FR2928781A1 - Electric connection device for enameled wires, has two electric heat electrodes for setting-conforming function in lug, pole body, clamp, tube or metallic jacket, and wires connected during flow temperature of enamel - Google Patents

Abstract

The device has two electric heat electrodes for setting-conforming function in a lug, pole body, clamp, tube or a metallic jacket. Wires are not in contact with oxygen of air and are not oxidized due to pressure applied by crossbars during enamel flow and connection process, where the wires can be copper or aluminum. The wires are connected during flow temperature of enamel, and the torque pressure and/or temperature is controlled so that enamel of wire is not carbonized and hardened for allowing the enamel to continuously flow and evacuate from electric contact zone during pressure mounting.

Description

Page N° 1 - 4 La présente invention concerne un dispositif destiné à assurer la connexion électrique des fils émaillés sans dénudage préalable. La présente invention concerne principalement les métiers du bobinage, moteurs électriques, transformateurs, bobines et tous dispositifs destinés à faire naître un champ 5 électrique induit par des fils. La connexion des fils émaillés nécessite actuellement plusieurs opérations : - 1- Le dénudage du ou des fils qui peut être mécanique, chimique, par ultrasons, par laser, par brûlage puis brossage, ou autre. - 2 - La continuité électrique du ou des fils précédemment dénudés avec l'élément à 10 connecter qui peut être une cosse, un fût ou un autre fil, etc... Cette continuité peut être assurée par soudure avec ou sans métal d'apport ou par sertissage mécanique. Ces opérations se révèlent : - longues, de plusieurs minutes à plus d'une heure pour certaines connexions, -délicates , nécessité d'un réglage précis de l'outil de dénudage des fils fins inférieures 15 à 0,50 mm de diamètre. - polluantes que se soit du fait du dénudage chimique ou mécanique puis par la brasure avec un alliage - dispendieuse en énergie. Le dispositif décrit par la présente permet de supprimer ces inconvénients. Il est très 20 rapide, quelques secondes, non polluant car il ne nécessite pas de dénudage préalable du ou des fils émaillés. Le dispositif décrit par la présente montre tout son intérêt dans la connexion cale fils émaillés multi-brins comme le fil (de) Litz qui demande le désémaillage de chaque fil indépendamment.The present invention relates to a device for ensuring the electrical connection of enamelled son without prior stripping. The present invention relates mainly to the winding trades, electric motors, transformers, coils and all devices intended to give rise to an electric field induced by wires. The connection of the enamelled son currently requires several operations: - 1 - The stripping of the son or son which can be mechanical, chemical, ultrasound, laser, by burning and brushing, or other. The electrical continuity of the son or wires previously stripped with the element to be connected which may be a terminal, a shaft or another wire, etc. This continuity can be ensured by welding with or without filler metal. or by mechanical crimping. These operations are revealed: long, from several minutes to more than one hour for certain connections, delicate, need for precise adjustment of the stripping tool of fine wires smaller than 0.50 mm in diameter. - pollutants that is due to the chemical or mechanical stripping then by the solder with an alloy - expensive in energy. The device described herein makes it possible to eliminate these disadvantages. It is very fast, a few seconds, non-polluting because it does not require prior stripping or enamelled son. The device described here shows all its interest in the connection wedge enamelled son multi-strand as the wire (de) Litz which requires the demagnetization of each wire independently.

25 Le dispositif décrit par la présente permet d'assurer la connexion : - d'un ou de plusieurs fils sans limitation du nombre de brins. - de fils de différents diamètres simultanément. - de fils ronds, méplats ou d'autres formes de section. - de fils de cuivre ou d'aluminium.The device described herein makes it possible to connect one or more wires without limiting the number of strands. - son of different diameters simultaneously. - round wires, flats or other forms of section. - copper or aluminum wire.

30 Le dispositif est constitué d'une presse (1) d'une capacité de 4.000 daN de force de fermeture. Il s'agit d'une presse hydraulique manuelle avec manomètre de pression dans le dispositif décrit. Deux mors (2) assurent à la fois la fonction d'électrodes d'alimentation électrique pour le chauffage de la cosse et la fonction de conformage et sertissage mécanique.The device consists of a press (1) with a capacity of 4,000 daN closing force. This is a manual hydraulic press with pressure gauge in the device described. Two jaws (2) provide both the function of electrical supply electrodes for the heating of the lug and the function of shaping and mechanical crimping.

