ES3031100T3 - Device for connecting an electrical conductor to an electrical connector, the device being provided with a visual indicator of proper assembly - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un dispositivo (100) para conectar un conductor eléctrico (2) a un conector eléctrico (1), el cual está provisto de un par de muescas. El dispositivo (100) comprende una cerradura formada por dos brazos (4a, 4b) que pueden separarse y cerrarse sobre el segundo elemento para alojarse en sus muescas y colocar la cerradura en posición de bloqueo. El dispositivo comprende un indicador visual de bloqueo (5) formado por al menos un patrón (5a, 5b). El indicador visual de bloqueo (5) solo queda visible cuando la cerradura está en posición de bloqueo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de conexión de un conductor eléctrico a un conector eléctrico, estando provisto el dispositivo de un indicador visual de un montaje correcto

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo de conexión para conectar eléctricamente un terminal de un módulo de batería a un conductor eléctrico. Este conductor puede permitir conectar eléctricamente varios módulos entre sí. La invención encuentra una aplicación muy particular en el campo de los vehículos eléctricos.

Antecedentes tecnológicos de la invención

En los sistemas de almacenamiento de energía eléctrica de alta tensión, especialmente los utilizados en los vehículos eléctricos, es habitual combinar varias celdas de batería para formar módulos de batería individuales. Cada módulo normalmente comprende dos bornes o terminales que presentan polos diferentes. Los módulos de batería se conectan entre sí, es decir, se ponen en contacto eléctrico entre sí, por medio de una barra colectora, generalmente de cobre.

Por lo general, una barra colectora se atornilla o se suelda a los terminales de los módulos que conecta, lo que no siempre es adecuado para un gran volumen de fabricación.

Por los documentos WO2019242917 y US10333117 se conocen dispositivos de conexión que ensamblan una barra colectora a un terminal mediante una simple sujeción a presión. Sin embargo, estos dispositivos no disponen de ningún medio para confirmar que la conexión se haya enclavado correctamente. Por lo tanto, no es posible, especialmente en una cadena de montaje automática, detectar fácilmente si las conexiones entre la barra colectora y los terminales están correctamente realizadas.

Se conocen otros dispositivos de conexión por los documentos EP2830162A1, US2006094281A1, US8235292B2 y WO2021050499A1.

Por lo tanto, es deseable disponer de un dispositivo de conexión provisto de un indicador visual de su correcto montaje.

Objeto de la invención

Un objetivo de la invención es proponer un dispositivo para conectar un conector eléctrico a un terminal que sea fácil de usar y que esté provisto de un indicador visual de montaje correcto.

Breve descripción de la invención

Para lograr este objetivo, el objeto de la invención propone un dispositivo para conectar un conductor eléctrico a un conector eléctrico. El dispositivo de conexión comprende:

- una carcasa que define un alojamiento interno en el que se halla el conector eléctrico, presentando la carcasa una abertura para permitir la inserción del conductor eléctrico en el alojamiento interno y su puesta en contacto con el conector eléctrico;

- un bloqueo dispuesto parcialmente en la carcasa, comprendiendo el bloqueo un primer brazo y un segundo brazo, comprendiendo los dos brazos, respectivamente, dos partes superiores dispuestas al nivel de la abertura y capaces de separarse una de otra para cerrarse sobre unas muescas del conductor eléctrico y colocar el bloqueo en una configuración de enclavamiento en la que las partes superiores del primer brazo y del segundo brazo presentan una separación determinada;

- un indicador visual de enclavamiento formado por al menos un patrón dispuesto en al menos una de las partes superiores de los brazos del bloqueo, estando el indicador visual de enclavamiento expuesto completamente sólo cuando el bloqueo está en la configuración de enclavamiento y cuando los dos brazos presentan la separación determinada.

