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EP3266068B1 - Procédé de sertissage d'un contact electrique sur un câble et outil pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Procédé de sertissage d'un contact electrique sur un câble et outil pour la mise en oeuvre de ce procede Download PDF

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Publication number
EP3266068B1
EP3266068B1 EP16708183.5A EP16708183A EP3266068B1 EP 3266068 B1 EP3266068 B1 EP 3266068B1 EP 16708183 A EP16708183 A EP 16708183A EP 3266068 B1 EP3266068 B1 EP 3266068B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
crimping
contact
cable
electrical
electrical conduction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP16708183.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP3266068A1 (fr
Inventor
Laurent DELESCLUSE
Laurent Tristani
Benoît BEAUR
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aptiv Technologies Ltd
Original Assignee
Aptiv Technologies Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aptiv Technologies Ltd filed Critical Aptiv Technologies Ltd
Publication of EP3266068A1 publication Critical patent/EP3266068A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP3266068B1 publication Critical patent/EP3266068B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for forming connections by deformation, e.g. crimping tool
    • H01R43/048—Crimping apparatus or processes
    • H01R43/0488—Crimping apparatus or processes with crimp height adjusting means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R43/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for forming connections by deformation, e.g. crimping tool
    • H01R43/048—Crimping apparatus or processes

Definitions

  • the invention relates to the field of electrical connectors.
  • the invention relates in particular to a method of crimping an electrical contact on an electrical cable, an electrical contact crimped with this method, as well as a tool for implementing this method.
  • male and female electrical contacts are used to make an electrical connection between cable connectors or between a cable connector and an electrical or electronic device for example.
  • male or female contacts are electrically connected, by soldering, crimping or the like, to a cable comprising one or more strands.
  • contacts are often made by stamping and bending a sheet of copper.
  • the cables are generally also made of copper.
  • a crimping of the crimping zone is also carried out on the cable, by folding and compressing the fins on the cable.
  • a tool comprising a punch comprising two different crimping heights is used.
  • a crimping zone is then obtained, which after crimping, itself comprises a portion of mechanical retention and a portion of electrical conduction.
  • the mechanical retention and electrical conduction portions are in continuity of material with each other. In other words, starting from a contact with a single fin on each side of the cable, without cutting these fins or slitting separating them into several portions, a barrel for continuous crimping in the longitudinal direction is obtained.
  • the mechanical retention and electrical conduction portions have different final crimp heights, the final crimp height of the mechanical retention portion being higher than the final crimp height of the electrical conduction portion.
  • the strands of the cable are less compressed (the compression ratio is for example between 20 and 30%), the integrity of their mechanical properties is therefore essentially preserved and the retention of the cable in the crimp barrel meets specifications. For example, for a 1.5mm 2 copper wire, this retention force must be greater than 155N.
  • the strands of the cable are more compressed (the compression ratio is for example between 50 and 65%), the mechanical properties are therefore degraded compared to the mechanical retention zone.
  • the electrical resistivity in the electrical conduction zone is lower than in the mechanical retention zone.
  • An object of the invention is to at least partially overcome this drawback.
  • the deformations of the contact in the transition zone between the mechanical retention portion and the electrical conduction portion are limited and the contact does not have a crack or tear.
  • the copper contact is coated with a protective layer, for example tin, the integrity thereof remains. This avoids electrolytic corrosion problems due to the differences in electrochemical potentials between the cable and the contact.
  • the invention relates to a contact according to claim 2, crimped with the method according to claim 1.
  • This contact comprises a step between the mechanical retention portion and the electrical conduction portion whose height is between 0 , 4 and 0.7mm, or even less and between 0.5 and 0.6mm in some cases.
  • the method according to the invention also involves a tool comprising a crimping punch for the implementation of a crimping method of an electrical contact.
  • This punch comprises a groove having essentially a shape of W in section in a plane perpendicular to the longitudinal direction.
  • This groove has two successive segments in the longitudinal direction, a deeper segment for compressing the fins at the level of the mechanical retention portion and a shallower segment for compressing the fins at the level of the electrical conduction portion, the difference in height between these two segments being between 0.4 and 0.7mm, or even less and between 0.5 and 0.6mm in certain cases.
  • the figure 1 shows an electrical contact 100 intended to be mounted in a connector cavity (not shown) of a motor vehicle.
