EP0138700B1 - Connecteur pour câbles électriques isolés - Google Patents
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- 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
- H01R4/10—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 effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation
- H01R4/18—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 effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping
- H01R4/20—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 effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping using a crimping sleeve
- H01R4/203—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 effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping using a crimping sleeve having an uneven wire-receiving surface to improve the contact
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- H01R4/20—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 effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping using a crimping sleeve
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- 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
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- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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- H01R4/70—Insulation of connections
Definitions
- the present invention relates to a connector for insulated electrical cables, and more particularly a connector of the type comprising a conductive sleeve having two opposite housings for the stripped ends of two cables to be connected, an insulating skirt surrounding the sleeve and seals interposed between the skirt and the ends of the cable insulation sheaths, the mechanical connection between the connector and the stripped ends of the cables having to be carried out by crimping the connector on the ends of the cables.
- Fig. 1 illustrates such a known connector; the right part shows the connector before crimping, with the sleeve 1, the skirt 2 and the seal 3; the left part shows the connector after crimping, the sleeve being crimped on the stripped end of the cable while the seal is compressed between the cable insulation sheath and the skirt due to the elongation of the sleeve .
- the dielectric tightness produced by the seal 3 after crimping is not always satisfactory. Indeed, for the same joint, this tightness depends on the shape of the cable sheath, shape which varies according to the manufacturers. In addition, in the case of polyphase lines, the identification of the phases is sometimes carried out by marks in relief on the sheaths of the cables, which prevents obtaining a good dielectric tightness.
- the object of the present invention is to remedy this drawback by proposing a connector by which good dielectric tightness is obtained independently of possible variations in the shape of the outer sheath of the cables to be connected.
- the dielectric seal obtained is made independent of possible variations or irregularities in the shape of the cable insulation sheath, and effective compression of the seals during crimping is obtained thanks to the extension of the skirt. higher than that of the sleeve.
- the outer surface of the sleeve and the corresponding inner surface of the skirt have a diameter which varies between the middle of the connector and each end of the latter. Thanks to this form, for example in “barrel” or biconical, components of axial forces are generated during crimping and allow the desired differential elongation to be obtained without the need for several crimping passes.
- the sleeve has at least one notch cooperating with a part of the skirt projecting inside thereof, so that the crimping causes the projection of this projecting part out of the 'notch and its abutment at the end of the sleeve, thus preventing the return of the projecting part in the notch after crimping.
- This arrangement also contributes to ensuring the differential elongation necessary for good compression of the seals.
- the connector 10 illustrated in FIG. 2 comprises a metallic sleeve 11, electrically conductive, a skirt 15 of insulating synthetic material and two seals 21, 22 also made of an insulating synthetic material.
- the cylindrical sleeve 11 comprises two opposite housings 12, 13 opening on its end faces and intended to receive the stripped ends 23, 24 of the cables to be connected 25, 26 (shown in dashes in FIG. 2).
- the skirt 15 is in two parts 16, 17 placed on the sleeve 11 from the two ends of the latter and joined in the central part of the connector by overmolding of a connecting piece 20 of a material similar to that of parts 16 and 17.
- the part 20 has a central part molded on a flange 14 of the sleeve 11 and two lateral annular parts penetrating into grooves formed in the parts 16, 17 in the vicinity of their adjacent ends.
- the skirt 15 has end portions 16 ", 17" of greater thickness, the internal diameter corresponds substantially to the external diameter of the insulation sheaths 27, 28 of the cables 25, 26.
- Internal flanges 18, 19 integral with the skirt 15 are formed substantially at the connections of the end portions 16 a , 17 a with the rest the skirt 15; they limit the engagement of the skirt parts 16, 17 on the sleeve 11 by coming into contact with the ends of the sleeve and have an internal diameter greater than that of the stripped part of the cables.
- the seals 21, 22 are housed in the end portions 16 ", 17" of the skirt 15. They are for example made of synthetic rubber and have a cross section substantially equal to that of the insulation sheaths 27, 28 of the cables. 25, 26. However, the seals 21, 22 may be given an outside diameter slightly greater than the inside diameter of the end portions 16 ", 17 a so that the seals 21, 22 can be immobilized permanently at the ends of the skirt 15.