Según otras características ventajosas y no limitativas de la invención, consideradas solas o en cualquier combinación técnicamente factible:

- la carcasa está formada por dos partes que se pueden ensamblar entre sí;

- la carcasa comprende una ranura para guiar las partes superiores de los brazos primero y segundo; - las partes superiores de los brazos primero y segundo están asociadas, respectivamente, a ramas flexibles de retorno;

- la carcasa comprende dos compartimentos secundarios configurados para recibir respectivamente las ramas flexibles de retorno de los brazos primero y segundo;

- cada parte superior está provista de un tope de separación configurado para insertarse en una muesca del conductor eléctrico;

- cada parte superior de los brazos también comprende una pieza de contorno que define, en combinación, una parte al menos de un paso que permite insertar el conductor eléctrico en la abertura;

- las piezas de contorno se superponen entre sí al nivel de al menos una zona oculta, cuando el conductor eléctrico no está insertado en el dispositivo de conexión;

- al menos un patrón está dispuesto en la zona oculta;

- el dispositivo de conexión comprende dos patrones que forman en combinación un código detectable por un dispositivo de lectura;

- el código comprende al menos un marcador de detección expuesto sólo cuando el bloqueo está en la configuración de enclavamiento;

- el código es un código QR.

Breve descripción de las figuras

Otras características y ventajas de la invención se deducirán de la siguiente descripción detallada de la invención con referencia a las figuras adjuntas, en las que:

[Fig. 1] la Figura 1 representa un ejemplo de una segunda pieza compatible con un dispositivo de conexión de acuerdo con la invención;

[Fig. 2] la Figura 2 representa una vista de conjunto de un dispositivo de conexión de acuerdo con la invención;

[Fig. 3] la Figura 3 representa una vista explosionada de un dispositivo de conexión de acuerdo con la invención;

[Fig. 4A]

[Fig. 4B]

[Fig. 4C]

[Fig. 4D] las Figuras 4A a 4D representan las diferentes etapas de preensamblaje del dispositivo de conexión de acuerdo con la invención;

[Fig. 5A]

[Fig. 5B]

[Fig. 5C]

[Fig. 5D] las figuras 5A a 5D representan, en una vista en sección, las diferentes etapas de ensamblaje de un conector eléctrico a un terminal mediante un dispositivo de conexión de acuerdo con la invención; estas figuras también ilustran, para cada una de estas etapas, una vista de zum en sección al nivel de las ramas de contacto del bloqueo, así como una vista desde arriba del indicador de enclavamiento.

Descripción detallada de la invención

El objeto de la presente descripción se refiere a un dispositivo de conexión 100 de un conductor eléctrico 2 a un conector eléctrico 1. El conductor eléctrico 2 puede ser el extremo de una barra colectora y el dispositivo de conexión 1 puede estar asociado a un terminal de un módulo de batería. Como puede verse claramente en la Figura 1, el conductor eléctrico 2 está provisto de un par de muescas 2a, 2b. Las muescas están dispuestas una frente a otra, de modo que el conductor eléctrico 2 presenta, al nivel de las muescas, una sección de dimensiones reducidas. El conductor eléctrico 2 presenta un extremo achaflanado para facilitar su inserción en el dispositivo de conexión 100 y provocar la separación gradual de los brazos de un bloqueo destinado a encajarse en las muescas 2a, 2b para enclavar la conexión, como se expondrá con mayor detalle posteriormente en esta descripción.

Presentación general del dispositivo de conexión

Las Figuras 2 y 3 representan respectivamente una vista de conjunto y una vista explosionada de un dispositivo de conexión 100 de acuerdo con un modo de implementación. La Figura 2 representa, en particular, el dispositivo de conexión 100 en una configuración denominada «de entrega». El dispositivo de conexión 100 está formado por una carcasa 3 que define un alojamiento interno en el que se halla el conector eléctrico 1, un bloqueo 4 dispuesto en parte en la carcasa 3 y un indicador visual de enclavamiento 5 llevado por el bloqueo 4.

En el modo de implementación ilustrado, el conector eléctrico 1 está formado por una pluralidad de pares de láminas flexibles (3 pares de láminas flexibles en el conector 1 de la Figura 1), estando las láminas de un par de láminas enfrentadas entre sí. El conector eléctrico 1 se ensambla al terminal del módulo de batería, en este caso mediante roscado, y se retiene en un compartimento de conector del alojamiento interno de la carcasa 3. La conexión eléctrica entre el conductor 2 y el conector 1 se obtiene insertando el conductor 2 en el espacio definido entre las láminas flexibles de los pares de láminas. La naturaleza flexible de las láminas del conector eléctrico 1 permite mantener el contacto eléctrico entre los dos elementos.

