ES2319881T3 - Borne de muelle para un conductor electrico. - Google Patents
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Abstract
Borne de muelle con un tramo de barra colectora (10) y un resorte de lámina para conectar un conductor eléctrico (23), en el que - el tramo de barra colectora (10) está fabricado de un material plano y posee una abertura para la inserción a su través de un conductor, en forma de un agujero de paso del material (11) cuadrangular, que posee un cuello del agujero (13) que se extiende en la dirección de inserción del conductor, con superficies de la pared interior del cuello del agujero (14, 15) cerradas con forma de anillo, - el resorte de hoja posee una patilla de pinzado (20) cuyo extremo se introduce en el agujero de paso del material (11) tal que la misma forma con una superficie de la pared interior (15) del cuello del agujero de paso del material (11) un punto de embornado para el conductor eléctrico (23), caracterizada porque - en la superficie de la pared interior del cuello del agujero (15) que forma con el extremo de la patilla de pinzado el punto de embornado, existe un borde transversal (22) que sobresale respecto al conductor eléctrico (23) y que se extiende transversalmente respecto a la dirección de inserción del conductor - y porque la patilla de pinzado (20) del resorte de lámina está dimensionada y conformada tal que el borde de fijación por apriete del lado extremo (21) de la patilla de pinzado en la posición del embornado del conductor eléctrico (23) está enfrentado aproximadamente al borde transversal (22) existente en la superficie de la pared interior del cuello del agujero.
Description
Borne de muelle para un conductor eléctrico.
La invención se refiere a un borne eléctrico de
muelle según las características del preámbulo de la
reivindica-
ción 1.
ción 1.
Una característica genérica esencial de tales
bornes de muelle es un agujero de paso del material con forma
cuadrangular a través del tramo de barra colectora fabricado de un
material plano, que sirve como abertura de inserción del conductor
a su través y que posee un cuello del agujero que se extiende en la
dirección de inserción del conductor, con lo que entre la
superficie de la pared interior del cuello del agujero y un extremo
de un resorte de lámina que se extiende hacia dentro en el agujero
de paso del material, queda formado un punto de embornado para un
conductor eléctrico (ver DE 28 25 291 C2).
Tales tramos de barra colectora pueden estar
dotados de un agujero de paso del material, pero también de varios,
que preferiblemente están dispuestos en una línea, para lograr una
forma constructiva lo más pequeña posible del tramo de barras
colectoras (por ejemplo a modo de una banda de material troquelada),
tal como se exige por ejemplo para las barra colectora de paso de
sistemas de bornes en hilera muy contiguos uno a otro. Tales tramos
de barra colectora especialmente pequeños poseen en la zona del paso
del material a su través sólo pequeños nervios en el borde que
discurren en la dirección de la barra colectora, cuyas secciones
para la línea eléctrica por lo general no son suficientes. Este
inconveniente se compensa mediante los cuellos de los agujeros de
paso del material, cuyas secciones del cuello del agujero son a la
vez secciones de la línea eléctrica, con lo que sumando las
secciones de los nervios del borde y las secciones del cuello del
agujero queda disponible una sección de la línea eléctrica
suficientemente grande en la dirección del tramo de barra
colectora.
No obstante, los bornes de muelle conocidas de
este tipo tienen el inconveniente de que los coeficientes de paso
de la corriente entre la superficie de la pared interior del cuello
del agujero y el conductor eléctrico embornado son escasamente
suficientes. Los intentos prácticos de resolver este problema
aumentando las fuerzas de apriete del resorte de lámina han
resultado insatisfactorios, ya que las fuerzas de apriete más
elevadas influyen desfavorablemente sobre las fuerzas de inserción
a aportar manualmente para la fijación por apriete del conductor
eléctrico.
El documento US 5,098,317 da a conocer un
conector con bornes de muelle para conectar conductores eléctricos
al conector. Un tramo de barra colectora está doblado en contra de
la dirección e inserción del extremo del conductor en la dirección
del conductor a insertar y de un extremo de una patilla de pinzado
contrapuesta en el resorte de lamina, con lo que el borde extremo
doblado del tramo de barra colectora forma junto con el extremo de
la patilla de pinzado un punto de embornado.
