UN CONECTOR INSTANTÁNEO DE CABLES PARA DISPOSITIVOS O COMPONENTES^LÉCIRICOS
ANTECEDENTE DE LA INVENCIÓN
1. Campo de la Invención
La presente invención se refiere al campo de los dispositivos o componentes eléctricos en donde uno o más cables, generalmente fabricados con un conjunto de alambres aislados por una cobertura exterior o vaina, que deben ser eléctricamente conectados a un dispositivo eléctrico, tal como un dispositivo de enchufe o interruptor del tipo instalado dentro de una caja de pared, o cualquier dispositivo o aparato eléctrico, y más particularmente la invención se refiere a medios conectores para una conexión instantánea del cable al dispositivo sin la necesidad de pelar y preparar las puntas del cable y con el cable estableciendo una conexión eficiente así como también una retención perfecta dentro del dispositivo o componente eléctrico para impedir que el cable sea arrancado y desconectado del dispositivo o componente.
2. Descripción del Arte Previo.
Es bien conocido proveer a los interruptores y enchufes que están instalados en las paredes con varios tipos de conectores para conectar los interruptores o enchufes a los cables que transportan la energía eléctrica. La preparación de los extremos de los cables a ser conectados dentro de específicas ubicaciones de conexión de los dispositivos es necesaria, y esta preparación incluye el corte y remoción de la cobertura de aislamiento exterior o envoltura que generalmente es provista en los cables o conductores eléctricos de este tipo. El alma de alambre comprende generalmente una pluralidad de filamentos o hilos que deben ser retorcidos con los dedos para insertar el extremo pelado dentro de un orificio del enchufe o interruptor. Un tornillo es provisto generalmente para ser ajustado para retener el extremo del
cable dentro del orificio en contacto con los contactos internos del dispositivo. Este trabajo no solo es problemático sino que, además, consume tiempo.
Para evitar que un instalador realice los trabajos divulgados anteriormente, se han desarrollado algunos sistemas de conectores rápidos. Uno de los conectores rápidos más conocidos comprende un alojamiento con una lámina elástica metálica dentro del mismo, con la lámina, -siendo por ejemplo una lámina tipo resorte-, que se extiende dentro del alojamiento y en la misma dirección que el cable es introducido. La lámina termina en un borde cortante en una porción inferior del sistema conector y forma un intersticio con las paredes interiores del alojamiento en donde el intersticio es menor que la dimensión exterior del cable. De esta manera, cuando el cable es introducido dentro del intersticio, el alma interior de alambre del cable es retenida entre la pared de alojamiento y el borde cortante, bajo la fuerza elástica de la lamina de resorte. Para establecer una conexión eléctrica entre el cable, mas precisamente entre el núcleo de alambre interior del cable y la lamina elástica, el cable debe ser levemente jalado fuera del alojamiento a lo largo de una corta distancia para hacer que el cable se mueva contra el borde cortante de la lámina elástica para hacer que el borde cortante sea introducido a través de la cobertura aislante y entre en contacto con la parte interior del alambre conductor. Mientras que este sistema ha mejorado los pasos tradicionales de conexión divulgados anteriormente, este nuevo sistema todavía tiene sus propios inconvenientes. Por ejemplo, cuando un extremo del cable es introducido dentro del alojamiento es muy difícil ver cuándo el extremo de dicho cable se ha extendido mas allá del borde cortante de la lámina elástica para tirar hacia fuera levemente del cable. Incluso cuando el extremo del cable ya esté más allá del borde cortante es también difícil determinar la fuerza de jalado precisa para jalar el cable lo suficientemente para hacer que el borde cortante corte la cobertura plástica del cable pero que no sea excesiva como para romper el sistema. En cualquiera de los casos, si el cable conectado de acuerdo con el sistema anterior debe ser desconectado, una herramienta debe ser insertada dentro del alojamiento mientras que se empuja el cable dentro del alojamiento para remover el mismo del sistema de conexión. Esto
también es muy problemático y difícil de realizar.
