ES2897753T3 - Contacto eléctrico y base de toma que comprende un contacto eléctrico de este tipo - Google Patents

Contacto eléctrico y base de toma que comprende un contacto eléctrico de este tipo Download PDF

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Abstract

Contacto (10) eléctrico que comprende un trenzado (12) o equivalente que se extiende longitudinalmente y que presenta un primer extremo (12a) y un segundo extremo (12b) opuesto al primer extremo (12a) según la dirección (Z) longitudinal, un cabezal (14) de contacto montado en el primer extremo (12a), un elemento (16) de conexión montado en el segundo extremo (12b), caracterizado porque el contacto eléctrico comprende opcionalmente al menos un anillo (18) montado en el trenzado (12) o equivalente entre el cabezal (14) de contacto y el elemento (16) de conexión, y la longitud X libre del trenzado (12) o equivalente y la suma Y de los volúmenes de material del cabezal (14) de contacto, del elemento (16) de conexión y del anillo (18) opcional verifican la relación: Y ³ aX - b, en donde a es un número comprendido entre 10 y 15 y b es un número comprendido entre 80 y 110, expresándose Y en milímetros cúbicos mientras que X se expresa en milímetros.

Description

DESCRIPCIÓN
Contacto eléctrico y base de toma que comprende un contacto eléctrico de este tipo
Sector de la técnica
La invención se refiere a un contacto eléctrico que comprende un trenzado o equivalente y una base de toma equipada con un contacto eléctrico de este tipo.
Por “trenzado o equivalente” se entiende cualquier conjunto de cables trenzados o entrelazados.
Estado de la técnica
Se conocen contactos eléctricos que comprenden un trenzado, un cabezal de contacto y un elemento de conexión montados respectivamente en cada extremo del trenzado.
Sin embargo, cuando un contacto de este tipo se ve sometido a fuertes sobrecorrientes, sucede que el trenzado no resiste y se derrite, incluso se desintegra.
Una solución consiste en utilizar un trenzado con una sección más grande. Sin embargo, una solución de este tipo no es adecuada para un contacto eléctrico que deba presentar un volumen ocupado reducido para su implementación en un espacio limitado. Por tanto, en este sentido existe una carencia. El documento US4176905 da a conocer un contacto eléctrico flexible. El documento FR2063662 da a conocer un contacto eléctrico móvil. El documento FR1398945 da a conocer un procedimiento de fijación de un elemento de contacto eléctrico a un trenzado metálico tubular.
Objeto de la invención
Una realización se refiere a un contacto eléctrico que comprende un trenzado o equivalente que se extiende longitudinalmente y que presenta un primer extremo y un segundo extremo opuesto al primer extremo según la dirección longitudinal, un cabezal de contacto montado en el primer extremo, un elemento de conexión montado en el segundo extremo, y opcionalmente al menos uno anillo montado en el trenzado o equivalente entre el cabezal de contacto y el elemento de conexión, en el que la longitud X libre del trenzado o equivalente (es decir, la longitud libre total del trenzado o equivalente) y la suma Y de los volúmenes de material del cabezal de contacto, el elemento de conexión y el anillo opcional verifican la relación:
Y > aX - b (1)
en donde
a es un número comprendido entre 10 (diez) y 15 (quince),
b es un número comprendido entre 80 (ochenta) y 110 (ciento diez),
Y se expresa en milímetros cúbicos (mm3) y
X se expresa en milímetros (mm).
Se entiende que el cabezal de contacto es la parte del contacto que permitirá realizar una conexión eléctrica con un pasador, por ejemplo, un pasador de una base de conector, mientras que el elemento de conexión es un elemento que permite montar el contacto en un cable eléctrico. También se entiende que el al menos un anillo es opcional, es decir, que en determinadas realizaciones el contacto eléctrico comprende uno o más anillos, mientras que en otras realizaciones el contacto no comprende ningún anillo.
A continuación, y a menos que se indique lo contrario, por “el anillo”, se entiende “el al menos un anillo opcional”. Del mismo modo, a continuación, y a menos que se indique lo contrario, por “trenzado” se entiende “trenzado o equivalente”.
