WO2006084995A2 - Assemblage formant liaison electrique de grande longueur - Google Patents

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    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
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    • H01B7/0081—Cables of rigid construction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • H01R4/62—Connections between conductors of different materials; Connections between or with aluminium or steel-core aluminium conductors
    • H01R4/625—Soldered or welded connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R11/00—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts
    • H01R11/11—End pieces or tapping pieces for wires, supported by the wire and for facilitating electrical connection to some other wire, terminal or conductive member
    • H01R11/28—End pieces consisting of a ferrule or sleeve
    • H01R11/281—End pieces consisting of a ferrule or sleeve for connections to batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01R4/02—Soldered or welded connections
    • H01R4/029—Welded connections

Definitions

  • the present invention relates to an assembly forming an electrical connection, in particular for strong currents, in particular in a motor vehicle between an electric battery and a location in the vehicle at a distance from the battery.
  • the electrical wiring is copper, which is expensive and heavy. In addition, it is very flexible, which makes it difficult to extend under the motor vehicle.
  • One of the aims of the present invention is to provide an electrical connection assembly which can be of great length, in particular substantially the length of a motor vehicle, with however a weight and a much lower cost compared to the electric cables.
  • the electrical connection assembly is as defined in claim 1.
  • an electrical connection assembly is made which is lightweight, inexpensive and can be easily extended under a vehicle, without complicated fastening means.
  • the present invention also relates to a motor vehicle comprising an assembly according to the invention, in particular as defined in claim 10.
  • the bar is made of aluminum.
  • the flexible stranded conductors are made of copper.
  • the ends of the bar and the corresponding ends of the conductors are flattened and ultrasonically welded.
  • the electric cable is formed of a series of alternating bars with a series of flexible stranded conductors, the assembly being housed in an insulating sheath.
  • Figure 1 shows in perspective an end of an aluminum bar and the corresponding end of a copper conductor.
  • Figure 2 is a longitudinal sectional view showing the embodiment of an electric cable according to the invention.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of the invention.
  • Figure 4 is an elevational view of another embodiment of an electrical connection assembly of the invention.
  • Figure 5 is a longitudinal sectional view of the assembly of Figure 4.
  • Figure 6 is a plan view of an assembly according to yet another alternative embodiment of the invention.
  • Figure 7 is a longitudinal sectional view of the electric cable of Figure 6.
  • Figures 8 and 9 are cross sectional views of the assembly showing its attachment.
  • Figure 10 is a sectional view of one end of the assembly with a fastener.
  • Figure 11 is a sectional view showing an end of the assembly according to another embodiment.
  • the reference 1 designates an aluminum bar whose ends 2 and 3 have been flattened to have flat surfaces.
  • the cable is completed by two conductors or flexible cables 4 and 5, each conductor being formed of a series of copper strands housed in an insulating sheath 6, 7 respectively.
  • the corresponding ends 8 and 9 of the conductors are stripped and flattened, said ends being placed on the corresponding ranges of the bar and ultrasonically welded.
  • the attachment of the ends can also be performed by laser welding, crimping or any other substantially equivalent system.
  • the ultrasonic welding is nevertheless particularly well suited to an assembly according to the invention.
  • the bar 1 is then covered with an insulating sheath 10, which can also cover the stripped ends of the conductors.
  • a third sheath in particular of a heat-shrinkable material, may cover the stripped portions of the conductors and the flattened part or portions, for example by overlapping on the one hand the insulating sheath 6, 7 of each flexible cable. and on the other hand the insulating sheath 10 of the bar.
  • the electrical connection assembly As seen in Figure 3, it can be realized the electrical connection assembly according to the invention so that it consists of a series of bars connected to one another by a series of conductors 4a and 5a, the connection between them being made in the manner described above. and the assembly can be housed in an extruded sheath 10a, the conductors 4a and 5a being sectioned at the time of use.
  • the bar 1 can be full. It can also be tube-shaped, hollow in the center.
  • the term "conductor of electricity” is understood to mean a material having an electrical conductivity greater than 50,000 S / cm, preferably greater than or equal to that of iron (approximately 99,300 S / cm).
  • the term rigid means an element which, being held in a holding point and subjected to a point of application of force away from the holding point to a deformation force, can not be bent in such a way that reversible, in particular beyond a curvature angle of some degree, especially beyond 15 °, preferably 10 °, more preferably 5 °, the angle of curvature being the angle between a straight line passing through the and maintain tangent to the element at this point and the line passing through the point of application and tangent to the element at that point.
  • a flexible element is an element which is not rigid.
  • One element is more flexible than another when it can be reversibly deformed farther (in terms of curvature angle) than the other element.
  • the bar when it is arranged in a. vehicle can be bent to have fold bends
  • the electrical connection assembly shown in Figures 4 and 5 comprises two conductors 1 'and 2', one of which is intended to be connected to a terminal of a battery and the other to the various electrical devices to be powered.
  • One of the ends of the conductor is stripped and, on the strands of the stripped portion, is crimped at one end of a sleeve 3 'whose other end is engaged and fixed on one end of a bar 4 'preferably circular section and made of a conductive material of electricity.
  • the other end of the bar 4 ' is integral with one end of a socket 5' whose other end is crimped on a stripped end of the conductor 2 '.
  • the bar 4 'and the sockets 3' and 5 ' are housed in an insulating sheath 6 r whose section is greater than that of the bar so as to provide a free space 7'.
  • a sleeve 9' which encloses the sheath of the conductor 2 '.
  • the sleeve 9 ' may be welded or glued to provide a tight connection between the sheath 6' and the conductor 2 'and has an injection hole 10'.
  • the other end of the sheath 6 ' receives a sleeve 12' enclosing said sheath 6 'and that of the conductor 1', this sleeve also being bonded or welded and has a hole 14 '.
  • the assembly comprises a flexible conductor 15 'housed in an insulating sheath 16' and a stripped end 17 'of which is crimped into one end of a bush 18' whose other end is engaged and fixed on one end of a bar 19 'with a circular section and a material that is a good conductor of electricity.
  • the free end of the bar 19 ' is integral with one end of a bush 20' set on a bare end 21 'of a conductor 22' housed in an insulating sheath 23 '.
  • the bar 19 ' is housed in an annular sheath 25' of rectangular section at the ends of which are mounted sleeves 26 'and 27' which provide a sealed connection between the annealed sheath 25 'and insulating sheaths 16' and 23 'respectively.
  • the sleeves 26 'and 27' have holes, 29 'and 30', respectively, through which one can inject a plastic material, the other allowing air to escape.
  • the sleeves 26' and 27 ' can be made of a resilient plastic material enclosing a portion of the rings of the sheath and the sheaths 16' and 23 'of the conductors.
  • one of the sleeves referenced here 45 ' may directly comprise, coming from molding, a ring 46' intended to ensure the crossing of a wall 48 'of the vehicle, this ring comprising a lip 49 'and a retainer 47' to ensure '1' sealing and fixation in a hole in the wall 48 '.
  • FIG. 11 shows a variant of the invention in which the sleeve 50 'is broadly sized to receive a sensor, for example having a hall effect 51', this sensor being no.yé in the plastic material injected between the bar 19 'and the sheath 25 '.

