, d'une région localisée de la section de sertissage. Plus particulièrement, dans le cas où la section de sertissage comporte un fût ouvert de réception du fil électrique et des ailettes de sertissage dépassant du fût et destinées à enserrer le fil, la première étape de sertissage replie une première surface des ailettes à ladite première hauteur sur le fil et la seconde étape de sertissage replie une zone localisée des ailettes à ladite seconde hauteur, inférieure à la première. En mode de réalisation particulier, le second sertissage peut être réalisé sur deux zones disjointes des ailettes. Plus particulièrement, le second sertissage peut notamment être réalisé sur des zones extrêmes des ailettes. En mode de réalisation alternatif, le second sertissage peut être réalisé sur une zone centrale des ailettes. Avantageusement, la première étape de sertissage peut être effectuée sur la totalité des ailettes de manière à refermer les ailettes sur le fil. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la seconde étape de sertissage est effectuée sur une partie de la surface des ailettes ayant subi la première étape de sertissage. Le procédé peut être notamment tel que l'outil de sertissage comporte une enclume commune et des éléments de poinçon dissociables. Le fût peut en particulier être déformé lors de la première étape de sertissage et conserver sa forme lors de la seconde étape de sertissage.
L'invention concerne en outre un élément de contact électrique comportant une section de sertissage pourvue d'un fût ouvert muni d'ailettes de sertissage sur un fil électrique, la section de sertissage étant sertie sur le fil par le procédé décrit précédemment tel que, après sertissage, la section de sertissage comporte trois zones successives d'écrasement des ailettes sur le fil, deux des trois zones étant d'épaisseur réduite par rapport à la troisième zone de sorte que le fil exerce une contrainte élastique sur les ailettes au niveau de la troisième zone. En alternative, l'une des trois zones est d'épaisseur réduite par rapport aux deux autres zones de sorte que le fil exerce une contrainte élastique sur les ailettes au niveau des deux autres zones. D'autres avantages et caractéristiques seront mieux comprises à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation particulier de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif en référence aux figures qui représentent: En figure 1 : Un outil de sertissage selon un aspect de l'invention; En figure 2: Un élément de contact électrique et un fil à sertir selon le procédé de l'invention; En figures 3a et 3b: un contact serti à l'aide du procédé selon l'invention; En figure 4: Une vue schématique en coupe d'un sertissage de fil électrique obtenu par un procédé selon l'invention; En figures 5a et 5b: deux versions de la seconde étape de sertissage du procédé selon l'invention; En figure 6: Une représentation schématique de la première étape de sertissage du procédé selon l'invention. Selon l'exemple d'application représenté en figure 2 le sertissage est réalisé sur des contacts électriques à fût ouvert. De tels contacts comportent une partie avant A, notamment de raccordement à un contact complémentaire traditionnellement connue, et comportent, dans une partie intermédiaire, pour le raccordement par sertissage une section 30 de sertissage pourvue d'un fût 3 ouvert muni d'ailettes 4, 5 de sertissage sur un la partie dénudée 12 d'un fil 2 électrique, la section de sertissage étant destinée à être sertie sur le fil pour réaliser un contact électrique entre le fil 2 et l'élément de contact 1. Selon l'exemple, le contact 1 comporte une section terminale 31 formant une zone de reprise d'efforts pourvue d'ailes 10, 11 destinées à se refermer sur l'isolant 13 du fil 2.
