ES2246169A1 - Borne de conexion bidireccional sin tornillos. - Google Patents

Borne de conexion bidireccional sin tornillos.

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ES2246169A1 ES200401866A ES200401866A ES2246169A1 ES 2246169 A1 ES2246169 A1 ES 2246169A1 ES 200401866 A ES200401866 A ES 200401866A ES 200401866 A ES200401866 A ES 200401866A ES 2246169 A1 ES2246169 A1 ES 2246169A1
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Abstract

Borne de conexión bidireccional sin tornillos. El borne está constituido por dos piezas, una retentora (1) y otra elástica (2) para permitir el conexionado de cables (8) y (8'') en direcciones distintas, reteniéndose en cualquiera de las posiciones que se monte el cable por parte de la pieza elástica (2) contra elementos previstos al efecto en la pieza retentora (1), contando ésta con una parte superior con conformaciones (3) cóncavas hacia el interior en las que se posicionan los bordes libres de planos extremos (25) de la pieza elástica (2), para retener un cable (8) situado sobre una de esas conformaciones cóncavas (3), contando además la pieza retentora (1) con patillas (11) que se alojan en ventanas (22) de la pieza elástica (2) para sujetar un cable conductor (8'') dispuesto en dirección distinta a la del cable (8), cuando ambas piezas (1) y (2) se acoplan entre sí y se retienen mediante unas uñas (13) de la pieza (1) que se enclavan en una ventana (16) de la pieza (2).

Description

Borne de conexión bidireccional sin tornillos.
Objeto de la invención
La presente invención se refiere a un borne de conexión bidireccional sin tornillos, que está previsto para permitir la conexión en correspondencia con la parte superior del considerado borne así como en correspondencia con la parte lateral del mismo, indistintamente, adaptándose así a las diferentes formas que de acuerdo con los países realizan el conexionado de cables.
El objeto de la invención es satisfacer la dualidad de mercados, en base a que el borne de conexión sin tornillos de la invención está materializado de manera tal que permite el conexionado del cable desde dos direcciones u orientaciones diferentes.
Antecedentes de la invención
Como es sabido, la fijación de los conductores eléctricos en los bornes de conexión, en cualquiera de sus aplicaciones prácticas posibles, se realiza mediante los denominados bornes con tornillos, consistentes éstos en una lámina que hace las funciones de contacto eléctrico a la que se incorpora un tornillo y una tuerca, arandela o elemento equivalente, que hace de elemento de fijación del cable, permitiendo la continuidad de la transmisión de corriente eléctrica.
No obstante, en los últimos años se han venido desarrollando diferentes sistemas de borne de conexión con una característica común, cual es la eliminación del tornillo de fijación del cable al borne, sustituyéndolo por un elemento de presión que permite la fijación del cable y el correspondiente conexionado, con la simple introducción del mismo en un alojamiento creado al efecto. Este nuevo sistema, denominado "borne sin tornillo" ha facilitado sustancialmente la labor al profesional eléctrico.
Ahora bien, todos los fabricantes que han implementado en sus productos cualquiera de los dos sistemas de bornes, los han realizado de modo que la conexión de los cables a dichos bornes se realiza siempre en una única dirección; es decir, independientemente de la geometría de la pieza eléctrica, la conexión de los cables a los bornes se hace introduciéndolos por una única cara de la pieza, bien por la cara posterior o bien por una de las caras laterales de la propia pieza eléctrica.
De esta manera, la elección de una u otra dirección de conexionado viene condicionada por el diseño de la pieza por parte del fabricante, o por la costumbre de uso de los diferentes países que prefieren una determinada dirección para la conexión del cable, sin otra justificación que la tradición, no aceptando tomas de corriente que tengan la conexión del cable en dirección diferente a la habitualmente utilizada en el país.
Esas diferencias de uso y de mercado han obligado a los fabricantes que buscan alcanzar una importante penetración en todos los países, a crear series distintas de producto con entrada de cables diferentes para los distintos países, lo que implica un mayor coste de fabricación por multiplicidad de series para una misma aplicación por parte del usuario final del producto, el cual no percibe nunca la diferencia por la natural separación de mercado.