- the cables 25, 26 are connected as follows.
- the stripped ends 23, 24 of the cables 25, 26 are introduced into the housings 12, 13 through the seals 21, 22 until the end faces 27 ", 28" of the insulation sheaths 27, 28 come into contact seals 21, 22, applying these against the flanges 18, 19.
- the connector 10 is crimped on each end of the cable.
- the sleeve 11 is successively tightened on one and the other stripped end, ensuring the mechanical and electrical connection between the cables 25, 26.
- the parts of the skirts 16, 17 lengthen, compressing the seals 21, 22.
- the seals 21, 22 are crushed between the flanges 18, 19 and the end faces 27 ", 28" of the insulation sheaths 27, 28.
- the seals thus ensure perfect dielectric tightness independently of variations in shape or size of the sheaths 27, 28 which can give rise to play between the peripheral surfaces of the latter and the end portions of the skirt 15.
- a material having a coefficient of elongation greater than that of the material constituting the sleeve 11 is chosen for the skirt parts 16, 17.
- the skirt parts 16, 17 an injectable plastic material such as a polyamide, the sleeve 11 being of an aluminum alloy such as that known under the name A5. This difference in elongation coefficient results, after crimping, in clearances 29 between the ends of the sleeve 11 and the flanges 18, 19.
- Obtaining sufficient differential elongation to ensure the desired compression of the seals 21, 22 may require a relatively long shrinking zone, the shrinking may require several crimping passes.
- Figs. 4 and 5 show the connector 30 before crimping. It includes a metal sleeve 31, a skirt 35 and two seals 41, 42.
- the sleeve 31 has a barrel, or biconical, shape with a decreasing outside diameter from the middle of the sleeve to each end of the latter. At these ends, the sleeve 31 has two cylindrical housings 32, 33 intended to receive the stripped ends 43, 44 of cables to be connected 45, 46 (shown in dashes in FIG. 4).
- the skirt 35 is obtained by overmolding. It has an internal surface which adapts to the external surface of the sleeve 31, which gives it an increasing thickness from the middle of the sleeve in the direction of each end.
- the end parts 36 a , 37 "of the skirt 35 have internal flanges 38, 39 similar to those 18, 19 of the end parts of the skirt 15 of FIG. 2 but are distinguished from the latter by the additional presence of circular lips 51, 52 projecting inside the skirt 35.
- Each lip 51, 52 is housed in a notch or peripheral groove 53, 54 of corresponding shape formed at the end of the sleeve 31.
- the seals 41, 42 are housed in the end parts 36 ", 37" of the skirt 35.
- the materials constituting the elements of the connector 30 may be identical to those of the corresponding elements of the connector 10 described above.
- the connector is crimped on each end of the cable.
- the crimping generates components of axial forces which promote elongation. This is why a single crimping pass may suffice to obtain the desired differential elongation. It is therefore not necessary to have a shrinking zone as long as that which must be provided to allow several crimping passes.
- the metal sleeve 31 can be relatively short. As an indication, for the same cable section, the length of the sleeve 31 can be 50% to 60% less than that of the sleeve 11 of FIG. 2.
- asperities or internal toothing such as 33 a (FIG. 5) are formed in the housings 32, 33.
- the lips 51, 52 escape from the grooves 53, 54 in the direction of the ends of the sleeve.
- the crimping finished (fig. 6) the coming of the lips 51, 52 in abutment against the end faces of the sleeve prevents the return of these lips in their initial position and contributes to guaranteeing the differential elongation necessary for the compression of the seals 41, 42, elongation which results in clearances 49 between the ends of the sleeve 31 and the flanges 38, 39.
- the connector according to the invention is applicable in principle to a wide range of cross-section of cables to be connected, for example from 4 mm 2 to 95 mm 2 .
Landscapes
- Insulated Conductors (AREA)
- Communication Cables (AREA)
- Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
- Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
- Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
- Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
Description
- La présente invention concerne un connecteur pour câbles électriques isolés, et plus particulièrement un connecteur de type comportant un manchon conducteur ayant deux logements opposés pour les extrémités dénudées de deux câbles à connecter, une jupe isolante entourant le manchon et des joints d'étanchéité interposés entre la jupe et les extrémités des gaines d'isolation des câbles, la liaison mécanique entre le connecteur et les extrémités dénudées des câbles devant être réalisée par sertissage du connecteur sur les extrémités des câbles.
