BRPI1104549A2 - elemento de fixaÇço para conector elÉtrico - Google Patents

Abstract

ELEMENTO DE FIXAÇçO PARA CONECTOR ELÉTRICO. Elemento de fixação para conector elétrico que consiste de uma haste (2) com uma parte roscada (10), uma cabeça de fixação (4) e uma cabeça de desmontagem (6) fornecidas em uma extremidade da mencionada haste (2) separadas entre si mediante uma seção (8) de ruptura controlada quando o torque aplicado através da mencionada peça de fixação (4) exceder um torque nominal predeterminado. A cabeça de desmontagem (6) consiste de duas superfícies principais (12) planas, paralelas para acoplar uma ferramenta, duas superfícies secundárias (14) inclinadas que unem as mencionadas superfícies principais (12) entre si, para evitar o acoplamento da mencionada ferramenta (26), e cruzando as superfícies principais e secundárias (12, 14) nos dois cantos antiaperto (16) e dois cantos de desmontagem (18). Os cantos antiaperto (16) consistem de um raio de modo que a ferramenta desliza, enquanto os cantos de desmontagem (18) são configurados de modo que ao aplicar um torque de desmontagem, a ferramenta se encaixa.

Description

"ELEMENTO DE FIXAÇÃO PARA CONECTOR ELÉTRICO" A invenção diz respeito a um elemento de fixação para conector elétrico que consiste de uma haste com parte roscada que define um sentido longitudinal, uma cabeça de fixação e uma cabeça de desmontagem fornecidas numa extremidade da haste, separadas entre si através de uma seção de ruptura controlada, sendo a mencionada cabeça fornecida por cima da mencionada peça de desmontagem e sendo separável do mencionado elemento de fixação pela mencionada seção de ruptura controlada quando o torque aplicado através da mencionada cabeça de fixação exceder um torque nominal predeterminado.

Descrição do estado da técnica

Os cabos das redes de fornecimento ou distribuição elétrica são conectados habitualmente através de conectores elétricos que apresentam parafusos montados diretamente sobre uma carcaça roscada no conector metálico, destinados a exercer um esforço axial sobre o condutor do cabo a fim de realizar sua conexão. Em outras realizações, o conector formado por uma tampa e uma base é fechado através de um conjunto de parafuso e porca que exercem a mesma função anteriormente mencionada.

Esses elementos de fixação trabalham em condições ambientais extremas e devem ter uma vida útil relativamente grande, por exemplo, acima de dez anos. Por isso, é importante assegurar um torque correto do elemento de fixação. Para isso, foram desenvolvidos parafusos dinamométricos de uma cabeça e uma haste roscada separadas entre si por um entalhe. O objetivo do entalhe é que, se determinado torque for excedido, a cabeça se separa da haste. Isso garante que o torque aplicado seja o correto.

Com base nos documentos ES 2281291 e ES 2283219 do próprio requerente, são conhecidos determinados parafusos dinamométricos de fixação para conectores elétricos do tipo descrito. Porém, esses parafusos apresentam o problema de sua desmontagem ser altamente complicada e exigir praticamente a destruição do conector na hora da troca do parafuso, por exemplo, para efetuar reparos na rede.

Com base no documento US 2002/0072734 A1, é conhecido um parafuso dinamométrico que permite ser desmontado após sua montagem inicial e apresenta um sistema de detecção do manuseio. Em particular, o parafuso apresenta uma cabeça dupla formada por uma cabeça de fixação e uma cabeça de desmontagem separadas entre si através de um ponto de ruptura controlada. Durante o processo de fixação, a cabeça se separa do resto do parafuso pelo ponto de ruptura controlada. Isso significa que se o torque aplicado corresponder ao torque para o qual o parafuso foi projetado, a cabeça de fixação se separa do resto do parafuso. Por sua vez, a cabeça de desmontagem é do tipo sextavado e metade das superfícies de acoplamento da ferramenta de acionamento apresenta umas aletas radiais que têm como objetivo deformar-se caso o parafuso seja manuseado após o torque inicial. Este parafuso deixa apenas uma prova de que foi manuseado, mas apesar das marcas visíveis do manuseio, pode ser apertado e afrouxado sem nenhum controle. O reaperto de um elemento de fixação pode ter graves conseqüências, como por exemplo, a ruptura da união durante o reaperto. Em outros casos, o reaperto pode levar a deformações plásticas não desejadas dos filetes de rosca, que levam a um enfraquecimento da união. Esse tipo de elementos de união é submetido a condições climáticas e elétricas extremas, e assim, após múltiplos processos de dilatação e contração, acabam rompendo por fadiga devido ao reaperto inicial. Por outro lado, um problema adicional no caso de conectores elétricos