El documento US 5,348,496 da a conocer un
mecanismo para soltar un borne de muelle. El borne de muelle está
formada por una barra colectora que discurre en línea recta y un
resorte de lámina, cuyo extremo de la patilla de pinzado se
extiende en oblicuo en la dirección del plano del tramo de barra
colectora. Un conductor a fijar se encuentra plano sobre el plano
de apoyo del tramo de barra colectora.
El documento EP 1 217 692 A2 da a conocer un
borne de conexión para un conductor eléctrico con un tramo de barra
colectora, cuyo tramo perfilado contiguo a una abertura de inserción
está doblado en la dirección de un conductor a insertar en la
abertura de inserción. El extremo del tramo perfilado doblado
alejado de la abertura de inserción forma junto con un extremo de
la patilla de pinzado de un resorte de lámina alojado en la
abertura de inserción un punto de embornado definido que garantiza
una elevada seguridad de contacto.
La tarea de la invención consistía por lo tanto
en mantener las ventajas genéricas de un borne de muelle que en su
barra colectora posee un agujero de paso del material con un cuello
del agujero con superficies de la pared interior del cuello del
agujero cerradas con forma anular, pero mejorando los coeficientes
de paso de la corriente en el punto de embornado sin aumentar a la
vez las fuerzas de inserción del conductor o sin empeorar de otra
forma el proceso de inserción del conductor.
Esta tarea se resuelve según la invención
existiendo en la superficie de la pared interior del cuello del
agujero que forma con el extremo de la patilla de pinzado de un
resorte de lámina el punto de embornado, un borde transversal que
sobresale respecto al conductor eléctrico y que se extiende
transversalmente respecto a la dirección de inserción del conductor
y tal que la patilla de pinzado del resorte de hoja esta
dimensionada y conformada tal que el borde de fijación del lado
terminal del extremo de la patilla de pinzado se encuentra en la
posición de fijación del conductor eléctrico
opuesta aproximadamente al borde transversal existente en la superficie de la pared interior del cuello del agujero.
opuesta aproximadamente al borde transversal existente en la superficie de la pared interior del cuello del agujero.
Entonces puede estar dispuesto el borde
transversal en distintas posiciones de colocación a lo largo de la
extensión del cuello del agujero que discurre en la dirección de
inserción del conductor, pero previéndose en una forma constructiva
de la invención muy ventajosa y con una técnica de fabricación
extremadamente económica que el borde transversal esté formado por
el borde inferior en la dirección de inserción del conductor del
cuello del agujero de paso del material, que para este fin está
antepuesto al conductor eléctrico a embornar, lo cual puede
realizarse mediante una disposición inclinada del tramo de barra
colectora en su conjunto o por ejemplo mediante recalcado o
prensado o moldeado por presión de la zona de la pared del cuello
del agujero asociada.
Las otras zonas de la pared del cuello del
agujero que no contribuyen a la formación del punto de embornado,
no se ven afectadas por esta medida, pero pueden no obstante estar
conformadas igualmente cuando ello facilite los procesos técnicos
de fabricación en la fabricación y conformación del agujero de paso
del material y del cuello del agujero.
La solución correspondiente a la invención es
nueva para bornes de muelle que en su tramo de barra colectora
presentan un agujero de paso del material con un cuello del agujero
y mejora el paso de la corriente y la seguridad de contacto en el
punto de embornado de forma muy considerable. Esto resulta por un
lado de la ventaja de la formación de un punto de contacto que
representa un punto de cruce entre el conductor eléctrico y el
borde transversal que sobresale en la superficie de la pared
interior del cuello del agujero y que minimiza geométricamente la
superficie de apoyo del contacto entre el conductor eléctrico y el
cuello del agujero de paso del material hasta una pequeña
superficie de apoyo del contacto definida, en combinación con la
máxima aportación posible de fuerza de contacto que resulta de que
la patilla de pinzado del muelle de embornado está dimensionada y
conformada tal que el borde de fijación del extremo de la patilla de
pinzado, en la posición de sujeción por apriete del conductor
eléctrico, actúa casi directamente sobre la superficie de apoyo de
contacto geométricamente minimizada, debido a que el borde de
fijación del extremo de la patilla de pinzado se encuentra
aproximadamente opuesto al borde transversal formado en la
superficie de la pared interior del cuello del agujero. De ello
resulta una elevada presión superficial específica en la superficie
de apoyo del contacto que mejora el paso de la corriente y además
asegura un contacto estanco
al gas.
al gas.