Landscapes

  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Abstract

Assemblage formant liaison électrique caractérisé en ce qu'il est constitué d'une barre rigide (1) conductrice de l'électricité solidaire à chacune de ses extrémités d'un conducteur souple multibrins (4, 5) .

Description

ASSEMBLAGE FORMANT LIAISON ELECTRIQUE DE GRANDE LONGUEUR
La présente invention vise un assemblage formant liaison électrique, notamment pour des courants forts , en particulier dans un véhicule automobile entre une batterie électrique et un emplacement dans le véhicule à distance de la batterie .
Dans les voitures automobiles , il est requis une puissance électrique importante car celles-ci comportent des installations engendrant une grande consommation, par exemple , la climatisation, la motorisation des portes , vitres , etc . On est donc souvent obligé de prévoir une batterie dans le coffre du véhicule .
Egalement, les nouvelles générations de voitures dites hybrides obligent à prévoir des batteries supplémentaires logées dans le coffre du véhicule .
On est donc obligé de prévoir un câblage électrique s ' étendant depuis cet emplacement vers le compartiment moteur .
Dans l' art antérieur, le câblage électrique est en cuivre, qui est cher et lourd . En outre, il est de grande souplesse, ce qui rend difficile son extension sous le véhicule automobile .
L ' un des buts de la présente invention est de réaliser un assemblage formant liaison électrique qui peut être de grande longueur, notamment sensiblement de la longueur d' un véhicule automobile, avec cependant un poids et un coût bien moindre par rapport aux câbles électriques classiques souples en aluminium, notamment multibrins .
Selon l ' invention, l' assemblage formant liaison électrique est tel que défini à la revendication 1.
Grâce à cette disposition, on réalise un assemblage formant liaison électrique qui est léger, peu coûteux et qui peut s ' étendre facilement sous un véhicule, sans moyens de fixations compliqués .
Des perfectionnements sont définis aux sous revendications 2 à 9.
La présente invention se rapporte également à un véhicule automobile comportant un assemblage suivant l' invention, notamment tel que défini à la revendication 10.
Suivant une caractéristique de détail, la barre est en aluminium.
De préférence, les conducteurs souples multibrins sont en cuivre .
Suivant un détail constructif, les extrémités de la barre et les extrémités correspondantes des conducteurs sont aplaties et soudées par ultrason .
Enfin, le câble électrique est formé d ' une série de barres alternées avec une série de conducteurs souples multibrins , l ' ensemble étant logé dans une gaine isolante .
L' invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à des modes de réalisation particuliers donnés à titre d' exemple seulement et représentés aux dessins annexés .
Figure 1 montre en perspective une extrémité d ' un barreau d ' aluminium et l ' extrémité correspondante d' un conducteur en cuivre .
Figure 2 est une vue en coupe longitudinale montrant la réalisation d ' un câble électrique, selon l ' invention .
Figure 3 montre une variante de réalisation de 1 ' invention .
Figure 4 est une vue en élévation d ' un autre mode de réalisation d' un assemblage formant liaison électrique de l ' invention .
Figure 5 est une vue en coupe longitudinale de l' assemblage de la figure 4.
Figure 6 est une vue en plan d ' un assemblage selon encore une autre variante de réalisation de l ' invention .
Figure 7 est une vue en coupe longitudinale du câble électrique de la figure 6.
Figures 8 et 9 sont des vues en coupe transversales de l' assemblage montrant sa fixation .
Figure 10 est une vue en coupe d ' une extrémité de l' assemblage avec une fixation . Figure 11 est une vue en coupe montrant une extrémité de l' assemblage suivant encore une variante de réalisation .
La référence 1 désigne un barreau d ' aluminium dont les extrémités 2 et 3 ont été aplaties pour présenter des plages méplates .