Se entiende que la longitud libre del trenzado es la suma de las longitudes según la dirección longitudinal de las partes del trenzado que están libres, es decir, que no están cubiertas ni en contacto con ninguno de los elementos del cabezal de contacto, el elemento de conexión y el anillo. De este modo, cuando el contacto no comprende un anillo, la longitud libre del trenzado es la distancia entre el cabezal de contacto y el elemento de conexión. Cuando el contacto comprende un único anillo, la longitud libre es la suma de las longitudes entre el cabezal de contacto y el anillo por un lado y entre el anillo y el elemento de conexión por otro lado. Cuando el contacto comprende una pluralidad de anillos, la longitud libre es la suma de las longitudes entre el cabezal de contacto y el anillo adyacente, entre los anillos de cada par de anillos adyacentes y entre el elemento de conexión y el anillo adyacente. Naturalmente, en la totalidad de la descripción y a menos que se indique lo contrario, la longitud se mide según la dirección longitudinal.
También se entiende que la longitud libre es una longitud medida cuando el contacto y, por tanto, el trenzado, no se ven sometidos a ninguna tensión, en particular, de tracción o de compresión según la dirección longitudinal. De este modo, se considera longitud libre cuando el trenzado no se ve sometido a ninguna tensión mecánica o, en otras palabras, cuando el trenzado está “en reposo”, desde el punto de vista mecánico.
El volumen de material del cabezal de contacto que debe tenerse en consideración es el volumen de material del cuerpo principal del cabezal de contacto que está montado en el trenzado. Asimismo, el volumen de material del elemento de conexión que debe tenerse en consideración es el volumen de material del cuerpo principal del elemento de conexión que está montado en el trenzado. De este modo, si se montan elementos adicionales en el cabezal de contacto y/o el elemento de conexión, tales como, por ejemplo, tornillos o anillos elásticos, no se tendrá en consideración el volumen de material de estos elementos adicionales. Se entiende que el anillo solo comprende una única entidad y forma una única y misma pieza. El volumen de material que debe tenerse en consideración para el anillo es, por tanto, el volumen de material de esta pieza. Por consiguiente, el volumen Y de material es la suma de los volúmenes de material del cuerpo principal del cabezal de contacto, del cuerpo principal del elemento de conexión y del anillo opcional. Naturalmente, cuando el contacto no presenta ningún anillo, el volumen Y de material es solo la suma de los volúmenes de material del cuerpo principal del cabezal de contacto y del cuerpo principal del elemento de conexión. De este modo, en este último caso, el volumen de material que se considera que debe cumplir con la relación (1) se distribuye entre el cabezal de contacto y el elemento de conexión.
Los inventores descubrieron con sorpresa que la resistencia del trenzado frente a la fusión en caso de sobrecorriente depende del volumen Y de material en contacto con el trenzado. Los inventores han demostrado que el volumen de material necesario para evitar cualquier degradación del trenzado depende de la longitud libre del trenzado. De este modo, el volumen Y de material debe ser superior a la longitud X libre del trenzado multiplicado por un coeficiente a, del que se elimina una constante b; estando a comprendido entre 10 y 15 y estando b comprendido entre 80 y 110. En otras palabras, para evitar cualquier degradación del trenzado en caso de sobrecorriente, la longitud X libre y el volumen Y de material deben verificar la relación (1). Los inventores interpretan esta relación (1) como la definición de un volumen mínimo de material capaz de absorber y difundir la totalidad o parte del calor generado dentro del trenzado en caso de sobrecorriente, protegiendo de este modo el trenzado frente al calentamiento ligado a tales sobrecorrientes, por lo que se impide su degradación.
Un contacto de este tipo presenta un volumen ocupado reducido al tiempo que presenta la fiabilidad necesaria en caso de sobrecorriente.
En algunas realizaciones, a está comprendido entre 12 (doce) y 13 (trece) y b está comprendido entre 90 (noventa) y 95 (noventa y cinco).
Los inventores han señalado que tales coeficientes permiten un ajuste más preciso de la relación entre la longitud X libre y el volumen Y de material con el fin de garantizar una mejor fiabilidad, al tiempo que se garantiza un volumen ocupado reducido.