La posición del extremo de la patilla de pinzado
del resorte de hoja, aproximadamente opuesta al borde transversal
en la superficie de la pared interior del cuello del agujero, tiene
la ventaja adicional de que sobre el conductor eléctrico embornado
no se ejerce ningún componente de vuelco que resulte de la fuerza de
apriete del resorte de lámina.
Si de manera preferente el "borde transversal
que resalta" en la superficie de la pared interior del cuello
del agujero está formado por el "borde inferior antepuesto" del
cuello del agujero de paso del material, entonces se desplaza el
punto de embornado para el conductor eléctrico como máximo en la
profundidad del agujero de paso del material hacia dentro, de lo
que resultan ventajas considerables.
Así, según la reivindicación 3, puede estar
formada la zona de la superficie de la pared interior del cuello
del agujero, antepuesta en la dirección de inserción del conductor
del punto de embornado, como superficie biselada relativamente
grande y conformada (preferiblemente conformada plana) sin
brusquedades y con transiciones suaves, que durante el proceso de
inserción conduce el extremo delantero del conductor eléctrico
suavemente y deslizando (es decir, sin transiciones bruscas y
"duras", con lo que se reducen las fuerzas de inserción del
conductor y se cuidan los recubrimientos superficiales que puedan
existir, como por ejemplo un recubrimiento de estaño, en la
superficie de la pared interior del cuello del agujero y en la zona
del punto de embornado frente a rascaduras indeseadas.
Es ventajoso lograr para los bornes de muelle de
este tipo un cajetín de captura previa, para que puedan insertarse
también conductores eléctricos de varios hilos sin problemas y sin
que se deshilachen y/o se desvíen de cualquier otra manera. Esto se
resuelve según la reivindicación 5 encontrándose, cuando el punto de
embornado no está ocupado y está cerrado, una parte final de la
patilla de pinzado del resorte de lámina dentro del contorno del
agujero para el paso del material (es decir, que está posicionado en
la profundidad del agujero para el paso de material) y precisamente
en una extensión superficial de dicha parte que es igual o mayor que
la sección nominal del conductor a aprisionar, tal que las paredes
de la superficie interior del cuello del agujero cerradas con forma
anular forman con la parte final de la patilla de pinzado un cajetín
de captura previa del conductor envuelto por metal por todos lados
para el extremo anterior del conductor eléctrico a insertar.
Para la forma geométrica del antes citado
cajetín de captura previa para el conductor, es conveniente disponer
la parte final de la patilla de pinzado del resorte de lámina lo
más plana posible dentro del contorno del cuello del agujero, con
lo que resulte un apoyo lo más romo posible de la cara frontal del
extremo de la patilla de pinzado contra la superficie del conductor
eléctrico, con lo que cuando se presentan esfuerzos de extracción
del conductor se evita un atasco del conductor con cantos vivos y
también pueden fijarse sin daños conductores eléctricos más
sensibles de hilos finos.
El cajetín de captura previa del conductor como
tal une conductores de varios hilos y tiene para todos los tipos
de conductores eléctricos la ventaja de que cuando se realiza una
conexión por inserción el extremo anterior del conductor eléctrico
primeramente ha de insertarse sin esfuerzos en el cajetín de captura
previa del conductor y en consecuencia queda fijado frente a
movimientos de desvío, antes de que mediante una fuerza axial
aplicada sobre el conductor se inicie la apertura del punto de
embornado.