Le câble est complété par deux conducteurs ou câbles souples 4 et 5 , chaque conducteur étant formé d ' une série de brins de cuivre logés dans une gaine isolante 6, 7 respectivement .
Les extrémités correspondantes 8 et 9 des conducteurs sont dénudées et aplaties , lesdites extrémités étant posées sur les plages correspondantes du barreau et soudées par ultrason . La fixation des extrémités peut être réalisée aussi par soudage au laser, sertissage ou tout autre système sensiblement équivalent . La soudure par ultra son est néanmoins particulièrement bien adaptée à un assemblage suivant l' invention .
Le barreau 1 est ensuite recouvert d ' une gaine isolante 10 , qui peut également recouvrir les extrémités dénudées des conducteurs . Suivant un autre mode de réalisation, une troisième gaine, notamment en un matériau thermo-rétractable peut recouvrir les parties dénudées des conducteurs et la ou les parties méplates , par exemple en chevauchant d' une part la gaine isolante 6 , 7 de chaque câble souple et d' autre part la gaine isolante 10 du barreau .
Comme on le voit à la figure 3, on peut réaliser l' assemblage formant liaison électrique selon l ' invention de manière qu ' il soit constitué d ' une série de barreaux la reliés entre eux par une série de conducteurs 4a et 5a, l ' assemblage entre eux étant réalisé de la manière décrite ci-dessus et l ' ensemble pouvant être logé dans une gaine extrudée 10a , les conducteurs 4a et 5a étant sectionnés au moment de l ' utilisation .
Le barreau 1 peut être plein . Il peut également être en forme de tube, évidé au centre .
Suivant l' invention, on entend par conducteur de l' électricité un matériau ayant une conductivité électrique supérieure à 50.000 S/cm, de préférence supérieure ou égale à celle du Fer (environ 99.300 S/cm) .
Suivant l' invention, on entend par rigide un élément qui, en étant maintenu en un point de maintien et soumis en un point d' application de force à distance du point de maintien à une force de déformation, ne peut pas être courbé de manière réversible, en particulier au delà d' un angle de courbure de quelque degré, notamment au delà de 15 ° , de préférence 10 ° , plus préférentiellement 5 ° , l' angle de courbure étant l' angle entre une droite passant par le point de maintien et tangente à l' élément en ce point et la droite passant pat le point d' application et tangente à l ' élément en ce point .
Suivant l' invention, un élément souple est un élément qui n' est pas rigide .
Un élément est plus souple qu' un autre lorsqu' il peut être déformé de manière réversible plus loin (en terme d' angle de courbure) que l' autre élément . Le barreau, lorsqu' il est disposé dans un. véhicule peut être courbé pour comporter des coudes de pliure
(déformation non réversible) qui aident à son cheminement sous le véhicule . En outre sa rigidité assure qu' il conservera son positionnement initial, sans être affecté par des vibrations ou chocs liés à l' utilisation du véhicule . Dans l' art antérieur, les câbles souples avaient plus tendance à sortir de leur positionnement initial .
L' assemblage formant liaison électrique représenté aux figures 4 et 5 comprend deux conducteurs l' et 2 ' dont l ' un est destiné à être relié à une borne d ' une batterie et l ' autre aux différents appareils électriques à alimenter .
L ' une des extrémités du conducteur l ' est dénudée et, sur les brins de la partie dénudée, est sertie l ' une des extrémités d ' une douille 3 ' dont l ' autre extrémité est engagée et fixée sur une extrémité d ' une barre 4 ' de préférence à section circulaire et réalisée en un matériau conducteur de l ' électricité .
L ' autre extrémité de la barre 4 ' est solidaire d ' une extrémité d ' une douille 5 ' dont l ' autre extrémité est sertie sur une extrémité dénudée du conducteur 2' .
La barre 4 ' et les douilles 3' et 5' sont logées dans une gaine isolante 6r dont la section est supérieure à celle de la barre de manière à ménager un espace libre 7 ' .
Sur l ' une des extrémités de la gaine 6' est engagé un manchon 9' qui enserre la gaine du conducteur 2 ' . Le manchon 9' peut être soudé ou collé pour assurer une liaison étanche entre la gaine 6' et le conducteur 2 ' et comporte un trou d' inj ection 10' .
