BRPI0904181A2

BRPI0904181A2 - bateria com um terminal dianteiro moldado embutido

Info

Publication number: BRPI0904181A2
Application number: BRPI0904181-8A
Authority: BR
Inventors: Bielawski Matthew; Thuerk David; Pfeifer Guy; Inkmann Mark
Original assignee: C&D Technologies, Inc
Priority date: 2008-06-03
Filing date: 2009-06-02
Publication date: 2011-02-01
Also published as: US8372537B2; TWI374567B; TW201004014A; MX2009005819A; SA109300355B1; CN101609876B; US20090297943A1; CA2667649C; EP2146387B1; PT2146387T; ES2705005T3; CA2667649A1; BRPI0904181B1; EP2146387A1; CN101609876A

Abstract

BATERIA COM UM TERMINAL DIANTEIRO MOLDADO EMBUTIDO. A presente invenção refere-se a uma bateria com um terminal de bateria roscado para acomodar um parafuso de terminal roscado. O terminal de bateria roscado inclui uma bucha que tem um furo axial que estende entre uma extremidade aberta e uma fechada; e um inserto que tem um eixo geométrico longitudinal e uma abertura roscada que estende ao longo do eixo geométrico longitudinal entre uma extremidade aberta e uma parede traseira, O parafuso de terminal é roscadamente recebido dentro da abertura roscada e a parede traseira do inserto tem uma resistência suficiente para fazer com que um parafuso extremamente longo quebre quando de uma inserção roscada continuada subsequente ao parafuso contactando a parede traseira.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "BATERIACOM UM TERMINAL DIANTEIRO MOLDADO EMBUTIDO".

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção é uma bateria com um terminal dianteiro.

Especificamente, a presente invenção refere-se a um terminal de bateriamontado dianteiro que é moldado dentro da carcaça de bateria.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Os terminais de bateria para automóvel, industrial e outros usossão tipicamente conectados utilizando ou postes os quais estendem do topoda carcaça de bateria ou conexões roscadas nas laterais da carcaça de ba-teria. As conexões nos terminais roscados são geralmente feitas utilizandoum borne e um parafuso que é rosqueado dentro do terminal de bateria eapertado com uma chave. O terminal de bateria é moldado dentro da paredelateral da carcaça de bateria e inclui uma bucha e um inserto roscado dentroda bucha, o qual recebe o parafuso.

Um problema comum encontrado com os terminais de bateriaroscados é que um sobretorque de um parafuso extremamente longo força oparafuso através da parede de fundo (também referida como a parede tra-seira) do inserto e pode ou danificar a zona de solda que conecta o terminalnas placas de bateria ou romper a carcaça de bateria e tornar a bateria inuti-lizável. Uma variedade de diferentes projetos de terminal tratou deste pro-blema mas nenhum destes teve um sucesso completo.

Um dos problemas encontrados no projeto de um inserto de ter-minal de bateria que pode suportar um sobretorque e parafusos extrema-mente longos é a quantidade de espaço limitada na carcaça de bateria. Asbaterias industriais são tipicamente montadas em chassis ou gabinetes quesão construídos para as baterias de tamanho padrão. Qualquer bateria desubstituição precisa ter a mesma "pegada" que uma bateria de tamanho pa-drão de modo a ser uma substituição aceitável. Se a pegada da bateria foraumentando para acomodar um maior inserto de terminal de bateria, a pe-gada da bateria será grande demais para montar dentro de chassis e gabi-netes padrão. Se a carcaça de bateria for reduzida em tamanho para permitirespaço para um maior inserto de terminal de bateria, as células de bateriaserão menores e a bateria terá menos potência. Portanto, duas das conside-rações no projeto de um inserto de terminal de bateria são que o inserto nãopode mudar o tamanho da pegada da bateria e que o inserto não pode es-tender muito distante para dentro da carcaça de bateria. Consequentemente,existe uma necessidade de um inserto de terminal de bateria que estendauma distância mínima para dentro da carcaça de bateria e possa prover umaconexão apropriada utilizando um número mínimo de fios de rosca. Existetambém uma necessidade de um inserto de terminal de bateria que possasuportar um sobretorque e parafusos extremamente longos sem danificarpermanentemente a bateria.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

