ES2340368T3 - Esparrago de conexion a tierra. - Google Patents
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- Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
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Abstract
Una conexión eléctrica que comprende: - un espárrago eléctrico alargado (21) provisto de un segmento roscado (65) formando espiral alrededor de una línea central longitudinal; - un resalte (64) colocado adyacente al segmento roscado (65) y estando provista de por lo menos ocho caras planas (71) que rodean la línea central longitudinal y que definen una forma de la sección transversal poligonal; - un reborde aumentado (63) colocado adyacente al resalte (64) opuesto al segmento roscado (65), el reborde (63) siendo transversalmente más grande que el resalte (64) y el segmento roscado (65); y - un segmento de fijación (62) colocado en un lado opuesto del reborde (63) desde el resalte (64); en el que el segmento roscado (65), el resalte (64), el reborde (63) y el elemento de fijación (62) son piezas de un único elemento metálico operativo para conducir electricidad; y - un elemento de fijación (53) está fijado de forma que se puede extraer al espárrago en el que el elemento de fijación es una tuerca giratoria (53) provista de una rosca interior que se acopla funcionalmente a la rosca del espárrago (21); - el elemento de fijación (62) es de una forma de la sección transversal poligonal y tiene una dimensión transversal mayor que el resalte (64); - la tuerca giratoria (53) tiene un taladro pasante, en el que un segmento extremo (67) del espárrago (21) opuesto al segmento fijación (62) se extiende a través del taladro pasante cuando la tuerca (53) se fija al espárrago (21).
Description
Espárrago de conexión a tierra.
Esta invención se refiere globalmente a una
conexión eléctrica y más específicamente a una conexión eléctrica
para un vehículo automóvil que utiliza un espárrago de conexión a
tierra.
Es común soldar al arco un extremo circular
alargado de un espárrago de metal roscado sobre el panel de la
carrocería de plancha de metal de un vehículo automóvil. Diversas
piezas se insertan después sobre el espárrago único roscado y una
tuerca interiormente roscada se inserta giratoriamente sobre el
espárrago. El documento EP-A-1 017
129 expone que los espárragos roscados soldados convencionales
también han sido utilizados como puntos de conexión eléctrica a
tierra para un colector de cables de un vehículo en el bastidor del
compartimiento del motor o en el panel de la carrocería. También es
conocido a partir del documento
US-A-6 027 382 utilizar un
espárrago soldado de conexión a tierra que tiene una parte roscada,
una parte de reborde circular y una parte de resalte hexagonal para
recibir un ojal metálico. Esta configuración de resalte hexagonal,
sin embargo, proporciona unas dimensiones indeseablemente grandes
entre las esquinas y entre los planos a través del resalte a fin de
ajustar en el interior de maquinaria de soldadura de espárragos
normales las cuales únicamente pueden manejar cierto diámetro
exterior máximo del espárrago, por lo tanto, el resalte hexagonal
conduce a un área de la sección transversal insuficiente para la
conductividad eléctrica.
También han sido utilizados tornillos para
retener un ojal metálico eléctrico en un panel de conexión a tierra.
Los ojales metálicos convencionales, provistos de una abertura
interior circular, a menudo requieren lengüetas giradas hacia
arriba para evitar el giro de los ojales metálicos durante la
instalación de las tuercas para la construcción del espárrago o en
donde están instalados los tornillos. Esto añade costes adicionales
y complejidad al ojal metálico y al proceso de instalación. La
orientación del cable es importante para la utilización en el
compartimiento del motor para evitar que la vibración del vehículo
gire el cable y afloje la tuerca y para evitar la estrangulación
del cable. Un ejemplo de este tipo de una configuración de la
orientación convencional es la patente americana US Nº 5,292,264
titulada "Espárrago de conexión a tierra" a favor de Blank del
8 de marzo de 1994, la cual revela un espárrago soldado roscado,
una pieza de orientación de plástico de interbloqueo y un terminal
de cable u ojal metálico. Otra construcción tradicional se revela en
el documento EP 0 487 365 B1 de Rapid SA.