consiste no fato de que esses são utilizados, por exemplo, enterrados no solo ou a alturas elevadas, de modo que é difícil de comprovar se o elemento de fixação foi ou não manuseado, e quando suas conseqüências aparecem, já é tarde demais.

Objetivos e breve descrição da invenção

A invenção tem como finalidade proporcionar um elemento de fixação para conector elétrico do tipo indicado no início que, uma vez apertado sob o torque para o qual foi concebido, não pode ser reapertado, evitando as desvantagens anteriormente citadas, mas que por sua vez possa ser desmontado para reposição.

Essa finalidade é obtida através de um conector do tipo indicado no início, caracterizado pelo fato de que a cabeça de desmontagem consiste de duas superfícies principais planas, paralelas para o acoplamento de uma ferramenta de acionamento, duas superfícies secundárias que unem as mencionadas superfícies principais entre si, e que estão inclinadas para o interior do elemento de fixação e para a cabeça de fixação, a fim de evitar o acoplamento da ferramenta de acionamento, cruzando as superfícies principais com as superfícies secundárias no sentido longitudinal, em dois cantos antiaperto e dois cantos de desmontagem e porque os cantos antiaperto consistem de um raio tal que, ao aplicar um torque no sentido de fixação a ferramenta desliza, enquanto os cantos de desmontagem são configurados de modo que, ao aplicar um par no sentido de desmontagem, a ferramenta se encaixa para transmitir o torque.

Assim, concluí-se que o elemento de fixação não pode ser reapertado, uma vez que, por um lado, a ferramenta de fixação só pode ser acoplada sobre as superfícies principais, e não sobre as superfícies secundárias. Uma vez que o elemento de fixação já foi apertado a seu torque nominal pela primeira vez e já não tem cabeça de fixação, se a ferramenta for acoplada outra vez sobre as superfícies principais da cabeça de desmontagem, e se girar no sentido de desmontagem, a ferramenta se encaixa nos cantos de desmontagem e o torque aplicado permite girar o elemento de fixação em torno de seu sentido longitudinal. Por outro lado, se a ferramenta girar no sentido de reaperto, os raios fornecidos sobre os cantos antiaperto fazem com que ela deslize e, por outro lado, as superfícies secundárias inclinadas desacoplam a ferramenta e, portanto, evitam que se possa transmitir um torque.

Além disso, a invenção abrange uma série de características preferenciais que são objeto das reivindicações apensas e cuja utilidade será detalhada mais adiante, em uma forma de realização da invenção.

De preferência, as superfícies principais são deslocadas em relação ao sentido longitudinal do mencionado elemento de fixação, o que desloca as superfícies secundárias e portanto melhora o efeito de evitar o reaperto do elemento de fixação.

De preferência, as superfícies principais são centralmente simétricas em relação ao eixo longitudinal do mencionado elemento de fixação para facilitar o acoplamento da ferramenta por ambos os lados do elemento de conexão.

Da forma especialmente preferencial, a parte roscada é fornecida na parte interna da mencionada haste, formando uma porca. Alternativamente, a mencionada haste é cilíndrica e a mencionada parte roscada é fornecida exteriormente à mencionada haste formando um parafuso.

Assim, a invenção também abrange outras características de detalhes ilustradas na descrição detalhada de uma forma de realização da invenção, e nas figuras que a acompanham.