L ' autre extrémité de la gaine 6' reçoit un manchon 12 ' enserrant ladite gaine 6' et celle du conducteur l' , ce manchon étant également collé ou soudé et comporte un trou 14 ' .
Par le trou 10 ' , on inj ecte de la matière plastique qui remplit le manchon 9' , l ' espace libre 7 ' , le manchon 12 ' , le trou 14 ' permettant l ' évacuation de l ' air lors de cette inj ection .
Ainsi, on assure une parfaite protection de la barre 4 ' , son isolation électrique et on renforce la liaison entre les conducteurs l' et 2 ' et ladite barre 4 ' .
A la figure 6, on a représenté une variante de réalisation dans laquelle une partie du câble électrique a été fixée sous la caisse d ' un véhicule, ledit câble électrique étant préformé et l ' ensemble étant fixé par des étriers .
L' assemblage comprend un conducteur souple 15' logé dans une gaine isolante 16' et dont une extrémité dénudée 17 ' est sertie dans l ' une des extrémités d ' une douille 18 ' dont l ' autre extrémité est engagée et fixée sur une extrémité d ' une barre 19' à section circulaire et en un matériau bon conducteur de l ' électricité .
L ' extrémité libre de la barre 19' est solidaire de l ' une des extrémités d ' une douille 20 ' sertie sur une extrémité dénudée 21' d ' un conducteur 22 ' logé dans une gaine isolante 23 ' .
La barre 19' est logée dans une gaine anneiée 25' de section rectangulaire aux extrémités de laquelle sont montés des manchons 26' et 27 ' qui assurent une liaison étanche entre la gaine anneiée 25' et les gaines isolantes 16' et 23' respectivement .
Les manchons 26' et 27 ' comportent des trous , respectivement, 29' et 30' , par l ' un desquels on peut inj ecter une matière plastique, l ' autre permettant à l ' air de s ' échapper.
Comme la barre 19' est ronde, la matière plastique inj ectée forme une protection importante autour de la barre .
Compte tenu que la gaine 25 ' est anneiée, les manchons 26' et 27 ' peuvent être réalisés en une matière plastique élastique enserrant une partie des anneaux de la gaine et les gaines 16' et 23' des conducteurs .
Pour fixer la partie du câble électrique destinée à s ' étendre sous la caisse du véhicule , on prévoit une série d ' étrier 33 ' à section en U avec deux branches 34 ' et une âme 35 ' , les branches étant prolongées par des ailettes 36' dans lesquelles sont montés prisonniers des écrous 37 ' .
Sur les branches 34 ' sont engagés des organes de retenue 40 ' présentant, au droit des coudes reliant les branches 34 ' aux ailettes 36' , un bossage 41' . La gaine annelée 25 ' est insérée dans les étriers 33 ' , les organes de retenue 40 ' coopérant avec i ' un des intervalles entre deux anneaux de deux côtés opposés , tandis que l ' intervalle d' un autre côté vient porter contre l ' âme 35' et le côté opposé coopérant avec les bossages 41' .
Les écrous 37 ' sont fixés à des vis ou des gouj ons filetés prévus sous la carrosserie .
Comme on le voit à la figure 10 , l ' un des manchons référencé ici 45' peut directement comporter, venue de moulage , une bague 46' destinée à assurer la traversée d ' une paroi 48 ' du véhicule, cette bague comportant une lèvre 49' et un organe de retenue 47 ' pour assurer ' 1 ' étanchéité et la fixation dans un trou de la paroi 48 ' .
La figure 11 montre une variante de l ' invention dans laquelle le manchon 50 ' est largement dimensionné pour recevoir un capteur, par exemple à effet hall 51' , ce capteur étant no.yé dans la matière plastique inj ectée entre la barre 19' et la gaine 25' .
Plusieurs modes de réalisation ont été décrits ci dessus . Il va de soi que des caractéristiques individuelles propres à certains des modes de réalisations peuvent être prévues également sur les autres modes de réalisation qui ne sont pas décrits dans cette demande comme comportant ces caractéristiques individuelles propres et il va de soi que la présente description englobe les combinaisons de deux ou plus de deux des différents modes de réalisations présentés ici .

