Terminali a crimpare di tipo U: la geometria a U aperto definisce la crimpatura

Un terminale a crimpare di tipo U non è un cilindro chiuso in cui viene inserito il filo. È una U aperta: il filo cade nel canale dall'alto e una matrice superiore e inferiore comprimono le due pareti attorno ai trefoli. La larghezza dell'apertura a U, la profondità a U e lo spessore del materiale determinano il modo in cui le pareti si piegano, come vengono catturati i trefoli e se la crimpatura regge sotto la forza di trazione.

I terminali di tipo U vengono utilizzati quando il cavo viene posato lateralmente: capicorda di messa a terra, giunti di cavi, collegamenti a sbarre collettrici e morsettiere. Vengono giudicati in base alla crimpatura, non allo stampaggio, e la crimpatura dipende dalla geometria a U, dal profilo della matrice e dall'altezza post-crimpatura.

In Nuote Metals produciamo terminali a crimpare di tipo U con geometria di apertura a U e altezza post-crimpatura verificata secondo IEC 60352-2. Questo articolo riguarda la geometria U, la crimpatura della matrice superiore/inferiore, la selezione del materiale e cosa verificare prima di accettare una spedizione.

La geometria a U: tre dimensioni che determinano la crimpatura

La U è definita da tre dimensioni e ciascuna determina il modo in cui le pareti si piegano attorno al filo.

Apertura a U larghezzadeve essere libero dal fascio di cavi ma non essere così largo che le pareti non possano piegarsi attorno ad esso. Troppo stretto: il filo non cade. Troppo largo: le pareti si piegano senza catturare i fili e la forza di trazione viene meno.

Profondità Udetermina quanta parte della circonferenza del filo viene catturata. Una U poco profonda cattura meno della metà del filo: la crimpatura è debole. Una U più profonda cattura di più, ma se è troppo profonda, le pareti potrebbero sovrapporsi nella parte inferiore e rompersi.

Spessore del materialedetermina la rigidezza del muro e il percorso della corrente. Una parete sottile si piega facilmente ma trasporta meno corrente. Una parete spessa trasporta più corrente ma richiede una forza di crimpatura maggiore e potrebbe rompersi nella piega se il raggio della matrice è troppo acuto.

Per i terminali di tipo U, la geometria U è la specifica di crimpatura, non il contorno del terminale. Un terminale che misura correttamente il contorno ma ha la profondità U sbagliata non supererà il test della forza di trazione.

Riferimento normativo:La qualità della crimpatura è verificata secondo IEC 60352-2 e UL 486A. Le dimensioni dell'apertura a U seguono la norma DIN 46234 (terminali a U aperti) dove specificato.

La matrice superiore e inferiore: perché la crimpatura a U non è la crimpatura a botte

Una crimpatura della canna utilizza una matrice a quattro rientranze o esagonale: la canna viene compressa da tutti i lati. Una crimpatura a U utilizza una matrice superiore e una inferiore: le pareti a U sono piegate verso l'interno da due lati. Il profilo della fustella determina il modo in cui le pareti si piegano.

Il dado superioreè tipicamente un profilo concavo o a forma di V. Spinge le due pareti verso l'interno e verso il basso: le pareti si piegano sui trefoli di filo.

Il dado inferiore è tipicamente un'incudine piatta o leggermente concava. Supporta il fondo a U: le pareti si piegano contro di esso, non attraverso di esso.

Il raggio del dadoè la dimensione critica. Un raggio acuto piega troppo il muro: il materiale si rompe in corrispondenza della piega. Un raggio generoso piega la parete in modo uniforme: i fili vengono catturati senza rompersi.

Come lo controlliamo:Specifichiamo il profilo della matrice per la larghezza U e lo spessore del materiale, non una matrice standard per tutti i terminali. Per i terminali a U in rame, il raggio della matrice è 0,3–0,5 mm. Per l'ottone, 0,5–0,8 mm: l'ottone è più duro e si rompe con un raggio più acuto. Il profilo della matrice viene verificato sezionando un campione di crimpatura e misurando il raggio di piega e la compressione del trefolo.

Per i terminali a crimpare di tipo U, la matrice fa parte delle specifiche del terminale e non è uno strumento generico. Un terminale che si crimpa correttamente in una matrice potrebbe fallire in un'altra.

Selezione del materiale: rame o ottone per la crimpatura a U

I terminali a crimpare sono realizzati in rame o ottone e il materiale determina la forza di crimpatura, il comportamento di piegatura e la capacità di corrente.

Rame (C11000)è lo standard per la messa a terra e l'alimentazione dei terminali U: massima conduttività, morbidezza e facilità di piegatura. Ma si indurisce durante la crimpatura: il giunto crimpato è più resistente del terminale ricotto.