La carcasa 3 presenta una abertura 32 que desemboca en el alojamiento interno 30 para permitir la inserción del conductor eléctrico 2 y enchufarlo al conector eléctrico 1, es decir, para ponerlo en contacto eléctrico con este conector. La carcasa 3 está hecha ventajosamente de un material aislante, tal como un material plástico.

La función del bloqueo 4 es retener el conductor eléctrico 2 ensamblado en la carcasa 3 y en el conector eléctrico 1. El bloqueo 4 está formado por un primer brazo 4a y un segundo brazo 4b. Cada brazo consiste en una parte superior asociada con dos ramas flexibles de retorno 40. Las partes superiores están dispuestas al nivel de la abertura 32 de la carcasa 3. En la configuración de entrega, representada en la Figura 2, las partes superiores de los brazos de bloqueo definen un paso que permite insertar el conductor eléctrico 2 en la abertura 32 de la carcasa 3. Las dos ramas flexibles de retorno 40 están dispuestas respectivamente en dos compartimentos secundarios del alojamiento interno de la carcasa 3.

Las partes superiores son capaces de separarse una de otra para cerrarse sobre las muescas 2a, 2b del conductor eléctrico 2 y colocar el bloqueo 4 en la configuración de enclavamiento. En esta configuración, las partes superiores del primer brazo 4a y del segundo brazo 4b presentan una separación determinada.

El indicador visual de enclavamiento 5 está formado por al menos un patrón 5a, 5b dispuesto en al menos una de las partes superiores de los brazos 4, quedando el indicador completamente expuesto sólo cuando el bloqueo está en la configuración de enclavamiento. Fuera de esta configuración, el indicador de enclavamiento 5 puede estar oculto, al menos en parte. Ventajosamente, y como está representado en las figuras, el indicador visual está formado por dos patrones 5a, 5b complementarios dispuestos respectivamente en las partes superiores de los brazos 4a, 4b del bloqueo 4. Estos dos patrones 5a, 5b forman un código visual, en este caso un código QR, que sólo puede interpretarse cuando el bloqueo 4 está en la configuración de enclavamiento, es decir, cuando las partes superiores del primer brazo 4a y del segundo brazo 4b presentan la separación determinada.

Se recuerda que un código QR presenta una pluralidad de marcadores de detección (3 marcadores en la versión estandarizada de este código) que permiten identificar rápidamente la presencia de este código en un patrón y su orientación. Los marcadores se encuentran en las tres esquinas del patrón y permiten que un escáner reconozca el código con precisión.

En el contexto de la presente descripción, se dirá que, cuando el dispositivo 100 está en la configuración de enclavamiento, el indicador de enclavamiento 5 está «íntegro». En otras palabras, en esta configuración, los marcadores de detección son visibles y están dispuestos relativamente opuestos entre sí, para que el código pueda detectarse mediante un escáner o cualquier otro dispositivo de lectura. De este modo, es posible detectar de forma automática y fiable el estado de enclavamiento de la conexión del dispositivo de conexión 100. Fuera de la configuración de enclavamiento, los dos patrones 5a, 5b no se pueden interpretar. En el modo de implementación representado, las partes superiores de los brazos de bloqueo se superponen en la posición de entrega, por lo que una parte de los patrones 5a, 5b llevados por estos brazos, y en particular al menos uno de los marcadores de detección, no es completamente visible, de modo que la parte expuesta de los patrones 5a, 5b no puede decodificarse.

Por supuesto, el indicador 5 no corresponde necesariamente a un código QR. De manera más general, el o los patrones 5a, 5b que componen el indicador 5 pueden corresponder a cualquier código, tal como un código de barras unidimensional (por ejemplo, código UPC, código EAN, código 39, código 128, ITF, código 93, codabar, GS1 databar, MSI Plessey, etc.), un código de barras bidimensional (por ejemplo, el código QR tomado como ejemplo, un código matricial de datos, PDF417, AZTEC, etc.), un código holográfico, un código alfanumérico legible por humanos, otros códigos conocidos en la técnica e interpretables por un dispositivo de lectura equipado con un dispositivo de visión y/o por un operador. También puede ser un simple patrón, un color, un material reflectante o cualquier otra forma de referencia que pueda detectarse visualmente.