No obstante, se conocen bornes previstos para llevar a cabo el conexionado de dos cables según dos direcciones diferentes, pudiendo citar la patente alemana DE 3122303 y la patente española ES 2195229, de manera que en el primer caso se describe un borne capaz de unir dos conductores que puedan ser introducidos en el terminal de conexión por dos direcciones diferentes, aunque basándose en disponer sobre un mismo soporte dos piezas elásticas tipo muelle, unidas por un elemento de conexión intermedio que las pone en contacto eléctrico, disposición ésta que sirve para unir dos conectores sin necesidad de tornillos ni soldaduras y para poner en contacto un conductor externo con un dispositivo eléctrico que tuviera dicho terminal de conexión.
Ahora bien, en esta solución de borne bidireccional descrito en la comentada patente alemana DE 3122303, la duplicidad de los elementos elásticos para poder llevar a cabo el conexionado de dos cables en direcciones diferentes, supone un encarecimiento notable puesto que el soporte ha de estar realizado con unas características especiales para poder alojar y ubicar convenientemente los dos elementos elásticos que realizan el conexionado de dos cables en direcciones distintas.
Igualmente, en la patente española ES 2195229 se describe un borne que permite realizar el conexionado de dos cables en direcciones diferentes, aunque no en direcciones perpendiculares entre sí, de manera tal que este borne es enormemente complejo en lo que respecta al soporte base, como lo es el elemento elástico que ha de establecer la conexión, puesto que en éste se determinan dos partes elásticas unidas a una parte común con unas configuraciones muy especiales para adaptarse convenientemente en el interior del soporte que ya de por sí resulta complejo.
Descripción de la invención
El borne bidireccional que se preconiza, ha sido concebido para poder establecer de forma fácil, sencilla y eficaz el conexionado de cables en dos direcciones diferentes, con un coste reducido del conjunto del borne, puesto que sus piezas son sencillas, fáciles de fabricar y de acoplar entre sí.
El borne de la invención, como es convencional, incluye dos piezas, una en funciones de soporte y otra en funciones de elemento elástico, para que en el acoplamiento entre sí permitan llevar a cabo el conexionado de los cables por introducción a través de aberturas o ventanas, quedando retenidos por la pieza elástica contra la pieza de soporte, para establecer la continuidad eléctrica correspondiente.
A partir de ese concepto, la primera característica de novedad que presenta el borne de conexión objeto de la invención reside en que la pieza elástica es única y va montada sobre la pieza de soporte en una única posición, de manera tal que permite realizar el conexionado de un cable en dos direcciones distintas, es decir, bien a través de la parte superior del conjunto del borne, bien a través de uno de sus laterales, sin variación de ningún tipo de la estructura del borne, y sin necesidad de tener que variar la posición de la pieza elástica, ni de utilizar suplementos para conseguir el referido fin.
El borne en cuestión podrá ser aplicado en todos aquellos productos eléctricos que requieran de una conexión de cables eléctricos y, por lo tanto, podrá ser un elemento independiente y unitario, o como parte de un elemento o conjunto de elementos, donde una parte o elemento sea el borne de conexión bidireccional sin tornillos donde se conectarán los cables eléctricos, y otra parte o resto de elementos de conjunto sea cualquier sistema que permita la continuidad eléctrica del conjunto cuando se aplica a una estación eléctrica.
Concretamente, el borne de conexión bidireccional sin tornillos podrá ser aplicado en bornes de conexión eléctrica unitarios o múltiples, en regletas de conexión y derivación, en barras de conexión múltiple para fases, neutros o tierras eléctricas, en bornes de conexión de los contactos de las tomas de corriente, interruptores, conmutadores y de más mecanismos eléctricos para uso doméstico o análogos, en bornes de conexión de los contactos de las tomas de corriente para usos industriales, en todas las tomas de corriente independientemente de su aplicación como uso doméstico e industrial, en bases de tomas de corriente fijas o móviles o en clavijas de toma de corriente fijas o móviles, así como en contacto de base de tomas de corriente y clavija de toma de corriente desmontables o indesmontables.