La partie avant A de l'élément de contact peut être de tout type et peut même éventuellement être constituée d'une seconde section de raccordement par sertissage pour réaliser par exemple une épissure. De tels éléments de contact sont réalisés par découpe et pliage d'une bande métallique d'épaisseur faible de l'ordre de 0,2 mm à quelques millimètres d'épaisseur. Du fait de la nécessité pour ces contacts de posséder une bonne rigidité et, dans le cas de contacts à lames de contact ressort, une bonne élasticité, le matériau employé est très peu ductile et est sujet à retour élastique lors d'opérations de pliage ou formage. Il a été montré que ce retour élastique existe au niveau des ailettes 4, 5 de sertissage et que même si les variations de dimensions ne sont que de l'ordre de quelques microns, ce retour élastique peut causer des pertes de contact intermittentes entre les brins et l'élément de contact notamment pour des applications à faibles courant et tension comme les procédures d'auto diagnostic des dispositifs embarqués sur véhicules automobiles. De plus, le fil, généralement à base de cuivre, possède une faible capacité de retour élastique et notamment inférieure à celle d'alliages tels qu'un cuprobéryllium souvent employé pour les éléments de contacts. L'invention tend à modifier le comportement mécanique du sertissage afin d'utiliser le phénomène physique du retour élastique dans un sens favorable sur une zone particulière du contact. Pour ce faire, le procédé de sertissage d'une section de sertissage d'un élément 1 de contact électrique sur un fil 2 électrique selon l'invention comporte une première étape de sertissage de la section de sertissage 30 sur la partie dénudée 12 du fil à une première hauteur h1 en repliant les ailettes 4, 5 sur le fil 2 par un outil de sertissage comportant un poinçon 6 et une enclume 7. Pour cette première étape dont le début est décrit en figure 6, le poinçon 6, constitué selon l'exemple de trois parties 6a, 6b, 6c, appuie avec ses trois parties sur la totalité des ailettes 4 et 5 et l'enclume appuie sous le fût 3, les ailettes 4 et 5 étant des ailettes continues. La hauteur de sertissage h1 est obtenue en fonction des dimensions du contact et du fil par un sertissage classique de telle sorte que l'on obtienne un taux de compression minimal de l'ordre de 5% de façon à refermer les ailettes sur le fil.
Cette première étape de sertissage est effectuée sur une majeure partie de la surface des ailettes 4, 5 voir sur la totalité de ces ailettes par le poinçon 6 et sur une majeure partie voir la totalité du fût 3 par l'enclume 7. Le procédé comporte une seconde étape ou opération de sertissage, cette opération est effectuée à une seconde hauteur h2, inférieure à la première sur une zone localisée des ailettes. Cette étape est réalisée de telle sorte qu'un taux de compression supérieur à 15% et typiquement de l'ordre de 25 à 30% soit obtenu sous l'outil de sertissage. Cette seconde étape est représentée schématiquement aux figures 4 et 5b représentant un premier mode de réalisation pour lequel seuls les éléments 6a, 6c du poinçon 6 appuient sur les extrémités 4a, 4c, 5a, 5c des ailettes, l'élément 6b restant en retrait et ne venant pas en contact avec les ailettes et, à la figure 5a pour un second mode de réalisation pour lequel seul l'élément de poinçon 6b appuie sur les parties d'ailettes 4b et 5b, les éléments de poinçon 6a et 6c restant en retrait et ne venant pas en contact avec les ailettes. dans les deux modes de réalisation, la seconde étape de sertissage est effectuée sur une partie de la surface des ailettes ayant subi la première étape de sertissage. Ces deux modes de réalisation du second sertissage conduisent pour le contact à deux variantes, l'une pour laquelle les zones extrêmes longitudinales 4b, 4c, 5b, 5c des ailettes comme représenté en figure 3a sont plus écrasées, la hauteur h2 correspondant pour le contact résultant à une épaisseur e2, que la zone centrale d'épaisseur e1 résultant de la hauteur de sertissage h1 effectuée sur ces ailettes, l'autre pour laquelle le second sertissage est réalisé sur la zone centrale 4a, 5a des ailettes comme représenté en figure 3b, les épaisseurs e1 et e2 correspondant ici aussi respectivement aux hauteurs de sertissage h1 et h2. Selon l'exemple de la figure 3a, le contact serti comporte trois zones successives d'écrasement des ailettes sur le fil, deux des trois zones étant d'épaisseur réduite par rapport à la troisième zone de sorte que le fil exerce une contrainte élastique sur les ailettes au niveau de la troisième zone. Selon l'exemple de la figure 3b, le contact serti comporte trois zones successives d'écrasement des ailettes sur le fil, l'une des trois zones étant d'épaisseur réduite par rapport aux deux autres zones de sorte que le fil exerce une contrainte élastique sur les ailettes au niveau des deux autres zones.