- Dans des connecteurs connus de ce type, les joints d'étanchéité sont chacun placés entre la jupe et la surface périphérique de la gaine d'isolation d'un câble, à l'extrémité de celle-ci. Lors du sertissage, le manchon s'allonge et comprime le joint entre la gaine du câble et la jupe. La fig. 1 illustre un tel connecteur connu; la partie droite montre le connecteur avant sertissage, avec le manchon 1, la jupe 2 et le joint d'étanchéité 3; la partie gauche montre le connecteur après sertissage, le manchon l'étant serti sur l'extrémité dénudée du câble tandis que le joint d'étanchéité est comprimé entre la gaine d'isolation du câble et la jupe par suite de l'allongement du manchon.
- L'étanchéité diélectrique réalisée par le joint 3 après sertissage n'est pas toujours satisfaisante. En effet, pour un même joint, cette étanchéité dépend de la forme de la gaine du câble, forme qui varie selon les fabricants. De plus, dans le cas de lignes polyphasées, le repérage des phases est parfois réalisé par des marques en relief sur les gaines des câbles, ce qui empêche l'obtention d'une bonne étanchéité diélectrique.
- La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient en proposant un connecteur grâce auquel une bonne étanchéité diélectrique est obtenue indépendamment de possibles variations de forme de la gaine extérieure des câbles à raccorder.
- Ce but est atteint au moyen d'un connecteur du type défini en tête de la présente description et dans lequel, conformément à l'invention, les joints d'étanchéité sont destinés à être placés sur les extrémités dénudées des câbles, chacun entre une butée interne solidaire de la jupe et la face terminale de la gaine d'isolation de câble associé, et la jupe est en un matériau synthétique dont le coefficient d'allongement est supérieur à celui du matériau formant le manchon de sorte que l'étanchéité diélectrique est réalisée lors du sertissage par compression de chaque joint d'étanchéité entre ladite butée interne et ladite face terminale par suite de l'allongement de la jupe supérieur à celui du manchon.
- De la sorte, l'étanchéité diélectrique obtenue est rendue indépendante de possibles variations ou irrégularités de forme de la gaine d'isolation des câbles, et une compression efficace des joints d'étanchéité lors du sertissage est obtenue grâce à l'allongement de la jupe supérieur à celui du manchon.
- Avantageusement, la surface extérieure du manchon et la surface intérieure correspondante de la jupe ont un diamètre qui varie entre le milieu du connecteur et chaque extrémité de celui-ci. Grâce à cette forme par exemple en «tonneau» ou biconique, des composantes de forces axiales sont engendrées lors du sertissage et permettent d'obtenir l'allongement différentiel souhaité sans qu'il soit nécessaire de procéder à plusieurs passes de sertissage.
- Avantageusement encore, à chacune de ses extrémités, le manchon présente au moins une encoche coopérant avec une partie de la jupe faisant sailie à l'intérieur de celle-ci, de sorte que le sertissage provoque l'échappement de cette partie saillante hors de l'encoche et sa venue en butée à l'extrémité du manchon, empêchant ainsi le retour de la partie saillante dans l'encoche après sertissage. Cette disposition contribue encore à assurer l'allongement différentiel nécessaire à une bonne mise en compression des joints d'étanchéité.
- L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description faite ci-après, à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels:
- la fig. 1, déjà décrite est une vue en coupe longitudinale d'un connecteur faisant partie de l'état de la technique;
- la fig. 2 est une vue en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation d'un connecteur selon l'invention;
- la fig. 3 est une vue en coupe longitudinale montrant deux câbles raccordés par le connecteur de la fig. 2;
- la fig. 4 est une vue en coupe longitudinale d'un second mode de réalisation d'un connecteur selon l'invention;
- la fig. 5 est une vue en coupe transversale selon le plan V-V de la fig. 4, et
- la fig. 6 est une vue en coupe longitudinale montrant deux câbles raccordés par le connecteur de la fig. 4.