De acuerdo con otro sistema de conexión rápida, tal como se ilustra en la Patente Argentina No. AR 008604B3, un medio cilindro cortante rotativo es provisto dentro y transversalmente a un orificio dentro del cual un cable debe ser insertado. Cuando el cable es insertado dentro del orificio la pieza de medio cilindro es girado para que el borde cortante del cilindro penetre la cobertura plástica del cable e ingrese en contacto eléctrico con el alambre conductor. Sin embargo, el proceso y los materiales necesarios para obtener el cilindro cortante sólido son costosos dado que la pieza de medio cilindro debe cortarse de un cilindro entero y los extremos del medio cilindro deben ser trabajados adicionalmente para conectar el cilindro, en un extremo del mismo, a una pieza actuante, y en el otro extremo del mismo, a un contacto eléctrico.
Por lo tanto debe ser conveniente tener un nuevo sistema de conexión instantánea mejorado que provea una fácil y rápida conexión mecánica y eléctrica de un cable eléctrico dentro de un dispositivo o componente eléctrico tal como un dispositivo de enchufe o interruptor y similares.
RESUMEN DE LA INVENCIÓN Es por lo tanto un objeto de la presente invención proveer un sistema conector eléctrico para conectar de una manera instantánea y fácil un cable eléctrico a un dispositivo o componente eléctrico, comprendiendo el sistema una caja con contactos eléctricos y orificios para insertar uno o más cables para que sean conectados eléctricamente a los contactos eléctricos, cada orificio incluyendo una cuchilla arqueada rotativa de pelado y contacto para cortar y/o pelar una cobertura de aislación del cable y entrar en contacto eléctrico con el alambre conductor del cable, y placas elásticas de presión para prensar el cable contra la cuchilla en conexión eléctrica y mecánica.
Es también otro objeto de la presente invención proveer un sistema de conector instantáneo para conectar eléctricamente un cable eléctrico a un dispositivo
o componente eléctrico, comprendiendo el cable un núcleo de alambre conductor que presenta una cobertura exterior de aislación, comprendiendo el sistema: una caja que incluye contactos eléctricos y al menos un orificio para insertar un cable a ser conectado eléctricamente a los contactos eléctricos; una cuchilla arqueada de corte y/o pelado y contacto de material eléctricamente conductor en el al menos un orificio, siendo la cuchilla montada rotativamente en la caja para girar a lo largo de un paso circular y presentando al menos un borde cortante para cortar y/o pelar la cobertura aislante del cable, en una o más partes y entrar en contacto eléctrico con el núcleo de alambre cuando el cable es insertado en al menos un orificio, y una placa elástica de presión montada en la caja en una ubicación para presionar el cable en una dirección contra la cuchilla de contacto para mejorar el contacto eléctrico entre el núcleo de alambre y la cuchilla cuando la misma ha sido girada para cortar la cobertura de aislación y entrar en contacto eléctrico con el núcleo de alambre.
Es, además, un objeto de la presente invención proveer un sistema conector instantáneo para conectar eléctricamente un cable eléctrico a un dispositivo o componente eléctrico, comprendiendo el cable un núcleo de alambre conductor que presenta una cobertura de aislación exterior, comprendiendo el sistema: una caja que incluye contactos eléctricos y al menos un orificio para insertar un cable a ser conectado eléctricamente a los contactos eléctricos, la caja comprende un montaje interior de soporte no conductivo, una tapa superior no conductiva y una tapa inferior no conductiva, ambas tapas son conectables unas a otras para encerrar el soporte interior dentro de las tapas; una cuchilla de contacto y corte arqueada de material conductor eléctrico en dicho al menos un orificio, la cuchilla esta montada rotativamente en la caja para girar a lo largo de un paso circular y que presenta al menos un borde de corte para cortar la cobertura de aislamiento del cable e ingresar en contacto eléctrico con el alma de alambre cuando el cable se inserta dentro de al menos un orificio;
una placa de presión elástica montada en la caja en una ubicación para prensar el cable en una dirección contra la cuchilla de contacto para mejorar el contacto eléctrico entre el núcleo de alambre y la cuchilla cuando la misma se gira para pelar la cobertura de aislación y entrar en contacto eléctrico con el núcleo de alambre, y el soporte no conductivo de montaje interior incluye una superficie frontal con al menos parte de los contactos eléctricos expuestos para ingresar en contacto con la cuchilla rotativa, la superficie frontal, además, incluye medio soportante para retener la placa de presión adyacentemente a una correspondiente de los contactos eléctricos expuestos, y medios de guía para recibir rotativamente un extremo inferior de la cuchilla en conexión eléctrica con aquella correspondiente de los contactos eléctricos.
