Procédé pour connecter électriquement un connecteur et un conducteur électrique Les connecteurs électriques comprenant des vi roles à sertir autour de conducteurs électriques sont bien connus maintenant et les liaisons électriques sans soudure obtenues ont des propriétés qui les rendent acceptables pour la plupart des applications. Il a été découvert toutefois selon l'invention que ces liaisons peuvent être améliorées en scellant la liaison électrique avec une matière plastique, c'est-à-dire en isolant les zones serties des liaisons.
Le procédé pour connecter électriquement un connecteur et un conducteur électrique engagé dans une virole de ce connecteur, selon la présente in vention, est caractérisé en ce qu'on introduit un mé lange d'ingrédients qui réagissent de manière à for mer un matériau résineux durcissant automatique ment dans l'espace compris entre le conducteur et la virole, qu'on sertit la virole autour du conducteur de façon à provoquer en même temps l'écoulement du mélange dans ledit espace et à le chasser ensuite partiellement hors de la sertissure, le mélange dur cissant ensuite pour sceller la liaison électrique ob tenue. Les ingrédients peuvent ordinairement être au nombre de deux et sont de préférence une résine époxy liquide et un agent de durcissement liquide pour ladite résine.
La résine époxy est le produit de réaction de l'oxyde d'éthylène ou d'épichlorhydrine avec un composé contenant au moins deux groupes hydroxyle, et peut consister par exemple en le pro duit de condensation de l'épichlorhydrine avec du 4,4'-propylidènediphénol, de l'éthylène glycol ou du glycérol. Pour ces résines, l'agent de durcissement peut être une base organique, un acide, un anhydride ou un composé contenant des atomes d'hydrogène actif. Les mélanges de ces composés durcissent auto matiquement, à la température ambiante, en un ma- tériau résineux rigide, infusible et insoluble, assez rapidement après avoir été mélangés. Le sertissage doit, naturellement, avoir lieu avant le durcissement.
Les matières plastiques mouillent les surfaces du connecteur et du conducteur et se lient à ces sur faces.
Les ingrédients peuvent être contenus avec avan tage séparément dans des récipients brisables, l'opé ration de sertissage brisant les récipients, mélangeant les ingrédients, introduisant le mélange dans ledit espace et l'expulsant partiellement hors de la sertis sure. Les récipients peuvent être en matière plas tique, par exemple, en un tube de matière plastique tel qu'un manchon de polyéthylène, de polypropy- lène ou de polyester.
Il est possible aussi qu'une ré sine époxy soit contenue dans un récipient fait d'une résine époxy ; un corps d'une résine époxy mono mère peut être muni d'une pellicule de résine époxy en appliquant un agent de durcissement, par exem ple du trifluorure de bore, à la surface du corps. Un agent de durcissement peut être contenu de la même manière.
Le mélange d'ingrédients peut être introduit aussi dans ledit espace en plongeant l'extrémité du conducteur dans le mélange avant qu'il soit placé dans la virole. Quand les connecteurs doivent être sertis dans une machine automatique ou semi-auto matique, il peut être commode d'introduire le mé lange dans la virole à un poste distinct adjacent au poste de sertissage de la machine au moyen d'un ajutage conçu pour éjecter une petite quantité du mélange.
L'invention comprend également un connecteur pour la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend une virole destinée à être sertie autour d'un conducteur électrique et des ingrédients qui, lorsqu'ils sont mélangés, réagissent pour former un matériau résineux durcissant auto matiquement, contenus séparément dans des réci pients brisables disposés de façon que le sertissage de la virole brise les récipients, mélange les ingré dients et provoque l'écoulement du mélange dans l'espace compris entre la virole et le conducteur.
II peut être commode de monter les récipients sur la surface externe de la virole, qui peut avoir une section cylindrique, le mélange atteignant ledit espace par un trou radial percé dans la virole. Les ingré dients peuvent être contenus aussi dans de petites capsules de cire par exemple, les capsules des divers ingrédients étant mélangées et contenues dans ou sur la virole ; elles peuvent être maintenues sur la paroi interne de la virole par un adhésif.
L'ensemble obtenu par le procédé selon la pré sente invention a des propriétés améliorées sous trois aspects principaux par rapport aux ensembles dans lesquels la liaison électrique n'est pas scellée ainsi ; en premier lieu, la liaison a une meilleure résistance aux milieux néfastes, par exemple aux milieux hu mides ou corrosifs ; en second lieu, la liaison a des propriétés électriques et mécaniques meilleures et troisièmement la liaison est plus stable et plus sûre. Ces perfectionnements sont illustrés ci-dessous.