En algunas realizaciones, b está comprendido entre 93 (noventa y tres) y 94 (noventa y cuatro).
Los inventores han señalado que tales coeficientes permiten ajustar de manera todavía más precisa la relación entre la longitud X libre y el volumen Y de material con el fin de garantizar una fiabilidad incluso mejor, al tiempo que se garantiza un volumen ocupado reducido.
En algunas realizaciones, la sección transversal (es decir, en perpendicular a la dirección longitudinal) del trenzado o equivalente es superior o igual a 2,0 mm2 (dos milímetros cuadrados).
Los inventores han constatado que la relación (1) es especialmente adecuada para trenzados cuya sección transversal es superior o igual a 2,0 mm2, que generalmente presentan una fiabilidad inherente con respecto a sobrecorrientes pequeñas aceptables. De este modo, el efecto combinado de elegir una sección mínima del trenzado con la relación (1) permite garantizar una fiabilidad muy buena con respecto a sobrecorrientes más importantes.
En algunas realizaciones, la sección transversal del trenzado o equivalente es inferior o igual a 3,0 mm2.
Los inventores han constatado que la relación (1) es especialmente adecuada para trenzados cuya sección transversal es inferior o igual a 3,0 mm2, que generalmente presentan un volumen ocupado aceptable. De este modo, el efecto combinado de elegir una sección máxima del trenzado con la relación (1) permite garantizar un volumen ocupado reducido.
En algunas realizaciones, el cabezal de contacto comprende una primera parte cilíndrica hueca que recibe el primer extremo del trenzado o equivalente, mientras que el elemento de conexión comprende una segunda parte cilíndrica hueca que recibe el segundo extremo del trenzado o equivalente.
Se entiende que las partes cilindricas huecas se extienden longitudinalmente alrededor de una parte de extremo del trenzado, siendo una parte de extremo una parte del trenzado que se extiende longitudinalmente desde un extremo del trenzado. De este modo, una parte cilíndrica de este tipo permite maximizar la superficie de contacto entre el trenzado y el cabezal de contacto por un lado y entre el trenzado y el elemento de conexión por otro lado, gracias a lo que se mejora la evacuación del calor interno del trenzado y, por tanto, la fiabilidad necesaria en caso de sobrecorriente.
En algunas realizaciones, la primera parte cilíndrica hueca y/o la segunda parte cilíndrica hueca y/o el anillo opcional se engarza(n) al trenzado o equivalente.
Se entiende, naturalmente, que el engarzado es un engarzado realizado según una dirección perpendicular a la dirección longitudinal. El engarzado es fácil de implementar y poco costoso. También permite, gracias a la deformación de material, reducir localmente el volumen ocupado de la parte engarzada al tiempo que se garantiza un contacto fiable entre el trenzado y dicha parte engarzada.
En algunas realizaciones, el trenzado o equivalente, el cabezal de contacto, el elemento de conexión y el anillo opcional están realizados de cobre o de una aleación a base de cobre, o de una aleación de plata o de plata.
Se entiende que una aleación a base de cobre es una aleación que comprende, en masa, al menos un 50% de cobre. Asimismo, una aleación a base de plata es una aleación que comprende, en masa, al menos un 50% de plata. El cobre y la plata presentan buenas propiedades de conductividad térmica y eléctrica, por lo que las partes en contacto con el trenzado absorben y difunden fácilmente el calor del trenzado en caso de sobrecorriente al tiempo que garantizan una buena conductividad eléctrica del contacto. Esto permite obtener un contacto eficaz, un volumen ocupado reducido y resistente a las sobrecorrientes.
En algunas realizaciones, el cabezal de contacto es del tipo de contacto de extremo.
Un contacto de tipo “de extremo” es un contacto en el que la conexión eléctrica con otro contacto, por ejemplo, un pasador, se garantiza por una cara de extremo distal, en este caso, una cara del extremo distal del cabezal de contacto, siendo esta cara de extremo distal sustancialmente perpendicular a la dirección longitudinal. Un contacto de este tipo está configurado para actuar conjuntamente haciendo tope con una cara de extremo complementaria, por ejemplo, una cara de extremo distal de un pasador, realizándose el contacto entre estas dos caras generalmente con una presión determinada. Un contacto que comprende un trenzado es especialmente adecuado para asegurar contactos del tipo “de extremo”, pudiendo el trenzado deformarse según la dirección longitudinal y garantizar una buena calidad de contacto eléctrico.