Descrição resumida dos desenhos Outras vantagens e características da invenção podem ser vistas

a partir da descrição a seguir, na qual, sem nenhum caráter de limitação, são relatadas algumas formas preferenciais de realização da presente invenção, em referência aos desenhos anexos. As figuras mostram: Fig. 1, uma vista em perspectiva de uma primeira forma de realização de um elemento de fixação de acordo com a invenção.

Fig. 2, uma vista em perspectiva do elemento de fixação da figura 1, com a cabeça de fixação separada do resto do elemento de fixação.

Fig. 3, uma vista frontal do elemento de fixação.

Fig. 4, uma vista lateral do elemento de fixação da figura 3.

Fig. 5, uma vista em planta superior do elemento de fixação de acordo com a invenção, sem cabeça de fixação.

Fig. 6, uma vista em planta superior de um elemento de fixação de acordo com a invenção, com uma ferramenta de acionamento acoplada.

Fig. 7, uma vista em planta superior de um elemento de fixação de acordo com a invenção, o qual uma vez apertado se pretende reapertar.

Fig. 8, uma vista em perspectiva de uma segunda forma de realização de um elemento de fixação de acordo com a invenção. Fig. 9, uma vista em perspectiva do elemento de fixação da figura 7,

com a cabeça de fixação separada do resto do elemento de fixação.

Fig. 10, uma vista frontal da segunda forma de realização do elemento de fixação.

Fig. 11, uma vista lateral do elemento de fixação da figura 10. Descrição detalhada das figuras

Nas figuras de 1 a 7 observa-se uma primeira forma de realização do elemento de fixação 1 para conector elétrico de acordo com a invenção.

O elemento de fixação 1 é formado principalmente por uma haste 2 com uma parte roscada 10 à direita que definem um sentido longitudinal. Por uma de suas extremidades, o elemento de fixação 1 tem uma cabeça de fixação 4 sextavada de superfícies planas e uma cabeça de desmontagem 6 que estão separadas entre si por uma seção 8 de ruptura controlada. Assim, após a montagem inicial do elemento de fixação 1, aplicando-se um torque nominal predeterminado pela seção 8, a cabeça de fixação 4 se rompe pela seção 8 e se separa do resto do elemento de fixação 1.

Nesse caso, o elemento 1 de fixação é uma porca, uma vez que a parte roscada 10 está na parte interna da haste 2. Todavia, como é evidente para os que conhecem a matéria, das figuras de 8 a 11, com uma haste 2 cilíndrica e uma parte roscada 10 pela parte externa da haste 2 o elemento de fixação 1 age como um parafuso. Assim, as características explicadas a seguir aplicam-se tanto a parafusos como a porcas.

Para resolver o problema exposto pela invenção, isto é, evitar que o elemento de fixação 1 possa ser reapertado, a cabeça de desmontagem 6 apresenta duas superfícies principais 12 planas, paralelas sobre as quais é acoplada a ferramenta de acionamento 26 destinada à desmontagem. Essas superfícies principais 12 são unidas entre si através de duas superfícies secundárias 14. Com a finalidade de evitar que essas superfícies secundárias 14 possam ser utilizadas para reapertar a porca através de qualquer tipo de ferramenta de fixação, as superfícies secundárias 14 são inclinadas para a parte interna e para a cabeça das porcas. Preferencialmente, as superfícies secundárias 14 se estendem em toda a altura da cabeça de desmontagem 6.

Por outro lado, para evitar também o reaperto, as superfícies principais 12 cruzam no sentido longitudinal com as superfícies secundárias 14, nos dois cantos antiaperto 16 e dois cantos de desmontagem 18. Conforme visto nas figuras, os cantos antiaperto 16 consistem de um raio 28, enquanto os cantos de desmontagem 18 terminam em um canto vivo. Opcionalmente, esses cantos vivos dos cantos de desmontagem podem ter um pequeno raio que estará sempre em relação de torque com as dimensões do elemento de fixação 1, isto é, quanto maiores as superfícies principais 12 e a cabeça de desmontagem 6, maior poderá ser o raio. Em qualquer caso, o raio será suficientemente pequeno para assegurar o encaixe de uma ferramenta de acionamento 26.

