Terminales de engarzado tipo U: la geometría en U abierta define el engarzado

Un terminal de engarce tipo U no es un cilindro cerrado en el que se inserta el cable. Es una U abierta: el cable cae en el canal desde arriba y un troquel superior e inferior comprimen las dos paredes alrededor de los hilos. El ancho de la abertura en U, la profundidad de la U y el espesor del material determinan cómo se pliegan las paredes, cómo se capturan los hilos y si el engarce se mantiene bajo fuerza de tracción.

Los terminales tipo U se utilizan cuando el cable se coloca desde el lateral: terminales de conexión a tierra, uniones de cables, conexiones de barras colectoras y bloques de terminales. Se juzgan por el engarzado, no por el estampado, y el engarzado depende de la geometría en U, el perfil de la matriz y la altura posterior al engarzado.

En Nuote Metals, producimos terminales de engarzado tipo U con geometría de apertura en U y altura posterior al engarzado verificada según IEC 60352-2. Este artículo cubre la geometría en U, el engarce del troquel superior/inferior, la selección del material y qué verificar antes de aceptar un envío.

La geometría U: tres dimensiones que determinan el engarce

La U está definida por tres dimensiones y cada una determina cómo se pliegan las paredes alrededor del cable.

apertura en U anchoDebe dejar libre el haz de cables, pero no ser tan ancho que las paredes no puedan doblarse a su alrededor. Demasiado estrecho: el cable no cae. Demasiado ancho: las paredes se pliegan sin capturar los hilos y la fuerza de tracción falla.

profundidad UDetermina qué parte de la circunferencia del cable se captura. Una U poco profunda captura menos de la mitad del cable: el engarzado es débil. Una U más profunda captura más, pero si es demasiado profunda, las paredes pueden superponerse en la parte inferior y agrietarse.

Espesor del materialDetermina la rigidez de la pared y la ruta actual. Una pared delgada se pliega fácilmente pero transporta menos corriente. Una pared gruesa transporta más corriente pero requiere una mayor fuerza de engarzado y puede agrietarse en el pliegue si el radio de la matriz es demasiado afilado.

Para terminales tipo U, la geometría U es la especificación de engarzado, no el contorno del terminal. Un terminal que mide correctamente en el contorno pero tiene una profundidad en U incorrecta no pasará la prueba de fuerza de tracción.

Referencia estándar:La calidad del engarzado se verifica según IEC 60352-2 y UL 486A. Las dimensiones de apertura en U siguen DIN 46234 (terminales en U abiertos) donde se especifica.

El troquel superior e inferior: por qué el engarzado en U no es un engarce de barril

Un engarzado de cañón utiliza un troquel hexagonal o de cuatro muescas: el cañón se comprime por todos los lados. Un engarce en U utiliza un troquel superior e inferior; las paredes en U se pliegan hacia adentro desde dos lados. El perfil del troquel determina cómo se pliegan las paredes.

El dado superiorNormalmente es un perfil cóncavo o en forma de V. Empuja las dos paredes hacia adentro y hacia abajo; las paredes se pliegan sobre los hilos de alambre.

La matriz inferior suele ser un yunque plano o ligeramente cóncavo. Soporta el fondo en U: las paredes se pliegan contra él, no a través de él.

El radio del dadoes la dimensión crítica. Un radio agudo dobla la pared con demasiada fuerza: el material se agrieta en el pliegue. Un radio generoso dobla la pared suavemente: los hilos quedan capturados sin agrietarse.

Cómo lo controlamos:Especificamos el perfil del troquel para el ancho U y el espesor del material; no es un troquel estándar para todos los terminales. Para terminales U de cobre, el radio de la matriz es de 0,3 a 0,5 mm. Para el latón, entre 0,5 y 0,8 mm: el latón es más duro y se agrieta en un radio más agudo. El perfil de la matriz se verifica cortando una muestra de engarzado y midiendo el radio de pliegue y la compresión de la hebra.

Para terminales de engarce tipo U, la matriz es parte de la especificación del terminal, no una herramienta genérica. Un terminal que se engarza correctamente en un troquel puede fallar en otro.

Selección de materiales: cobre frente a latón para engarzado en U

Los terminales de engarzado están hechos de cobre o latón y el material determina la fuerza de engarzado, el comportamiento de plegado y la capacidad de corriente.

Cobre (C11000)es el estándar para terminales U de alimentación y conexión a tierra: la más alta conductividad, la más suave y se pliega fácilmente. Pero se endurece durante el engarce: la unión engarzada es más fuerte que el terminal recocido.