On va décrire maintenant quelques formes d'exé cution de l'invention plus en détail et à titre d'exem ple en se référant au dessin annexé, sur lequel la fia. 1 est une vue en perspective d'un connec teur électrique ; la fig. 2 est une vue en coupe longitudinale du connecteur représenté sur la fi-. 1 et suivant la ligne II-II de la fig. 3 ; la fig. 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la fig. 2 ;
la fig. 4 est une vue en coupe, similaire à la fig. 2, du connecteur représenté sur les fig. 1 à 3 en position entre les matrices utilisées pour sertir le connecteur sur un fil ; les fig. 5 et 6 sont des vues en coupe longitudi nale de deux autres connecteurs.
Le connecteur représenté sur la fig. 1 est une cosse possédant une patte circulaire 4 et une virole cylindrique 2 entourée par un manchon métallique 6, entouré lui-même par un manchon isolant 8 en ma tière plastique. Des capsules séparées 14 et 16 d'un monomère et d'un agent de durcissement conve nables sont maintenues sur la surface du manchon 8 par un revêtement 18 en matière plastique. Ces cap sules sont adjacentes à un trou JO qui traverse les manchons 6 et 8 et la virole 2.
Lors de la fabrication, l'extrémité 22 d'un fil métallique isolé est introduite dans la virole et le connecteur est serti au fil par des matrices 20 et 24. Durant le sertissage, les capsules 14 et 16 sont rom pues, leurs contenus se mélangent et s'écoulent par le trou 10 à l'intérieur de la virole 2 et mouillent la surface du fil et la surface interne de la virole. A mesure que la virole et le fil sont pressés l'un contre l'autre, le mélange de résine et d'agent de durcissement est comprimé et expulsé dans la virole. A mesure que la pression augmente le mélange est chassé hors de la virole et forme, après polyméri sation, une garniture d'étanchéité tenace et imper méable pour la sertissure ; les interstices éventuels dans la sertissure sont remplis par le polymère.
La quantité de résine et d'agent de durcissement utilisée doit être suffisante pour former un scelle ment continu à chaque extrémité de la virole 2 et dans le trou 10. Ces scellements isolent les parties de contact de la sertissure, par exemple, des gaz ou des liquides corrosifs. La quantité réelle d'agent de durcissement et de monomère requise est très petite du fait que le fil et la virole sont comprimés de façon substantielle et sont en contact intime l'un avec l'autre par suite du sertissage.
Dans le connecteur représenté sur la fig. 5, la virole 2 n'est pas entourée par les manchons 6 et 8 du connecteur représenté sur les fig. 1 à 4. La sur face interne de la virole possède deux rainures annu laires internes 34 dans lesquelles sont montés de courts tronçons de tube 36 et 38 contenant respec tivement la résine et l'agent de durcissement. Lors du sertissage les tubes sont rompus, et leurs contenus se mélangent et s'écoulent dans l'espace compris entre le fil et la virole.
La fig. 6 montre un connecteur dans lequel une virole 2 est entourée par un manchon métallique 6. Le monomère, qui est une résine époxy, est enduit sur l'intérieur de la virole et contenu dans une croûte 42 de résine cuite. L'agent de durcissement est contenu dans des capsules séparées 40, qui sont elles-mêmes contenues dans la croûte 42.
On a effectué une série d'essais pour comparer la liaison ainsi obtenue avec diverses autres liaisons électriques sans soudure. Les résultats de ces essais sont donnés ci-dessous.
Dans les tables statistiques, les données sont les valeurs moyennes observées ; les tolérances données représentent des limites de confiance de 95 0/0 de chaque côté de la moyenne. Ces limites de confiance de 95 % sont déterminées par des méthodes expli- quées dans les pages 18 à 20 de < Statistical Methods for Chemists par W.
J. Youden, John Wiley & Sons, New York, 1951.
<I>Essai 1</I> On prépare un groupe témoin (I) de liaisons électriques en sertissant 20 bornes étamées et isolées préalablement, ayant une virole cylindrique sur un fil de cuivre nu à sept torons de 2 mm. On prépare un second groupe (II) exactement de la même ma nière, sauf que l'on plonge le fil dans un monomère, à savoir une résine époxy, connue sous la dénomina tion commerciale de < c Shell Epon 828 , juste avant le sertissage.