Também conforme mostrado na figura 5, as superfícies principais 12 são deslocadas em relação ao eixo 20 longitudinal da porca que, conforme será visto mais adiante, permite evitar o reaperto de forma mais confiável. Além disso, as superfícies principais 12 são centralmente simétricas em relação ao ponto que define o eixo 20 longitudinal do mencionado elemento de fixação 1.

Agora, com a base nas figuras 6 e 7, será explicado em mais detalhes o funcionamento do elemento de fixação 1 de acordo com a invenção. Nessas figuras, é representada em planta superior a cabeça de desmontagem 6 do elemento de fixação 1 depois que o mesmo foi montado de forma definitiva pela primeira vez. Por exemplo, no caso de um conector elétrico, a porca foi apertada através de sua cabeça de fixação 4 até um torque predeterminado pela seção 8 de ruptura controlada. Isso quer dizer que, uma vez que o operador excedeu o torque nominal para o qual a porta foi desenhada, a cabeça 4 de fixação foi separada do resto da porca ficando com o aspecto mostrado, por exemplo, nas figuras 2 ou 5.

Assim, a figura 6 mostra a situação inicial depois de acoplar uma ferramenta de acionamento 26. Nesse caso, a ferramenta de acionamento 26 é uma chave fixa que se apóia com as superfícies 30 planas da chave sobre as superfícies principais 12 da cabeça de desmontagem 6 da porca. Todavia, qualquer ferramenta que possa transmitir um torque sobre as superfícies principais 12 é passível de sofrer o mesmo efeito descrito a seguir. A partir dessa situação, se for exercido um torque sobre a porca, isto é,

em sentido horário, a chave passa para a situação da figura 7. Com isso, o ponto de apoio da chave sobre as superfícies principais 12 se desloca para os cantos antiaperto 16. Conforme visto na figura 7, os cantos antiaperto 16 apresentam o raio suficientemente grande para fazer com que a ferramenta 26 não se apóie corretamente e então deslize. Além disso, como as superfícies secundárias 14 são inclinadas para o interior do elemento de fixação 1, a chave pode apoiar-se nelas para aplicar um torque. Nesse caso, também, como as superfícies principais 12 estão deslocadas em relação ao eixo da porca e são centralmente simétricas, a distância 22 entre as superfícies principais 12 é maior que a distância 24 máxima entre as superfícies secundárias (14) no ponto mais alto da cabeça de desmontagem 6, como se pode observar nas figuras 5 ou 7. Também de acordo com a figura 7, durante o movimento a chave perde contato por uma de suas superfícies 30 com a cabeça de desmontagem 6 porque a distância (32) entre as tangentes aos raios 28 é inferior à distância 22 entre superfícies principais 12. Isso impede que, uma vez iniciado o deslizamento, a chave possa apoiar-se em algum ponto das superfícies secundárias 14. Assim, é impossível aplicar um torque de reaperto e, portanto, assegura-se que a união roscada pode ser manuseada no sentido de fixação de sua montagem inicial.

Por outro lado, a invenção soluciona o problema de garantir a desmontagem do elemento de fixação 1. Assim, quando o elemento de fixação 1 tiver de ser desmontado por razões técnicas, seja para reparos da rede de distribuição ou simplesmente para reposição no final da vida útil, a cabeça de desmontagem 6 facilita essa operação.

Conforme mostrado na figura 6, se for aplicado um torque de força no sentido anti-horário, a ferramenta se encaixa firmemente com as superfícies 30 nos cantos de desmontagem (8 de modo que se pode aplicar o torque de força desejado sem risco de deslizamento da chave. Os cantos de desmontagem 18 podem ser um canto vivo, mas também podem apresentar um pequeno raio que sempre estará em relação com as dimensões gerais do elemento de fixação 1 e em conseqüência das ferramentas com as quais aplicar o torque de desmontagem. Em qualquer caso, o raio será suficientemente pequeno para garantir um bom encaixe da chave enquanto se aplica o torque de desmontagem.