Como es evidente, el tamaño del borne de conexión vendrá determinado por el tipo, sección o intensidad máxima del cable admisible en el borne, no existiendo a priori limitación alguna en cualquiera de los parámetros citados.
Estructuralmente, el soporte que forma parte del borne de la invención, denominado en adelante "pieza retentora", está constituida a partir de una lámina de metal conductor debidamente troquelada en desarrollo y plegada para determinar diferentes caras planas o curvas, formando un cuerpo cúbico-poliédrico irregular en el que está establecida una cara superior formada por dos arcos convexos externamente y un arco intermedio cóncavo entre aquellos, para permitir el guiado y alojamiento en su cara interior de un rango de conductores de sección determinada y por las normas de aplicación del producto final.
El arco cóncavo o cara inferior presenta una ventana central a través del cual es susceptible introducirse un útil para llevar a cabo la desconexión del conductor.
Esa pieza retentora presenta una cara frontal escalonada con una zona superior remetida respecto de la zona o parte inferior, de manera tal que en combinación con partes de la pieza elástica de conexión constituye el medio de retención de los cables conductores, cuando éstos se conectan en un determinado sentido, ya que la conexión en un sentido la conexión se establece entre unos bordes libres de la pieza elástica y las partes cóncavas correspondientes a la cara superior anteriormente referida.
Asimismo, se ha previsto que la comentada pieza retentora presente frontalmente y en correspondencia con la zona inferior de las dos determinadas en el escalonamiento, con una superficie plana y centralmente con unas uñas para el enclavamiento de la pieza elástica.
Concretamente, la pieza elástica es una lámina flexible que está plegada sucesivamente determinando primeramente dos planos unidos entre sí por una zona de intersección curva, de manera que el primer plano queda adosado al frente de la parte plana de la pieza retentora, contando esa cara o tramo plano de la pieza elástica con una ventana en la que se ubican y enclavan las uñas de la pieza retentora, quedando hacia el exterior la otra parte plana de esa pieza elástica que tras un acodamiento también redondeado se continua plano pero en sentido ascendente, con ventanas en las que se posicionan las patillas emergentes del plano frontal o zona de intersección de las dos partes determinadas a distintas alturas en la pieza retentora.
A partir de esas ventanas se continua en otro tramo recto que tras un acodamiento se proyecta en tramos oblicuos hacia arriba, para rematarse en unos bordes libres y un plano de partición, que en el montaje de tal pieza elástica sobre la pieza retentora quedan situados sobre las zonas cóncavas interiores de la parte superior de la pieza retentora, todo ello de manera tal que cuando se establece la conexión a través de la parte superior, el cable se introduce entre las conformaciones cóncavas de la parte superior de la pieza retentora y los bordes que quedan situados en esas partes cóncavas, quedando así retenido el cable e imposibilitado de sustraerse por traccionado ya que los tramos extremos y oblicuos de tal pieza elástica actúan en forma de cuña para que realicen un presionado mayor cuanto más se tracciona del cable hacia el exterior. En cuanto a la otra forma de conectar el cable, es decir lateralmente, éste se introducirá a través de las ventanas de la pieza elástica, previo empuje de ésta para permitir que el cable se aloje a través de las ventanas para que una vez cese la fuerza de empuje de tal pieza elástica ésta recupere su posición y el cable quede presionado en el interior de las ventanas por las patillas de la pieza retentora.
Descripción de los dibujos
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1. - Muestra una representación según una perspectiva general en explosión de las dos piezas que constituyen el borne de conexión bidireccional sin tornillos objeto de la invención, piezas que corresponden a la denominada retentora y a la pieza elástica.
La figura 2. - Muestra una vista en perspectiva del borne formado por el acoplamiento de las dos piezas de la figura anterior.
La figura 3. - Muestra una vista en perspectiva del borne de la figura anterior con la conexión de una conductor en una de las direcciones.
La figura 4. - Muestra otra vista en perspectiva como la de la figura anterior con la conexión de un conductor en otra de las direcciones.