- Le connecteur 10 illustré par la fig. 2 comprend un manchon métallique 11, conducteur de l'électricité, une jupe 15 en matériau synthétique isolant et deux joints d'étanchéité 21, 22 également en un matériau synthétique isolant.
- Le manchon cylindrique 11 comprend deux logements opposés 12, 13 s'ouvrant sur ses faces d'extrémité et destinés à recevoir les extrémités dénudées 23, 24 des câbles à raccorder 25, 26 (montrés en tirets sur la fig. 2).
- La jupe 15 est en deux parties 16, 17 mises en place sur le manchon 11 à partir des deux extrémités de celui-ci et réunies dans la partie centrale du connecteur par surmoulage d'une pièce de liaison 20 en un matériau semblable à celui des parties 16 et 17. La pièce 20 présente une partie centrale moulée sur une collerette 14 du manchon 11 et deux parties annulaires latérales pénétrant dans des rainures formées dans les parties 16, 17 au voisinage de leurs extrémités adjacentes.
- A ses extrémités, la jupe 15 a des parties terminales 16", 17" de plus grande épaisseur dont le diamètre interne correspond sensiblement au diamètre extérieur des gaines d'isolation 27, 28 des câbles 25, 26. Des collerettes internes 18, 19 solidaires de la jupe 15 sont formées sensiblement au niveau des raccordements des parties terminales 16a, 17a avec le reste de la jupe 15; elles limitent l'engagement des parties de jupe 16, 17 sur le manchon 11 en venant au contact des extrémités du manchon et ont un diamètre interne supérieur à celui de la partie dénudée des câbles.
- Les joints d'étanchéité 21,22 sont logés dans les parties terminales 16", 17" de la jupe 15. Ils sont par exemple en caoutchouc synthétique et ont une section transversale sensiblement égale à celle des gaines d'isolation 27, 28 des câbles 25, 26. On pourra toutefois conférer aux joints 21, 22 un diamètre extérieur légèrement supérieur au diamètre intérieur des parties terminales 16", 17a de sorte que les joints 21, 22 puissent être immobilisés à demeure aux extrémités de la jupe 15.
- Le raccordement des câbles 25, 26 est réalisé comme suit.
- Les extrémités dénudées 23, 24 des câbles 25, 26 sont introduites dans les logements 12, 13 à travers les joints 21, 22 jusqu'à ce que les faces terminales 27", 28" des gaines d'isolation 27, 28 viennent au contact des joints 21, 22, appliquant ceux-ci contre les collerettes 18, 19.
- Ensuite, le connecteur 10 est serti sur chaque extrémité de câble. Au cours du sertissage, le manchon 11 est serré successivement sur l'une et l'autre extrémité dénudée, assurant la liaison mécanique et électrique entre les câbles 25, 26. Simultanément, les parties de jupes 16, 17 s'allongent, comprimant les joints 21, 22.
- Après sertissage (fig. 3), les joints 21, 22 se trouvent écrasés entre les collerettes 18, 19 et les faces terminales 27", 28" des gaines d'isolation 27, 28. Les joints assurent ainsi une parfaite étanchéité diélectrique indépendamment de variations de forme ou de dimension des gaines 27, 28 pouvant donner naissance à des jeux entre les surfaces périphériques de celles-ci et les parties terminales de la jupe 15.
- Afin d'assurer une compression efficace des joints 21, 22 on choisit pour les parties de jupe 16, 17 un matériau ayant un coefficient d'allongement supérieur à celui du matériau constitutif du manchon 11. A titre d'exemple, on peut choisir pour les parties de jupe 16, 17 une matière plastique injectable telle qu'une polyamide, le manchon 11 étant en un alliage d'aluminium tel que celui connu sous la dénomination A5. Cette différence de coefficient d'allongement se traduit, après sertissage, par des jeux 29 entre les extrémités du manchon 11 et les collerettes 18, 19.
- L'obtention d'un allongement différentiel suffisant pour assurer la compression voulue des joints 21, 22 peut nécessiter une zone de retreint relativement longue, le retreint pouvant demander plusieurs passes de sertissage.