Deve-se comentar que a explicação realizada refere-se a um elemento de fixação 1 dotado de uma rosca para a direita, uma vez que são mais habituais na indústria. Entretanto, a invenção também se aplica a roscas para a esquerda, sempre que a cabeça de desmontagem 6 for refletidamente simétrica à mostrada nas figuras de 5 a 7.

Nas figuras de 8 a 11 mostra-se uma segunda forma de realização do elemento de fixação 1 de acordo com a invenção. Suas principais características referentes à cabeça de desmontagem 6 são idênticas às explicadas nos parágrafos anteriores, e assim não serão descritas outra vez.

A diferença, nesse caso, consiste em que o elemento de fixação 1 das figuras de 8 a 11 apresenta uma haste 2 na qual a parte roscada 10 é externa, de modo que o elemento de fixação é um parafuso em vez de porca.

Por outro lado, vale comentar que a cabeça de fixação 4 sextavada externa tanto do parafuso, como da porca mostrada anteriormente, é uma das formas possíveis de cabeça contemplada na presente invenção, uma vez que poderão ser realizadas múltiplas variações, com cabeças sextavadas internas, conhecidas na técnica como cabeça "Allen" quadradas externas ou similares.

Claims (6)

1. Elemento de fixação para conector elétrico que compreende uma haste (2) com parte roscada (10) que define um sentido longitudinal, uma cabeça de fixação (4) e uma cabeça de desmontagem (6), fornecidas em uma extremidade da mencionada haste (2), separadas entre si através de uma seção (8) de ruptura controlada, a mencionada cabeça de fixação (4) disposta por cima da mencionada cabeça de desmontagem (6) e sendo separável do mencionado elemento de fixação (1) pela mencionada seção (8) de ruptura controlada quando o torque aplicado através da mencionada cabeça de fixação (4) exceder um torque nominal predeterminado, caracterizado pelo fato de que a mencionada cabeça de desmontagem (6) compreende: [a] duas superfícies principais (12) planas, paralelas para o acoplamento de uma ferramenta de acionamento (26), [b] duas superfícies secundárias (14) que unem as mencionadas superfícies principais (12) entre si e que são inclinadas para o interior do elemento de fixação (1) e para a mencionada cabeça de fixação (4) para evitar o acoplamento da mencionada ferramenta de acionamento (26), [c] cruzando as mencionadas superfícies principais (12) com as mencionadas superfícies secundárias (14) no mencionado sentido longitudinal, em dois cantos antiaperto (16) e dois cantos de desmontagem (18) e [d] porque os mencionados cantos antiaperto (16) consistem de um raio tal que, ao aplicar um torque no sentido de fixação, a mencionada ferramenta desliza, enquanto os mencionados cantos de desmontagem (18) são configurados de modo que ao aplicar um torque no sentido de desmontagem a mencionada ferramenta se encaixa para transmitir o mencionado torque.

2. Elemento de fixação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as mencionadas superfícies secundárias (14) se estendem em toda a altura da mencionada cabeça de desmontagem (6).

3. Elemento de fixação, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as mencionadas superfícies principais (12) são deslocadas em relação ao sentido longitudinal do mencionado elemento de fixação (1).

4. Elemento de fixação, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as mencionadas superfícies principais (12) são centralmente simétricas em relação ao eixo longitudinal (20) do mencionado elemento de aperto (1).

5. Elemento de fixação, de acordo com qualquer das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a mencionada parte roscada (10) é fornecida internamente na mencionada haste (2) formando uma porca.

6. Elemento de fixação, de acordo com qualquer das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a mencionada haste (2) é cilíndrica e a mencionada parte roscada (10) é disposta externamente à mencionada haste (2) formando um parafuso.