Ottone (C26000, C26800)è più difficile: trasporta meno corrente del rame ma resiste meglio al rilassamento dello stress. Utilizzato nelle morsettiere e nei collegamenti del pannello di controllo dove la temperatura è moderata.

Il compromesso:Il rame si piega facilmente e conduce meglio, ma si rilassa a temperature elevate. L'ottone resiste al rilassamento ma richiede una forza di crimpatura maggiore e un raggio della matrice maggiore. Per un terminale a crimpare di tipo U, il materiale viene selezionato per la corrente nominale e la temperatura di applicazione, non solo per lo stampaggio.

Placcatura:Stagnatura a 5–10μm, verificata mediante XRF. Una placcatura troppo spessa si screpola in corrispondenza della piega; troppo sottile, si consuma durante la crimpatura.

Un esempio reale: rottura della forza di trazione da una profondità U troppo bassa

Un produttore tedesco di apparecchiature di messa a terra necessitava di un terminale di tipo U in rame per un cavo da 6 mm², con una forza di trazione minima di 200 N. Il fornitore precedente utilizzava una profondità U di 4,5 mm: il filo non veniva catturato abbastanza in profondità e il 10% delle crimpature non superava il test della forza di trazione.

Cosa abbiamo fatto di diverso:

• Aumentata la profondità U a 5,5 mm: 1,5 volte il diametro del filo di 6 mm².
• Modificato il profilo della fustella superiore per piegare le pareti sui trefoli, non in modo piatto.
• Forza di trazione verificata su un campione di ogni lotto: media di 220 N.
• Sezione trasversale di un campione di crimpatura: uniforme di compressione del filo, senza crepe nella piega.

Limitazione:Questa profondità U è convalidata per cavi da 4–10 mm². Al di sotto di 4 mm², la profondità U deve essere ridotta e il profilo della matrice riqualificato.

Spediti 1,2 milioni di terminali senza guasti dovuti alla forza di trazione. Questo è ciò che i terminali a crimpare di tipo U dovrebbero offrire: non solo una U che libera il filo, ma una U che cattura i trefoli, perché la geometria dell'apertura e il profilo della matrice sono stati adattati al filo, non alla comodità di stampaggio.

Domande frequenti

Q1: Come scelgo la giusta larghezza di apertura a U per il mio filo?

R: Abbina la larghezza dell'apertura a U al diametro del fascio di cavi più 0,2–0,5 mm: abbastanza per far cadere il cavo, non così largo da impedire alle pareti di piegarsi attorno ad esso. Abbina la profondità U a 1,2–2,0× il diametro del filo: una profondità maggiore cattura più fili, ma una profondità eccessiva può causare la sovrapposizione e la rottura delle pareti. Per i terminali a crimpare di tipo U, la sezione del filo è la prima specifica, non il contorno del terminale.

Q2: Qual è la differenza tra crimpatura a U e crimpatura a cilindro?

R: La crimpatura del cilindro utilizza un cilindro chiuso e una matrice a quattro rientranze o esagonale: il cilindro viene compresso da tutti i lati. Una crimpatura a U utilizza una U aperta e una matrice superiore/inferiore: le pareti sono piegate verso l'interno da due lati. La crimpatura a U viene utilizzata quando il filo viene inserito lateralmente: capicorda di messa a terra, giunti di cavi, collegamenti a sbarre collettrici. Il profilo della matrice e la geometria a U sono diversi: il risultato della crimpatura non è intercambiabile.

D3: Perché lo spessore del materiale è importante per i terminali a crimpare di tipo U?

R: Lo spessore del materiale determina la rigidità della parete e il percorso della corrente. Una parete sottile si piega facilmente ma trasporta meno corrente: si riscalda a pieno carico. Una parete spessa trasporta più corrente ma richiede una forza di crimpatura maggiore e potrebbe rompersi nella piega se il raggio della matrice è troppo acuto. Per i terminali a crimpare di tipo U, lo spessore dipende dalla corrente nominale e dal profilo della matrice, non dalla comodità di stampaggio.

Q4: Potete fornire rapporti e sezioni trasversali sulla forza di trazione con la spedizione?

R: Sì. Ogni lotto viene fornito con un rapporto sulla forza di trazione conforme alla norma IEC 60352-2 e foto della sezione trasversale di crimpatura, che mostrano la compressione del filo e il raggio di piegatura. Per le applicazioni di messa a terra e di alimentazione, la sezione trasversale conferma che le pareti si sono piegate attorno ai trefoli, non piatte. Il report fa parte del pacchetto PPAP ove richiesto.