Una realización también se refiere a una base de toma que comprende al menos un contacto según cualquiera de las realizaciones descritas en la presente descripción.
En algunas realizaciones, dicho contacto eléctrico es un contacto con tierra.
Cabe recordar que una base de toma forma una parte hembra que puede pertenecer a una toma de corriente (en donde la base de toma es generalmente solidaria con una pared o equivalente), un extensor o un conector (en donde la base de toma generalmente forma parte de una toma móvil), mientras que una base de conector forma una parte macho que puede pertenecen a una toma de corriente (en donde la base de conector generalmente forma parte del enchufe), un extensor o un conector (en donde la base de conector es generalmente solidaria con un dispositivo o equivalente).
También cabe recordar que, de manera general, una toma móvil comprende una base de toma y una moldura o cubierta solidaria con dicha base de toma; un enchufe comprende una base de conector y una moldura o cubierta solidaria con dicha base de conector; un extensor es un conjunto que comprende una toma móvil y un enchufe; una base de corriente es un conjunto que comprende una base de toma y un enchufe; un conector es un conjunto que comprende una toma móvil y una base de conector. Naturalmente, la moldura o cubierta puede(n) integrarse en la base de toma o en la base de conector, en cuyo caso dicha base de toma o base de conector también forman un enchufe o enchufe móvil.
En una base de toma, el contacto susceptible de verse sometido a la sobrecorriente más fuerte es, generalmente, el contacto con tierra. Por tanto, resulta particularmente interesante proporcionar una base de toma cuyo contacto con tierra sea particularmente resistente a las sobrecorrientes.
Descripción de las figuras
La invención y sus ventajas se entenderán mejor tras leer la siguiente descripción detallada de las diferentes realizaciones de la invención proporcionadas a modo de ejemplos no limitativos. Esta descripción hace referencia a las páginas de figuras adjuntas, en las que:
- La figura 1 representa un contacto eléctrico,
- La figura 2 es un gráfico que representa la relación verificada por los elementos del contacto eléctrico de la figura 1,
- La figura 3 representa una base de toma equipada con el contacto eléctrico de la figura 1, aproximándose un enchufe adicional y
- La figura 4 representa la base de toma y el enchufe de la figura 3 conectados en conjunto.
Descripción detallada de la invención
La figura 1 representa un contacto 10 eléctrico que comprende un trenzado 12, un cabezal 14 de contacto y un elemento 16 de conexión, extendiéndose el contacto 10 según una dirección Z longitudinal.
El trenzado 12 se extiende según la dirección Z longitudinal, y presenta un primer extremo 12a y un segundo extremo 12b opuesto al primer extremo 12a según la dirección Z longitudinal. El trenzado 12 está realizado en este ejemplo de cobre estañado. En este ejemplo, la sección transversal del trenzado 12 es superior o igual a 2,0 mm2 e inferior o igual a 3,0 mm2. Más concretamente, en este ejemplo, la sección transversal del trenzado 12 es igual a 2,2 mm2.
El cabezal 14 de contacto está montado en el primer extremo 12a del trenzado 12. Más concretamente, en este ejemplo, el cabezal 14 de contacto presenta una primera parte 14a cilíndrica hueca que recibe el primer extremo 12a del trenzado 12 y que se extiende longitudinalmente sobre la primera parte 12aa de extremo del trenzado 12. En este ejemplo, la primera parte 14a hueca se engarza en el trenzado 12, y más concretamente, en la primera parte 12aa de extremo. En este ejemplo, el cabezal 14 de contacto es del tipo de contacto de extremo y presenta una cara 14b de extremo distal configurada para garantizar un contacto de extremo. El cabezal 14 de contacto está realizado de una aleación a base de plata, y más concretamente, de una aleación de plata y níquel. Para mejorar la calidad del contacto de extremo, la cara de extremo distal puede estar formada por un sello realizado de otro material y unido al resto del cabezal de contacto, o por un remache engarzado mediante un ajuste a presión. Naturalmente, se considera que el sello o remache forman parte integrante del cuerpo 14d principal del cabezal 14 de contacto, y se tiene en consideración al calcular el volumen de material del cabezal 14 de contacto.