  • the contact 100 is made for example by stamping and bending a copper sheet.
  • the thickness of this copper sheet is for example between 0.2 and 0.5 mm.
  • it is a female contact 100, straight, extending in a longitudinal direction L which also corresponds to the coupling direction.
  • the contact 100 can be a right angle contact for example.
  • the contact 100 is shown here attached to a carrier strip 101 whose contact 100 will be separated at a later stage, after possible tinning.
  • the contact 100 has a coupling portion 110, a crimping zone 120 on the conductive strands 210 of a cable 200 and a crimping end 130 on the insulator 220 of this cable (see figure 2 ).
  • the coupling portion 110, the crimping zone 120 and the crimping end 130 follow one another along the longitudinal direction L which also corresponds to the coupling direction.
  • the coupling portion 110 may be perpendicular to the crimping zone 120 and to the crimping end 130 which themselves extend along the longitudinal direction L. But if the description which follows relates to a right contact, a person skilled in the art will easily know how to transpose it for a contact at right angle or other.
  • the crimping zone 120 is in the form of a gutter with two fins 122, 124 each extending on one side of a base 126.
  • the two fins 122, 124 and the base 126 therefore form, before crimping, a groove having essentially a U shape in section in a plane perpendicular to the longitudinal direction L.
  • Each fin 122 or 124 is continuous over its entire length. In other words, a fin 122 or 124 has neither a slot nor a cutout.
  • the contact 100 undergoes a crimping operation on a cable 200 during which the fins 122, 124 are folded and compressed on a stripped part of the cable 200.
  • This crimping operation is carried out by inserting the end of the cable 200 in the respective grooves of the crimping zone 120 and of the crimping end 130 and striking the contact 100, at the crimping zone 120 between an anvil (not shown) of a type known to those skilled in the art and a punch 300 which will be described later.
  • the crimping zone 120 has a mechanical retention portion 140, an electrical conduction portion 150 and a transition zone 160 between the two.
  • the mechanical retention portions 140, electrical conduction portions 150 and the transition zone 160 are in continuity of material with one another, without slit or cut in the longitudinal direction L.
  • the mechanical retention portions 140 and electrical conduction portions 150 have different final crimp heights in a direction perpendicular to the longitudinal direction L and corresponding to the direction D of movement of the punch 300 towards the anvil and vice versa.
  • the final crimp height of the mechanical retention portion 140 (see also figure 3B ) is lower than the final crimp height of the electrical conduction portion 150 (see also figure 3A ).
  • the heights of the mechanical retention portions 140 and electrical conduction portions 150 are essentially constant each over their respective length.
  • the difference in height is therefore essentially fixed and can be between 0.5mm and 0.6mm, for a thickness of copper sheet between 0.20 and 0.39mm and for an aluminum cable whose diameter is between 1.25 and 4 mm, or even between 0.75 and 6 mm.
  • This difference in height is sufficient to obtain very different compression rates respectively in the electrical conduction portion 150 and in the mechanical retention portion 140, while avoiding creating a crack or a tear in the sheet metal forming the contact 100. This is particularly important when copper is tinned.
  • a tear or a crack in the tinned copper layer would cause the underlying copper to be exposed and therefore in the long term, electrochemical corrosion phenomena mechanically weakening the contact and degrading its conduction, in particular at the level of the contact-cable interface.
  • the compression ratio is defined as the ratio of the section of cable 200 after crimping to the section of cable 200 before crimping. We can then see, by comparing the sections of the contact 100, and therefore the sections of the cable 200, respectively represented on the Figures 3A and 3B , that the compression ratio of the cable 200 is higher at the level of the electrical conduction portion 150 ( figure 3B ), that at the level of the mechanical retention portion 140 ( figure 3A ).
  • the compression ratio at the level of the electrical conduction portion 150 is advantageously of the order of 50% or more (up to 65%) and the rate compression at the mechanical retention portion 140 is between 20 and 30%.