De una manera muy general, por lo tanto, el indicador de enclavamiento 5 está íntegro cuando puede reconocerse y, por lo tanto, indicar que el dispositivo está en la configuración de enclavamiento.

Descripción detallada del dispositivo de conexión:

La carcasa 3 está formada por una primera parte 3a y una segunda parte 3b que pueden ensamblarse entre sí, por ejemplo, mediante sujeción a presión. Para ello, cada pieza está provista de elementos de cierre 34a, 34b, en este caso un sistema de diente 34a/agujero oblongo 34b. Cerrada adecuadamente, la carcasa 3 define un alojamiento interno 30 en el que desemboca una abertura de carcasa 32 prevista para la inserción del conductor eléctrico 2. La carcasa 3 también incluye una abertura secundaria 32' que desemboca en el compartimento de conector y permite recibir el terminal del módulo de batería.

La configuración en dos partes de la carcasa permite facilitar el ensamblaje del conector eléctrico 1 y de los brazos del bloqueo 4a, 4b para formar el dispositivo de conexión 100.

La carcasa 3 también incluye al menos una ranura guía 33 en la que se encajan las partes superiores de los brazos del bloqueo. En esta configuración, las partes superiores pueden deslizarse en la ranura guía 33 y separarse una de otra o acercarse una a otra. La ranura guía está orientada de manera sustancialmente perpendicular a la dirección de inserción del conector eléctrico 2 en la carcasa. Esta ranura guía 33 impide cualquier movimiento del bloqueo 4 que no sea el de separación y de acercamiento de las partes superiores de los brazos del bloqueo.

En el modo de implementación representado, el alojamiento interno comprende dos compartimentos secundarios 31,31' configurados para recibir respectivamente las ramas flexibles de retorno 40 de los brazos primero y segundo 4a, 4b. Alojadas en sus compartimentos secundarios y apoyadas contra las paredes de la carcasa 3, las ramas flexibles de retorno 40 permiten mantener las partes superiores de los brazos de bloqueo una cerca de otra, en la configuración de entrega, en ausencia de cualquier esfuerzo que tienda a separar las dos partes superiores una de otra.

Cada parte superior de un brazo 4a, 4b del bloqueo 4 adopta la forma de una mordaza destinada a cerrarse sobre las muescas del conductor eléctrico. La parte inferior de la mordaza forma un tope de separación 42 sobre el que el extremo del conductor eléctrico 2 puede apoyarse cuando se inserta en el dispositivo de conexión 100. Este apoyo hace que las partes superiores de los brazos 4a, 4b se separen cuando continúa la inserción del conductor eléctrico 2 a través de la abertura 32 de la carcasa 3 para conectarlo al conector eléctrico 1. El dispositivo de conexión 100 está configurado de manera que los topes de separación 42 se insertan en las muescas 2a, 2b del conductor eléctrico 2 cuando el extremo de este conductor 2 se inserta adecuadamente en el conector eléctrico 1 que se halla en el alojamiento de la carcasa 3. De esta manera, el bloqueo 4 se coloca en la configuración de enclavamiento. En esta configuración, es imposible retirar el conductor eléctrico 2 del conector 1, excepto separando manualmente las partes superiores de los brazos una de otra para liberar los topes de separación 42 de las muescas 2a, 2b.

El dispositivo de conexión 100 está dimensionado para imponer una separación determinada a las partes superiores de los brazos 4a, 4b cuando el bloqueo 4 está en la configuración de enclavamiento y, por lo tanto, revelar completamente el indicador de enclavamiento 5. Cuando este indicador se compone de varios patrones 5a, 5b, éstos en combinación forman un código visual íntegro en la configuración de enclavamiento.

El tope de separación 42 llevado por un brazo de bloqueo 4a, 4b forma la parte inferior de la mordaza formada por dos guías 42' destinadas a alojarse en las ranuras 33 de la carcasa 3.