Claims

REVENDICATIONS
1. Assemblage formant liaison électrique caractérisé en ce qu ' il comporte au moins une barre ( 1 ; 4 ' ) en un premier matériau conducteur de l ' électricité et au moins un conducteur ( 4 , 5 ; l' , 2 ' ) en un deuxième matériau plus conducteur de l' électricité que le premier matériau, le au moins un conducteur étant plus souple que la au moins une barre et étant solidarisé à celle ci .
2. Assemblage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la au moins une barre (1 ; 4 ) est rigide et le au moins un conducteur est souple .
3. Assemblage suivant l' une des revendications 1 ou 2 , caractérisé en ce que le au moins un conducteur ( 4 , 5 ; l' , 2 ' ) est un câble multibrins .
4. Assemblage suivant l' une des revendications 1 à
3 , caractérisé en ce que au moins une extrémité {2 , 3 ) de la au moins une barre ( 1 ) comporte une plage méplate et une extrémité du au moins un conducteur (4 , 5) est soudée par ultrason sur la plage méplate .
5. Assemblage suivant l' une des revendications 1 à
4 , caractérisé en ce que la au moins une barre est en forme de tube .
6. Assemblage suivant l' une des revendications 1 à
5, caractérisé en ce que le premier matériau comporte de l' aluminium et le deuxième matériau comporte du cuivre .
7. Assemblage suivant l' une des revendications précédentes , caractérisé en ce que un manchon en matériau thermo-rétractable recouvre les extrémités de la au moins une barre et du au moins un conducteur qui sont reliées l' une à l' autre , notamment fixées l' une à l' autre .
8. Assemblage suivant l ' une des revendications précédentes , caractérisé en ce que la au moins une barre est oblongue et présente une première section transversale et une première longueur, le au moins un conducteur est oblong et présente une deuxième section transversale et une deuxième longueur, la première longueur étant supérieure à la deuxième longueur; et les première et deuxième sections transversales étant choisies pour que la ' résistance linéique globale de l' assemblage soit sensiblement identique à la résistance linéique d' un conducteur en le deuxième matériau ayant une longueur globale égale à la somme des première et deuxième longueurs .
9. Assemblage suivant l' une des revendications 1 à 8 , caractérisé en ce que la au moins une barre est oblongue et présente une première section transversale et une première longueur, le au moins un conducteur est oblong et présente une deuxième section transversale et une deuxième longueur, la première section étant supérieure à la deuxième section; et les première et deuxième longueurs étant choisies pour que la résistance linéique globale de l' assemblage soit sensiblement identique à la résistance linéique d' un conducteur en le deuxième matériau ayant une longueur globale égale à la somme des première et deuxième longueurs .
IG . Véhicule automobile comportant un assemblage suivant l' une des revendications précédentes s ' étendant entre l ' avant et l' arrière du véhicule, notamment sous le véhicule .
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