On prépare un troisième groupe (III) en plongeant le fil avant sertissage dans un agent de durcissement, à savoir de la tétraéthylène triamine. On prépare le quatrième groupe (IV) en mélangeant le monomère et l'agent de durcissement, en plon geant le fil dans le mélange, en le retirant presque aussitôt, et en sertissant ensuite le fil dans le cylindre de la borne. De la même manière, on prépare cinq autres groupes en faisant appel à d'autres mélanges de monomère et d'agent de durcissement prémélan- gés et appliqués au fil juste avant le sertissage.
On prend des relevés de résistance électrique 24 heures après. On suspend ensuite les bornes serties pendant seize heures dans un brouillard salin à 4 '% (procédé ASTM B 117-54T) après quoi an enlève les fils,
on les réunit en un cordon unique et on applique une surcharge de courant de 150 % (48 ampères) pen- dant 8 heures. On répète ce cycle pendant 5 jours et on mesure de nouveau les valeurs de la résistance. On répète ensuite les cycles pendant sept jours sup plémentaires, après quoi on interrompt l'essai en rai son de la défaillance complète du groupe témoin. Les résultats sont consignés dans le tableau I.
On constitue le groupe V en faisant appel à de la résine Shell Epon 828 et à de la diéthylène tétramine ; le groupe VI en faisant appel à de l'Araldite 440 de CIBA et à de la diéthylène tri- amine: le groupe VII en faisant appel à de l'Aral- dite 440 et à de la triéthylènetétramine ;
le groupe VIII en faisant appel à de l'Araldite 440 et à de l'amino-éthylpipérazine ; et le groupe IX en faisant appel à de l'Epon 282 et à de la Bakélite ZZI-0814 , et un produit d'addition d'oxyde éthy- lène-a mino aliphatique, comme agent de durcisse ment.
EMI0003.0044
<I>Tableau <SEP> I</I>
<tb> Chute <SEP> moyenne <SEP> de <SEP> tension <SEP> en <SEP> millivolts <SEP> à <SEP> 32
<tb> ampères <SEP> après
<tb> <I>Groupe <SEP> 0 <SEP> cycle <SEP> S <SEP> cycles <SEP> 12 <SEP> cycles</I>
<tb> <B>1</B> <SEP> 8,4 <SEP> <SEP> 0,8 <SEP> 28 <SEP> <SEP> 9 <SEP> 44 <SEP> <SEP> 8
<tb> II <SEP> 5,8 <SEP> <SEP> 0,2 <SEP> 6,8 <SEP> <SEP> 0,3 <SEP> 15,8 <SEP> <SEP> 1,0
<tb> III <SEP> 5,4 <SEP> <SEP> 0,2 <SEP> 7,3 <SEP> <SEP> 1,5 <SEP> 13,2 <SEP> <SEP> 0,4
<tb> IV <SEP> 6,3 <SEP> <SEP> 0,3 <SEP> 7,1 <SEP> <SEP> 0,4 <SEP> 7,8 <SEP> <SEP> 0,4
<tb> V <SEP> 5,6 <SEP> <SEP> 0,3 <SEP> 6,3 <SEP> <SEP> 0,2 <SEP> 6,8 <SEP> <SEP> 0,2
<tb> VI <SEP> 6,1 <SEP> <SEP> 0,3 <SEP> 6,9 <SEP> <SEP> 0,3 <SEP> 7,1 <SEP> <SEP> 0,3
<tb> VII <SEP> 5,8 <SEP> <SEP> 0,5 <SEP> 6,6 <SEP> <SEP> 0,7 <SEP> 6,
9 <SEP> <SEP> 0,4
<tb> VIII <SEP> 6,1 <SEP> <SEP> 0,2 <SEP> 7,1 <SEP> <SEP> 0,6 <SEP> 7,6 <SEP> <SEP> 0,3
<tb> 1X <SEP> 7,1 <SEP> <SEP> 0,2 <SEP> 7,8 <SEP> <SEP> 0,7 <SEP> 7,6 <SEP> <SEP> 0,5 <I>Essai 2</I> On exécute une série d'essais sur des bornes comportant des viroles en forme de U, et pendant leur sertissage, les branches du U sont recourbées l'une vers l'autre et pressées dans le conducteur qui se trouve entre les branches du U pour obtenir une liaison dont la section a essentiellement la forme d'un B.
