BR102016017422A2

BR102016017422A2 - dispositivo para fixar um terminal de conexão elétrica em um suporte

Info

Publication number: BR102016017422A2
Application number: BR102016017422A
Authority: BR
Inventors: Cumant Mickael
Original assignee: Dubuis Et Cie
Priority date: 2015-08-04
Filing date: 2016-07-27
Publication date: 2017-02-07
Also published as: EP3128617A1; US20170054227A1; CN106450816A

Abstract

resumo ?dispositivo para fixar um terminal de conexão elétrica em um suporte? um dispositivo para fixar um terminal de conexão elétrica em um suporte dotado de uma abertura, o dispositivo compreendendo: uma bucha em geral tubular para localização dentro da abertura (5) do suporte e dotada de extremidades frontal e posterior opostas entre as quais se estende uma perfuração; uma cavilha configurada para inserção forçada no interior da perfuração de modo a causar deformação da bucha para fora, a cavilha sendo dotada de meio de conexão que pode ser encaixado com um conector para prender o terminal no suporte e facilitar a inserção forçada; em que é adicionalmente fornecida uma região destacável 10 interconectando a bucha e a cavilha.

Description

“DISPOSITIVO PARA FIXAR UM TERMINAL DE CONEXÃO ELÉTRICA EM UM SUPORTE” CAMPO DA TÉCNICA

[001 ]A invenção se relaciona a um dispositivo para fixar um terminal de conexão elétrica em um suporte.

ANTECEDENTES

[002] O equipamento elétrico usado em muitas indústrias diferentes tem de ser aterrado, incluindo, por exemplo, equipamento para comunicações em aeronave ou equipamento de sinalização em ferrovias. Isso tipicamente exige que cada item de equipamento seja eletricamente conectado, por meio de tranças metálicas ou de fios de aterramento, a um substrato tal como a estrutura da aeronave ou um trilho de ferrovia. As extremidades das tranças ou fios metálicos são recebidas em terminais que são fixados ao substrato.

[003] Fixar um terminal em um suporte pode tipicamente ser realizado por meio de um parafuso e uma porca, o terminal sendo seguro firmemente entre a cabeça do parafuso e uma superfície do substrato. Para assegurar bom contato elétrico entre o terminal e o substrato, a superfície do substrato tem de ter sua tinta ou outro revestimento descascados antes da montagem do parafuso e da porca. Uma vez que a montagem tenha sido realizada, a região descascada do suporte tem de ser protegida contra corrosão. Para a montagem do parafuso e da porca, é exigido acesso aos dois lados do substrato durante a montagem.

[004] O documento EP 1 376 766 em nome do requerente revela um dispositivo para fixar um terminal de conexão elétrica a um substrato compreendendo, por exemplo, um trilho de ferrovia. O dispositivo compreende um anel o qual deve ser introduzido em um furo cilíndrico formado no substrato, uma tomada para inserção no interior do anel e um parafuso para encaixe com uma abertura roscada fornecida na tomada. Quando se está montando o dispositivo, o anel é primeiramente posicionado no furo cilíndrico no substrato, e então uma força de tração é exercida na tomada com o uso de uma ferramenta de modo a introduzir a tomada dentro do anel com força, desse modo causando expansão radial do anel e travamento do anel no furo. O parafuso é então aparafusado no interior da abertura roscada na tomada, o terminal sendo seguro firmemente entre a cabeça do parafuso e o anel, possibilitando possível fixar o terminal no substrato e estabelecer contato elétrico entre o terminal e o substrato.

[005] Uma vantagem desse dispositivo de fixação é que o mesmo não necessariamente exige que a superfície do substrato seja descascada previamente para assegurar bom contato elétrico entre o terminal e o substrato. Isso é porque o contato elétrico é produzido entre o anel e a superfície interna do furo cilíndrico que é feito no substrato. Uma vantagem adicional com esse dispositivo de fixação é que o mesmo pode ser montado sem a exigência de que ambos os lados do substrato sejam acessíveis.

[006] Entretanto uma desvantagem do dispositivo de fixação se encontra no processo de pré-montagem. Esse processo exige que a tomada seja inserida dentro do anel muito ligeiramente de modo a formar um item unitário pronto para eventual localização no furo do substrato. Entretanto, a extensão de inserção é crítica, uma vez que uma inserção excessiva irá resultar em deformação excessiva do anel e uma inserção reduzida irá resultar na separação da tomada e do anel. A extensão de inserção depende de muitos fatores, incluindo a dureza do material, o diâmetro externo da tomada, o diâmetro interno do anel, o acabamento de superfície e a quantidade de força aplicada àquelas partes. Portanto, um processo de pré-montagem eficaz exige controle rigoroso daquelas variáveis.