Realización preferente de la invención
A la vista de las figuras reseñadas puede observarse como el borne de la invención, bidireccional sin tornillos, se constituye mediante el acoplamiento entre sí de una pieza retentora (1) y una pieza elástica y de presión (2), de manera que una vez ensambladas entre sí cuando un conductor se conecta al borne éste permite dar continuidad eléctrica al conjunto del que forma parte.
La pieza retentora (1) está formada por una lámina o metal conductor, troquelada, la cual es debidamente plegada para determinar una forma cúbico-poliédrica irregular de diferentes caras, estableciéndose una cara superior formada por dos arcos (3) convexos hacia el exterior y un arco cóncavo intermedio (4) como se ve en las figuras, con la particularidad de que el tramo o arco intermedio (4) presenta una ventana (5) que es utilizada para la introducción de la herramienta que permite la desconexión del conductor.
La cara frontal de dicha pieza retentora (1) está formada en un plano de dos alturas, es decir una parte superior (6) y una parte inferior (7), quedando la primera de ellas ligeramente retranqueada, estando esa parte (6) abierta para servir de entrada de los conductores para una de las dos posibles direcciones de conexionado del borne sin tornillos, concretamente la representada en la figura 3 donde el conductor es el referenciado con el número (8), pudiéndose observar como la conexión de dos conductores (8) es posible mediante guiado de ellos en cada uno de los arcos (3) que forman la cara superior junto con el arco intermedio (4) que determina una separación entre aquellos. La diferencia de altura de la cara frontal de la pieza retentora (1) se une mediante un plano horizontal (9), hueco, cuya finalidad será el alojamiento de los conductores para el conexionado de los mismos en la otra dirección de conexionado prevista para el borne, y que corresponde a la representada en la figura 4, en la que se muestra un conductor (8') conectado en dirección perpendicular al conductor (8) conectado en el borne de la figura 2. El hueco del plano (9) referido tendrá las dimensiones apropiadas para el alojamiento de dos conductores situados en paralelo en la cara frontal, es decir como se presenta en la figura 4, donde ha sido representado un único conductor (8').
En el borde superior del plano frontal (10) de la parte inferior (7) de la pieza retentora (1), presenta una pareja de protuberancias verticales en forma de patillas (11) que servirán de apoyo de la pieza elástica (2) y/o de apoyo de los conductores alojados en el hueco (9) referido, cuando se encuentren presionados por la pieza elástica (2) como más adelante se expondrá. Esas patillas (11) forman un discreto ángulo con el eje frontal, teniendo un plano de participación que permitirá un pequeño cambio de dirección respecto de la vertical.
En el mismo plano horizontal que delimitan las dos partes frontales (6) y (7) de la pieza retentora (1) se han previsto unos pequeños planos (12), orientados hacia el interior, para apoyo y guía de las dos caras de la pieza elástica (2), mientras que en la parte intermedia e inferior del plano frontal (10) de la parte inferior (7) de tal pieza retentora (1) presenta una pareja de uñas semicirculares (13) que en su parte inferior tendrá una ranura para el enclavamiento de la pieza elástica (2).
En cuanto a las caras laterales (14) de esta pieza retentora (1), las mismas son planas y no tienen otra misión que ser parte de cohesión y cierre de la propia pieza (1), mientras que la cara posterior de ésta podrá ser cerrada por una lámina plana del mismo material u otro material distinto al de la propia pieza retentora (1), para limitar el recorrido del conductor del conexión que se conecte según la posición de la figura 3.
Por su parte, la pieza elástica (2) que actuará de muelle, es una lámina también conductora, de forma plana rectangular y geométricamente doblada mediante unos pliegues determinados, pieza ésta que tiene suficiente flexibilidad para que por la actuación del conductor de conexión o de una herramienta, alcance una determinada deformación temporal y una vez concluida ésta actuación la pieza elástica (2) vuelve a su situación de reposo, creando una situación del conductor (8-8') conectado mediante presión sobre la pieza retentora (1).
Tal pieza elástica (2) presenta un tramo plano y extremo(15) dimensionado de tal manera que se apoya directamente en la cara frontal (10) de la pieza retentora (1), presentando ese tramo plano (15) una ventana central (16) de anchura y altura coincidente con las uñas (13) de la pieza (1), para que ambas piezas (1) y (2) puedan acoplarse y quedar ensambladas entre sí.