En el documento
EP-A-0915531 se revela un espárrago
de tierra provisto de un elemento de espárrago roscado que se
prolonga desde un resalte octogonal. Rodeando y roscada sobre el
espárrago roscado hay una tuerca cerrada con una rosca interior. La
tuerca tiene una primera sección de sección transversal aumentada
para rodear completamente el resalte octogonal y una sección
reducida de sección transversal hexagonal que permite que la tuerca
sea accionada sobre este espárrago con una fuerza suficiente como
para sujetar un conectador eléctrico entre la sección aumentada de
la tuerca y la sección de reborde del espárrago adyacente al resalte
octogonal.
Puesto que la tuerca rodea completamente al
espárrago roscado, los costes y el peso adicionales en la
fabricación de la tuerca y la conexión eléctrica compuesta presenta
un problema. Además debido a que la sección roscada del espárrago
está cubierta después de que se monte la tuerca sobre el mismo
entonces no es posible la inspección visual de la sujeción de la
tuerca a la conexión eléctrica ni cualquier trabajo después del
montaje del espárrago. Por lo tanto es un objeto de la presente
invención por lo menos aliviar las limitaciones anteriormente
mencionadas.
Según la presente invención se proporcionan una
conexión eléctrica según la reivindicación 1 y un espárrago
eléctrico según la reivindicación 8.
El espárrago y la conexión eléctrica de la
presente invención son ventajosos sobre los dispositivos
tradicionales porque la presente invención hace máxima el área de
contacto eléctrico entre el espárrago y el ojal metálico mientras
proporciona también una orientación angular del conjunto al ojal
metálico mientras proporciona también una orientación angular
establecida al ojal metálico y al cable una vez la tuerca ha sido
fijada sobre el espárrago. La presente invención mejora también el
área de la sección transversal eléctrica a través del espárrago
mientras permite también la fabricación del espárrago en equipos
dimensionadas convencionalmente. La forma de la sección transversal
octogonal del resalte incrementa ventajosamente la alineación
automática del ojal metálico, especialmente cuando el ojal metálico
tiene una forma de la abertura interior octogonal de acoplamiento,
comparado con los resaltes de los espárragos que tienen seis o menos
caras planas. El espárrago de la presente invención acepta
ventajosamente tanto un ojal metálico de abertura octogonal para
utilizarlo como un espárrago de conexión a tierra como un ojal
metálico de abertura circular para utilizarlo en otras conexiones de
espárrago eléctrico tal como una caja de conexiones, una batería o
similar. Ventajas y características adicionales de la presente
invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente
descripción y de las reivindicaciones adjuntas, tomadas
conjuntamente con los dibujos adjuntos.
La figura 1 es una vista en perspectiva que
muestra un compartimiento del motor de un vehículo automóvil que
utiliza la forma de realización preferida de un espárrago y una
conexión eléctrica de la presente invención;
la figura 2 es una vista del despiece que
muestra la forma de realización preferida del espárrago y la
conexión eléctrica;
la figura 3 es una vista en alzado lateral,
tomada parcialmente en sección transversal, que muestra la forma de
realización preferida del espárrago y la conexión eléctrica montados
en el panel de la carrocería de un vehículo;
la figura 4 es una vista en alzado lateral,
tomada parcialmente en sección transversal, que muestra la forma de
realización preferida del espárrago y la conexión eléctrica;
la figura 5 es una vista en alzado desde el
extremo que muestra la forma de realización preferida del espárrago
y tuerca;
la figura 6 es una vista en alzado real que
muestra la forma de realización preferida de un ojal metálico
utilizado con el espárrago y la conexión eléctrica de la presente
invención;
la figura 7 es una vista en sección transversal
que muestra la forma de realización preferida del espárrago y la
conexión eléctrica; y
la figura 8 es una vista en alzado real que
muestra una forma de realización alternativa del ojal metálico
utilizado con el espárrago y la conexión eléctrica de la presente
invención.