De acordo com a presente invenção uma bateria com um termi-nal de bateria roscado para acomodar um parafuso de terminal roscado estáprovida. O terminal de bateria roscado inclui uma bucha que tem um furoaxial que estende entre uma extremidade aberta e uma extremidade fecha-da; e um inserto que tem um eixo geométrico longitudinal e uma aberturaroscada que estende ao longo do eixo geométrico longitudinal entre umaextremidade aberta e uma parede traseira. O parafuso de terminal é rosca-damente recebido dentro da abertura roscada e a parede traseira do insertotem uma resistência suficiente para fazer com que um parafuso extrema-mente longo quebre quando de uma inserção roscada continuada subse-quente ao parafuso contactando a parede traseira. A parede traseira estáprojetada de modo que esta deforme menos do que ou igual a 0,25 mm(0,010 pol.) quando o parafuso de terminal contacta a parede traseira e égirado com um torque de até aproximadamente 21,91 N.m (193,9 in-lb).

A parede traseira do inserto tem uma espessura mínima de4,318 mm (0,170 pol.). O inserto é formado dentro da bucha por um proces-so de moldagem e o inserto é de preferência feita de latão e a bucha é feitade chumbo. Quando o parafuso tem um engajamento de rosca dentro doinserto de 5,969 mm (0,235 pol.) ou mais, o parafuso quebra antes que asroscas do inserto sejam danificadas pela rotação continuada do parafuso.Em outra modalidade, o terminal de bateria roscado inclui umabucha que tem um furo axial que estende entre uma extremidade aberta euma extremidade fechada; e um inserto que tem um eixo geométrico longi-tudinal e uma abertura roscada que estende ao longo do eixo geométricolongitudinal entre uma extremidade aberta e uma parede traseira. O insertoestá formado dentro da bucha e a abertura roscada está adaptada para re-ceber um parafuso. Quando um parafuso extremamente longo é roscado naabertura e contacta a parede traseira com um torque de até aproximadamen-te 21,91 N.m (193,9 in-lb), a parede traseira deforma menos do que ou iguala 0,254 mm (0,010 pol.). '

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

As modalidades preferidas do inserto para o terminal de bateriaroscado da presente invenção, assim como outros objetos, características evantagens desta invenção, ficarão aparentes dos desenhos acompanhantes,em que:

Figura 1 é uma vista em perspectiva de topo de uma modalidadede uma bateria que tem terminais montados em extremidade com a cobertu-ra superior removida.

Figura 2 é uma vista de extremidade da bateria mostrada na Fi-gura 1 que tem terminais montados em extremidade.

Figura 3 é uma vista de topo da bateria mostrada na Figura 1que tem terminais montados em extremidade.

Figura 4 é uma vista em corte da bateria mostrada na Figura 3.

Figura 5 é uma vista em detalhes do terminal para a bateriamostrada na Figura 4.

Figura 6 é uma vista em perspectiva de uma bucha com um in-serto utilizada nas modalidades preferidas dos terminais de bateria da pre-sente invenção.

Figura 7 é uma vista lateral da bucha e inserto mostrados na Fi-gura 6.

Figura 8 é uma vista de extremidade da bucha e inserto mostra-dos na Figura 6.Figura 9 é uma vista em corte da bucha e inserto mostrados naFigura 7.

Figura 10 é uma vista lateral da extremidade fechada da bucha einserto mostrados na Figura 9.

Figura 11 é uma vista em corte da seção média da bucha e in-serto mostrados na Figura 9.

Figura 12 é uma vista em perspectiva do inserto utilizado nasmodalidades preferidas dos terminais de bateria da presente invenção.

Figura 13 é uma vista lateral do inserto mostrado na Figura 12.

Figura 14 é uma vista em corte do inserto mostrado na Figura 13.

Figura 15 é uma vista de extremidade do inserto mostrado naFigura 13.

Figura 16 é uma vista lateral de uma modalidade do terminal debateria.

Figura 17 é uma vista lateral de uma modalidade do terminal debateria com um parafuso roscado dentro do inserto.

Figura 18 é uma vista em corte do terminal de bateria mostradona Figura 17.

Figura 19 é uma vista em perspectiva de dois insertos diferentese um parafuso de aço inoxidável que foram utilizados em testes.