  • the length I ce (that is to say in the longitudinal direction L) of the electrical conduction portion 150 is greater than 1.5 mm. It has been found by the inventors, that with a length I ce ⁇ 1.4 mm, the electrical resistance of the crimping is greater than 0.3 m ⁇ and changes over time, regardless of the compression ratio at the level of the electrical conduction portion 150. It has also been found by the inventors that with a compression ratio at the electrical conduction portion 150 of less than 50%, the electrical resistance of the crimping is greater than 0.3 m ⁇ and evolves in time, regardless of length l ce . On the other hand, with a length l ce > 1.4mm and a compression ratio in the electrical conduction portion 150 greater than 50%, a resistance is obtained at the electrical conduction portion of less than 0.3m ⁇ and stable in the time.
  • the dimension of the transition zone 160, in the longitudinal direction L is between 0.3mm and 0.6mm. In this case, it is 0.3mm.
  • the difference in height between the electrical conduction portion 150 and the mechanical retention portion 140 forms a step with an internal fold 162 and an external fold 164.
  • the internal folds 162 and external 164 are rounded with a radius of curvature between 0 , 1mm and 0.5mm.
  • the radius of curvature of the internal fold 162 is 0.1mm and that of the external fold 164 is 0.2mm.
  • the sum of the radii of curvature of the internal 162 and external 164 folds is therefore 0.3 mm.
  • Contact 100 illustrated on Figures 2, 3A and 3B is crimped using a tool comprising a punch 300 illustrated on the Figures 4, 5 and 6 .
  • This punch 300 essentially has the shape of an elongated parallelepiped plate between a high end 310 and a low end 320, in the direction D of movement of the punch 300 during crimping (see figure 4 ).
  • This plate has a thickness E in the direction corresponding to the longitudinal direction L during crimping.
  • the lower end 320 has two teeth 330 separated by a notch 340.
  • the notch 340 corresponds to the part of the punch 300 which makes it possible to shape the fins 122, 124, during crimping.
  • the notch 340 has a V-shaped mouth 342 which makes it possible to bring the fins 122, 124 towards one another to a position in which they are substantially parallel, then a channel 344, with walls which are essentially parallel to receive the fins 122, 124 when they are parallel, and finally, a groove 346 which makes it possible to gradually bring the fins 122, 124 successively above the cable 200, towards the latter and finally therein.
  • This groove 346 has essentially a shape of W in section in a plane perpendicular to the longitudinal direction L.
  • the groove 346 has two successive segments 348, 350 in the longitudinal direction L.
  • the deepest segment 348 corresponds to that which compresses the fins 122, 124 at the level of the mechanical retention portion 140.
  • the shallowest segment 350 corresponds to that which compresses the fins 122, 124 at the level of the electrical conduction portion 150.
  • the difference in height h between these two segments can be between 0.5 and 0.6mm. In the example described here, this difference in height h is 0.55 mm.
  • the length of the segment 350 compressing the fins 122, 124 at the level of the electrical conduction portion 150 has a dimension, in the longitudinal direction, is greater than or equal to 1.4mm. In the example described here, it is 1.5mm.
  • the height difference h between the segments 348, 350 forms a step with a step edge 352 and a step bottom 354.
  • the step edge 352 can have a radius of curvature for example between 0.1mm and 0.5mm . In the case described here, it is 0.1mm.
  • the bottom 354 of the step is also rounded. It can have a radius of curvature for example between 0.1mm and 0.5mm. In the case described here, it is 0.2mm.
  • the edge 356 of the groove is also rounded with a radius of curvature for example between 0.15 and 0.4 mm .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)

Description

  • L'invention concerne le domaine de la connectique électrique. L'invention concerne notamment un procédé de sertissage d'un contact électrique sur un câble électrique, un contact électrique serti avec ce procédé, ainsi qu'un outil pour la mise en œuvre de ce procédé.
  • En connectique, on utilise l'accouplement de contacts électriques mâles et femelles pour réaliser une connexion électrique entre des connecteurs de câbles ou entre un connecteur de câble et un dispositif électrique ou électronique par exemple. Dans le cas d'un connecteur de câble, des contacts mâles ou femelles sont reliés électriquement, par soudure, sertissage ou autre, à un câble comportant un ou plusieurs brins.
  • En connectique automobile, les contacts sont souvent réalisés par emboutissage et pliage d'une tôle de cuivre. Les câbles sont généralement également en cuivre.