Latón (C26000, C26800)es más duro: transporta menos corriente que el cobre pero resiste mejor la relajación del estrés. Se utiliza en bloques de terminales y conexiones de paneles de control donde la temperatura es moderada.

La compensación:El cobre se riza fácilmente y se conduce mejor, pero se relaja a temperaturas elevadas. El latón resiste la relajación pero requiere una mayor fuerza de engarzado y un radio de matriz mayor. Para un terminal de engarce tipo U, el material se selecciona según la clasificación actual y la temperatura de aplicación, no solo para el estampado.

Enchapado:Estañado a 5–10 μm, verificado por XRF. Un revestimiento demasiado grueso se agrieta en el pliegue; Demasiado fino, se desgasta durante el engarce.

Un ejemplo real: falla por fuerza de tracción desde una profundidad U demasiado poco profunda

Un fabricante alemán de equipos de puesta a tierra necesitaba un terminal de cobre tipo U para un cable de 6 mm², con una fuerza de tracción mínima de 200 N. Su proveedor anterior utilizaba una profundidad en U de 4,5 mm: el cable no se capturó lo suficientemente profundo y el 10 % de los engarzados no pasaron la prueba de fuerza de tracción.

Lo que hicimos diferente:

• Aumentó la profundidad de la U a 5,5 mm: 1,5 veces el diámetro del cable de 6 mm².
• Ajusté el perfil del troquel superior para doblar las paredes sobre las hebras, no planas.
• Fuerza de tracción verificada en una muestra de cada lote: promedio de 220 N.
• Se seccionó una muestra de engarzado: compresión uniforme de la hebra, sin grietas en el pliegue.

Limitación:Esta profundidad en U está validada para cables de 4 a 10 mm². Por debajo de 4 mm², se debe reducir la profundidad de la U y volver a calificar el perfil de la matriz.

Se enviaron 1,2 millones de terminales sin fallas por fuerza de tracción. Esto es lo que deberían ofrecer los terminales de engarzado tipo U: no solo una U que despeja el cable, sino una U que captura los hilos, porque la geometría de apertura y el perfil de la matriz se adaptaron al cable, no a la conveniencia del estampado.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Cómo elijo el ancho de apertura en U adecuado para mi cable?

R: Haga coincidir el ancho de la abertura en U con el diámetro del haz de cables más 0,2 a 0,5 mm: suficiente para que el cable caiga, no tan ancho como para que las paredes no puedan doblarse a su alrededor. Haga coincidir la profundidad de la U entre 1,2 y 2,0 veces el diámetro del alambre; a mayor profundidad se capturan más hebras, pero demasiado profunda puede provocar que las paredes se superpongan y se agrieten. Para terminales de engarce tipo U, el calibre del cable es la primera especificación, no el contorno del terminal.

P2: ¿Cuál es la diferencia entre el engarzado en U y el engarzado en barril?

R: Un engarce de cañón utiliza un cilindro cerrado y una matriz hexagonal o de cuatro muescas; el cañón se comprime por todos los lados. Un engarce en U utiliza una U abierta y un troquel superior/inferior: las paredes se pliegan hacia adentro desde dos lados. El engarzado en U se utiliza cuando el cable se introduce desde el lateral: terminales de puesta a tierra, uniones de cables, conexiones de barras colectoras. El perfil de la matriz y la geometría en U son diferentes; el resultado del engarce no es intercambiable.

P3: ¿Por qué es importante el grosor del material para los terminales de engarzado tipo U?

R: El espesor del material determina la rigidez de la pared y la trayectoria actual. Una pared delgada se pliega fácilmente pero transporta menos corriente: se calienta a plena carga. Una pared gruesa transporta más corriente pero requiere una fuerza de engarce mayor y puede agrietarse en el pliegue si el radio de la matriz es demasiado agudo. Para los terminales de engarzado tipo U, el grosor se adapta a la clasificación actual y al perfil de la matriz, no a la conveniencia del estampado.

P4: ¿Puede proporcionar informes de fuerza de tracción y secciones transversales con el envío?

R: Sí. Cada lote se envía con un informe de fuerza de tracción según IEC 60352-2 y fotografías de la sección transversal de engarzado, que muestran la compresión del hilo y el radio de pliegue. Para aplicaciones de conexión a tierra y energía, la sección transversal confirma que las paredes dobladas alrededor de los hilos, no planas. El informe forma parte del paquete PPAP cuando sea necesario.