Figura 20 é uma vista em perspectiva de uma porca de acopla-mento e um parafuso de aço inoxidável que foram utilizados em testes.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A presente invenção é uma bucha e inserto para um terminal debateria com uma parede traseira que impede danos à bateria quando umparafuso extremamente longo roscado dentro do inserto é sobretorqueado.Como aqui utilizado, o termo "parafuso extremamente longo" refere-se a umparafuso que tem um comprimento medido do fundo da cabeça de parafusoaté a extremidade roscada do parafuso que excede a profundidade da aber-tura roscada no inserto. A parede traseira do inserto está projetada para re-sistir à deformação de um parafuso sobretorqueado, extremamente longoalém da resistência de ruptura do parafuso extremamente longo. Isto signifi-ca que o parafuso sobretorqueado, extremamente longo quebrará antes queo sobretorque deforme significativamente ou rompa a parede traseira do in-serto. O parafuso quebrado pode ser removido do inserto utilizando váriosmétodos conhecidos daqueles versados na técnica e substituídos por umparafuso novo. Portanto, a carcaça de bateria e o interior não são danifica-dos e o desempenho e a integridade da bateria não são comprometidos. Emcontraste, um "inserto espanado" (isto é, um inserto que é sobretorqueadode modo que este gire livremente dentro da bucha) na técnica anterior nãopoderia ser reparado e a bateria precisaria ser substituída.

Outra vantagem da presente invenção é que, quando um para-fuso quebra dentro do inserto, a bateria é completamente desconectada dafonte de energia e a conexão é terminada tanto eletricamente quanto estru-turalmente. Em contraste, quando os insertos nos terminais de bateria datécnica anterior são sobretorqueados, o inserto separa e gira dentro da bu-cha. Como o parafuso está ainda conectado no inserto, a conexão elétricapode ainda existir e apresenta um perigo para os usuários de formar um arcoe/ou uma falha violenta.

Para que a bateria monte em chassis e gabinetes de bateria pa-drão, a bucha/inserto de terminal não pode mudar a pegada da bateria. Maisainda, de modo a manter o desempenho da bateria (isto é, a saída de potên-cia), a bucha/inserto não pode estender muito distante para dentro da carca-ça de bateria e diminuir o tamanho de uma ou mais células. De modo a sa-tisfazer estes requisitos, a combinação de bicha/inserto da presente inven-ção está projetada de modo que esta não deforme quando um parafuso ex-tremamente longo é sobretorqueado. Isto é conseguido projetando a paredetraseira do inserto com uma resistência de atravessamento que é maior doque a resistência de ruptura do parafuso. Como aqui utilizado, o termo "re-sistência de atravessamento" é definida como a resistência à deformação deum parafuso rosqueado dentro do inserto e é medida em termos do torqueexercido quando apertando o parafuso. Para os propósitos da presente des-crição, a parede traseira é considerada ser resistente à deformação se estadeformar menos do que ou igual a 0,25 mm (0,010 pol.) quando um parafusoextremamente longo é rosqueado dentro da abertura e contacta a paredetraseira sob com um torque aplicado no parafuso. O termo "resistência dequebra de parafuso" é definido como a quantidade de torque exercida noaperto de um parafuso que é requerido quebrar o parafuso.

A parede traseira do inserto está projetada para ter uma resis-tência de atravessamento que é mais alta do que a resistência de quebra deparafuso de modo que o parafuso quebre antes que a parede traseira deinserto deforme. Isto protege a zona de solda (isto é, a região na extremida-de do terminal de bateria onde o terminal de bateria está soldado a um co-nector preso ou na placa positiva ou na negativa) de uma "situação de para-fuso longo". Uma "situação de parafuso longo" resulta quando um parafusolongo demais é utilizado (isto é, a porção roscada de um parafuso é maislonga do que o inserto). Após o parafuso contactar a parede traseira do in-serto, o usuário continua a girar o parafuso, fazendo com que a parede tra-seira do inserto deforme ou rompa e danifique a zona de solda. Se a zona desolda for perturbada, um arco pode ocorrer, resultando em uma falha violen-ta e perigosa. A situação de parafuso longo é exacerbada pelas restriçõesde projeto, as quais limitam quão distante o inserto pode estender para den-tro da carcaça de bateria. Um inserto com uma profundidade rasa e menosroscas é mais susceptível a danos se um parafuso longo for erradamenteutilizado.