La figura 1 muestra una conexión eléctrica de
espárrago 21 de la presente invención utilizada en un compartimiento
del motor 23 de un vehículo automóvil 25. La conexión eléctrica de
espárrago 21 es operativa para conducir electricidad desde un
componente eléctrico, tal como por ejemplo una batería 27, el motor
de corriente continua del limpiaparabrisas 29, la bocina 31, la
caja de distribución de potencia 32 o similar, hasta un panel de
metal conductor o bastidor 33 del vehículo.
Con referencia a las figuras
2-7, la forma de realización preferida de la
conexión eléctrica de espárrago 21 incluye un espárrago soldado de
conexión a tierra 51, una tuerca 53 y un conectador eléctrico hembra
55. El conectador eléctrico 55 incluye un cable 57, que se ramifica
desde un colector de cables 59 (véase la figura 1), con un ojal
metálico estampado en metal 61 doblado sobre un extremo del mismo.
El cable 57 está fabricado de un cable interior de cobre flexible
rodeado por una envoltura aislante.
El espárrago 51 incluye un segmento de fijación
62, un reborde 63, un resalte 64, un segmento modelado 65 y un
segmento extremo tronco-cónico con conicidad hacia
dentro 67. El segmento de fijación 62 tiene una forma de la sección
transversal hexagonal con un botón centralmente elevado. Esta parte
forma el baño de fusión de la soldadura del material cuando el
espárrago 51 se suelda al arco inducido al panel 33. El reborde 63
tiene una forma periférica circular y se extiende transversalmente
más allá del resto del espárrago 51.
El resalte 64 está definido por un conjunto de
caras globalmente planas 71 que están unidas juntas y rodean una
línea central longitudinal 73 del espárrago 51. Es importante que el
resalte 64 tenga más de seis caras separadas de forma diferente y
desplazadas angularmente que están unidas juntas de una manera
poligonal cuando se mira en sección transversal. Se prefiere que
las caras 71 del resalte 64 definan una forma octogonal en sección
transversal. Las esquinas superiores redondeadas 73 están colocadas
entre partes de cada par adyacente de caras 71. La distancia D
entre caras opuestas 71 preferiblemente está entre 6,13 y 6,0
milímetros. El segmento modelado 65 tiene una rosca formando
espiral M 6,0 X 1,0 milímetros. La rosca define un modelo de
acoplamiento exterior en el espárrago. El espárrago 51 está
fabricado como una pieza única integral a partir de acero 10B21
clase 8.8, térmicamente tratado.
La forma de realización preferida del ojal
metálico 61 tiene una abertura interior 75 definida por un borde
conformado octogonalmente. La abertura 75 del ojal metálico 61 se
acopla estrechamente al tamaño del resalte 64; las tolerancias
dimensionales estrechas de la abertura 75 y el resalte 64 son
importantes.
La tuerca 53 tiene una sección aumentada 81 y
una sección reducida coaxial, circular-cilíndrica
83. Una forma de la sección transversal hexagonal está provista
exteriormente en la sección aumentada 81 mientras una rosca en
espiral está dispuesta en el interior de la sección reducida 83 para
el acoplamiento de la rosca del espárrago 51. La sección aumentada
81 tiene un extremo 85 el cual se apoya y comprime el ojal metálico
61 contra el reborde 63 del espárrago 51 cuando la tuerca 53 se
aprieta giratoriamente mediante una llave de momento de torsión o
similar sobre el espárrago 51. En la posición completamente fijada,
la sección aumentada 81 de la tuerca 53 rodea exteriormente y cubre
por lo menos una parte del resalte 64. La tuerca 53 preferiblemente
es de una variedad de bloqueo de corona de momento de torsión
progresivo.