35 Les mors sont réalisés en matériaux de type alliage cuivre désignation AFNOR CuBe2, ou également désigné BERYLLIUM ST25 suivant l'ancienne nomenclature. Ce type Page N° 2 - 4 d'alliage permet de garantir une bonne conductibilité électrique et une borine tenue mécanique. Les mors sont isolés électriquement et thermiquement de la presse et entre eux.The jaws are made of copper alloy materials designation AFNOR CuBe2, or also designated BERYLLIUM ST25 according to the old nomenclature. This type Page No. 2 - 4 of alloy ensures good electrical conductivity and borine mechanical strength. The jaws are electrically and thermally isolated from the press and between them.

40 La forme et la section des mors sont adaptés à la section des cosses utilisées afin de pouvoir garantir une parfaite évacuation de l'émail du fil ou des fils à l'endroit du sertissage Les mors sont reliés à un générateur de puissance (3) constitué d'un transformateur torique, d'une puissance de 1kVA, alimenté par un gradateur piloté. Le circuit secondaire du transformateur, constitué d'une seule spire de section de 500 mm2 est 45 capable de délivrer une intensité de 3 000 A. Le générateur de puissance est dimensionné en puissance en fonction des tailles des cosses, futs, chemises ou manchons et en fonction du nombre, des dimensions et des formes des fils concernés qui peuvent êtres ronds, plats (méplat) ou d'autres formes géométriques.40 The shape and the section of the jaws are adapted to the section of the lugs used in order to be able to guarantee a perfect evacuation of the enamel of the wire or the wires at the crimping place The jaws are connected to a generator of power (3) consisting of a toroidal transformer, a power of 1kVA, powered by a controlled dimmer. The secondary circuit of the transformer, consisting of a single turn of 500 mm2 section 45 is capable of delivering an intensity of 3000 A. The power generator is sized power according to the sizes of the pods, barrels, shirts or sleeves and depending on the number, dimensions and shapes of the son concerned that may be round, flat (flat) or other geometric shapes.

50 Les fils sont préalablement introduits sans dénudage dans une cosse tubulaire, un fût, un manchon ou une chemise en cuivre correspondants éventuellement à la norme NFC 20-130 mais également en tout autre forme et matériau conducteur comme l'aluminium, l'acier. La section est adaptée aux nombres et aux diamètres du ou des fils. Pour simplifier l'explication et afin d'éviter une répétition lourde, il ne sera plus utilisé 55 que le terme de manchon pour désigner une cosse, un fût, une chemise ou un manchon à sertir dans les textes suivants. L'ensemble ainsi constitué est placé entre les mors du dispositif de sertissage. Les mors du dispositif sont refermés avec une pression de quelques bars destinée à immobiliser le manchon et de permettre la mise en contact électrique des mors sur le manchon.The son are previously introduced without stripping in a tubular lug, a barrel, a sleeve or a copper jacket optionally corresponding to the NFC 20-130 but also in any other form and conductive material such as aluminum, steel. The section is adapted to the numbers and diameters of the son or wires. To simplify the explanation and to avoid a heavy repetition, it will no longer be used as the sleeve term for a lug, barrel, sleeve or crimp sleeve in the following texts. The assembly thus formed is placed between the jaws of the crimping device. The jaws of the device are closed with a pressure of a few bars to immobilize the sleeve and allow the electrical contact of the jaws on the sleeve.