Os parafusos de aço inoxidável do tipo geralmente utilizado paraprender uma barra condutora a um terminal de bateria foram testados e des-cobertos quebrar quando sujeitos a um torque de aproximadamente 20,42N.m (180.7 in-lb) (isto é, aproximadamente 20,42 Newton.metro (180,7 pole-gadas-libras). Consequentemente, as paredes traseiras dos insertos da pre-sente invenção estão projetadas para suportar um parafuso extremamentelongo rosqueado dentro da abertura do inserto com um torque de pelo me-nos 21,8 N.m (193,7 in-lb) sem deformar e causar danos à zona de solda dabateria.

Outro problema tratado pela presente invenção é o arrancamen-to das roscas do inserto após o parafuso ter sido totalmente inserido no in-serto. Como aqui utilizado, o termo "totalmente inserido" refere-se à condi-ção onde o lado inferior da cabeça de parafuso contacta o inserto, uma barracondutora ou uma arruela de modo que as roscas do parafuso não sejammais visíveis. Foi descoberto que um engajamento de rosca mínimo é ne-cessário para impedir danos às roscas do inserto quando um parafuso total-mente inserido continua a ser girado. Como aqui utilizado, a frase engaja-mento de rosca refere-se à distância que a extremidade roscada de um pa-rafuso estende para dentro do inserto. Se o parafuso não atingir o ponto deacoplamento de rosca mínimo quando totalmente inserido, uma rotação con-tinuada do parafuso arranca as roscas de inserto. No entanto, uma vez queo parafuso atinge a inserção de parafuso mínima, roscas suficientes sobre oparafuso engajaram as roscas do inserto de modo que o torque requeridopara girar o parafuso e arrancar as roscas excede a força limite para quebrara cabeça de parafuso fora do parafuso. A cabeça suportada de um parafusode aço inoxidável de 1/4 χ 20 χ 0,625 padrão quebra quando sujeito a 22,90N.m (202,7 in-lb) de torque. Foi descoberto que um engajamento de roscamínimo de 5,969 mm (0,235 pol.) impede a falha de rosca de inserto. Estecomprimento de engajamento resulta em uma resistência ao torque médiacalculada de 23,15 N.m (204,9 in-lb) de modo a causar a falha de rosca deinserto.

Referindo agora aos desenhos, a Figura 1 mostra uma bateriaindustrial de 12 volts 80 com seis células 86 com a cobertura superior (nãomostrada) removida. A bateria 80 tem terminais negativo e positivo 10, 12montados em uma das paredes de extremidade 84. Isto é um tanto diferentedo que as baterias típicas as quais têm os terminais em uma parede lateral82. Os terminais 10, 12 são utilizados para conectar a bateria 12 a uma bar-ra condutora 76 utilizando um parafuso 70 (ver Figuras 17 e 18).

A Figura 2 mostra a parede de extremidade 84 da bateria 80 daFigura 1 e os terminais negativo e positivo 10, 12. A Figura 3 mostra umavista de topo da bateria 80 com um corte designado como F-F feito ao longodo ponto médio do terminal negativo 10. Esta vista em corte da bateria 80está mostrada na Figura 4 e ilustra como o terminal negativo 10 está conec-tado na placa de bateria negativa e como as placas dentro das células 86adjacentes estão conectadas. O terminal negativo 10 na Figura 4 está mos-trado em mais detalhes na Figura 5.

A Figura 5 é uma vista em detalhes do terminal negativo 10 dabateria 80 e esta mostra uma bucha 30 moldada dentro da carcaça de bate-ria 88 e um inserto 20 dentro da bucha 30. Um conector 90 dentro da bateria80 conecta a placa de bateria negativa no terminal negativo 10. A região on-de o terminal negativo 10 está soldado no conector 90 é conhecida como azona de solda 92. Se um parafuso extremamente longo 70 (ver Figuras 17 e18) for sobreapertado, este pode danificar a zona de solda e causar um arco.