[007] Mediante o término do processo de pré-montagem, os dispositivos de fixação pré-montados têm de ser cuidadosamente embalados para assegurar que o anel e a tomada de cada dispositivo de fixação não se separem e assim fiquem misturados com outros anéis e tomadas na embalagem durante a entrega.

[008] Portanto, um objetivo da presente invenção é superar as desvantagens associadas à técnica anterior pelo fornecimento de um dispositivo de fixação o qual consome menos tempo e é caro de produzir.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[009] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecido um dispositivo para fixar um terminal de conexão elétrica em um suporte dotado de uma abertura, o dispositivo compreendendo: uma bucha em geral tubular para localização dentro da abertura do suporte e dotada de extremidades frontal e posterior opostas entre as quais se estende uma perfuração; uma cavilha configurada para inserção forçada no interior da perfuração de modo a causar deformação da bucha para fora, a cavilha sendo dotada de meio de conexão que pode ser encaixado com um conector para prender o terminal no suporte e facilitar a inserção forçada; e uma região destacável interconectando a bucha e a cavilha.

[010] Uma vantagem com esse dispositivo de fixação é que a cavilha e a bucha podem ser manufaturadas como uma única unidade dispensando assim a necessidade de um processo de pré-montagem oneroso como esse. Além disso, a cavilha e a bucha formam uma única unidade que é menos provável de ser inadvertidamente separada e, portanto, pode se tomar menos cuidado para evitar a separação daquelas partes quando se embala os dispositivos de fixação.

[011] Em uma modalidade preferida, a região destacável pode ser configurada para romper mediante inserção forçada da cavilha no interior da bucha. Por exemplo, uma força pode ser aplicada à cavilha para facilitar a inserção no interior da perfuração e a região destacável pode romper mediante o início daquela força, dependendo da magnitude da força e da resistência da região destacável.

Vantajosamente, a cavilha pode estar no lado posterior da bucha e impelida para a frente para inserção no interior da perfuração. Pode, portanto, ser preferencial para a região destacável interconectar a extremidade posterior da bucha e a extremidade frontal da cavilha.

[012] 0 formato e tamanho da região destacável podem ser selecionados de acordo com as capacidades do processo de manufatura e da resistência desejada da região destacável. A região destacável tem de ser suficientemente fraca para romper sob a carga desejada e suficientemente forte para resistir ao processo de manufatura, entrega e subsequente manipulação antes da instalação. Por exemplo, a região destacável pode compreender uma ou mais alças espaçadas regularmente ou irregularmente ao redor da periferia do dispositivo de fixação. Em uma disposição preferida, a região destacável compreende um flange anular que se estende substancialmente ao redor da periferia do dispositivo de fixação. O flange anular pode afunilar na direção posterior de modo a se estender entre a extremidade posterior da bucha, a qual pode ter um corte transversal maior, e a extremidade frontal da cavilha, a qual pode ter um corte transversal menor.

[013] 0 dispositivo de fixação pode ser feito a partir de uma faixa de materiais eletricamente condutivos, tais como alumínio, cobre, titânio, aço inoxidável ou bronze. Pode também ser vantajoso para endurecer pelo menos parte do dispositivo, tal como a cavilha, por exemplo.

[014] Adicionalmente, pode ser preferencial revestir o dispositivo de fixação com um material que resista à corrosão, tenha uma baixa resistência elétrica e seja suficientemente dúctil para permitir deformação. Um revestimento dessa natureza pode ser particularmente preferencial para dispositivos de fixação feitos a partir de alguns dos materiais mais corrosivos, tais como alumínio, cobre e titânio. Mesmo se o dispositivo de fixação é suficientemente bem revestido durante a manufatura, porções não revestidas das cavilhas e da bucha provavelmente se originam da região destacável rompida. A porção não revestida da cavilha provavelmente se move dentro da perfuração mediante inserção total da cavilha no interior da bucha e assim é oculta dos elementos. A porção não revestida da bucha pode ser oculta por uma costela, a qual é fornecida na cavilha e configurada para encaixar na porção não revestida da bucha mediante inserção total. A costela pode também servir como uma contiguidade que limita a quantidade em que a cavilha pode ser inserida no interior da bucha.

