FR2494504A1

FR2494504A1 - Connecteur a sertir pour fils electriques

Info

Publication number: FR2494504A1
Application number: FR8121244A
Authority: FR
Inventors: Joerg Hans Werner Thuermer
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1980-11-15
Filing date: 1981-11-13
Publication date: 1982-05-21
Also published as: IT1143436B; GB2088152A; FR2494504B1; GB2088152B; JPS57109264A; US4442316A; DE3043209C2; BR8107367A; DE3043209A1; MX150426A; IT8149709A0; CA1164544A

Abstract

CONNECTEUR A SERTIR POUR LA JONCTION D'AU MOINS UN FIL DE BOBINAGE, DE PREFERENCE VERNI, ET AU MOINS UN FIL DE LIAISON, DE PREFERENCE TORSADE, COMPRENANT DEUX CHAMBRES OBTENUES PAR PLIAGE D'UNE FEUILLE METALLIQUE DECOUPEE, LES BRANCHES ETANT SITUEES COTE A COTE DANS LA SECTION TRANSVERSALE DU CONNECTEUR ET POUVANT ETRE COMPRIMEES AU MOYEN D'UN OUTIL, UNE DES CHAMBRES RECEVANT LE FIL DE BOBINAGE ET L'AUTRE LE FIL DE LIAISON, LA CHAMBRE DU FIL DE BOBINAGE PRESENTANT INTERIEUREMENT DES MOYENS DE CONTACT ELECTRIQUE AVEC L'AME CONDUCTRICE DU FIL DE BOBINAGE. CHAQUE CHAMBRE 25, 27 EST DEFINIE PAR UN PONT 11 ET UNE RANGEE D'UNE PLURALITE DE DOIGTS 15, 17, 19, 21, 23 QUI PARTENT DU PONT RADIALEMENT PAR RAPPORT A L'AXE 13 DU CONNECTEUR ET SONT PLIES EN ARC-DE-CERCLE AUTOUR DU PONT. APPLICATION A LA REALISATION DE JONCTIONS ELECTRIQUES SURES AVEC UNE PRESSION DE SERRAGE REDUITE, SANS RISQUE DE CASSURE DE FIL A L'ENTREE DU CONNECTEUR.

Description

CONNECTEUR A SERTIR POUR FILS ELECTRIQUES.

La présente invention se rapporte à un connecteur à sertir, ou serre-fil, destiné à relier entre eux au moins un fil de bobinage, et en particulier un fil vernis, et au

moins un conducteur de liaison, de préférence torsadé.

Le brevet U.S. No. 3.916.085 décrit un serre-fil pour fils de bobinage et fils torsadés, dans lequel deux

chambres sont définies par deux parties d'une pièce en mé-

tal mince qui sont pliées suivant une section transversale en forme de U. Les deux parties sont disposées l'une dans

l'autre, l'espace entre les parties formant une chambre ex-

térieure et l'espace compris dans le profil transversal en

U de la partie intérieure formant une chambre intérieure.

On peut conclure de la description de ce connecteur connu

qu'on peut placer les fils de bobinage dans une chambre et

le conducteur de liaison dans l'autre chambre ou, en varian-

te, qu'on peut placer fils de bobinage ainsi que conducteurs

torsadés de liaison dans les deux chambres.

Avec les connecteurs à sertir de l'art antérieur, comprenant le dispositif décrit dans le brevet U.S. numéro 3.916.085, il faut exercer des efforts de sertissage très

élevés pour être certain d'obtenir une interconnexion élec-

trique et mécanique sure avec les différents types de fils des conducteurs de liaison, qui peuvent avoir des diamètres très différents. Même si l'opération de compression est

effectuée avec beaucoup de soin, les fils sont souvent ci-

saillés du fait des forces de sertissage élevées dans le cas des connecteurs à sertir de l'art antérieur. Par suite, les conducteurs à raccorder doivent être à nouveau coupés et l'opération complète d'interconnexion doit être répétée avec un nouveau connecteur ou serrefil. De plus, il est connu

que pour obtenir des interconnexions sûres, avec les connec-

teurs à sertir de l'art antérieur, le diamètre du fil de bobinage doit de préférence être supérieur au diamètre des fils simples ou brins du conducteur de liaison, à moins de prendre des dispositions compliquées pour lier ensemble ces brins, par exemple par soudure. Toutefois, même si l'on prend de telles dispositions, le domaine d'utilisation des

raccords à sertir de l'art antérieur reste limité.