Cada una de las partes superiores de los brazos 4a, 4b comprende también una pieza de contorno 41a, 41b, que define en combinación al menos una parte del paso que permite insertar el conductor eléctrico 2 en la abertura 32 de la carcasa 3. Las piezas de contorno 41a, 41b no están dispuestas en el alojamiento de la carcasa cuando los brazos 4a, 4b están ensamblados adecuadamente en esta carcasa para formar el dispositivo 100, sino que rodean la abertura. Cuando el conductor eléctrico 2 no está insertado en el dispositivo de conexión 100, es decir, en la configuración de entrega de este dispositivo, las piezas de contorno 41a, 41b se superponen entre sí. Por lo tanto, una parte de una de las piezas de contorno, denominada «zona oculta», se halla debajo de otra parte de la otra pieza de contorno. Por lo tanto, las piezas de contorno 41a, 41b pueden presentar biseles complementarios que se cubran al nivel de las zonas ocultas, en la configuración de entrega, tal como está representado en las figuras.

Al menos un patrón 5a, 5b que forma el indicador de enclavamiento 5 está dispuesto en una zona oculta de una de las piezas de contorno 41a, 41b. De este modo, en la posición de entrega, el indicador visual de enclavamiento no es completamente visible. Cuando están presentes varios patrones 5a, 5b, éstos forman en combinación un código visual íntegro sólo en la configuración de enclavamiento, es decir, cuando las partes superiores del primer brazo 4a y del segundo brazo 4b presentan la separación determinada, exponiendo las zonas ocultas.

En el modo de implementación representado, los patrones 5a, 5b forman partes complementarias de un código QR, estando al menos un marcador de detección de este código dispuesto en una zona oculta de las piezas de contorno 41a, 41b.

Implementación del dispositivo de conexión

Durante una etapa de preensamblaje (Figuras 4A a 4D) del dispositivo de conexión 100, los brazos 4a, 4b del bloqueo 4 y el dispositivo de conexión 1 se disponen en el alojamiento interno 30 de la primera parte 3a de la carcasa 3. Más particularmente, las ramas flexibles de retorno 40 de cada brazo 4a, 4b se disponen respectivamente en uno de los compartimentos secundarios 31,31' y las guías 42' se colocan en la ranura guía 33 (Figuras 4B y 4C). A continuación, la segunda parte de la carcasa 3 se ensambla mediante sujeción a presión a la primera parte 3a, insertándose los dientes 34b de la segunda parte en los agujeros oblongos 34a de la primera parte 3a (Figura 4D).

En ausencia del conector eléctrico 2, las piezas de contorno 41a, 41b se mantienen superpuestas entre sí gracias al efecto de resorte de las ramas flexibles de retorno 40. En esta configuración de entrega, una parte del patrón 5b llevado por el segundo brazo 4b está cubierta por el primer brazo 4a y la parte visible de los patrones 5a, 5b no forma un indicador de enclavamiento 5 íntegro, en este caso, un código QR interpretable.

En una siguiente etapa de ensamblaje, el conductor eléctrico 2 se inserta a lo largo de un eje de inserción I a través de la abertura 32 de la carcasa 3. El extremo achaflanado del conductor eléctrico 2 (véanse las áreas rodeadas por un círculo en las Figuras 5B a 5D) fuerza progresivamente la separación de los brazos 4a, 4b del bloqueo 4 apoyándose en los topes de separación 42 y se inserta entre las láminas flexibles del conector 1. Las ramas flexibles de retorno 40 se deforman para permitir que las partes superiores de los dos brazos del bloqueo 4 se separen (Figura 5C).

Al final de la etapa de ensamblaje, el conductor eléctrico 2 está encajado en el conector eléctrico 1 y los topes de separación 42 están cerrados sobre las muescas 2a, 2b del conductor 2. En esta configuración de enclavamiento, los topes de separación 42 imponen una separación determinada a las piezas de contorno 41a, 41b del bloqueo 4, exponiendo los patrones 5a, 5b, de modo que estos últimos forman un código QR legible (Figura 5D) que atestigua el estado de enclavamiento correcto de la conexión entre el conector eléctrico 2 y el terminal 1.