[015] O meio de conexão pode compreender uma abertura para o interior de um furo roscado que se estende pelo menos em parte através da cavilha. O furo roscado pode ser dimensionado para receber um conector tal como um parafuso para segurar o terminal no substrato. Em uma disposição alternativa, o meio de conexão pode compreender um rabicho roscado que se estende para a frente da extremidade frontal e configurado para encaixar em um conector tal como uma porca. Ainda em uma disposição alternativa adicional, o meio de conexão pode compreender um encaixe baioneta, por exemplo.

[016] O grau de deformação da bucha mediante inserção forçada da cavilha pode depender do tamanho e formato da cavilha e da perfuração. Preferencialmente pelo menos parte da cavilha forma um encaixe de interferência com a perfuração de modo a causar deformação da bucha. Em particular, o corte transversal da cavilha é maior que o corte transversal da perfuração pelo menos em alguns pontos correspondentes ao longo do comprimento dos mesmos de modo a causar deformação da bucha mediante inserção forçada da cavilha. A cavilha pode ser cilíndrica ou pode estreitar na direção da extremidade frontal e a perfuração pode ser cilíndrica ou pode estreitar na direção da extremidade frontal da bucha. Os cortes transversais da cavilha e da perfuração podem ser selecionados para causar deformação da bucha atrás do substrato de modo que uma porção da bucha se encaixe em uma face posterior do substrato. Isso restringe o movimento para a frente do dispositivo de fixação para impedir remoção do furo. O movimento para trás do dispositivo de fixação é impedido por um flange que se estende de modo radial a partir da extremidade frontal da bucha para encaixe com a face frontal do substrato.

[017] De acordo com um aspecto adicional da invenção, é fornecido um método de instalar um dispositivo de fixação em um substrato dotado de uma abertura, o método compreendendo as etapas de: (a) fornecer um dispositivo de fixação compreendendo: uma bucha com uma perfuração, uma cavilha e uma região destacável interconectando a bucha e a cavilha; (b) montar o dispositivo de fixação no substrato de modo que a bucha se localize na abertura no dito substrato; (c) aplicar uma força na cavilha em uma direção voltada para a bucha de modo a causar o rompimento da região destacável; e (d) continuar a aplicar a força na cavilha de modo a causar inserção forçada da cavilha no interior da perfuração e causar deformação da bucha para fora.

[018] Vantajosamente, o método descrito acima pode também incluir as etapas de (a) fornecer à cavilha uma costela e (b) continuar a aplicar a força na cavilha para fazer com que a costela seja contígua à bucha. A contiguidade da costela e da bucha pode ocultar uma porção da bucha exposta em seguida ao rompimento da região destacável e assim proteger aquela porção dos elementos. Isso é particularmente vantajoso quando um revestimento protetor foi aplicado ao dispositivo durante a manufatura e a porção da bucha exposta em seguida ao rompimento da região destacável não está revestida.

DESCRIÇÃO ESPECÍFICA

[019] A título de exemplo apenas, uma modalidade específica da presente invenção irá agora ser descrita em detalhe, com referência sendo feita aos desenhos anexos, nos quais: [020]A Figura 1 é uma vista em perspectiva posterior do dispositivo de fixação de acordo com a invenção;

[021 ]A Figura 2 é uma vista em corte transversal do dispositivo de fixação mostrado na Figura 1;

[022] A Figura 3 é uma vista em corte transversal explodida da região destacável do dispositivo de fixação mostrado na Figura 2.

[023] As Figuras 4a a 4c mostram três estágios do processo de instalação do dispositivo de fixação das Figuras 1 a 3 em um substrato;

[024] A Figura 5 mostra o dispositivo de fixação encaixado no substrato; e [025] A Figura 6 mostra o terminal elétrico preso no dispositivo de fixação por um parafuso.

[026] Com referência inicialmente às Figuras 1 a 3, é fornecido um dispositivo de fixação, em geral indicado por 10, adequado para segurar um terminal elétrico 100 (Figuras 5 e 6) em um substrato 110 (Figuras 5 e 6) fornecido em uma aeronave, uma linha de ferrovia e assim por diante. O dispositivo de fixação compreende uma bucha 20, uma cavilha 50 e uma região destacável 70 interconectando a bucha 20 e a cavilha 50. O dispositivo de fixação pode ser moldado, usinado ou formado a frio como um item unitário a partir de alumínio, cobre, aço inoxidável ou titânio e finalmente acabado por usinagem em um alto padrão antes que lhe possa ser fornecido um revestimento.