Le connecteur objet de la présente invention com-

porte deux chambres formées à partir d'un élément unitaire de feuille métallique, les chambres étant disposées côte à côte dans la section transversale du connecteur et pouvant être comprimées au moyen d'un outil. Chaque chambre est définie par une partie formant pont et par une rangée de

plusieurs doigts qui partent de ce pont sensiblement radia-

lement par rapport à l'axe du connecteur et qui sont pliés sensiblement en arc-de-cercle autour du pont. L'une des chambres est appelée à recevoir le fil de bobinage et l'autre est appelée à recevoir le fil de liaison. Au moins

la chambre du fil de bobinage comporte sur sa surface inté-

rieure des moyens coupants qui, lors de la compression de

la chambre, pénètrent à travers l'isolement du fil de bobi-

nage et effectuent un contact électrique avec l'âme électri-

quement conductrice du fil de bobinage.

Dans le connecteur suivant la présente invention, principale les chambres sont ainsi formées, pour une partie/de leur circonférence, par une pluralité de doigts individuels, une chambre étant utilisée pour les fils de bobinage seulement et l'autre chambre pour les fils de liaison seulement. On a constaté que ces simples mesures permettent d'obtenir un raccord à sertir ou serre-fil qui assure des connexions correctes au moyen d'une force de sertissage sensiblement réduite, en comparaison des connecteurs à sertir connus. La

force de sertissage requise peut être inférieure, d'un or-

dre de grandeur environ, à la force de sertissage requise

pour un serre-fil usuel de dimensions comparables. Par con-

séquent, des outils de pression plus simples et moins coû-

teux peuvent être utilisés pour les connecteurs suivant la

présente invention. Plus particulièrement, il est même tou-

jours possible, à cause de la plus petite force de compres-

sion requise, de presser simultanément un manchon isolant pendant l'opération de pression. Avec les connecteurs à sertir classiques, cela n'était pas possible car les forces

de sertissage élevées auraient écrasé le manchon isolant.

On a constaté également que le risque de cassure de fil dans la zone d'entrée était fortement réduit, sinon complètement évité en pratique, avec le raccord à sertir

suivant la présente invention. Cet avantage est particuliè-

rement net lorsque chaque chambre comporte au moins trois et de préférence cinq à huit doigts. Dans le cas de forces latérales agissant sur les câbles, le doigt qui se trouve à l'extrémité d'entrée peut fléchir élastiquement, plus

facilement que les parties de feuille métallique traversan-

te des raccords connus qui ne sont pas subdivisés en doigts,

ce qui réduit donc le risque de rupture du fil. Cet avanta-

ge peut même être accru si-on prévoit une augmentation de la section transversale des chambres vers la zone d'entrée des conducteurs de liaison. On obtient ainsi une sorte

d'entonnoir d'entrée, ce qui contribue à protéger les con-

ducteurs de liaison dans le cas de fatigues mécaniques.

On a également constaté que les connecteurs à ser-

tir suivant l'invention conviennent pour une gamme relati-

vement grande de sections de fil différentes, y compris pour des fils de bobinage vernis très fins qui sont utilisés

dans les petits moteurs électriques, car les doigts indivi-

duels peuvent s'adapter aux différents contours des fils ou faisceaux de fils qu'ils entourent, plus facilement qu'une pièce en feuille métallique s'étendant sur toute la longueur du connecteur. En outre, la gamme des sections transversales de fil qui peuvent être traitées avec un seul

et même outil de pression, ayant une force de pression cons-

tante, est sensiblement plus grande que dans le cas des

connecteurs à sertir de l'art antérieur.