El elemento 16 de conexión está montado en el segundo extremo 12b del trenzado 12. Más concretamente, en este ejemplo, el elemento 16 de conexión presenta una segunda parte 16a cilíndrica hueca que recibe el segundo extremo 12b del trenzado 12 y que se extiende longitudinalmente sobre la primera parte 12bb de extremo del trenzado 12. En este ejemplo, la segunda parte 16a hueca está engarzada en el trenzado 12, y más particularmente en la segunda parte 12bb de extremo. El elemento 16 de conexión también comprende un alojamiento 16b configurado para recibir un cable eléctrico, y medios de fijación, en este ejemplo un tornillo 16c, para fijar el cable al elemento 16 de conexión. El elemento de conexión está realizado de cobre estañado.
El contacto 10 presenta en este ejemplo un anillo 18 montado en el trenzado 12 mediante engarzado, estando este anillo 18 dispuesto entre el cabezal 14 de contacto y el elemento 16 de conexión. De manera general, el anillo está montado a una distancia del cabezal de contacto y del elemento de conexión (es decir, el anillo no está en contacto con el cabezal de contacto ni con el elemento de conexión), pero no necesariamente. Naturalmente, según una variante, el anillo 18 no está presente. El anillo 18 es de cobre.
En este ejemplo, el contacto 10 comprende un resorte 20 de compresión que permite generar una presión de contacto sobre el cabezal 14 de contacto cuando el cabezal de contacto está haciendo tope contra un elemento complementario con el fin de garantizar un contacto de extremo de buena calidad. El resorte 10 actúa conjuntamente haciendo tope por un lado con un reborde 16d del elemento 16 de contacto y por otro lado con un anillo 14c elástico del cabezal 14 de contacto.
En reposo, en este ejemplo, el resorte 20 no ejerce ninguna tensión sobre el trenzado 12, que presenta en reposo una longitud L total. En este ejemplo, la longitud X libre del trenzado es igual a la suma de las longitudes L1 y L2. La longitud L1 es la longitud libre del trenzado entre el elemento 16 de conexión y el anillo 18. La longitud L2 es la longitud libre del trenzado entre el anillo 18 y el cabezal 14 de contacto. De este modo, la longitud X libre total del trenzado 12 es, de hecho, la suma de las dos longitudes L1 y L2, es decir, X = L1 L2.
Naturalmente, según una variante, el contacto 10 no presenta anillo, de manera que la longitud X libre total del trenzado es igual a la longitud L3 entre el elemento 16 de conexión y el cabezal 14 de contacto.
La suma Y de los volúmenes de material (es decir, el volumen Y total) del cabezal 14 de contacto, el elemento 16 de conexión y el anillo 18 corresponde a la suma de los volúmenes de material del cuerpo 14d principal del cabezal 14 de contacto (es decir, el cabezal 14 de contacto sin los anillos 14c elásticos), del cuerpo 16 principal del elemento 16 de conexión (es decir, el elemento 16 de conexión sin el tornillo 16c) y del anillo 18. Al estar estos tres elementos engarzados, y por tanto, deformados plásticamente, puede considerarse que la deformación sufrida no modifica el volumen de material de cada uno de estos elementos, de modo que el volumen de material puede calcularse cuando estos elementos no están deformados.
En este ejemplo, la longitud X libre y la suma Y de los volúmenes de material verifican la relación:
Y > 12,6 X - 93,3 (2)
estando X expresado en milímetros (mm) mientras que Y se expresa en milímetros cúbicos (mm3).
Las longitudes X libres y las sumas Y de los volúmenes de material que verifican la relación (2) se representan en el gráfico de la figura 2, en la zona del gráfico que no está sombreada.