En la aplicación del espárrago de conexión
eléctrica a tierra, el espárrago 51 se suelda primero al panel 33.
A continuación, el ojal metálico 61 se coloca manualmente alrededor
del segmento roscado 65 del espárrago 51. Después de ello la tuerca
53 se acciona giratoriamente sobre el espárrago. El giro de la
tuerca 53 causará que la abertura octogonal 75 del ojal metálico 61
se alinee automáticamente con las caras de acoplamiento del resalte
octogonal 66, permitiendo de ese modo una orientación fija del ojal
metálico 61 y el cable 57 con relación al espárrago 51. A la tuerca
53 se le aplica entonces un momento de torsión completo sobre el
espárrago. Se cree que la forma octogonal hace máxima la dimensión D
entre caras y también la dimensión entre esquinas del resalte 64;
esto incrementa de forma significante la trayectoria del flujo de
electricidad y la conductividad de la parte del espárrago 51 la
cual está eléctricamente conectada al ojal metálico que transporta
la corriente 61. No obstante, las dimensiones de la sección
transversal del resalte 64 permiten todavía la fabricación del
espárrago 51 en un equipo de procesamiento dimensionado
convencionalmente. Adicionalmente, la forma de la sección
transversal octogonal del resalte 64 permite un giro circunferencial
o un desplazamiento angular reducido del correspondiente ojal
metálico antes de que se consiga la alineación, especialmente
comparada con las formas de la sección transversal hexagonales o
cuadradas.
Una forma de realización alternativa del ojal
metálico 91 se representa en la figura 8. Este ojal metálico 91
tiene una abertura interior circular 93 la cual se ajusta alrededor
del resalte octogonal 64. Esta configuración del ojal metálico es
más adecuada para conexiones eléctricas que no sean de conexión a
tierra, tales como para cajas de conexiones o baterías, en donde no
es importante el bloqueo de la orientación del cable.
Mientras ha sido revelada la forma de
realización preferida del espárrago de conexión a tierra y de
conexión eléctrica, se apreciará que se pueden utilizar otros
aspectos dentro del ámbito de la presente invención. Por ejemplo,
el segmento de fijación del espárrago alternativamente puede tener
un hilo de rosca, que sea adecuado para la soldadura por puntos o
que tenga un ajuste de interferencia del tipo de encaje en
configuración al panel o elemento adyacente. Adicionalmente, las
roscas interiores de la tuerca se pueden sustituir por formaciones
que se prolongan hacia dentro que tengan una configuración que no
sea en espiral. Además, la tuerca 53 puede ser sustituida por un
collar doblado. La conexión eléctrica de espárrago también puede ser
utilizada para aparatos que no sean del automóvil tal como por
ejemplo aparatos electrodomésticos, herramientas motorizadas o
máquinas industriales. Mientras han sido revelados diversos
materiales, se puede utilizar otros materiales. Se pretende que las
siguientes reivindicaciones cubran éstas y cualesquiera otras
desviaciones de las formas de realización reveladas.
Claims (13)
1. Una conexión eléctrica que comprende:
- un espárrago eléctrico alargado (21) provisto
de un segmento roscado (65) formando espiral alrededor de una línea
central longitudinal;
- un resalte (64) colocado adyacente al segmento
roscado (65) y estando provista de por lo menos ocho caras planas
(71) que rodean la línea central longitudinal y que definen una
forma de la sección transversal poligonal;
- un reborde aumentado (63) colocado adyacente
al resalte (64) opuesto al segmento roscado (65), el reborde (63)
siendo transversalmente más grande que el resalte (64) y el segmento
roscado (65); y
- un segmento de fijación (62) colocado en un
lado opuesto del reborde (63) desde el resalte (64);
en el que el segmento roscado (65), el resalte
(64), el reborde (63) y el elemento de fijación (62) son piezas de
un único elemento metálico operativo para conducir electricidad;
y
- un elemento de fijación (53) está fijado de
forma que se puede extraer al espárrago en el que el elemento de
fijación es una tuerca giratoria (53) provista de una rosca interior
que se acopla funcionalmente a la rosca del espárrago (21);
- el elemento de fijación (62) es de una forma
de la sección transversal poligonal y tiene una dimensión
transversal mayor que el resalte (64);
- la tuerca giratoria (53) tiene un taladro
pasante, en el que un segmento extremo (67) del espárrago (21)
opuesto al segmento fijación (62) se extiende a través del taladro
pasante cuando la tuerca (53) se fija al espárrago (21).