L'invention sera mieux comprise à la lumière de la

description de ses formes de réalisation, non limitatives,

représentées sur les dessins annexés, dans lesquels: les figures 1 et 2 sont des vues en perspective de

deux connecteurs à sertir ou serre-fils suivant l'inven-

tion; la figure 3 est une vue en plan d'un élément de feuille métallique qui convient pour la fabrication des serre-fils du type représenté sur les figures 1 et 2; la figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 3; la figure 5 est une vue en perspective de la pièce

de la figure 3, après une première opération de pliage pen-

dant la fabrication du serre-fils de la figure 1; la figure 6 est une vue en perspective de la pièce de la figure 3, après une nouvelle opération de pliage; la figure 7 est une vue de côté d'une troisième forme de réalisation d'un connecteur suivant l'invention, après son sertissage sur les fils à raccorder; la figure 8 est une coupe radiale suivant la ligne 8-8 de la figure 7; la figure 9 est une vue en plan d'un élément de feuille métallique, pour la fabrication d'une quatrième forme de réalisation d'un connecteur suivant l'invention;

les figures 10 et il sont des vues axiales de con-

necteurs fabriqués par pliage à partir de l'élément de feuille métallique de la figure 9; la figure 12 est une vue en plan d'un élément de feuille métallique pour la fabrication d'un connecteur à sertir suivant l'invention, particulièrement simple; et la figure 13 est une vue de côté d'un connecteur

suivant l'invention, fabriqué par pliage à partir de l'élé-

ment de feuille métallique de la figure 12.

La figure 1 représente un connecteur à sertir, ou

serre-fil, pour interconnecter des fils électriques 3 et 5.

Le fil 3 est un fil de bobinage relativement fin qui com-

porte une isolation mince, en particulier une couche de vernis isolant. Le cable 5 est un fil de liaison torsadé de section transversale plus grande, l'isolant 7 ayant été coupé et enlevé à son extrémité. Le conducteur du fil de

liaison 5 est composé de plusieurs brins 9.

Le connecteur représenté est obtenu par pliage à

partir d'un élément unique de feuille métallique. Il com-

prend une partie centrale plane 11, formant pont, et une pluralité de doigts 15, 17, 19, 21, 23 qui partent du pont

11, sensiblement radialement par rapport à l'axe 13 du con-

necteur et qui sont pliés circulairement autour du pont 11 de façon à former deux chambres 25 et 27, situées chacune d'un côté respectif du pont 11. Une chambre 25 est appelée à recevoir le fil de bobinage 3 et l'autre chambre 27 est appelée à recevoir le fil de liaison 5 multibrins. Au moins la chambre du fil de bobinage comporte des moyens coupants

29 sur sa surface intérieure, ces moyens pouvant être cons-

titués par exemple par des nervures estampées vers l'inté-

rieur. Le connecteur est en matière électriquement conduc-

trice, en particulier en alliage de cuivre, comme c'est également le cas pour les connecteurs à sertir de l'art antérieur. Lorsque les conducteurs à interconnecter ont été introduits dans les chambres associées, les chambres qui sont situées côte à côte dans la section transversale du

connecteur sont comprimées au moyen d'un outil, non repré-

senté, et on obtient ainsi une interconnexion durable, méca-

niquement et électriquement sûre, entre le connecteur 1 et les conducteurs des fils 3 et 5. Pendant la compression, les moyens coupants 29 s'enfoncent à travers l'isolement du fil de bobinage placé dans sa chambre et assurent ainsi un contact électrique avec l'âme électriquement conductrice de ce fil de bobinage. Sur la figure 1, les moyens coupants 29

sont représentés sur la face intérieure des doigts et d'au-

tres moyens coupants 31 sont représentés sur le pont 11.