Le double sertissage inverse le retour élastique pour lui faire jouer un rôle positif c'est à dire créer une pression de contact entre le fût et les brins. Selon le procédé et, comme décrit en figure 4, en fin de la seconde opération de sertissage, pour le mode de réalisation de la figure 3a, les brins gonflent localement dans la zone 20b entre les deux outils 6a et 6c réalisant la seconde étape de sertissage. En conséquence, alors que pour les zones des ailettes sous les outils 6a et 6c, le retour élastique des ailettes reste supérieur à celui des brins du fil, dans la zone 20b, c'est le fil qui vient déformer l'aile par effet de gonflement. L'élasticité des ailettes a alors dans cette partie 20b un effet positif car elle tend à comprimer le fil ce qui implique une pression de contact mécanique et donc une bonne conduction électrique même sous des sollicitations mécaniques ou thermiques. L'outil de sertissage représenté en figure 1 et adapté au procédé selon l'invention comporte une enclume 7 commune et des éléments 6a, 6b, 6c de poinçon dissociables. Un tel outil peut fonctionner sur une presse automatique traditionnelle moyennant une commande dissociée des éléments de poinçon. Il est bien sûr possible de réaliser les opérations de sertissage sur deux postes séparés, un premier poste comportant un premier poinçon effectuant le premier sertissage et un second poste comportant un poinçon adapté à effectuer le second sertissage sur une zone particulière du contact. Il reste que le mode de réalisation pour lequel le poinçon 6 se divise en éléments de poinçons mobiles pouvant être actionnés séparément permet de conserver un parfait alignement de l'élément de contact avec les poinçons et de réaliser successivement les deux opérations sur la même presse. L'intérêt de l'enclume commune est que le fût 3 est déformé lors de la première étape de sertissage et conserve sa forme lors de la seconde étape de sertissage. Le fût garde ainsi une bonne rigidité mécanique et une bonne résistance aux contraintes mécaniques en cas de traction sur le fil. Un tel procédé est applicable aux contacts à sertir à fût ouvert pour contacts électriques découpés plies mais aussi à des contacts à fût fermés tels que contacts découpés roulés à base d'un feuillard métallique. Il est à noter que selon l'invention pour laquelle le poinçon se divise en éléments de poinçons mobiles pouvant être actionnés séparément, la première étape de sertissage peut être effectuée au moyen du seul élément 6b du poinçon
(pour un résultat final de seconde étape du type montré à la figure 3a) ou au moyen des seuls éléments 6a et 6c de ce poinçon (pour un résultat final de seconde étape du type montré à la figure 3b), cela signifiant que les éléments 6a et 6c, respectivement l'élément 6b, reste(nt) lors de cette première étape dans une position haute sans venir eux-mêmes appuyer en force sur les ailettes 4 et 5 du fût placé sur l'enclume. Les ailettes 4 et 5 subiront néanmoins une opération de pliage/sertissage plus ou moins marquée sur toute ou une partie très significative de leur longueur au-delà de la/des seule(s) zone(s) d'ailette(s) sur la/lesquelle(s) l'élément 6b, respectivement, les éléments 6a/6c du poinçon sont venus s'appuyer. Dans ce cas, la première hauteur de sertissage définit la hauteur de sertissage sur la zone centrale des ailettes respectivement la hauteur de sertissage sur les zones d'extrémité des ailettes. La seconde étape de sertissage qui suit la première étape est alors effectuée au moyen des éléments 6a, 6c, respectivement de l'élément 6b, selon l'invention, l'élément 6b du poinçon, respectivement les éléments 6a et 6c de ce poinçon restant dans une position de fin de parcours de première étape pour conserver le fût dans la forme qu'il a à l'issue de la première étape. Ainsi donc, la première étape de sertissage sertit au moins une première zone de chaque ailette 4 et 5 du fût à une première hauteur de sertissage, en repliant de manière plus ou moins marquée les ailettes sur une surface s'étendant au-delà de ladite au moins une première zone, et la seconde étape de sertissage sertit à la seconde hauteur de sertissage au moins une seconde zone de chaque ailette 4 et 5, dite région localisée de la section de sertissage, complémentaire(s) de ladite au moins une première zone.