- Pour obtenir l'allongement différentiel souhaité avec une seule passe de sertissage, on utilisera avantageusement, un connecteur tel que représenté sur les fig. 4 et 5.
- Les fig. 4 et 5 montrent le connecteur 30 avant sertissage. Il comprend un manchon métallique 31, un jupe 35 et deux joints d'étanchéité 41, 42.
- Le manchon 31 a une forme en tonneau, ou biconique, avec un diamètre extérieur décroissant depuis le milieu du manchon jusqu'à chaque extrémité de celui-ci. A ces extrémités, le manchon 31 présente deux logements cylindriques 32, 33 destinés à recevoir les extrémités dénudées 43, 44 de câbles à raccorder 45, 46 (montrés en tirets sur la fig. 4).
- La jupe 35 est obtenue par surmoulage. Elle a une surface intérieure qui s'adapte à la surface extérieure du manchon 31, ce qui lui confère une épaisseur croissante depuis le milieu du manchon en direction de chaque extrémité.
- Les parties terminales 36a, 37" de la jupe 35 présentent des collerettes internes 38, 39 semblables à celles 18, 19 des parties terminales de la jupe 15 de la fig. 2 mais se distinguent de ces dernières par la présence supplémentaire de lèvres circulaires 51,52 faisant saillie à l'intérieur de la jupe 35. Chaque lèvre 51, 52 est logée dans une encoche ou gorge périphérique 53, 54 de formée correspondante forme à l'extrémité du manchon 31.
- Comme dans le cas du connecteur de la fig. 2, les joints d'étanchéité 41, 42 sont logés dans les parties terminales 36", 37" de la jupe 35. Les matériaux constitutifs des éléments du connecteur 30 peuvent être identiques à ceux des éléments correspondants du connecteur 10 décrit plus haut.
- En vue du raccordement des câbles 45, 46, les extrémités dénudées 43, 44 de ceux-ci sont introduites dans les logements 32, 33 jusqu'à ce que les faces terminales 47", 48" des gaines d'isolation 47, 48 des câbles viennent ou contact des joints 41,42.
- Ensuite, le connecteur est serti sur chaque extrémité du câble. Grâce à la forme en tonneau ou biconique de l'interface entre le manchon 31 et la jupe 35, le sertissage engendre des composantes de forces axiales qui favorisent l'allongement. C'est pourquoi une seule passe de sertissage peut suffire pour obtenir l'allongement différentiel souhaité. Il n'est donc pas nécessaire de disposer d'une zone de retreint aussi longue que celle qu'il faut prévoir pour permettre plusieurs passes de sertissage. Aussi, l'un des avantages importants du mode de réalisation des fig. 4 à 6 consiste dans le fait que le manchon métallique 31 peut être relativement court. A titre indicatif, pour une même section de câble, la longueur du manchon 31 peut être 50% à 60% inférieure à celle du manchon 11 de la fig. 2.
- Afin d'assurer de bonnes liaisons mécanique et électrique entre manchon et câbles en une seule passe de sertissage, des aspérités ou dentures internes telles que 33a (fig. 5) sont formées dans les logements 32, 33.
- Au cours du sertissage, les lèvres 51, 52 s'échappent des gorges 53, 54 en direction des extrémités du manchon. Le sertissage terminé (fig. 6), la venue des lèvres 51, 52 en butée contre les faces terminales du manchon empêche le retour de ces lèvres dans leur position initiale et contribue à garantir l'allongement différentiel nécessaire à la compression des joints 41, 42, allongement qui se traduit par des jeux 49 entre les extrémités du manchon 31 et les collerettes 38, 39.
- On a envisagé le cas de lèvres continues coopérant avec des gorges périphériques aux extrémités du manchon. En variante, plusieurs parties saillantes pourront être réparties sur une même circonférence intérieure de la jupe à chaque partie terminale de celle-ci, ces parties saillantes coopérant avec des encoches correspondantes formées à la périphérie des extrémités du manchon.
- Le connecteur conforme à l'invention, dont deux modes de réalisation viennent d'être décrits est applicable dans son principe à une gamme étendue de section de câbles à raccorder, par exemple de 4 mm2 à 95 mm2.
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