  • Pour réduire le poids des faisceaux électriques dans les véhicules notamment, les câbles de cuivre sont parfois remplacés par des câbles en aluminium comportant plusieurs brins conducteurs. Le remplacement des câbles de cuivre par des câbles d'aluminium posent plusieurs problèmes. Principalement, l'aluminium se couvrant d'une couche d'oxyde, la conduction électrique au niveau des zones de contacts entre un câble d'aluminium et un contact en cuivre peut être réduite. Afin de pallier ce problème on cherche, d'une part, à briser la couche d'oxyde pour avoir une meilleure conductivité et, d'autre part, à éviter la reformation de cette couche d'oxyde après sertissage. A cette fin, on peut augmenter le taux de compression du câble dans la zone de sertissage. Mais cette augmentation du taux de compression induit une diminution de la résistance mécanique du câble dans la zone ainsi comprimée.
  • Le document US7306495B2 propose un procédé de sertissage dans lequel on fournit
    • un câble électrique comportant une pluralité de brins conducteurs en aluminium, et
    • un contact électrique avec une zone de sertissage s'étendant dans une direction longitudinale et comprenant une base et deux ailettes s'étendant chacune d'un côté de la base pour former une gorge ayant essentiellement une forme de U en coupe dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale.
  • Dans ce procédé, on réalise en outre un sertissage de la zone de sertissage sur le câble, en repliant et comprimant les ailettes sur le câble. On utilise à cette fin, un outil comportant un poinçon comportant deux hauteurs de sertissage différentes. On obtient alors une zone de sertissage, qui après sertissage, comprend elle-même une portion de rétention mécanique et une portion de conduction électrique. Les portions de rétention mécanique et de conduction électrique sont en continuité de matière l'une avec l'autre. Autrement dit, partant d'un contact avec une ailette unique de chaque côté du câble, sans découpe de ces ailettes ou fente les séparant en plusieurs portions, on obtient un fût de sertissage continu dans la direction longitudinale. Les portions de rétention mécanique et de conduction électrique ont des hauteurs finales de sertissage différentes, la hauteur finale de sertissage de la portion de rétention mécanique étant plus haute que la hauteur finale de sertissage de la portion de conduction électrique.
  • Ainsi, dans la zone de rétention mécanique, les brins du câble sont moins compressés (le taux de compression est par exemple compris entre 20 et 30%), l'intégrité de leurs propriétés mécaniques est donc essentiellement préservée et la rétention du câble dans le fût de sertissage satisfait aux spécifications. Par exemple, pour un fil de cuivre de 1.5mm2, cette force de rétention doit être supérieure à 155N. Dans la zone de conduction électrique, les brins du câble sont davantage compressés (le taux de compression est par exemple compris entre 50 et 65%), les propriétés mécaniques y sont donc dégradées par rapport à la zone de rétention mécanique. Par contre, la résistivité électrique dans la zone de conduction électrique est moindre que dans la zone de rétention mécanique.
  • Cependant, on peut observer, dans certains cas, que les propriétés électriques et mécaniques des contacts sertis avec ce type de procédé se dégradent dans le temps.
  • Un but de l'invention est de palier au moins partiellement cet inconvénient.
  • A cet effet, il est prévu un procédé de sertissage d'un contact électrique tel que défini dans la revendication indépendante 1. La différence entre les hauteurs finales de sertissage de la portion de rétention mécanique et de la portion de conduction électrique est comprise entre 0,4 et 0,7mm, voire inférieure et comprise entre 0,5 et 0,6mm dans certains cas.
  • Grâce à cette disposition (pouvant résulter par exemple de la géométrie du poinçon de sertissage), les déformations du contact dans la zone de transition entre la portion de rétention mécanique et la portion de conduction électrique sont limitées et le contact ne comporte pas de fissure ou déchirure. En outre, si le contact de cuivre est revêtu d'une couche de protection, d'étain par exemple, l'intégrité de celle-ci demeure. On peut ainsi éviter des problèmes de corrosion électrolytique dus aux différences de potentiels électrochimiques entre le câble et le contact.