Dans beaucoup de cas, il suffit que la chambre du fil de

bobinage seule comporte des moyens coupants. Lorsqu'on uti-

lise des fils de bobinage prédénudés, les moyens coupants

ne sont pas nécessaires.

On voit que, dans la forme de réalisation représen-

tée sur la figure 1, les doigts 15, 17, 19, 21, 23, soit cinq doigts au total, se prolongent, a partir de leur base,

autour du pont 11 et définissent les chambres 25, 27, cha-

cune d'un côté du pont 11.

Ainsi, les doigts s'étendent sur la plus grande partie de la circonférence du raccord à sertir 1 et, grâce

à leur longueur, ils peuvent mieux s'adapter aux différen-

tes sections transversales des conducteurs ou des faisceaux de conducteurs. Sur la figure 1 sont représentés seulement un fil de bobinage unique 3 et seulement un conducteur torsadé de liaison 5. En pratique, toutefois, souvent une pluralité de fils de bobinage et/ou une pluralité de conducteurs torsadés de liaison doivent être raccordés avec le même connecteur. Il est donc avantageux que les doigts

soient relativement longs, de façon à pouvoir mieux s'adap-

ter aux formes des sections transversales éventuellement compliquées qui sont obtenues dans le connecteur lors de

la compression des faisceaux de conducteurs.

Dans la forme de réalisation de la figure 1, les doigts partent des deux bords opposés du pont 11 et les rangées ainsi formées sont décalées. Par suite, on obtient,

lors de la compression, un pliage symétrique et une répar-

tition équilibrée des forces, de sorte qu'un effort de com-

pression plus petit est suffisant et que la compression

est plus uniforme sur toute la circonférence.

En outre, la forme de réalisation de la figure 1 présente la caractéristique que la première chambre 25, située d'un premier côté du pont, est délimitée, par les parties des doigts proches de la base. Cette chambre est

appelée à recevoir le fil de bobinage 3. Ceci est avanta-

geux en ce que les parties de racines relativement rigides

des doigts peuvent être pressées avec une forte charge spé-

cifique mais cependant doucement sur le fil de bobinage, qui en pratique est généralement très fin. Par contre, les parties d'extrémité libre des doigts, relativement plus élastiques, servent à tenir le conducteur de liaison 5 qui est en général plus gros et torsadé, les parties d'extrémité

libres des doigts pouvant mieux se conformer aux déforma-

tions plus grandes du faisceau torsadé.

Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 1, chacune des deux chambres 25 et 27 est formée par une rangée d'une pluralité de doigts, au nombre de cinq pour chaque chambre dans l'exemple représenté, la rangée de cinq

doigts s'étendant sur les deux chambres.

Pour la fabrication du connecteur à sertir suivant la figure 1, il est important que les doigts soient pliés à partir du pont il du même côté par rapport à celui-ci,

c'est-à-dire vers le côté inférieur dans l'exemple repré-

senté. Cela simplifie la fabrication automatique pour

l'opération de pliage et procure la caractéristique avanta-

geuse décrite plus haut, à savoir qu'une des chambres est

constituée seulement par les bases des doigts.

La figure 2 représente une forme de réalisation d'un connecteur à sertir, qui est en grande partie semblable à celui de la figure 1. Les éléments correspondant à ceux de la figure 1 sont donc désignés par les mêmes repères,

précédés toutefois du chiffre "2".

Le connecteur suivant la figure 2 se distingue de celui de la figure 1 en particulier en ce que les doigts 215, 219, 223, qui partent d'un bord longitudinal du pont

211, sont pliés vers un premier côté (vers le bas) par rap-

port au pont 211, tandis que les doigts 217 et 221 qui par-

tent du bord longitudinal opposé du pont 211 sont pliés

vers l'autre côté (vers le haut) par rapport au pont 211.