A continuación del tramo plano (15) la pieza elástica (2) presenta un arco (17) al que le sigue un nuevo tramo o pared plana (18), susceptible de dividirse longitudinalmente en dos mitades simétricas mediante una ranura intermedia (19), con objeto de que en aquellas normas técnicas de producto que pueda requerirse la conexión o desconexión independiente de más de un conductor en un mismo borne, puede actuarse sobre ellos de forma totalmente independiente.
Las caras o tramos planos comentados (15) y (18) de la pieza elástica (2) forman entre sí un cierto ángulo tangente al arco (17), continuándose el tramo plano (18), tras un acodamiento o arco (20), en un tramo superior y plano (21) con una cierta inclinación ascendente, estableciéndose en este tramo plano (21), en cada una de sus dos mitades si las hubiera, una ventana rectangular (22) con los ángulos redondeados, de manera tal que las dimensiones de esta ventana o ventanas corresponderán a la superficie necesaria para introducir por ella los conductores de conexión (8') de las secciones adecuadas para el rango e intensidades admisibles para los que esté concebido el producto eléctrico que incorpore este borne bidireccional sin tornillo.
Ese tramo plano (21) se continúa en otro tramo (23) también plano, que se acoda según un arco (24), en sentido ascendente, para continuarse en un nuevo tramo plano (25) ascendente, de forma prácticamente vertical, de manera que la inclinación de este tramo (25) vendrá determinada por la presión que sea necesaria realizar sobre el conductor de conexión (8) y por el tipo de conductores de conexión a los que sea aplicable este borne direccional sin tornillo, de manera que para asegurar la eficacia de esta presión dicho tramo plano y superior (25) se remata en un pequeño plano de partición (26) que modula la inclinación del tramo (25).
La ranura intermedia (19) divide la lámina correspondiente a la pieza elástica (2) en dos secciones rectangulares, de caras paralelas, excepto en la zona correspondiente al plano de partición (26), donde las caras interiores no son paralelas respecto de las anteriores sino que tienen un cierto ángulo formando un trapecio o rectángulo.
En base a estas características del borne, el funcionamiento del mismo es como sigue.
Para un correcto funcionamiento las piezas retentora (1) y elástica (2) deben ensamblarse entre sí, formando un conjunto como el mostrado en la figura 2, para lo cual la parte o cara plana (10) de la pieza retentora (1) deberá estar enfrentada y superpuesta a la pared o tramo plano (15) de la pieza elástica (2), coincidiendo las uñas (13) de aquella con la ventana (16), introduciéndose dichas uñas (13) en la propia ventana para quedar así enclavadas ambas piezas (1) y (2). Simultáneamente, las patillas verticales (19) de la pieza retentora (1) serán encajadas en las ventanas (22) de la pieza elástica (2), mientras que la cara o tramo plano (25) de la pieza elástica (2) se introducirá en el interior de la pieza retentora (1), quedando en correspondencia con las concavidades internas (3) de la parte superior de la pieza retentora, de manera que la citada geometría de ambas piezas hace que estas queden perfectamente ensambladas manteniendo una total flexibilidad de la pieza elástica (2) para posibilitar el apriete de los conductores (8) u (8') sin necesidad de tornillos.
Para la conexión del conductor (8) en la dirección indicada en la figura 3, es decir en una de las direcciones de conexionado, se introducirá tal conductor (8) a través de la parte abierta (6) de la pieza retentora (1), presionando el tramo plano (25) de la pieza elástica (2) con la punta del conductor (8) pelado, de manera que la geometría circular de la parte superior de la pieza retentora (1), es decir de las dos partes cóncavas, y la pendiente y flexión por empuje de la pieza elástica (2), permiten el guiado del conductor (8) hacia un pequeño hueco existente entre tal pieza elástica (2) y la pieza retentora (1), quedando presionado y enclavado.