A Figura 6 mostra a bucha 30 com o inserto 20 dentro da extre-midade aberta 34. A extremidade fechada 32 da bucha 30 está conectada naplaca no interior da bateria 80 através do conector 90 pela zona de solda 92(ver Figura 5). O exterior da bucha 30 está formado por uma pluralidade deseções 36 que prendem a bucha 30 dentro da carcaça de bateria moldada88. A presente invenção inclui este projeto e outros projetos similares quesão bem conhecidos na técnica.

A Figura 7 é uma vista lateral da bucha 30 e do inserto 20 mos-trados na Figura 6 com um corte designado A-A feito através do eixo geomé-trico longitudinal. Esta vista em corte está ilustrada na Figura 9. A Figura 8 éuma vista de extremidade da extremidade aberta 34 da bucha 30 e do inser-to 20 mostrados na Figura 6.

A Figura 9 mostra o corte A-A da bucha 30 e do inserto 20 daFigura 7. A vista em corte mostra como o inserto 20 está formado dentro dabucha 30. O inserto 20, o qual é tipicamente feito de latão, é usinado na for-ma desejada e a bicha 30, a qual é tipicamente feita de chumbo, está mol-dada ao redor do inserto 20. A extremidade fechada 22 do inserto 20 contac-ta a extremidade fechada 32 da bucha 30. A abertura 26 no inserto 20 rece-be um parafuso 70 (ver Figuras 17 a 18) quando a bateria 80 está conectadaa uma carga. A bucha 30 e o inserto 20 têm dois cortes na Figura 9 designa-dos como B-B e C-C1 os quais são cortes transversais. O corte B-B é umcorte feito em um ponto dentro da extremidade aberta 34 da bucha 30, e ocorte C-C é um corte feito na extremidade da abertura 26 no inserto 20.

A Figura 10 mostra o corte B-B da bucha^30 e o inserto 20 naFigura 9 próximo da extremidade aberta 34 da bucha 30. Uma abertura ros-cada 26 no centro do inserto 20 está designada para receber um parafuso70 (ver Figuras 17 e 18). A Figura 11 mostra o corte C-C da bucha 30 e doinserto 20 na Figura 9 próximo da seção média da bucha 30 e na extremida-de da abertura 36 (isto é, na parede traseira) no inserto 20.

A Figura 12 mostra uma modalidade de um inserto 20 da pre-sente invenção. O inserto 20 tem uma extremidade fechada 22 e uma ex-tremidade aberta roscada 24 que está designada para receber um parafuso70 (ver Figuras 17 e 18). O inserto 20 é cilindricamente formado e a paredeexterna tem uma pluralidade de membros radiais 28 que estendem para foraos quais acoplam a parede interna da bucha 30 (Figura 9). A Figura 13 éuma vista lateral do inserto 20 mostrado na Figura 12 com uma extremidadefechada 22, uma extremidade aberta 24 e um corte designado como E-Efeito através do eixo geométrico longitudinal.

A Figura 14 mostra o corte E-E do inserto 20 na Figura 13 comuma abertura 26 estendendo da extremidade aberta 24 até a parede traseira25 a qual tem uma espessura "D" medida do fundo da abertura 26 até a ex-tremidade fechada 22. A Figura 15 mostra a extremidade aberta 24 do inser-to 20 na Figura 13 com a abertura 26 ao longo do eixo geométrico longitudinal.

A Figura 16 é uma vista lateral de uma modalidade de um termi-nal de bateria 10 moldado dentro de uma carcaça de bateria 88 com umaabertura roscada 26 no inserto 20 para receber um parafuso 70 (Figuras 17e 18). O terminal 10 está conectado através do conector 90 na placa de ba-teria (não mostrada) pela zona de solda 92 onde a extremidade fechada 32da bucha 30 está soldada no conector 90 dentro da bateria.

A Figura 17 é uma vista lateral e a Figura 18 é uma vista em cor-te transversal de uma modalidade do terminal de bateria 10 com um parafu-so 70 rosqueado dentro do inserto 20. Entre o parafuso 70 e o inserto 20estão uma arruela de trava 72, uma arruela 74 e uma barra condutora decobre 76. A barra condutora 76 conecta a bateria 80 a uma carga.