Con la forma constructiva correspondiente a la
figura 6, puede soltarse el punto de embornado sin problemas
incluso cuando el punto de embornado se encuentre en la profundidad
del agujero para el paso del material. Para conexiones por presión
de fuerza elástica del tipo genérico, siempre es un problema tener
que tirar hacia atrás de la patilla de pinzado del resorte de
lámina para abrir el punto de embornado hasta que el punto de
embornado esté abierto de manera óptima, es decir, por completo.
Esto es así en particular cuando debido a una situación de cableado
compacta existe la necesidad de que la herramienta (destornillador)
sólo pueda avanzar axialmente para abrir el punto de embornado.
Este problema se resuelve mediante la
reivindicación 6 presentando una parte de la patilla de pinzado del
resorte de lámina que se encuentra fuera del contorno del agujero
para el paso del material un abombamiento en la dirección de la
fuerza elástica de apriete de la patilla de pinzado, tal que una
herramienta de presión aplicada a este abombamiento y esencialmente
perpendicular a la superficie del tramo de barra colectora presione
hacia atrás sobre la patilla de pinzado hasta una posición en la que
el punto de embornado esté completamente abierto.
Básicamente hay que advertir que un borne de
muelle concebida según las enseñanzas de la invención puede
realizarse tanto en la forma constructiva con un resorte de lámina
realizado con simetría especular para dos agujeros de paso del
material dispuestos contiguos en un tramo de barra colectora (ver al
respecto la forma constructiva en el documento DE 28 25 291 C2)
como también en una forma constructiva con un resorte de lámina que
posee una patilla de apoyo o de sujeción que puede estar fijada de
cualquier forma al tramo de barra colectora (por ejemplo mediante
remachado o prensado), o bien se elige una forma constructiva en la
que la lámina de resorte según la reivindicación 4 de la presente
solicitud está doblada con forma de U y en su extremo opuesto a la
patilla de pinzado posee una patilla de apoyo que se extiende con la
patilla de pinzado del resorte de lámina en el mismo agujero para
el paso del material del tramo de barra colectora y que se apoya en
la superficie de la pared interior del cuello del agujero opuesta a
la superficie de la pared interior del cuello del agujero que forma
el punto de embornado.
A continuación se describirá un ejemplo
ejecución de la invención más en detalle en base a los dibujos. Se
muestra en:
figura 1 y fig. 2a y 2b un borne de muelle según
la invención,
figuras 3, 4, 5 secuencias funcionales del
borne de muelle de la figura 1 cuando se utiliza como conexión por
inserción,
figura 6 el borne de muelle de la figura 1 al
abrir el punto de embornado.
Se representa (ver figura 1) un tramo de barra
colectora 10 con un agujero de paso del material cuadrangular 11,
tal como puede deducirse con más exactitud de la imagen de la figura
2a (sección longitudinal) y de la figura 2b (vista en planta). El
tramo de barra colectora 10 representado en las figuras 2a y 2b
muestra también que tales agujeros para el paso del material pueden
posicionarse en cualquier cantidad estrechamente uno junto a otro
en una hilera. Para la barra colectora puede elegirse la forma de
una banda de material estrecha, que en la zona de los pasos del
material a través presenta nervios del borde 12 de una anchura
reducida.
El agujero de paso del material 11 posee un
cuello de agujero 13 continuo desde la cara superior del tramo de
barra colectora, cerrado con forma de anillo con las superficies de
la pared interior del cuello del agujero 14 y 15. Las transiciones
desde la cara superior del tramo de barra colectora hasta las
superficies de la pared interior del cuello del agujero pueden
estar configuradas como redondeos de entrada o biseles de entrada 16
y 17.
En el agujero de paso del material se aloja un
resorte de hoja doblado esencialmente con forma de U, que en el
ejemplo de ejecución representado se asienta con su arco elástico
de la parte posterior sobre un macho de plástico 18 de una carcasa
de material aislante en la que pueden alojarse tales bornes de
muelle y de esta manera queda fijado adicionalmente en su posición.