On sertit un premier groupe (I) de 20 bornes ét5mées sur des fils métalliques sans additifs. On sertit un autre groupe (Il) de 20 bornes sur des fils et on introduit dans la virole un mélange d'un mono- mère et d'un agent de durcissement, à savoir de l'Araldite 400 et de la triéthylènetétramine. On sertit aussi sur des fils un troisième groupe (III) de bornes nues ne contenant pas d'additifs et un qua trième groupe (IV) de bornes nues contenant le mé lange.
On soumet les quatre groupes de bornes à une surcharge de courant de 150 1% pendant 44 heures et on enregistre le relevé de chute de tension en millivolts avant et après. Le tableau II présente les résultats obtenus dans ces essais.
EMI0003.0061
<I>Tableau <SEP> 11</I>
<tb> Chute <SEP> de <SEP> tension <SEP> en <SEP> millivolts
<tb> <I>Groupe <SEP> Initial <SEP> Final</I>
<tb> <B>1</B> <SEP> 21,0 <SEP> <SEP> 1,5 <SEP> 28,0 <SEP> <SEP> 5,8
<tb> II <SEP> 17,9 <SEP> <SEP> 0,4 <SEP> 17,5 <SEP> <SEP> 0,3
<tb> III <SEP> 23,0 <SEP> <SEP> 1,9 <SEP> 35 <SEP> <SEP> 10
<tb> IV <SEP> 17,6 <SEP> <SEP> 0,6 <SEP> 17,3 <SEP> <SEP> 0,4 On voit que les bornes nues ayant une résine époxy dans la sertissure se comportent mieux que les bornes étamées sans résine époxy. <I>Essai 3</I> On sertit trois groupes de douze bornes étamées préisolées normalisées de la dimension convenable pour un fil de 2 mm sur des tronçons de 25 cm de fil à 7 torons. Le premier groupe (I) reste non traité.
On fabrique le second groupe (II) en introduisant l'extrémité du fil dans un mélange de résine Shell Epon 828 et de diéthylène triamine avant sertis sage. On fabrique le groupe III en faisant appel à de l'Araldite 440 ,de la CIRA<B> </B>et à de la di6thy- lène triamine. On fait vieillir tous les échantillons pendant une semaine environ et on détermine ensuite la chute de tension en millivolts.
On soumet ensuite tous les échantillons à un essai de vibration nor malisé (MIL Spec. 7928-C) parallèlement et perpen diculairement à l'axe des bornes et on détermine de nouveau les chutes en millivolts. On soumet enfin tous les échantillons à une pulvérisation au sel pen dant une semaine et on mesure de nouveau la chute en millivolts.
EMI0003.0077
<I>Tableau <SEP> III</I>
<tb> Chute <SEP> de <SEP> tension <SEP> en <SEP> millivolts
<tb> à <SEP> 32 <SEP> ampères
<tb> Après <SEP> une
<tb> Avant <SEP> Après <SEP> semaine
<tb> Groupe <SEP> vibration <SEP> vibration <SEP> d'exposition
<tb> au <SEP> brouil lard <SEP> salin
<tb> <B>1</B> <SEP> Moyen <SEP> 4,1 <SEP> <SEP> 0,2 <SEP> 4,8 <SEP> <SEP> 0,7 <SEP> 5,1 <SEP> <SEP> 0,
8
<tb> Haut <SEP> et <SEP> Bas <SEP> 3,8 & 4,3 <SEP> 4,0 & 8,0 <SEP> 4,0 & 8,1
<tb> II <SEP> Moyen <SEP> 3,9 <SEP> 0,2 <SEP> 4,1 <SEP> <SEP> 0,2 <SEP> 4,1 <SEP> 0,2
<tb> Haut <SEP> et <SEP> Bas <SEP> 3,5 & 4,2 <SEP> 3,7 & 4,8 <SEP> 3,8 & 4,9
<tb> III <SEP> Moyen <SEP> 3,8 <SEP> 0,2 <SEP> 3,7 <SEP> 0,2 <SEP> 3,7 <SEP> <B> 0,1</B>
<tb> Haut <SEP> et <SEP> Bas <SEP> 3,4 & 4,2 <SEP> 3,2 & 4,0 <SEP> 3,4 & 4,0 Comme les liaisons contenant une résine époxy ne se sont pas détériorées après exposition au brouil lard salin, ces données montrent que les liaisons con tenant une résine époxy ne sont pas affectées de façon préjudiciable par la vibration.