  • On peut en outre prévoir l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes considérée de manière indépendante ou en combinaison avec une ou plusieurs autres :
    • le sertissage est réalisé en comprimant les ailettes au niveau de la portion de conduction électrique sur une distance, dans la direction longitudinale (lorsque le contact est positionné dans l'outil de sertissage comportant le poinçon), supérieure ou égale à 1,5mm ; et
    • le sertissage est réalisé en comprimant les ailettes au niveau de la portion de conduction électrique et au niveau de la portion de rétention mécanique à des hauteurs constantes sur leur longueur respective dans la direction longitudinale, et avec une zone de transition entre la portion de conduction électrique et la portion de rétention mécanique dont la dimension dans la direction longitudinale (lorsque le contact est positionné dans l'outil de sertissage comportant le poinçon) est comprise entre 0,3mm et 0,6mm.
  • Selon un autre aspect, l'invention porte sur un contact selon la revendication 2, serti avec le procédé selon la revendication 1. Ce contact comporte une marche entre la portion de rétention mécanique et la portion de conduction électrique dont la hauteur est comprise entre 0,4 et 0,7mm, voire inférieure et comprise entre 0,5 et 0,6mm dans certains cas.
  • On peut en outre prévoir pour ce contact l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes considérée de manière indépendante ou en combinaison avec une ou plusieurs autres :
    • la marche a une pliure interne arrondie avec un rayon de courbure compris entre à 0,1mm et 0,5mm ;
    • la marche a une pliure externe arrondie avec un rayon de courbure compris entre 0,1 mm et 0,5 mm ;
    • la somme des rayons de courbure des pliures interne et externe est comprise entre 0,3 et 0,5mm ; et
    • le rayon de courbure de la pliure interne est compris entre 0,1 mm et 0,2mm, il est par exemple égal à 0,1 mm et celui de la pliure externe est compris entre 0,1 mm et 0,4mm, il est par exemple égal à 0,2 mm.
  • Le procédé selon l'invention implique par ailleurs un outil comprenant un poinçon de sertissage pour la mise en œuvre d'un procédé de sertissage d'un contact électrique. Ce poinçon comprend une gorge ayant essentiellement une forme de W en coupe dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale. Cette gorge a deux segments successifs dans la direction longitudinale, un segment plus profond pour comprimer les ailettes au niveau de la portion de rétention mécanique et un segment moins profond pour comprimer les ailettes au niveau de la portion de conduction électrique, la différence de hauteur entre ces deux segments étant comprise entre 0,4 et 0,7mm, voire inférieure et comprise entre 0,5 et 0,6mm dans certains cas.
  • On peut prévoir en outre pour ce contact l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes considérée de manière indépendante ou en combinaison avec une ou plusieurs autres :
    • le segment comprimant les ailettes au niveau de la portion de conduction électrique a une dimension, dans la direction longitudinale, supérieure ou égale à 1,5mm ;
    • la différence de hauteur entre les deux segments forme une marche dont le bord de marche a un rayon de courbure compris entre à 0,1mm et 0,5mm ;
    • le fond de la marche est arrondi avec un rayon de courbure de courbure compris entre 0,1mm et 0,5mm ;
    • la somme des rayons de courbure du bord de marche et du fond de marche est comprise entre 0,3 et 0,5mm ; et
    • le rayon de courbure du bord de marche est égal à 0,1 mm et celui du fond de marche est égal à 0,2mm.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée et des dessins annexés sur lesquels :
    • la figure 1 représente schématiquement en perspective un exemple de contact qui n'a pas encore été serti sur un câble,
    • la figure 2 représente en élévation latérale, la zone de sertissage du contact de la figure 1, après sertissage sur un câble, de ses ailettes de sertissage,
    • les figures 3A et 3B représentent deux coupes transversales de la zone de sertissage du contact de la figure 2, l'une de ces coupes étant réalisée au niveau de la portion de rétention mécanique et l'autre de ces coupes étant réalisées au niveau de la portion de conduction électrique ;
    • la figure 4 représente schématiquement en perspective un outil de sertissage ;
    • la figure 5 représente schématiquement en perspective un détail de l'outil de sertissage de la figure 4; et
    • la figure 6 représente schématiquement en coupe un détail de l'outil de sertissage des figures 4 et 5.
      Sur ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner des éléments identiques ou similaires.