A Figura 19 mostra um inserto de latão 120, um inserto de cobre120' e um parafuso de aço inoxidável 170 similares aos insertos e parafusosutilizados nos testes abaixo descritos. A Figura 20 mostra uma porca de a-coplamento 260 e um parafuso de aço inoxidável 270 similares às porcas deacoplamento e parafusos de aço inoxidável que foram utilizados nos testesabaixo descritos.

Os testes foram conduzidos para predizer o torque necessáriopara produzir um modo de falha para a deformação de parede traseira deinserto, o arrancamento de rosca de inserto e a quebra de parafuso. Estestrês modos de falha foram determinados serem o resultado mais provável daaplicação de um torque excessivo para um parafuso de comprimento corretoou um parafuso extremamente longo. Uma chave de torque digital calibradafoi utilizada para medir a força aplicada a um parafuso. Como os valores detorque reais podem variar com base no usuário individual, todo o torquea-mento foi executado pelo mesmo indivíduo para minimizar as variações cau-sadas pelo usuário. Os insertos e os parafusos foram obtidos de fornecedo-res de ferragens comerciais. Os fatores e os níveis das experiências estãomostrados nas Tabelas 1, 3 e 5.

Os insertos foram usinados de latão 360 (também referido comoLiga 360 ou Latão 360 - uma mistura de liga de cobre e zinco com uma pe-quena quantidade de chumbo) e matéria prima de rolo de cobre C14500 (u-ma liga de cobre de mancai de telúrio desoxidado em fósforo). Para a maio-ria dos testes, os parafusos foram feitos de aço inoxidável 18-8. No entanto,um parafuso de aço de liga de óxido preto foi utilizado para medir a resistên-cia de rosca de inserto de modo a obter os valores de torque acima do pontode ruptura de um parafuso de aço inoxidável 18-8. Gabaritos foram fabrica-dos para prender os insertos no lugar durante o teste. Um calibre digital cali-brado foi afixado no gabarito é utilizado para determinar o nível de deforma-ção de parede traseira. Porcas de acoplamento foram utilizadas nos testespara determinar a resistência dos parafusos.As amostras de inserto feitas como acima descrito foram torque-adas para aproximadamente 22,14 a 22,37 N.m (196 a 198 in-lb) e a médiade deformação de.^parede traseira resultante foi de 0,279 mm (0,011 pol.) oque está em linha com o resultado predito. Testes adicionais confirmaramque uma deformação de parede traseira de 0,254 mm (0,010 pol.) não temnenhum efeito adverso sobre a zona de solda de terminal.

A medição da deformação de parede traseira de inserto foi exe-cutada montando o inserto em um gabarito preso em um torno de bancada,zerando o calibre digital e acionando o parafuso extremamente longo dentrodo inserto, enquanto monitorando e gravando o valor de torque e a deforma-ção correspondente da parede traseira do inserto.Os fatores de teste de pa-rede traseira do inserto, os níveis e as execuções estão abaixo listados naTabela 1.

TABELA 1

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Cinco testes foram executados para cada espessura de paredetraseira de inserto diferente, utilizando parafusos e insertos novos para cadateste. Os modos de falha foram definidos para cada condição. Uma defor-mação de parede traseira maior do que 0,254 mm (0,010 pol.) foi considera-da uma falha. Com base em testes anteriores, foi determinado que maior doque 0,254 mm (0,010 pol.) era o ponto no qual o grau de razão de deforma-ção de parede traseira para valor de torque aumentou dramaticamente. Umresumo dos resultados de teste está abaixo mostrado na Tabela 2.

TABELA 2

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Os testes para a espessura de parede traseira determinaramque o tipo de material utilizado para fazer o inserto (por exemplo, latão oucobre) não era estatisticamente significativo para o valor de torque requeridopara causar uma falha. Utilizando um parafuso de aço inoxidável de 6,35mm (1/4") χ 20 e um inserto de latão 360, os resultados de teste indicaramque uma espessura de parede traseira de 4,82 mm (0,190 pol.) requereriaum torque maior do que 21,91 N.m (193,9 in-lb) para falhar. Três insertoscom uma espessura de parede traseira de 4,82 mm (0,190 pol.) foram testa-dos para verificar os resultados. Os parafusos e os insertos foram torquea-dos para aproximadamente 22,14 a 22,37 N.m (196 a 198 in-lb) e a defor-mação média foi medida ser 0,279 mm (0,011 pol.).