Avec cette construction, les conditions sont sensiblement

identiques dans les deux chambres 225 et 227 et, dans cha-

que chambre, des zones de plus grande rigidité (bases) al-

ternent avec des zones de plus grande élasticité (extrémités

libres), dans la direction longitudinale du connecteur.

Cette forme de réalisation est particulièrement simple si

une pluralité de fils de bobinage ou de conducteurs de liai-

son doivent être logés dans le dispositif et fixés par serrage. Les figures 3 à 6 illustrent la fabrication d'un

connecteur à sertir, du type représenté sur la figure 1.

Sur la figure 3, les pointillés indiquent que l'élément de feuille métallique, qui est une simple feuille métallique plane découpée, peut être une partie d'une bande allongée s'étendant dans la direction de la flèche 13, qui correspond à l'axe du connecteur. Les éléments de feuille métallique pour la fabrication des connecteurs à sertir peuvent ainsi être coupés, de façon pratique, dans une longue bande sur la totalité de laquelle la configuration en forme de peigne

a été préalablement exécutée. En variante, cette configura-

tion peut être réalisée seulement après séparation des élé-

ments individuels. L'obtention de cette forme résulte par exemple d'une opération d'estampage simple, éventuellement combinée avec l'impression des moyens coupants, qui ne sont pas représentés sur les figures 5 et 6. Dans de nombreux cas, il suffit de prévoir les moyens coupants sur le pont

seulement. A cet endroit, il ne se produit qu'une déforma-

tion relativement petite lors de la compression, de sorte que l'efficacité des moyens coupants est moins dépendante des variations de forme provoquées par la compression sur le connecteur et les câbles placés à l'intérieur. Ainsi, il

est en général suffisant, dans le cas de la forme de réa-

lisation de la figure 1, de prévoir des moyens coupants seulement sur la face du pont il qui se trouve dans la

chambre 25 du fil de bobinage.

Les figures 7 et 8 représentea ine forme de réalisa-

tion qui est également semblable dans son principe à celle

de la figure 1. Les éléments correspondants sont donc dési-

gnés par les mêmes repères que sur la figure 1, précédés

toutefois du chiffre "8".

La forme de réalisation suivant les figures 7 et 8 est caractérisée en ce que les sections transversales des chambres 825, 827 augmentent vers la zone d'-entrée des

fils. Trois fils de bobinage 803 A, 803 B, 803 C sont re-

présentés sur les figures 7 et 8. Le fil de liaison 805 com-

porte également une âme composée d'une pluralité de brins 809. L'évasement du connecteur vers la zone d'entrée assure une meilleure protection des conducteurs dans le cas de mouvements mécaniques, des oscillations en particulier,

comme cela se produit fréquemment dans les machines.

On voit, sur la figure 8, comment les fils de bobi-

nage dans la chambre 825 peuvent être déformés lors de la

compression du connecteur. La figure 9 représente un élé-

ment de feuille métallique pour un connecteur à sertir, com-

portant au total huit doigts dont seul le doigt 915 est repéré sur la figure 9. Tous les doigts partent d'un même bord du pont 911. Cela peut faciliter la fabrication. En

outre, cette disposition diminue également la perte de mé-

tal, sans nécessiter d'outillage compliqué d'estampage.

La figure 10 est une vue en bout d'un connecteur obtenu à partir de l'élément de feuille métallique de la

figure 9, lorsque les doigts individuels sont pliés alterna-

tivement vers une face et vers l'autre face du pont 911.

Comme dans le cas de la figure 2, on obtient un connecteur

à sertir dans lequel les deux chambres 925 et 927 sont for-

mées alternativement par les bases et par les extrémités libres des doigts.

La figure 11 est une vue en bout du connecteur obte-

nu à partir de l'élément de feuille métallique de la figure 9, lorsque tous les doigts sont pliés vers la même face du pont. On obtient-alors, comme dans la forme de réalisation de la figure 1, une première chambre 1125 formée seulement par les bases des doigts et une deuxième chambre 1127 formée par les extrémités libres des doigts. Comparativement à la figure 1, on obtient une symétrie radiale moindre, du fait

de la plus grande simplicité de l'élément de feuille métal-

lique. Toutefois, le dispositif suivant la figure 11 donne

satisfaction dans de nombreuses applications.