60 Le manchon est alors chauffé par l'Effet Joule du générateur de puissance, lorsque le générateur de puissance est mis en marche. Le générateur de puissance fonctionne suivant une rampe de montée en courant afin de chauffer progressivement l'ensemble manchon plus fils. Les fils en contact périphérique avec l'intérieur du manchon sont d'abord chauffés par 65 transfert thermique de l'échauffement du manchon. La pression des mors est asservie avec la montée en température afin de dépasser les températures de thermo-plasticité des fils émaillés. Les températures de thermo-plasticité sont dépendantes de la nature du fil concerné. En générale une température comprise entre 450 et 500°C permet de couvrir l'ensemble des produits émaillés standards de tous les 70 fabricants de fils émaillés. La pression appliquée permet la déformation de l'émail du fil, qui dans un premier temps vient combler les interstices de foisonnement du fil avec évacuation de l'air entre les Page N° 3 - 4 fils. Puis la température s'élevant, l'émail change d'état et passe en état de fusion. Les forces de pression permettent l'évacuation de l'émail sans oxydation du cuivre ou de 75 l'aluminium car les contacts métalliques se substituent à l'émail au fur et à mesure du processus et ceci en l'absence d'oxygène de l'air pouvant oxyder le cuivre ou l'aluminium. La pression appliquée progressivement permet de déformer les fils de cuivre ou d'aluminium et de transférer les calories aux fils contigus. L'évacuation de l'émail se propage de la périphérie au centre afin de créer un bloc parfaitement homogène en contact 80 continu et sans le moindre interstice d'air ou d'émail résiduel. La figure 1 représente la presse hydraulique. La figure 2 représente les mors électrodes de conformage La figure 3 représente le schéma du générateur de puissance électrique avec le gradateur et le transformateur torique.The sleeve is then heated by the Joule Effect of the power generator, when the power generator is turned on. The power generator operates according to a rise ramp in order to gradually heat the sleeve assembly plus son. The wires in peripheral contact with the inside of the sleeve are first heated by thermal transfer of the heating of the sleeve. The pressure of the jaws is controlled with the rise in temperature in order to exceed the temperatures of thermo-plasticity enameled son. Thermoplasticity temperatures are dependent on the nature of the wire concerned. In general a temperature between 450 and 500 ° C can cover all standard enamelled products of all 70 manufacturers enamelled son. The applied pressure allows the deformation of the enamel of the wire, which in the first place fills the gaps of expansion of the wire with evacuation of the air between the Page N ° 3 - 4 threads. Then the temperature rising, the enamel changes state and goes into a state of fusion. The pressure forces allow the evacuation of the enamel without oxidation of copper or aluminum because the metal contacts replace the enamel as the process and this in the absence of oxygen of the air that can oxidize copper or aluminum. The pressure applied progressively allows deforming the copper or aluminum wires and transferring the calories to the adjacent wires. The evacuation of the enamel propagates from the periphery to the center in order to create a perfectly homogeneous block in continuous contact and without the slightest gap of air or residual enamel. Figure 1 shows the hydraulic press. Figure 2 shows the shaping electrode jaws. Figure 3 shows the diagram of the electric power generator with the dimmer and the toroidal transformer.

85 La presse est ici hydraulique et manuelle, mais elle peut parfaitement être motorisée avec une autre source d'énergie et un autre type d'actionneur comme un moto-réducteur électrique, un vérin pneumatique avec multiplicateur hydraulique sans que cela ne change la revendication du brevet. Elle assure la force de sertissage de la cosse, du fût, du manchon ou de la chemise cuivre, aluminium ou autre matériau conducteur électrique utilisé.85 The press is here hydraulic and manual, but it can perfectly be motorized with another source of energy and another type of actuator such as an electric gear motor, a pneumatic cylinder with hydraulic multiplier without this changing the claim of the patent. It provides the crimping force of the lug, barrel, sleeve or sleeve copper, aluminum or other electrically conductive material used.