<I>Essai 4</I> On sertit un premier groupe (I) de bornes en aluminium étamé sur des fils de 4 mm en présence d'un composé de stabilisation de la liaison compre nant une graisse mélangée avec des particules de nickel. On sertit un second groupe (II) de bornes identiques sur le même fil avec un mélange d'une résine époxy monomère, d'un agent de durcissement et de particules de nickel comme composé de stabili sation de la liaison.
On effectue des mesures de la chute de tension initiale en millivolts pour tous les échantillons, que l'on soumet ensuite à un essai de cycle de température de 100 jours dans lequel ils sont chauffés à 100o C, laissés seize heures à cette température, laissés refroidir à la température am biante pendant deux heures, chauffés à 1000 C, main tenus à cette température pendant 6 heures, refroidis de nouveau à la température ambiante pendant deux heures, et chauffés ensuite à 1000 C et maintenus à cette température pendant seize heures. Les résultats sont présentés dans le tableau IV.
EMI0004.0008
<I>Tableau <SEP> IV</I>
<tb> Relevés <SEP> des <SEP> chutes <SEP> de <SEP> tension
<tb> en <SEP> millivolts
<tb> (enregistrés <SEP> à <SEP> 55 <SEP> ampères)
<tb> Groupe <SEP> Initiale <SEP> Après <SEP> 100 <SEP> jours
<tb> <B>1</B> <SEP> 5,5 <SEP> <SEP> 0,1 <SEP> 8,8 <SEP> <SEP> 0,5*
<tb> <B>11</B> <SEP> 4,9 <SEP> <SEP> 0,1 <SEP> 6,7 <SEP> <SEP> 0,5**
<tb> * <SEP> 25 <SEP> % <SEP> des <SEP> valeurs <SEP> sont <SEP> supérieures <SEP> à <SEP> 11 <SEP> millivolts
<tb> * <SEP> <B>*</B>Valeur <SEP> maximum <SEP> de <SEP> 9,2 <SEP> millivolts
Method for Electrically Connecting a Connector and an Electrical Conductor Electrical connectors comprising crimped vi roles around electrical conductors are now well known and the solderless electrical connections obtained have properties which make them acceptable for most applications. However, it has been discovered according to the invention that these connections can be improved by sealing the electrical connection with a plastic material, that is to say by insulating the crimped areas of the connections.
The method for electrically connecting a connector and an electrical conductor engaged in a ferrule of this connector, according to the present invention, is characterized in that a mixture of ingredients is introduced which react so as to form a hardening resinous material. automatically in the space between the conductor and the ferrule, that the ferrule is crimped around the conductor so as at the same time to cause the mixture to flow into said space and then to partially expel it from the crimping, the hard mixture then curing to seal the resulting electrical connection. The ingredients can ordinarily be two in number and are preferably a liquid epoxy resin and a liquid curing agent for said resin.
The epoxy resin is the reaction product of ethylene oxide or epichlorohydrin with a compound containing at least two hydroxyl groups, and can consist, for example, of the condensation product of epichlorohydrin with 4,4 ' -propylidenediphenol, ethylene glycol or glycerol. For these resins, the curing agent can be an organic base, an acid, an anhydride or a compound containing active hydrogen atoms. Mixtures of these compounds self-cure, at room temperature, to a stiff, infusible, insoluble resinous material fairly quickly after mixing. Crimping must, of course, take place before curing.
The plastics wet the surfaces of the connector and conductor and bond to these faces.
The ingredients may advantageously be contained separately in breakable containers, the crimping operation breaking up the containers, mixing the ingredients, introducing the mixture into said space and partially expelling it out of the sour seam. The containers can be made of plastic, for example, a plastic tube such as a sleeve of polyethylene, polypropylene or polyester.
It is also possible that an epoxy resin is contained in a container made of an epoxy resin; a body of a mono-mother epoxy resin can be provided with a film of epoxy resin by applying a curing agent, for example boron trifluoride, to the surface of the body. A curing agent can be contained in the same way.
The mixture of ingredients can also be introduced into said space by immersing the end of the conductor in the mixture before it is placed in the ferrule. When connectors are to be crimped in an automatic or semi-automatic machine, it may be convenient to introduce the mixture into the ferrule at a separate station adjacent to the machine's crimp station by means of a nozzle designed to eject. a small amount of the mixture.