Los objetos anteriores, otras características y ventajas de la invención serán mejor entendidos cuando se tomen en cuenta con los dibujos acompañantes y su descripción.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La presente invención está ilustrada a modo de ejemplo en los siguientes dibujos en donde:
La FIGURA 1 muestra una vista en perspectiva parcialmente en corte de un dispositivo de enchufe que incluye el sistema conector de la invención;
La FIGURA 2 muestra una vista en perspectiva y en despiece del dispositivo de enchufe de la Figura 1;
La FIGURA 3 muestra una vista en perspectiva y tomada desde debajo de una cuchilla de pelado de acuerdo con una realización preferida de la invención;
La FIGURA 4 muestra una vista en despiece y en perspectiva tomada desde debajo de la cuchilla de pelado de la Figura 3;
La FIGURA 5 muestra una vista en planta tomada desde arriba parcialmente en corte de una placa de presión, una cuchilla de pelado y un cable
insertado en un intersticio entre la placa y la cuchilla;
La FIGURA 6 muestra una vista similar a la Figura 5 con la cuchilla rotada en una posición que comienza a pelar la cobertura aisladora del cable;
La FIGURA 7 muestra una vista similar a las Figuras 5 y 6 con la cuchilla de pelado girada en su totalidad en una posición conectada en donde el cable está retenido entre la placa y la cuchilla y el núcleo de alambre conductor está en contacto eléctrico con la cuchilla; y
La FIGURA 8 muestra una ampliación detallada del contacto eléctrico entre la cuchilla de pelado y el núcleo de cable conductor bajo la presión ejercida por la placa de presión.
DESCRIPCIÓN DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS
Haciendo ahora referencia en detalle a los dibujos puede verse a partir de las Figuras 1 y 2 el sistema de la invención en un dispositivo eléctrico, mas particularmente un dispositivo de enchufe indicado por el numero de referencia general 1. El dispositivo puede comprender una caja que puede estar formada, tal como se observa de mejor manera en la Figura 2, por un conjunto de un soporte de montaje de interior 2, una tapa superior 3 y una tapa inferior 4, todas construidas en materiales no conductores, tal como plásticos, resinas y lo similar. Las tapas 3, 4 pueden estar conectadas removiblemente unas a otras para encerrar o alojar el soporte interno 2.
El soporte no conductor de montaje interno 2 incluye los contactos eléctricos 5, 6, y una superficie frontal 7 con al menos parte de los contactos eléctricos 6 estando expuestos en la superficie. El número de contactos en el dispositivo puede depender del tipo de dispositivo, tal como un enchufe, un interruptor y lo similar. El enchufe ilustrado incluye tres contactos tal como se requiere en varios países pero puede incluir uno o dos contactos. Dependiendo del numero de contactos, la tapa superior 3 incluye orificios, preferentemente tres orificios 8, para recibir uno o más cables eléctricos 9, tal como se ilustra en la Figura 1 para ser conectados
eléctricamente a los contactos eléctricos 5 y 6. El soporte interior 2 y las tapas 3 y 4 pueden estar firmemente retenidas por medios de cerrojo 10 para armar y desarmar fácilmente la caja.