A resistência de rosca de inserto foi medida montando o insertoem um gabarito preso em um torno de bancada, colocando arruelas de açoendurecido entre o parafuso e o inserto para prover um comprimento de en-gajamento conhecido (isto é, o comprimento do parafuso que estende paradentro do inserto) e acionando o parafuso para dentro do inserto até que asroscas do inserto arrancaram, enquanto monitorando e gravando o valor detorque. Um parafuso de aço de liga de oxido preto foi utilizado no lugar deum parafuso de aço inoxidável para estes testes porque os parafusos de açoinoxidável quebraram antes das roscas falharem. Cinco testes foram execu-tados para cada tipo de inserto, utilizando parafusos e insertos novos paracada teste. Os fatores de resistência de rosca de inserto, os níveis e as exe-cuções estão mostrados na Tabela 3 e o resumo dos resultados de teste derosca de inserto estão mostrados na Tabela 4.

TABELA 3

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TABELA 4

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Os testes para a resistência de rosca determinaram que todosos fatores de entrada eram significativos para o valor de torque requeridocausar uma falha. Um tamanho de parafuso de 6,35 mm χ 20 χ 15,88 mm(1/4" χ 20 χ 0,625") com a ferragem de instalação correspondente padrão deuma arruela de trava de 1,57 mm (0,062 pol.) de espessura, uma arruelaplana de 1,27 mm (0,050 pol.) de espessura e uma barra condutora de 3,17mm (0,125 pol.) de espessura resultou em um comprimento de engajamentoentre o parafuso e o inserto de 9,85 mm (0,388 pol.). Com este empilhamen-to de arruela de trava, arruela plana e barra condutora, um valor de torquede falha de 38,97 N.m (344,9 in-lb) foi calculado.

Testes foram conduzidos para determinar a resistência do para-fuso sob duas condições as quais são aqui referidas como as condições de"cabeça de parafuso não suportada" e "cabeça de parafuso suportada". Umacondição de "cabeça de parafuso suportada" existe quando uma obstruçãoentre o parafuso e a parede traseira de inserto impede que a extremidade doparafuso contacte a parede traseira do inserto. Uma condição de "cabeça deparafuso não suportada" existe quando a extremidade do parafuso contactaa parede traseira do inserto. Os fatores de resistência de parafuso estão lis-tados na Tabela 5 e os resultados para as condições de "cabeça de parafu-so não suportada" e "cabeça de parafuso suportada" estão mostrados naTabela 6.

TABELA 5

Fatores de resistência de parafuso

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A experiência de resistência de parafuso não-suportado incluiuintroduzir um primeiro parafuso totalmente em uma extremidade de umaporca de acoplamento (ver Figura 20) montada em um torno de bancada,introduzindo o segundo parafuso totalmente na extremidade oposta de umaporca de acoplamento até que um contato fosse feito com o primeiro parafu-so próximo da porção média da porca, continuando a introduzir o segundoparafuso até que o parafuso quebrasse, enquanto monitorando e gravando ovalor de torque. Quinze parafusos foram testados, utilizando parafusos eporcas de acoplamento novos para cada teste. O valor de torque médio ne-cessário para quebrar um parafuso de aço inoxidável 18-8 de 6,35 mm χ 20(1/4" χ 20) com uma cabeça não suportada foi de 20,42 N.m (180,7 in-lb).

A experiência de resistência de parafuso suportado incluiu intro-duzir um parafuso totalmente em uma extremidade de uma porca de aco-plamento montada em um torno de bancada até que o parafuso quebrasse,enquanto monitorando e gravando o valor de torque. Dezoito parafusos fo-ram testados, utilizando parafusos e porcas de acoplamento novos para ca-da teste. O valor de torque médio necessário para quebrar um parafuso deaço inoxidável 18-8 de 1/4" χ 20 com uma cabeça suportada foi de 22,90N.m (202,7 in-lb).