Claims
R E V E N D I C A T I O N S
1 - Procédé de sertissage de contact (1) électrique sur un fil (2) électrique, le contact comportant une section (30) de sertissage munie d'un fût (3) de réception du fil (2) électrique, le fût comportant une partie destinée à enserrer le fil par déformation, caractérisé en ce qu'il comporte une première étape de sertissage à une première hauteur de sertissage (h1) en repliant une première surface de la section de sertissage sur le fil (2) par un outil de sertissage comportant un poinçon (6) et une enclume (7) et une seconde étape de sertissage à une seconde hauteur de sertissage (h2), inférieure à la première, d'une région localisée (4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c) de la section de sertissage. 2 - Procédé de sertissage de contact (1) électrique selon la revendication 1 caractérisé en ce que, la section (30) de sertissage comportant un fût (3) ouvert de réception du fil (2) électrique et des ailettes (4, 5) de sertissage dépassant du fût et destinées à enserrer le fil, la première étape de sertissage replie une première surface des ailettes (4, 5) à ladite première hauteur (h1) sur le fil (2) et la seconde étape de sertissage replie une zone localisée (4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c) des ailettes à ladite seconde hauteur (h2), inférieure à la première. 3 - Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que le second sertissage est réalisé sur deux zones disjointes (4b, 4c, 5b, 5c) des ailettes. 4 - Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que le second sertissage est réalisé sur des zones extrêmes (4b, 4c, 5b, 5c) des ailettes. 5 - Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que le second sertissage est réalisé sur une zone centrale (4a, 5a) des ailettes. 6 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la première étape de sertissage est effectuée sur la totalité de la surface des ailettes (4, 5). 7 - Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que la seconde étape de sertissage est effectuée sur une partie (4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c) de la surface des ailettes ayant subi la première étape de sertissage. 8 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'outil de sertissage comporte une enclume (7) commune et des éléments
(6a, 6b, 6c) de poinçon dissociables.
9 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le fût (3) est déformé lors de la première étape de sertissage et conserve sa forme lors de la seconde étape de sertissage. 10 - Elément de contact électrique comportant une section (30) de sertissage pourvue d'un fût (3) ouvert muni d'ailettes (4, 5) de sertissage sur un fil (2) électrique, la section de sertissage étant sertie sur le fil par un procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que, après sertissage, la section (30) de sertissage comporte trois zones successives d'écrasement des ailettes sur le fil, deux des trois zones étant d'épaisseur réduite par rapport à la troisième zone de sorte que le fil exerce une contrainte élastique sur les ailettes au niveau de ladite troisième zone. 11 - Elément de contact électrique comportant une section (30) de sertissage pourvue d'un fût (3) ouvert muni d'ailettes (4, 5) de sertissage sur un fil (2) électrique, la section de sertissage étant sertie sur le fil par un procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que, après sertissage, la section (30) de sertissage comporte trois zones successives d'écrasement des ailettes sur le fil, l'une des trois zones étant d'épaisseur réduite par rapport aux deux autres zones de sorte que le fil exerce une contrainte élastique sur les ailettes au niveau desdites deux autres zones.
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