Si se desea desconectar el conductor eléctrico 2 del dispositivo de conexión 1, basta con aplicar una fuerza de separación a las partes superiores de los brazos de bloqueo 4a, 4b. De esta manera, se retiran los topes de separación 42 de las muescas 2a, 2b para liberar el conductor eléctrico 2 y permitir su extracción de la carcasa 3.

Por supuesto, la invención no se limita al modo de implementación descrito y se pueden aportar variantes de realización sin apartarse del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de conexión (100) de un conductor eléctrico (2) a un conector eléctrico (1), comprendiendo el dispositivo de conexión (100):

- una carcasa (3) que define un alojamiento interno en el que se halla el conector eléctrico (1), presentando la carcasa (3) una abertura (32) para permitir la inserción del conductor eléctrico (2) en el alojamiento interno (30) y su puesta en contacto con el conector eléctrico (1);

- un bloqueo (4) dispuesto parcialmente en la carcasa, comprendiendo el bloqueo un primer brazo (4a) y un segundo brazo (4b), comprendiendo los dos brazos (4a, 4b), respectivamente, dos partes superiores dispuestas al nivel de la abertura (32) y capaces de separarse una de otra para cerrarse sobre unas muescas (2a, 2b) del conductor eléctrico (2) y colocar el bloqueo (4) en una configuración de enclavamiento en la que las partes superiores del primer brazo (4a) y del segundo brazo (4b) presentan una separación determinada;

- un indicador visual de enclavamiento (5) formado por al menos un patrón (5a, 5b) dispuesto en al menos una de las partes superiores de los brazos (4a, 4b) del bloqueo (4), estando el indicador visual de enclavamiento (5) expuesto completamente sólo cuando el bloqueo está en la configuración de enclavamiento y cuando los dos brazos presentan la separación determinada.

2. Dispositivo de conexión (100) según la reivindicación precedente, en el que la carcasa (3) está formada por dos partes (3a, 3b) que pueden ensamblarse entre sí.

3. Dispositivo de conexión (100) según una de las reivindicaciones precedentes, en el que la carcasa (3) comprende una ranura guía (33) para las partes superiores de los brazos primero y segundo (4a, 4b).

4. Dispositivo de conexión (100) según una de las reivindicaciones precedentes, en el que las partes superiores de los brazos primero y segundo (4a, 4b) están asociadas, respectivamente, a ramas flexibles de retorno (40).

5. Dispositivo de conexión (100) según la reivindicación precedente, en el que la carcasa (3) comprende dos compartimentos secundarios (31,31') configurados para recibir, respectivamente, las ramas flexibles de retorno (40) de los brazos primero y segundo (4a, 4b).

6. Dispositivo de conexión (100) según una de las reivindicaciones precedentes, en el que cada parte superior está provista de un tope de separación (42) configurado para insertarse en una muesca (2a, 2b) del conductor eléctrico (2).

7. Dispositivo de conexión (100) según una de las reivindicaciones precedentes, en el que cada parte superior de los brazos (4a, 4b) también comprende una pieza de contorno (41a, 41b) que define en combinación una parte al menos de un paso que permite insertar el conductor eléctrico (2) en la abertura (32).

8. Dispositivo de conexión (100) según la reivindicación precedente, en el que, cuando el conductor eléctrico (2) no está insertado en el dispositivo de conexión (100), las piezas de contorno (41a, 41b) se superponen entre sí al nivel de al menos una zona oculta.

9. Dispositivo de conexión (100) según la reivindicación precedente, en el que al menos un patrón (5a, 5b) está dispuesto en la zona oculta.

10. Dispositivo de conexión (100) según una de las reivindicaciones precedentes, que comprende dos patrones (5a, 5b), formando los dos patrones (5a, 5b) en combinación un código detectable por un dispositivo de lectura.

11. Dispositivo de conexión (100) según la reivindicación precedente, en el que el código comprende al menos un marcador de detección expuesto sólo cuando el bloqueo está en la configuración de enclavamiento.

12. Dispositivo de conexión (100) según la reivindicación precedente, en el que el código es un código QR.