La anchura del resorte de lámina corresponde, al menos en la zona
de la patilla de apoyo 19 que se extiende por el agujero para el
paso del material hacia dentro y de la patilla de pinzado 20 que se
introduce en el agujero para el paso del material, a la anchura del
agujero de paso cuadrangular. En lugar de la fijación adicional en
cuanto a posición mediante el macho de plástico 18, pueden servir
por ejemplo también otros medios auxiliares, como espaldilla de tope
de la patilla de apoyo 19 que se apoya en la cara superior del
tramo de barra colectora y/o por ejemplo un asiento a presión de la
patilla de apoyo en el agujero de paso del material para la fijación
adicional en cuanto a la posición del resorte de lámina. No
bastante, en muchos casos de aplicación puede suprimirse por
completo una tal fijación adicional en cuanto a posición del
resorte de lámina, ya que el pretensado del resorte de lámina
con forma de U asegura también una auto-retención del resorte de lámina en el agujero para el paso del material.
con forma de U asegura también una auto-retención del resorte de lámina en el agujero para el paso del material.
El borde de fijación 21 de la patilla de pinzado
20 se apoya, cuando el punto de embornado no está ocupado y está
cerrado, en la superficie de la pared interior del cuello del
agujero 15 y con ello está fijado por tope en el agujero para el
paso del material.
Según la enseñanza de la invención, está
configurado en la superficie de la pared interior del cuello del
agujero 15 un borde transversal que resalta respecto al conductor
eléctrico, es decir, en dirección hacia el centro del agujero para
el paso del material y que se extiende transversalmente respecto a
la dirección de inserción del conductor a través del agujero para
el paso del material, que en el ejemplo de ejecución representado
está formado por el borde inferior 22 del cuello del agujero 13, que
para este fin resalta en dirección hacia el centro del agujero para
el paso del material.
Además, según la enseñanza de la invención, la
patilla de pinzado 20 del resorte de lámina está dimensionada y
conformada tal que la misma en la posición del embornado del
conductor eléctrico 23 (ver al respecto la figura 5) tiene una
introducción máxima en la profundidad del agujero para el paso del
material, con lo que su borde de fijación del lado extremo 21,
cuando se sujeta el conductor eléctrico, se encuentra
aproximadamente enfrentada al borde inferior 22 del cuello del
agujero, con lo que el conductor eléctrico 23 queda fijado libre de
momentos de vuelco en el punto de embornado 21/22.
El ejemplo de ejecución representado realiza
también la formación de un llamado cajetín de captura previa del
conductor 24 (ver al respecto la figura 3). Este se forma cuando
estando el punto de embornado desocupado y cerrado, el tramo del
lado extremo 25 de la patilla de pinzado 20 se encuentra dentro del
contorno del agujero de paso del material, y precisamente en una
extensión superficial que es igual o mayor que la sección nominal
del conductor a embornar 23 (ver al respecto a figura 3). El cajetín
de captura previa del conductor 24, rodeado por todas partes por
metal, permite primeramente una inserción sin esfuerzos del extremo
anterior del conductor eléctrico en el cajetín de captura previa y
evita a continuación movimientos de desviación indeseados del
extremo anterior del conductor, cuando sobre éste se aplica
manualmente una fuerza axial para insertar el conductor en el punto
de embornado (la llamada conexión por inserción).
La secuencia funcional al insertar el conductor
eléctrico en el punto de embornado se muestra en las figuras 4 y 5,
reduciendo la conformación de la superficie de la pared interior del
cuello del agujero 15, como superficie biselada libre de
brusquedades y configurada plana, la fuerza axial a aportar sobre el
conductor eléctrico, para la conexión por inserción.
El ejemplo de ejecución representado de un borne
de muelle tiene en cuenta también que se exige que los bornes de
muelle de este tipo puedan utilizarse igualmente para conductores
eléctricos no insertables (por ejemplo para conductores flexibles
de hilos finos) y/o que se pueda soltar de nuevo un conductor
eléctrico fijado por apriete del punto de embornado. Para este fin
posee la patilla de pinzado 20 del resorte de lámina un
abombamiento 26 (ver figura 5), dispuesto fuera del contorno del
agujero para el paso del material tal que una herramienta de
presión 27 aplicada en este abombamiento y esencialmente en
perpendicular a la cara superior de la pieza de barra colectora,
tire hacia atrás de la patilla de pinzado hasta una posición en la
que el punto de embornado está completamente abierto (ver figura
6).