Les figures 12 et 13 illustrent la possibilité d'utiliser des doigts plus courts, et par conséquent plus

rigides, qui s'étendent chacun sur-une chambre seulement.

La figure 12 représente un élément de feuille mé-

tallique, également sous forme d'une feuille plane découpée, qui entraîne peu de perte, comme dans le cas de la découpe de la figure 9. Toutefois, des doigts 1215 et 1217 sont sur les deux bords longitudinaux du pont 1211, respectivement,

ces doigts n'étant pas décalés les uns par rapport aux au-

tres. La longueur des doigts est déterminée de façon à ce

que chaque doigt puisse former seulement une chambre unique.

La figure 13 est une vue en bout du connecteur à sertir obtenu par pliage à partir de l'élément de feuille

métallique de la figure 12. Les chambres 1225 et 1227, for-

mées de chaque côté du pont 1211, sont semblables. En outre,

il existe un degré élevé de symétrie radiale.

Il est entendu que des modifications de détail peu-

vent être apportées dans la forme et la construction du dispositif suivant l'invention, sans sortir du cadre de celle-ci.

Claims

REVENDICATIONS

1. Connecteur ou raccord à sertir pour fils élec-

triques, pour interconnecter au moins un fil de bobinage, en particulier un fil verni, et au moins un fil de liaison, de préférence torsadé, ce connecteur comprenant deux cham- bres obtenues par pliage d'un élément unitaire de feuille métallique, ces chambres étant disposées côte à côte dans

la section transversale du connecteur et pouvant être com-

primées au moyen d'un outil, une des chambres étant appelée à recevoir le fil de bobinage et l'autre le fil de liaison,

au moins la chambre de fil de bobinage portant sur sa sur-

face intérieure des moyens coupants qui, lors de la com-

pression de la chambre, pénètrent à travers l'isolement du fil de bobinage et effectuent le contact électrique avec

l'âme électriquement conductrice du fil de bobinage, carac-

térisé en ce que chaque chambre (25, 27) est définie par un pont (11) et une rangée d'une pluralité de doigts (15,

17, 19, 21, 23) qui partent du pont radialement par rap-

port à l'axe (13) du connecteur et sont pliés en arc-de-

cercle autour du pont.

2. Connecteur suivant la revendication 1, caracté-

risé en ce que les doigts font le tour du pont (11) à par-

tir de leurs bases et définissent les deux chambres (25, 27), une chambre étant formée sur chacune des deux faces du

pont.

3. Connecteur suivant la revendication 2, caracté-

risé en ce que les doigts partent des deux bords opposés du pont (11) et sont disposés en quinconce les uns par rapport

aux autres.

4. Connecteur suivant la revendication 3, caracté-

risé en ce que la chambre de fil de bobinage est délimitée

par les bases des doigts.

5. Connecteur suivant la revendication 2 ou 3, ca-

ractérisé en ce que les doigts sont pliés à partir du pont

(11) vers une même face de celui-ci.

6. Connecteur suivant la revendication 2 ou 3, ca-

ractérisé en ce que les doigts (215, 217, 219, 221, 223) sont pliés à partir du pont (211) alternativement vers les

faces opposées de celui-ci.

7. Connecteur suivant l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 6, caractérisé en ce que chaque chambre compor-

te au moins trois doigts.

8. Connecteur suivant la revendication 7, caractéri-

sé en ce que chaque chambre comporte cins à huit doigts.

9. Connecteur suivant l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 8, caractérisé en ce que les sections transver-

sales des chambres (825, 827) augmentent vers la zone d'en-

trée des conducteurs.

10. Connecteur suivant l'une quelconque des reven-

dications 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens coupants

(31) sont prévus au moins sur le pont (11).