90 La pression hydraulique peut monter jusqu'à 2.50 bars et se traduit par une force de fermeture pouvant être de 4.000 daN. Les mors sont ici dessinés afin d'assurer un sertissage-conformage d'une cosse de section efficace 10 mm2 de type NFC 20-130. Ils permettent le sertissage-conformage sur une longueur de 8 mm de la cosse. La section de sertissage est ici déterminée pour 45 fils de 95 0,50 mm de diamètre. Chaque mors a une forme de demi-lune obtenue par alésage de 7 mm puis réduction de 1 mm de chaque plan de contact. La section efficace des mors fermés est alors de 27,93 mm`. Les mors sont fixés chacun sur une large plaque d'aluminium afin de pouvoir être fixée par l'intermédiaire d'une large plaque d'isolant qui peut admettre la pression de fermeture de la presse. Les mors sont raccordés électriquement à la spire 100 secondaire du transformateur torique. Cette spire est constituée d'un empilement de 20 feuilles de cuivre de 25 mm x lmm d'épaisseur afin de former un conducteur souple pouvant suivre sans contrainte mécanique le mouvement de fermeture des mors. Le dispositif selon l'invention est destiné à assurer de manière très rapide, fiable et sans pollution de désémaillage, la connexion électrique des fils émaillés de bobinages. Il 105 concerne les industries des moteurs électriques, des générateurs électriques comme les alternateurs ou dynamos, des transformateurs, et des bobines de toute nature. Il permet d'assurer la connexion d'un nombre important de fils qui peut être par exemple supérieur à 100 dans une même cosse et ceci en moins de 30 secondes. 90 Hydraulic pressure can rise up to 2.50 bar and results in a closing force of up to 4,000 daN. The jaws are here designed to ensure a crimping-conformation of a lug section 10 10 NFC type 20-130. They allow the crimping-conforming over a length of 8 mm of the pod. The crimping section is here determined for 45 son of 95 0.50 mm in diameter. Each jaw has a half-moon shape obtained by 7 mm bore then reduction of 1 mm of each plane of contact. The effective cross section of the closed jaws is then 27.93 mm`. The jaws are each fixed on a large aluminum plate in order to be fixed by means of a large insulating plate which can admit the pressure of closing the press. The jaws are electrically connected to the secondary turn 100 of the toroidal transformer. This turn consists of a stack of 20 sheets of copper 25 mm x 1 mm thick to form a flexible conductor that can follow without mechanical stress the closing movement of the jaws. The device according to the invention is intended to provide very quickly, reliably and without pollution de-glittering, the electrical connection of the enamelled son of windings. It concerns the industries of electric motors, electric generators such as alternators or dynamos, transformers, and coils of any kind. It makes it possible to ensure the connection of a large number of wires which can be for example greater than 100 in the same terminal and this in less than 30 seconds.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1) Dispositif de connexion électrique de fils émaillés sans dénudage caractérisé en ce qu'il comporte deux électrodes de chauffe électrique assurant également la fonction de sertissage-conformage dans une cosse, un fût, un manchon, un tube ou une chemise métallique. 1) Electrical connection device enamelled son without stripping characterized in that it comprises two electric heating electrodes also ensuring the crimping-conforming function in a lug, a barrel, a sleeve, a tube or a metal jacket. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les fils lors du processus de connexion ne sont pas en contact avec l'oxygène de l'air et ne sont donc pas oxydés grâce à la pression appliquée par les mors durant toute la durée du fluage de l'émail. 2) Device according to claim 1 characterized in that the son during the connection process are not in contact with the oxygen of the air and therefore are not oxidized due to the pressure applied by the jaws throughout the duration of the creep of the enamel. 3) Dispositif selon les revendications précédentes caractérisé en ce qu'il permet la connexion de plusieurs fils émaillés de même dimension ou de dimensions différentes à la 10 température de fluage de l'émail sans oxydation des fils. 3) Device according to the preceding claims characterized in that it allows the connection of several enamelled son of the same size or different dimensions at the creep temperature of the enamel without oxidation son. 4) Dispositif selon les revendications précédentes caractérisé en ce qu'il permet la connexion de fils émaillés cuivre, mais également aluminium. 4) Device according to the preceding claims characterized in that it allows the connection of enameled copper son, but also aluminum. 5) Dispositif selon les revendications précédentes caractérisé en ce qu'il contrôle le couple pression et ou température afin que l'émail du fil ne soit pas carbonisé et durci pour 15 qu'il puisse toujours fluer et être évacué en continu de la zone de contact électrique lors de la montée en pression. 5) Device according to the preceding claims characterized in that it controls the pressure and or temperature torque so that the enamel of the wire is not carbonized and hardened so that it can always flow and be discharged continuously from the zone of electrical contact during the rise in pressure. 6) Dispositif selon les revendications précédentes caractérisé en ce qu'il contrôle le couple pression et ou température afin que l'émail du fil ne soit pas carbonisé et durci, afin de ne pas réduire la section des fils de la zone de contact électrique lors de la montée en 20 pression. 6) Device according to the preceding claims characterized in that it controls the pressure and or temperature torque so that the enamel of the wire is not carbonized and hardened, so as not to reduce the section of the son of the electrical contact zone when of the rise in pressure.