La figura 3 representa una base 100 de toma que comprende cuatro contactos 10 eléctricos. Cada contacto 10 está conectado a un cable 50 eléctrico, naturalmente, siendo todos los cables 50 diferentes, a través del elemento 16 de conexión. Cada contacto 10 está dispuesto en una celda 100a que forma un espacio limitado y, por tanto, impone un volumen ocupado limitado en la parte del contacto 10.
En la figura 3, el enchufe 200 se aproxima, siendo los pasadores 210 pasadores de tipo de contacto de extremo, realizándose el contacto a través de su cara 210a de extremo distal.
En la figura 4, la base 100 de toma y el enchufe 200 están conectados entre sí. Las caras 14b de extremos distales de los cabezales 14 de contacto de los contactos 10 actúan conjuntamente en soporte con las caras 210a de extremos distales de los pasadores 210, gracias en particular a los resortes 20.
En este ejemplo, el conjunto de los contactos de la base 100 de toma son según la presente descripción, formando uno de los contactos un contacto con tierra. Naturalmente, según una variante, la base 100 de enchufe comprende un único contacto 10 o más de un contacto 10.
Aunque la presente invención se ha descrito con referencia a ejemplos de realización específicos, resulta evidente que pueden realizarse modificaciones y cambios en estos ejemplos sin alejarse del alcance general de la invención tal como se define en las reivindicaciones. En particular, las características individuales de las diversas realizaciones ilustradas/mencionadas pueden combinarse en realizaciones adicionales. Por consiguiente, la descripción y los dibujos deben tenerse en consideración en un sentido ilustrativo y no limitativo.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Contacto (10) eléctrico que comprende un trenzado (12) o equivalente que se extiende longitudinalmente y que presenta un primer extremo (12a) y un segundo extremo (12b) opuesto al primer extremo (12a) según la dirección (Z) longitudinal, un cabezal (14) de contacto montado en el primer extremo (12a), un elemento (16) de conexión montado en el segundo extremo (12b), caracterizado porque el contacto eléctrico comprende opcionalmente al menos un anillo (18) montado en el trenzado (12) o equivalente entre el cabezal (14) de contacto y el elemento (16) de conexión, y la longitud X libre del trenzado (12) o equivalente y la suma Y de los volúmenes de material del cabezal (14) de contacto, del elemento (16) de conexión y del anillo (18) opcional verifican la relación: Y > aX - b, en donde a es un número comprendido entre 10 y 15 y b es un número comprendido entre 80 y 110, expresándose Y en milímetros cúbicos mientras que X se expresa en milímetros.
2. Contacto (10) eléctrico según la reivindicación 1, en el que a está comprendido entre 12 y 13 y b está comprendido entre 90 y 95.
3. Contacto (10) eléctrico según la reivindicación 1 o 2, en el que b está comprendido entre 93 y 94.
4. Contacto (10) eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la sección transversal del trenzado (12) o equivalente es superior o igual a 2,0 mm2.
5. Contacto (10) eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la sección transversal del trenzado (12) o equivalente es inferior o igual a 3,0 mm2.
6. Contacto (10) eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el cabezal (14) de contacto comprende una primera parte (14a) cilíndrica hueca que recibe el primer extremo (12a) del trenzado (12) o equivalente mientras que el elemento (16) de conexión comprende una segunda parte (16a) cilíndrica hueca que recibe el segundo extremo (12b) del trenzado (12) o equivalente.
7. Contacto eléctrico según la reivindicación 6, en el que la primera parte (14a) cilíndrica hueca y/o la segunda parte (16a) cilíndrica hueca y/o el anillo (18) opcional se engarza(n) en el trenzado (12) o equivalente.
8. Contacto (10) eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el trenzado (12) o equivalente, el cabezal (14) de contacto, el elemento (16) de conexión y el anillo (18) opcional están realizados de cobre o de una aleación a base de cobre, o de una aleación a base de plata o de plata.
9. Contacto (10) eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el cabezal (14) de contacto es del tipo de contacto de extremo.
10. Base (100) de toma que comprende al menos un contacto (10) eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
11. Base (100) de toma según la reivindicación 10, en la que dicho contacto (10) eléctrico forma un contacto con tierra.
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