TABELA 6

Resumo de resultados de resistência de parafuso

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Em resumo, uma deformação de parede traseira de inserto ex-cessiva a qual rompe a solda de terminal dianteiro pode levar a uma falha debateria catastrófica. Portanto, é desejável que o parafuso quebre antes dadeformação do inserto. Uma espessura de parede traseira de inserto de Ia-tão 360 de 4,826 mm (0,190 pol.) resulta em uma cabeça de parafuso ex-tremamente longo de aço inoxidável 18-8 de 1/4" χ 20 com uma cabeça su-portada e um comprimento de engajamento de pelo menos 9,855 mm (0,388pol.) quebrará antes das roscas de inserto arrancarem.

Assim, apesar de terem sido descritas as modalidades preferi-das da presente invenção, aqueles versados na técnica perceberão que ou-tras modalidades podem ser feitas sem afastar do espírito da invenção, e épretendido incluir todas tais modificações e mudanças adicionais que fiquemdentro do verdadeiro escopo das reivindicações aqui apresentadas.

Claims

1. Bateria que compreende um terminal de bateria roscado paraacomodar um parafuso de terminal roscado, o terminal de bateria roscadocompreendendo:uma bucha que tem um furo axial que estende entre uma extre-midade aberta e uma fechada; eum inserto que tem um eixo geométrico longitudinal e uma aber-tura roscada que estende ao longo do eixo geométrico longitudinal entreuma extremidade aberta e uma parede traseira, o parafuso de terminal sen-do roscadamente recebido dentro da abertura roscada; e a parede traseirado inserto tendo uma resistência suficiente para fazer com que um parafusoextremamente longo quebre quando de uma inserção roscada continuadasubsequente ao parafuso contactando a parede traseira.

2. Terminal de bateria roscado de acordo com a reivindicação 1,em que o inserto está formado dentro da bucha.

3. Terminal de bateria roscado de acordo com a reivindicação 1,em que a parede traseira deforma menos do que 0,254 mm (0,010 pol.)quando o parafuso de terminal contacta a parede traseira e é girado com umtorque de até aproximadamente 21,91 N.m (193,9 in-lb).

4. Terminal de bateria roscado de acordo com a reivindicação 1,em que o inserto é feito de latão e a bucha é feita de chumbo.

5. Terminal de bateria roscado de acordo com a reivindicação 1,em que o inserto está formado dentro da bucha por um processo de moldagem.

6. Terminal de bateria roscado de acordo com a reivindicação 1,em que quando o dito parafuso tem um engajamento de rosca de 5,969 mm(0,235 pol.) ou mais, o parafuso quebra antes que as roscas do inserto se-jam danificadas pela rotação continuada do parafuso.

7. Terminal de bateria roscado de acordo com a reivindicação 1,em que a parede traseira tem uma espessura mínima de 4,318 mm (0,170pol.).

8. Terminal de bateria roscado de acordo com a reivindicação 1,em que a parede traseira tem uma espessura de 4,826 mm (0,190 pol.).

9. Terminal de bateria roscado para uma carcaça de bateriamoldada, o terminal de bateria compreendendo:uma bucha que tem um furo axial que estende entre uma extre-midade aberta e uma fechada; eum inserto que tem um eixo geométrico longitudinal e uma aber-tura roscada que estende ao longo do eixo geométrico longitudinal entreuma extremidade aberta e uma parede traseira,em que o inserto está formado dentro da bucha e a abertura ros-cada está adaptada para receber um parafuso, e em que a parede traseiradeforma menos do que ou igual 0,254 mm (0,010 pol.) quando um parafusoextremamente longo é roscado na abertura e contacta a parede traseira comum torque de menos de 21,91 N.m (193,9 in-lb) de força.

10. Terminal de bateria roscado de acordo com a reivindicação 9, em que o inserto é feito de latão ou cobre e a bucha é feita de chumbo.

11. Terminal de bateria roscado de acordo com a reivindicação 9, em que o inserto está formado dentro da bucha por um processo de mol-dagem.

12. Terminal de bateria roscado de acordo com a reivindicação 9, em que um engajamento de rosca de 5,969 mm (0,235 pol.) ou mais, oparafuso quebra antes que as roscas do inserto sejam danificadas pela rota-ção continuada do parafuso.

13. Terminal de bateria roscado de acordo com a reivindicação 1, em que a parede traseira tem uma espessura mínima de 4,318 mm (0,170pol.).

14. Terminal de bateria roscado de acordo com a reivindicação 9, em que a parede traseira tem uma espessura de 4,826 mm (0,190 pol.).