Claims (6)
1. Borne de muelle con un tramo de barra
colectora (10) y un resorte de lámina para conectar un conductor
eléctrico (23), en el que
- -
- el tramo de barra colectora (10) está fabricado de un material plano y posee una abertura para la inserción a su través de un conductor, en forma de un agujero de paso del material (11) cuadrangular, que posee un cuello del agujero (13) que se extiende en la dirección de inserción del conductor, con superficies de la pared interior del cuello del agujero (14, 15) cerradas con forma de anillo,
- -
- el resorte de hoja posee una patilla de pinzado (20) cuyo extremo se introduce en el agujero de paso del material (11) tal que la misma forma con una superficie de la pared interior (15) del cuello del agujero de paso del material (11) un punto de embornado para el conductor eléctrico (23),
caracterizada porque
- -
- en la superficie de la pared interior del cuello del agujero (15) que forma con el extremo de la patilla de pinzado el punto de embornado, existe un borde transversal (22) que sobresale respecto al conductor eléctrico (23) y que se extiende transversalmente respecto a la dirección de inserción del conductor
- -
- y porque la patilla de pinzado (20) del resorte de lámina está dimensionada y conformada tal que el borde de fijación por apriete del lado extremo (21) de la patilla de pinzado en la posición del embornado del conductor eléctrico (23) está enfrentado aproximadamente al borde transversal (22) existente en la superficie de la pared interior del cuello del agujero.
2. Borne de muelle según la reivindicación
1,
caracterizada porque
- -
- el borde transversal existente en la superficie de la pared interior del cuello del agujero (15) está formado por el borde inferior (22) del cuello del agujero de paso del material (11) en la dirección de inserción del conductor, que para este fin resalta respecto al conductor eléctrico a fijar por apriete (23).
3. Borne de muelle según la reivindicación
2,
caracterizada porque
- -
- la superficie de la pared interior del cuello del agujero (15) de la zona del cuello del agujero (13), cuyo borde (22) forma con el extremo de la patilla de pinzado (21) del resorte de lámina el punto de embornado, está configurada como una superficie biselada (15) conformada libre de brusquedades con transiciones suaves.
4. Borne de muelle según una de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque
- -
- el resorte de lámina está doblado esencialmente con forma de U y en su extremo opuesto a la patilla de pinzado (20) posee una patilla de apoyo (19) que se extiende con la patilla de pinzado (20) del resorte de hoja en el mismo agujero de paso del material (11) del tramo de barra colectora (10) hacia dentro y que se apoya en la superficie de la pared interior del cuello del agujero (14), opuesta a la superficie de la pared interior del cuello del agujero (15) que forma un punto de embornado.
5. Borne de muelle según una de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque
- -
- cuando el punto de embornado no está ocupado y está cerrado, se encuentra una parte terminal (25) de la patilla de pinzado (20) del resorte de hoja dentro del contorno del agujero para el paso del material, y precisamente con una extensión superficial de esa parte que es igual o mayor que la sección nominal del conductor (23) a fijar por apriete
- -
- tal que las superficies de la pared interior del cuello del agujero (14, 15) cerradas con forma anular forman con la parte terminal de la patilla de pinzado (20) un cajetín de captura previa del conductor (24) rodeado por metal para el extremo anterior del conductor eléctrico (23) a insertar.
\newpage
6. Borne de muelle según una de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque
- -
- una parte central de la patilla de pinzado (20) del resorte de lámina que se encuentra fuera del contorno del agujero de paso del material (11), presenta un abombamiento (26) en la dirección de la fuerza de apriete elástica de la patilla de pinzado (20) del resorte de lámina
- -
- tal que una herramienta de presión (27) aplicada a este abombamiento (26) y esencialmente perpendicular a la cara superior del tramo de barra colectora (10) tira hacia atrás de la patilla de pinzado (20) hasta una posición en la que el punto de embornado está completamente abierto.
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