The invention also comprises a connector for implementing the method defined above, characterized in that it comprises a ferrule intended to be crimped around an electrical conductor and ingredients which, when mixed, react. to form a self-hardening resinous material, contained separately in breakable containers arranged so that the crimping of the shell breaks the containers, mixes the ingredients and causes the mixture to flow into the space between the shell and the driver.
It may be convenient to mount the containers on the outer surface of the shell, which may have a cylindrical section, the mixture reaching said space through a radial hole drilled in the shell. The ingredients can also be contained in small wax capsules for example, the capsules of the various ingredients being mixed and contained in or on the ferrule; they can be maintained on the internal wall of the shell by an adhesive.
The assembly obtained by the process according to the present invention has improved properties in three main aspects compared to assemblies in which the electrical connection is not sealed in this way; firstly, the bond has better resistance to harmful media, for example wet or corrosive media; second, the bond has better electrical and mechanical properties; and third, the bond is more stable and secure. These improvements are illustrated below.
Some embodiments of the invention will now be described in more detail and by way of example with reference to the accompanying drawing, in which fia. 1 is a perspective view of an electrical connector; fig. 2 is a longitudinal sectional view of the connector shown in FIG. 1 and along line II-II of FIG. 3; fig. 3 is a section taken along line III-III of FIG. 2;
fig. 4 is a sectional view, similar to FIG. 2, of the connector shown in FIGS. 1 to 3 in position between the dies used to crimp the connector on a wire; figs. 5 and 6 are longitudinal sectional views of two other connectors.
The connector shown in fig. 1 is a terminal having a circular tab 4 and a cylindrical ferrule 2 surrounded by a metal sleeve 6, itself surrounded by an insulating sleeve 8 made of plastic. Separate capsules 14 and 16 of suitable monomer and curing agent are held on the surface of sleeve 8 by a plastic coating 18. These caps are adjacent to a hole OJ which passes through the sleeves 6 and 8 and the ferrule 2.
During manufacture, the end 22 of an insulated metal wire is introduced into the ferrule and the connector is crimped to the wire by dies 20 and 24. During crimping, the capsules 14 and 16 are broken, their contents are separated. mix and flow through the hole 10 inside the ferrule 2 and wet the surface of the wire and the internal surface of the ferrule. As the ferrule and wire are pressed together, the mixture of resin and curing agent is compressed and expelled into the ferrule. As the pressure increases the mixture is forced out of the ferrule and, after curing, forms a tough, waterproof seal for the seam; any interstices in the crimp are filled with the polymer.
The amount of resin and curing agent used should be sufficient to form a continuous seal at each end of ferrule 2 and in hole 10. These seals isolate the contact parts of the crimp, for example, from gases or corrosive liquids. The actual amount of curing agent and monomer required is very small because the wire and ferrule are substantially compressed and are in intimate contact with each other as a result of crimping.
In the connector shown in fig. 5, the ferrule 2 is not surrounded by the sleeves 6 and 8 of the connector shown in FIGS. 1 to 4. The inner surface of the shell has two internal annular grooves 34 in which are mounted short sections of tube 36 and 38 respectively containing the resin and the curing agent. During crimping the tubes are broken, and their contents mix and flow in the space between the wire and the ferrule.
Fig. 6 shows a connector in which a ferrule 2 is surrounded by a metal sleeve 6. The monomer, which is an epoxy resin, is coated on the inside of the ferrule and contained in a crust 42 of baked resin. The curing agent is contained in separate capsules 40, which are themselves contained in the crust 42.
A series of tests were performed to compare the resulting bond with various other solderless electrical connections. The results of these tests are given below.
In statistical tables, the data are the observed mean values; the tolerances given represent 95% confidence limits on either side of the mean. These 95% confidence limits are determined by methods explained on pages 18-20 of <Statistical Methods for Chemists by W.
J. Youden, John Wiley & Sons, New York, 1951.
<I> Test 1 </I> A control group (I) of electrical connections is prepared by crimping 20 tinned and previously insulated terminals, having a cylindrical ferrule on a bare copper wire with seven strands of 2 mm. A second group (II) is prepared in exactly the same way, except that the wire is immersed in a monomer, namely an epoxy resin, known under the trade name of <c Shell Epon 828, just before crimping. .
A third group (III) is prepared by immersing the wire before crimping in a curing agent, namely tetraethylene triamine. The fourth group (IV) is prepared by mixing the monomer and the curing agent, dipping the wire into the mixture, removing it almost immediately, and then crimping the wire into the terminal cylinder. Likewise, five other groups were prepared using other mixtures of monomer and curing agent premixed and applied to the wire just before crimping.