[027] A bucha 20 tem um corpo cilíndrico 22 definindo extremidades frontal e posterior 24, 26 e uma perfuração 28 que se estende de modo axial através do mesmo. O corpo cilíndrico 22 se destina a ser localizado em uma abertura 112 no substrato 110 e é dimensionado para encaixar apertadamente na porção do substrato dentro da abertura 112, de modo que energia elétrica possa ser conduzida entre a bucha 20 e o substrato 110.

[028] A bucha 20 também inclui uma placa 30 fornecida na extremidade frontal 24 do corpo cilíndrico 22 e é dimensionada para se estender de modo radial além dali de alguma forma. A placa 30 tem uma face posterior em geral plana 36 e uma face frontal em geral plana 38 às quais o terminal 100 pode ser preso. Uma ranhura 40 é formada no centro da placa 30 para permitir a passagem de um parafuso 114, perno ou outro prendedor mecânico a ser discutido abaixo em conexão com as Figuras 5 e 6. A placa 30 pode incluir um rebordo 32 que se estende na direção posterior a partir da periferia da mesma para definir uma face de contato anular voltada para trás 34. (a)A cavilha 50 inclui uma porção frontal em geral cilíndrica 52, uma porção posterior em geral cilíndrica 54 e uma contiguidade circular 56 entre as mesmas. A cavilha 50 tem uma face frontal em geral circular 58 definida pela porção frontal 52, uma face posterior em geral circular 60 definida pela porção posterior 54 e um furo 62 que se estende entre essas faces frontal e posterior 58,60. O furo 62 é ligeiramente diametralmente menor que a ranhura 40 e é roscado para encaixar o parafuso 114. A porção frontal 52 tem um comprimento substancialmente igual ao comprimento da perfuração 28 e um diâmetro em geral maior que o diâmetro da perfuração 28, exceto por uma porção estreita 64 adjacente à face frontal 58 a qual afunila para dentro. A contiguidade 56 é diametralmente maior que a porção frontal 52 e define uma face inclinada voltada para a frente 66.

[029] Conforme melhor mostrado na Figura 3, a região destacável 70 é uma fita fina de material interconectando a bucha 20 e a cavilha 50. A região destacável 70 é definida por um raio interno 72 entre a face frontal 58 da cavilha 50 e a perfuração 28 da bucha 20. Além disso, a região destacável 70 é definida pelo vértice 74 entre a fita estreita 64 e a face de extremidade do corpo cilíndrico 22 as quais são dispostas em um ângulo agudo.

[030] A instalação do dispositivo de fixação 10 é ilustrada nas Figuras 4a a 4c. A Figura 4a mostra o dispositivo de fixação localizado na abertura 112 formada no substrato 110 e consegue dois pontos de contato entre o dispositivo de fixação e o substrato. O primeiro ponto de contato e possivelmente o mais confiável está entre o corpo cilíndrico 22 da bucha 20 e a porção do substrato 110 dentro da abertura 112. O segundo ponto de contato e possivelmente o menos confiável (pelo menos com um substrato revestido) é entre a face de contato anular 34 da bucha 20 e a face frontal 116 do substrato 110.

[031] Uma ferramenta de ajuste 130 é empregada para instalar o dispositivo de fixação no substrato 110. A ferramenta de ajuste 130 tem um cilindro 132 o qual se apoia contra a face frontal 38 da placa 30 para impelir a bucha 20 na direção do substrato 110. A ferramenta de ajuste 130 também tem um pistão giratório 134 dotado de uma haste roscada 136 adaptada para se estender através da ranhura 40 e roscadamente para encaixar o furo 62.

[032] Voltando-se agora para a Figura 4b, o pistão foi parcialmente recuado dentro do cilindro de modo a aplicar uma força de tração à cavilha 50 em uma direção para a frente ao mesmo tempo em que restringe o movimento da bucha 20. Essa força de tração causa o rompimento da região destacável à medida que a porção frontal 52 da cavilha 50 começa a se mover no interior da perfuração 28. O movimento da cavilha 50 no interior da perfuração 28 é assistido inicialmente pela porção estreita 64 adjacente à face frontal 58 a qual afunila para dentro. A porção estreita pode na verdade atuar como uma superfície de carne para causar deformação para fora do corpo cilíndrico 22. A porção deformada para fora 68 do corpo cilíndrico 22 se apoia contra a face posterior 118 do substrato 110 e assim restringe o movimento para a frente do dispositivo de fixação 10 com relação ao substrato 110.