  • La figure 1 montre un contact électrique 100 destiné à être monté dans une cavité de connecteur (non représenté) de véhicule automobile. Le contact 100 est réalisé par exemple par emboutissage et pliage d'une tôle de cuivre. L'épaisseur de cette tôle de cuivre est par exemple comprise entre 0,2 et 0,5 mm. Dans le cas représenté, il s'agit d'un contact 100 femelle, droit, s'étendant dans une direction longitudinale L qui correspond également à la direction d'accouplement. Dans d'autres cas non représentés, le contact 100 peut être un contact à angle droit par exemple. Le contact 100 est ici représenté attaché à une bande porteuse 101 dont le contact 100 sera désolidarisé à un stade ultérieur, après un éventuel étamage.
  • Le contact 100 présente une portion d'accouplement 110, une zone de sertissage 120 sur les brins conducteurs 210 d'un câble 200 et une extrémité de sertissage 130 sur l'isolant 220 de ce câble (voir figure 2). Dans le cas représenté sur la figure 1, la portion d'accouplement 110, la zone de sertissage 120 et l'extrémité de sertissage 130 se succèdent le long de la direction longitudinale L qui correspond également à la direction d'accouplement. Dans le cas d'un contact à angle droit, la portion d'accouplement 110 peut être perpendiculaire à la zone de sertissage 120 et à l'extrémité de sertissage 130 qui s'étendent, elles, le long de la direction longitudinale L. Mais, même si la description qui suit concerne un contact droit, l'homme du métier saura aisément en faire une transposition pour un contact à angle droit ou autre.
  • Avant sertissage, la zone de sertissage 120 se présente sous forme d'une gouttière avec deux ailettes 122, 124 s'étendant chacune d'un côté d'une base 126. Les deux ailettes 122, 124 et la base 126 forment donc, avant sertissage, une gorge ayant essentiellement une forme de U en coupe dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale L. Chaque ailette 122 ou 124 est continue sur toute sa longueur. Autrement dit, une ailette 122 ou 124 ne comporte ni fente, ni découpe.
  • Le contact 100 subit une opération de sertissage sur un câble 200 au cours de laquelle les ailettes 122, 124 sont repliées et comprimées sur une partie dénudée câble 200. Cette opération de sertissage est réalisée en insérant l'extrémité du câble 200 dans les gorges respectives de la zone de sertissage 120 et de l'extrémité de sertissage 130 et en frappant le contact 100, au niveau de la zone de sertissage 120 entre une enclume (non représentée) d'un type connu de l'homme du métier et un poinçon 300 qui sera décrit plus loin.
  • Comme représenté sur la figure 2, après cette opération de sertissage sur les brins de la partie du câble 200 dépourvue d'isolant 220, la zone de sertissage 120 présente une portion de rétention mécanique 140, une portion de conduction électrique 150 et une zone de transition 160 entre les deux. Les portions de rétention mécanique 140, de conduction électrique 150 et la zone de transition 160 sont en continuité de matière l'une avec l'autre, sans fente, ni découpe dans la direction longitudinale L.
  • Les portions de rétention mécanique 140 et de conduction électrique 150 ont des hauteurs finales de sertissage différentes dans une direction perpendiculaire à la direction longitudinale L et correspondant à la direction D de déplacement du poinçon 300 vers l'enclume et réciproquement. La hauteur finale de sertissage de la portion de rétention mécanique 140 (voir aussi figure 3B) est moins haute que la hauteur finale de sertissage de la portion de conduction électrique 150 (voir aussi figure 3A).
  • Les hauteurs des portions de rétention mécanique 140 et de conduction électrique 150 sont essentiellement constantes chacune sur leur longueur respective. La différence de hauteur est donc essentiellement fixe et peut être comprise entre 0,5mm et 0,6mm, pour une épaisseur de tôle de cuivre comprise entre 0,20 et 0,39mm et pour un câble d'aluminium dont le diamètre est compris entre 1,25 et 4 mm, voire entre 0,75 et 6mm. Cette différence de hauteur est suffisante pour obtenir des taux de compression très différents respectivement dans la portion de conduction électrique 150 et dans la portion de rétention mécanique 140, tout en évitant de créer une fissure ou une déchirure de la tôle formant le contact 100. Ceci est particulièrement important, lorsque le cuivre est étamé. En effet, une déchirure ou une fissure dans la couche de cuivre étamée provoquerait une mise à nu du cuivre sous-jacent et donc sur le long terme des phénomènes de corrosion électrochimique fragilisant mécaniquement le contact et dégradant sa conduction, notamment au niveau de l'interface contact-câble.