Electrical resistance readings are taken 24 hours later. The crimped terminals are then suspended for sixteen hours in a 4% salt spray (ASTM B 117-54T method) after which the wires are removed,
they are bundled into a single bead and a 150% current overload (48 amps) applied for 8 hours. This cycle is repeated for 5 days and the resistance values are measured again. The cycles are then repeated for an additional seven days, after which the test is terminated due to complete failure of the control group. The results are reported in Table I.
Group V is formed by using Shell Epon 828 resin and diethylene tetramine; group VI using Araldite 440 from CIBA and diethylene triamine; group VII using Araldite 440 and triethylenetetramine;
group VIII using Araldite 440 and amino-ethylpiperazine; and Group IX using Epon 282 and Bakelite ZZI-0814, and an adduct of α-ethylene oxide as a curing agent.
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<I> Table <SEP> I </I>
<tb> Average <SEP> drop <SEP> of <SEP> voltage <SEP> in <SEP> millivolts <SEP> to <SEP> 32
<tb> amps <SEP> after
<tb> <I> Group <SEP> 0 <SEP> cycle <SEP> S <SEP> cycles <SEP> 12 <SEP> cycles </I>
<tb> <B> 1 </B> <SEP> 8,4 <SEP> <SEP> 0,8 <SEP> 28 <SEP> <SEP> 9 <SEP> 44 <SEP> <SEP> 8
<tb> II <SEP> 5.8 <SEP> <SEP> 0.2 <SEP> 6.8 <SEP> <SEP> 0.3 <SEP> 15.8 <SEP> <SEP> 1.0
<tb> III <SEP> 5.4 <SEP> <SEP> 0.2 <SEP> 7.3 <SEP> <SEP> 1.5 <SEP> 13.2 <SEP> <SEP> 0.4
<tb> IV <SEP> 6.3 <SEP> <SEP> 0.3 <SEP> 7.1 <SEP> <SEP> 0.4 <SEP> 7.8 <SEP> <SEP> 0.4
<tb> V <SEP> 5.6 <SEP> <SEP> 0.3 <SEP> 6.3 <SEP> <SEP> 0.2 <SEP> 6.8 <SEP> <SEP> 0.2
<tb> VI <SEP> 6.1 <SEP> <SEP> 0.3 <SEP> 6.9 <SEP> <SEP> 0.3 <SEP> 7.1 <SEP> <SEP> 0.3
<tb> VII <SEP> 5.8 <SEP> <SEP> 0.5 <SEP> 6.6 <SEP> <SEP> 0.7 <SEP> 6,
9 <SEP> <SEP> 0.4
<tb> VIII <SEP> 6.1 <SEP> <SEP> 0.2 <SEP> 7.1 <SEP> <SEP> 0.6 <SEP> 7.6 <SEP> <SEP> 0.3
<tb> 1X <SEP> 7.1 <SEP> <SEP> 0.2 <SEP> 7.8 <SEP> <SEP> 0.7 <SEP> 7.6 <SEP> <SEP> 0.5 < I> Test 2 </I> A series of tests are carried out on terminals having U-shaped ferrules, and during their crimping, the branches of the U are bent towards each other and pressed into the conductor which is between the branches of the U to obtain a link whose section has essentially the shape of a B.
A first group (I) of 20 ét5mées terminals is crimped on metal wires without additives. Another group (II) of 20 terminals is crimped on wires and a mixture of a monomer and a curing agent, namely Araldite 400 and triethylenetetramine, is introduced into the ferrule. A third group (III) of bare terminals containing no additives and a fourth group (IV) of bare terminals containing the mixture are also crimped on wires.
All four groups of terminals were subjected to a current overload of 150 1% for 44 hours and the voltage drop reading in millivolts before and after was recorded. Table II shows the results obtained in these tests.
EMI0003.0061
<I> Table <SEP> 11 </I>
<tb> <SEP> drop in <SEP> voltage <SEP> in <SEP> millivolts
<tb> <I> Group <SEP> Initial <SEP> Final </I>
<tb> <B> 1 </B> <SEP> 21.0 <SEP> <SEP> 1.5 <SEP> 28.0 <SEP> <SEP> 5.8
<tb> II <SEP> 17.9 <SEP> <SEP> 0.4 <SEP> 17.5 <SEP> <SEP> 0.3
<tb> III <SEP> 23.0 <SEP> <SEP> 1.9 <SEP> 35 <SEP> <SEP> 10
<tb> IV <SEP> 17.6 <SEP> <SEP> 0.6 <SEP> 17.3 <SEP> <SEP> 0.4 We see that the bare terminals having an epoxy resin in the crimp behave better than tinned terminals without epoxy resin. <I> Test 3 </I> Three groups of twelve standard pre-insulated tinned terminals of the size suitable for a 2 mm wire are crimped on 25 cm sections of 7-strand wire. The first group (I) remains untreated.