2. La conexión eléctrica de la reivindicación 1
en el que un ojal metálico (61) está fijado entre el reborde (63)
del espárrago (21) y el elemento de fijación (53).
3. La conexión eléctrica de la reivindicación 1
en el que el elemento de fijación (53) tiene una sección aumentada
(81) con por lo menos cuatro caras sustancialmente planas colocadas
circunferencialmente alrededor de una línea central longitudinal
del elemento de fijación (53), el elemento de fijación (53) también
tiene una sección sustancialmente cilíndrica (83) coaxialmente
alineada con la sección aumentada (81) y la sección aumentada (81)
encierra funcionalmente por lo menos una parte del resalte (64) del
espárrago (21).
4. La conexión eléctrica de la reivindicación 1
en la que el reborde (63) del espárrago (21) tiene una periferia
circular coaxialmente alineada con la línea central
longitudinal.
5. La conexión eléctrica de la reivindicación 1
en la que el resalte (64) incluye partes curvadas (73) entre
secciones de pares adyacentes de las caras (71) que definen una
forma de la sección transversal poligonal.
6. La conexión eléctrica de la reivindicación 1
adicionalmente comprendiendo un panel de la carrocería de un
vehículo automóvil (33) en la que el espárrago (21) es un espárrago
de conexión a tierra soldado al panel (33).
7. La conexión eléctrica de la reivindicación 2
en la que el resalte (64) tiene ocho caras (71) dispuestas en una
configuración de sección transversal octogonal y el ojal metálico
(61) incluye una abertura interior (75) definida por un borde
octogonal y que se acopla apretadamente con el tamaño del resalte
(64) del espárrago (21).
8. Un espárrago eléctrico (21)
comprendiendo:
- un segmento roscado (65) formando espiral
alrededor de una línea central longitudinal;
- un resalte (64) colocado adyacente al segmento
roscado (65) y provisto de por lo menos ocho caras planas (71) que
rodean la línea central longitudinal y que definen una forma de la
sección transversal poligonal;
- un reborde aumentado (63) colocado adyacente
al resalte (64) opuesto al segmento roscado (65), el reborde (63)
siendo transversalmente mayor que el resalte (64) y el segmento
roscado (65); y
- un segmento de fijación (62) colocado en un
lado opuesto del reborde (63) desde el resalte (64), en el que el
segmento roscado (65), el resalte (64), el reborde (63) y el
segmento de fijación (62) son piezas de un único elemento metálico
operativo para conducir la electricidad; caracterizado porque
el segmento de fijación (62) es de una forma de la sección
transversal poligonal y tiene una dimensión transversal mayor que el
resalte (64).
9. El espárrago eléctrico de la reivindicación 8
en el que el resalte (64) tiene ocho caras las cuales definen una
forma de la sección transversal octogonal.
10. El espárrago eléctrico de la reivindicación
8 en el que el reborde (63) tiene una forma periférica circular.
11. El espárrago eléctrico de la reivindicación
8 en el que el segmento de fijación (62) está adaptado para ser
soldado sobre un panel adyacente (33).
12. El espárrago eléctrico de la reivindicación
8 en el que el segmento de fijación (62) tiene una forma
hexagonal.
13. El espárrago eléctrico de la reivindicación
8 en el que el resalte (64) incluye partes curvadas (73) entre
secciones de pares adyacentes de las caras (71).
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