  • On définit le taux de compression comme étant le rapport de la section du câble 200 après sertissage sur la section du câble 200 avant sertissage. On peut alors constater, en comparant les coupes du contact 100, et donc les sections du câble 200, respectivement représentées sur les figures 3A et 3B, que le taux de compression du câble 200 est plus élevé au niveau de la portion de conduction électrique 150 (figure 3B), qu'au niveau de la portion de rétention mécanique 140 (figure 3A). Par exemple, pour obtenir une bonne résistance électrique entre le contact et le câble, le taux de compression au niveau de la portion de conduction électrique 150 est avantageusement de l'ordre de 50% ou plus (jusqu'à 65%) et le taux de compression au niveau de la portion de rétention mécanique 140 est compris entre 20 et 30%.
  • Dans l'exemple décrit ici, la longueur Ice (c'est-à-dire dans la direction longitudinale L) de la portion de conduction électrique 150 est supérieure à 1,5mm. Il a été constaté par les inventeurs, qu'avec une longueur Ice<1,4mm, la résistance électrique du sertissage est supérieure à 0,3 mΩ et évolue dans le temps, et ceci quel que soit le taux de compression au niveau de la portion de conduction électrique 150. Il a également été constaté par les inventeurs qu'avec un taux de compression au niveau de la portion de conduction électrique 150 inférieur à 50%, la résistance électrique du sertissage est supérieure à 0,3 mΩ et évolue dans le temps, et ceci quelle que soit longueur lce. Par contre, avec une longueur lce>1,4mm et un taux de compression dans la portion de conduction électrique 150 supérieur à 50%, on obtient une résistance au niveau de la portion de conduction électrique inférieure à 0,3mΩ et stable dans le temps.
  • Revenant à la figure 2, la dimension de la zone de transition 160, dans la direction longitudinale L, est comprise entre 0,3mm et 0,6mm. Dans le cas présent, elle est de 0,3mm.
  • La différence de hauteur entre la portion de conduction électrique 150 et la portion de rétention mécanique 140 forme une marche avec une pliure interne 162 et une pliure externe 164. Les pliures interne 162 et externe 164 sont arrondies avec un rayon de courbure compris entre à 0,1mm et 0,5mm. Dans le cas présent, le rayon de courbure de la pliure interne 162 est de 0,1mm et celui de la pliure externe 164 est de 0,2mm. Dans ce cas, la somme des rayons de courbure des pliures interne 162 et externe 164 est donc de 0,3mm.
  • Le contact 100 illustré sur les figures 2, 3A et 3B est serti grâce à un outil comprenant un poinçon 300 illustré sur les figures 4, 5 et 6.
  • Ce poinçon 300 présente essentiellement une forme de plaque parallélépipédique allongée, entre une extrémité haute 310 et une extrémité basse 320, dans la direction D de déplacement du poinçon 300 lors du sertissage (voir figure 4). Cette plaque a une épaisseur E dans la direction correspondant à la direction longitudinale L lors du sertissage. L'extrémité basse 320 comporte deux dents 330 séparées par une encoche 340.
  • Comme représenté sur la figure 5, l'encoche 340 correspond à la partie du poinçon 300 qui permet de mettre en forme les ailettes 122, 124, lors du sertissage. L'encoche 340 présente une embouchure 342 en V qui permet de ramener les ailettes 122, 124 l'une vers l'autre jusqu'à une position dans laquelle elles sont sensiblement parallèles, puis un canal 344, avec des parois essentiellement parallèles pour recevoir les ailettes 122, 124 lorsqu'elles sont parallèles, et enfin, une gorge 346 qui permet de ramener progressivement les ailettes 122, 124 successivement au-dessus du câble 200, vers celui-ci et enfin dans celui-ci.
  • Cette gorge 346 a essentiellement une forme de W en coupe dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale L. La gorge 346 a deux segments successifs 348, 350 dans la direction longitudinale L. Le segment 348 le plus profond correspond à celui qui comprime les ailettes 122, 124 au niveau de la portion de rétention mécanique 140. Le segment 350 le moins profond correspond à celui qui comprime les ailettes 122, 124 au niveau de la portion de conduction électrique 150. La différence de hauteur h entre ces deux segments peut être comprise entre 0,5 et 0,6mm. Dans l'exemple décrit ici, cette différence de hauteur h est de 0,55mm. La longueur du segment 350 comprimant les ailettes 122, 124 au niveau de la portion de conduction électrique 150 a une dimension, dans la direction longitudinale, est supérieure ou égale à 1,4mm. Dans l'exemple décrit ici, elle est de 1,5mm.