The second group (II) is produced by introducing the end of the wire into a mixture of Shell Epon 828 resin and diethylene triamine before crimping. Group III is made using Araldite 440, IARA <B> </B> and diethylenetriamine. All samples are aged for about a week and then the voltage drop in millivolts is determined.
All samples were then subjected to a standard vibration test (MIL Spec. 7928-C) parallel and perpendicular to the axis of the terminals and the drops in millivolts were again determined. Finally, all samples were sprayed with salt for one week and the drop in millivolts was again measured.
EMI0003.0077
<I> Table <SEP> III </I>
<tb> <SEP> drop in <SEP> voltage <SEP> in <SEP> millivolts
<tb> to <SEP> 32 <SEP> amps
<tb> After <SEP> a
<tb> Before <SEP> After <SEP> week
<tb> Group <SEP> vibration <SEP> vibration <SEP> of exposure
<tb> to <SEP> brouil lard <SEP> saline
<tb> <B> 1 </B> <SEP> Medium <SEP> 4.1 <SEP> <SEP> 0.2 <SEP> 4.8 <SEP> <SEP> 0.7 <SEP> 5, 1 <SEP> <SEP> 0,
8
<tb> Up <SEP> and <SEP> Down <SEP> 3.8 & 4.3 <SEP> 4.0 & 8.0 <SEP> 4.0 & 8.1
<tb> II <SEP> Medium <SEP> 3.9 <SEP> 0.2 <SEP> 4.1 <SEP> <SEP> 0.2 <SEP> 4.1 <SEP> 0.2
<tb> Up <SEP> and <SEP> Down <SEP> 3.5 & 4.2 <SEP> 3.7 & 4.8 <SEP> 3.8 & 4.9
<tb> III <SEP> Medium <SEP> 3.8 <SEP> 0.2 <SEP> 3.7 <SEP> 0.2 <SEP> 3.7 <SEP> <B> 0.1 </ B >
<tb> High <SEP> and <SEP> Low <SEP> 3.4 & 4.2 <SEP> 3.2 & 4.0 <SEP> 3.4 & 4.0 As bonds containing epoxy resin do not did not deteriorate after exposure to salt mist, these data show that the bonds containing epoxy resin are not adversely affected by vibration.
<I> Test 4 </I> A first group (I) of tinned aluminum terminals is crimped on 4 mm wires in the presence of a bond stabilizing compound comprising a grease mixed with nickel particles. A second group (II) of identical terminals is crimped on the same wire with a mixture of a monomeric epoxy resin, a curing agent and nickel particles as a bond stabilizing compound.
Measurements of the initial voltage drop in millivolts are made for all samples, which are then subjected to a 100 day temperature cycle test in which they are heated to 100o C, left for sixteen hours at that temperature, left cool to room temperature for two hours, heated to 1000 C, held at this temperature for 6 hours, cooled back to room temperature for two hours, and then heated to 1000 C and held at that temperature for sixteen hours. The results are shown in Table IV.
EMI0004.0008
<I> Table <SEP> IV </I>
<tb> <SEP> readings <SEP> drops <SEP> of <SEP> voltage
<tb> in <SEP> millivolts
<tb> (registered <SEP> to <SEP> 55 <SEP> amps)
<tb> Group <SEP> Initial <SEP> After <SEP> 100 <SEP> days
<tb> <B> 1 </B> <SEP> 5.5 <SEP> <SEP> 0.1 <SEP> 8.8 <SEP> <SEP> 0.5 *
<tb> <B> 11 </B> <SEP> 4.9 <SEP> <SEP> 0.1 <SEP> 6.7 <SEP> <SEP> 0.5 **
<tb> * <SEP> 25 <SEP>% <SEP> of <SEP> values <SEP> are <SEP> greater than <SEP> than <SEP> 11 <SEP> millivolts
<tb> * <SEP> <B> * </B> Maximum <SEP> value <SEP> of <SEP> 9.2 <SEP> millivolts