Introducido el conductor (8) entre la pieza retentora (1) y la pieza elástica (2), como se representa en la figura 3, si se tracciona de dicho conductor hacia fuera se produce al mismo tiempo una tracción de la pieza elástica (2), que al tener la pendiente del tramo plano (25) en sentido inverso, presiona más el conductor (8) sobre la pieza retentora (1) impidiendo la salida de aquél. De hecho, para soltar el conductor (8) habrá que introducir una herramienta o elemento de presión por la ventana (5) de la pieza retentora (1), empujando la pieza elástica (2) para abrir hueco entre ésta y la pieza retentora (1), liberándose así la presión sobre el conductor (8) y permitir la salida de éste.
La conexión del conductor (8'), es decir en la otra dirección posible del borne bidireccional sin tornillos, se realiza haciendo palanca con una herramienta sobre el pliegue (20) de la pieza elástica (2), provocando un giro angular sobre el centro del pliegue o arco (17), desplazando la ventana (22) hacia el interior de la pieza retentora (1), hasta enfrentarlo con el hueco (9) de la misma, de manera que en esa posición se introducirá el conductor (8') por la ventana (22) y se dejará de ejercer la presión con la herramienta, permitiendo la pieza elástica (2) recuperar su posición original, provocando un aprisionamiento del propio conductor (8') entre la ventana (22) de la pieza elástica (2) y la respectiva patilla (11) de la pieza retentora (1), todo ello de manera tal que el efecto cizalla de la ventana (22) de la pieza elástica (2) impide que el conductor (8') pueda extraerse mediante una tracción axial del mismo, siendo necesario para desconectar tal conductor hacer la operación inversa.

Claims (5)

1. Borne de conexión bidireccional sin tornillos, que siendo del tipo de los que incluyen una pieza retentora (1) y una pieza elástica (2) que se acopla sobre la anterior para permitir la retención y correspondiente conexionado de un cable conductor, se caracteriza porque la pieza retentora (1) cuenta con medios que, en combinación con otros previstos en la pieza elástica (2), permiten la conexión de conductores (8) y (8') según dos direcciones diferentes, una según posición lateral en una dirección horizontal, y otra en posición superior según una dirección vertical.
2. Borne de conexión bidireccional sin tornillos, según reivindicación 1ª, caracterizado porque la pieza retentora (1) presenta una configuración cúbico-poliédrica irregular con una parte superior escalonada respecto de otra parte inferior, estableciéndose en la parte superior conformaciones (3) y (4) para posicionado y fijación de los cables (8) en una determinada dirección, mientras que en correspondencia con el borde frontal de la intersección del escalonamiento que se determina en esa parte superior e inferior de la pieza retentora (1), se incluyen patillas (11) para la retención de cables conductores (8') posicionados en dirección perpendicular a la de los cables (8).
3. Borne de conexión bidireccional sin tornillos, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pieza retentora (1) cuenta con unas uñas (13) en la parte frontal y plana (10) de su parte inferior, para conseguir el enclavamiento de la pieza elástica (2) por anclaje de esas uñas (13) en una ventana (16) prevista en un primer tramo plano (15) de dicha pieza elástica (2) que queda adosado a la superficie plana (10) del frente de la pieza retentora (1).
4. Borne de conexión bidireccional sin tornillos, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pieza elástica (2) presenta un segundo tramo plano (18) que forma una angulación con el primer tramo plano (15), con la intersección de un arco intermedio (17) entre ambos, tramo (18) que se continúa, tras un arqueamiento (20), en un tramo (21) afectado de ventanas (22) en las que quedan situadas las patillas (11) de la pieza retentora (1) para sujetar el cable conductor (8') por alojamiento en esas ventanas (22).
5. Borne de conexión bidireccional sin tornillos, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pieza elástica (2) se continúa, a partir del tramo plano (21) afectado de las ventanas (22), en otro plano (23) que tras un acodamiento (24) se continúa en un tramo ascendente y ligeramente inclinado, prácticamente vertical (25), con un pequeño plano de partición extremo y central (26), quedando ese tramo (25) ubicado en la zona hueca (6) determinada en la parte superior bajo los medios cóncavos (3) de la pieza retentora (1), para retener el cable conductor (8) introducido en esas partes cóncavas superiores de la pieza retentora (1).
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