  • La différence de hauteur h entre les segments 348, 350 forme une marche avec un bord de marche 352 et un fond de marche 354. Le bord de marche 352 peut avoir un rayon de courbure compris par exemple entre à 0,1mm et 0,5mm. Dans le cas décrit ici, il est 0,1mm. Le fond 354 de la marche est également arrondi. Il peut avoir un rayon de courbure compris par exemple entre 0,1mm et 0,5mm Dans le cas décrit ici, il est 0,2mm.
  • Par ailleurs, afin d'éviter de détériorer l'éventuel revêtement protecteur (d'étain par exemple) du contact, l'arête 356 de la gorge est également arrondie avec un rayon de courbure compris par exemple entre 0,15 et 0,4mm.

Claims (6)

  1. Procédé de sertissage d'un contact électrique (100), dans lequel
    - on fournit
    • un câble électrique (200) comportant une pluralité de brins (210) conducteurs en aluminium,
    • un contact électrique (100) en cuivre avec une zone de sertissage (120) s'étendant dans une direction longitudinale (L) et comprenant une base (126) et deux ailettes (122, 124) s'étendant chacune d'un côté de la base (126) pour former une gorge ayant essentiellement une forme de U en coupe dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale (L),
    • un outil de sertissage comprenant un poinçon (300) ce poinçon ayant une gorge (346) avec essentiellement une forme de W en coupe dans un plan perpendiculaire à une direction longitudinale (L) du contact électrique (100) lorsqu'il est positionné dans l'outil de sertissage, cette gorge (346) ayant deux segments (348, 350) successifs dans la direction longitudinale (L), un segment (348) plus profond pour comprimer des ailettes (122, 124) du contact électrique (100) au niveau d'une portion de rétention mécanique (140) et un segment (350) moins profond pour comprimer les ailettes (122, 124) au niveau d'une portion de conduction électrique (150), la différence de hauteur (h) entre ces deux segments (348, 350) étant comprise entre 0,4 et 0,7mm,
    - on réalise un sertissage de la zone de sertissage (120) sur le câble (200), en repliant et comprimant les ailettes (122, 124) sur le câble (200) ; la zone de sertissage (120) après sertissage comprenant elle-même la portion de rétention mécanique (140) et la portion de conduction électrique (150), les portions de rétention mécanique (140) et de conduction électrique (150) étant en continuité de matière l'une avec l'autre et les portions de rétention mécanique (140) et de conduction électrique (150) ayant des hauteurs finales de sertissage différentes, la hauteur finale de sertissage de la portion de rétention mécanique (140) étant plus haute que la hauteur finale de sertissage de la portion de conduction électrique (150), dans lequel la différence entre les hauteurs finales de sertissage de la portion de rétention mécanique (140) et de la portion de conduction électrique (150) est comprise entre 0,4 et 0,7mm.
  2. Contact électrique en cuivre serti sur un câble comportant une pluralité de brins (210) conducteurs en aluminium avec le procédé selon la revendications 1, comportant une marche entre la portion de rétention mécanique (140) et la portion de conduction électrique (150) dont la hauteur est comprise entre 0,4 et 0,7mm.
  3. Contact selon la revendication 2, dans lequel la marche a une pliure interne (162) arrondie avec un rayon de courbure compris entre à 0,1mm et 0,5mm.
  4. Contact selon la revendication 2 ou 3, dans lequel la marche a une pliure externe (164) arrondie avec un rayon de courbure compris entre 0,1 mm et 0,5 mm.
  5. Contact selon les revendications 3 et 4, dans lequel la somme des rayons de courbure des pliures interne (162) et externe (164) est comprise entre 0,3 et 0,5mm.
  6. Contact selon les revendications 3 et 4, dans lequel le rayon de courbure de la pliure interne (162) est égal à 0,1 mm et celui de la pliure externe (164) est égal à 0,2 mm.
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