[033] A Figura 4c mostra a etapa final do processo de instalação no qual o pistão 134 é adicionalmente recuado no cilindro 130 de modo a levar a porção frontal 52 da cavilha 50 a se localizar totalmente dentro da perfuração 28 do corpo cilíndrico 22. Nessa posição, uma deformação adicional do corpo cilíndrico 22 ocorreu de modo a conseguir maior contato com a face posterior 118 do substrato 110. Mediante rompimento da região destacável 70, porções não revestidas da cavilha 50 e da bucha 20 aparecem na área do rompimento. A porção não revestida da cavilha 50 se localiza na perfuração 28 e é assim protegida adequadamente dos elementos para minimizar a chance de corrosão. A porção não revestida do corpo cilíndrico é blindada pela face inclinada 66 da contiguidade 56, a qual é contígua ao corpo cilíndrico 22 uma vez que cavilha 50 esteja localizada totalmente dentro da perfuração 28. Na verdade, o encaixe entre a contiguidade 56 e o corpo cilíndrico 22 pode servir como uma indicação de que a inserção total da cavilha 50 dentro da perfuração 28 foi conseguida.

[034] A Figura 5 mostra o dispositivo de fixação 10 preso ao substrato 110, o qual é capturado com firmeza entre o rebordo 32 da placa 30 e a porção deformada 68 do corpo cilíndrico 22. Na preparação para instalação, o terminal 100, a arruela 106 e o parafuso 114 são apresentados ao dispositivo de fixação 10. O terminal 100 e a arruela 106 têm, cada um, respectivas aberturas 104, 108 que correspondem à abertura 112 para permitir a passagem do parafuso 114.

[035] A Figura 6 mostra o terminal 100 preso ao substrato 110 por meio do parafuso 114, da arruela 106 e do dispositivo de fixação 10. O encaixe entre aquelas partes facilita uma condutividade elétrica eficaz entre o terminal e o substrato.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Dispositivo para fixar um terminal de conexão elétrica em um suporte dotado de uma abertura, o dispositivo compreendendo: uma bucha em geral tubular para localização dentro da abertura do suporte e dotada de extremidades frontal e posterior opostas entre as quais se estende uma perfuração; uma cavilha configurada para inserção forçada no interior da perfuração de modo a causar deformação da bucha para fora, a cavilha sendo dotada de meio de conexão que pode ser encaixado com um conector para prender o terminal no suporte e facilitar a inserção forçada; CARACTERIZADO pelo fato de que é adicionalmente fornecida uma região destacável interconectando a bucha e a cavilha.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a região destacável é configurada para romper mediante inserção forçada da cavilha no interior da bucha.

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a região destacável interconecta a face posterior da bucha e a extremidade frontal da cavilha.

4. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a região destacável se estende pelo menos substancialmente ao redor da periferia do dispositivo.

5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, e CARACTERIZADO pelo fato de que é feito de alumínio, cobre, titânio, aço inoxidável ou bronze.

6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui adicionalmente um revestimento para resistir à corrosão.

7. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a cavilha é dotada de uma costela configurada para ocultar uma porção da região destacável que permanece na bucha quando do término da inserção forçada da cavilha.

8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a perfuração é substancialmente cilíndrica.

9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a perfuração se estreita na direção da extremidade frontal da bucha.

10. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma porção da cavilha configurada para inserção forçada no interior da perfuração é substancialmente cilíndrica.

11. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma porção da cavilha configurada para inserção forçada no interior da perfuração se estreita na direção da extremidade frontal da mesma.

12. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o corte transversal da cavilha é maior que o corte transversal da perfuração em pontos correspondentes ao longo do comprimento dos mesmos de modo a causar deformação da bucha mediante inserção forçada da cavilha.

13. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a bucha e a cavilha são uma só unidade.

14. Método de instalar um dispositivo de fixação em um substrato dotado de uma abertura, o método sendo CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de: (a) fornecer um dispositivo de fixação compreendendo: uma bucha com uma perfuração, uma cavilha e uma região destacável interconectando a bucha e a cavilha; (b) montar o dispositivo de fixação no substrato de modo que a bucha se localize na abertura no dito substrato; (c) aplicar uma força na cavilha em uma direção voltada para a bucha de modo a causar o rompimento da região destacável; e (d) continuar a aplicar a força na cavilha de modo a causar inserção forçada da cavilha no interior da perfuração e causar deformação da bucha para fora.

15.Método, de acordo com a reivindicação 14, e sendo CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente as etapas de: (a) dotar a cavilha de uma costela; e (b) continuar a aplicar a força na cavilha para fazer com que a costela seja contígua à bucha e ocultar uma porção da bucha exposta em seguida ao rompimento da região destacável.