El sistema de la invención comprende una disposición de conector instantáneo, indicada por el número de referencia general 11, el cual es provisto para conectar eléctricamente cada cable eléctrico 9 al dispositivo eléctrico 1, en donde el cable comprende un núcleo de alambre conductor 12 envuelto en una cobertura aislante exterior 13. El núcleo de alambre 12 puede comprende solamente un alambre conductor o una pluralidad de alambres tal como filamentos retorcidos. El sistema conector comprende preferentemente una cuchilla de pelado y contacto arqueada 14 para cada orificio 8. La cuchilla 14 esta realizada en material conductor eléctrico tal como cobre o similar, y está montada rotativamente en la caja preferentemente en el soporte interior 2 para girar a lo largo de un paso circular. La cuchilla 14, preferentemente tiene la forma de un cilindro o tubo parcial, y es provisto con al menos un borde cortante 15 para pelar la cobertura de aislación de cable 13 y entrar en contacto eléctrico con el núcleo de alambre 12 cuando el cable es insertado dentro de uno de los orificios 8. Mientras que la cuchilla 14 ha sido mostrada dispuesta transversalmente con respecto al eje longitudinal del orificio 8, la cuchilla 14 puede estar también dispuesta longitudinalmente con respecto al orificio, sin embargo, el borde cortante se mueve preferentemente transversalmente al eje geométrico longitudinal del orificio.
El sistema conector, además, comprende una placa de presión 16, preferentemente una placa metálica elástica para cada orificio 8, la placa está montada en la caja, preferentemente en el soporte interior, en una ubicación propia para prensar el cable en una dirección contra la cuchilla de pelado y contacto para mejorar el contacto eléctrico entre el núcleo de alambre y la cuchilla cuando la misma ha sido girada para pelar la cobertura aislante y para entrar en contacto eléctrico con el núcleo de alambre tal como será mejor explicado a continuación.
La superficie frontal 7 provee aberturas para permitir que los contactos
6 se expongan con el propósito de entrar en contacto eléctrico con las cuchillas rotativas 14. Además, la superficie frontal 7 incluye medios de soporte 17 para retener la placa de presión adyacente a su correspondiente contacto eléctrico expuesto 6 y medios de guía 18 para recibir un extremo inferior rotativo 19 de la cuchilla en conexión eléctrica correspondiente contacto expuesto 6.
Preferentemente, los medios de soporte para retener la placa de presión comprenden un par de proyecciones que se elevan 17 y los medios de guía para recibir un extremo inferior de la cuchilla comprende una costilla o nervadura que se eleva cilindricamente 18. La placa de presión 16 esta preferentemente retenida entre las proyecciones elevadas 17 y la nervadura cilindrica 18 está preferentemente hecha de tal forma que la placa 16 puede moverse elásticamente en una manera arqueada gracias a los planos inclinados 36, tal como se ilustra en el Figura 7 y 8. Para garantizar una instalación correcta de la placa 16, un hueco está ubicado en la superficie frontal 7, cercano a las proyecciones 17 y el hueco 20 recibe una lengüeta 21 que cuelga de la placa de presión.
La cuchilla arqueada 14 preferentemente comprende una lamina de metal que presenta una forma parcialmente tubular o una forma cilindrica que se extiende en un arco que presenta un rango entre alrededor de 902 y alrededor de 270a, preferentemente alrededor de 180a. La cuchilla 14 tiene un extremo superior 22 conectado a un cabezal de operación aislado 23 que incluye un alojamiento 24, ver Figura 4, en donde el extremo superior 22 de la cuchilla está insertado dentro del alojamiento 24 para formar un conjunto a ser operado por el usuario. Más particularmente, el alojamiento 24 es una surco arqueado que incluye una nervadura o costilla 25 que se recibe dentro de una muesca 26 de la cuchilla para fijar la cuchilla dentro del cabezal de operación para trabar la cuchilla y el cabezal contra una rotación relativa. El cabezal de operación 23, además, incluye una proyección 27 que se extiende a lo largo de la cuchilla y hacia el extremo inferior 19 de la cuchilla para llenar un volumen definido en un lado interior 28 de la cuchilla arqueada.
Para que sea operado por el usuario, es decir, para girar de manera de
que el borde cortante pele la cobertura 13 del cable, el cabezal de operación 23 incluye una ranura 29 para recibir un destornillador por medio del cual el cabezal de operación junto con la cuchilla son girados conjuntamente. Los medios de tope 30 son provistos en el cabezal de operación para limitar la rotación del cabezal y la cuchilla para no sobrepasar los 1802. Los medios de tope 30 actúan en cooperación con una costilla nervadura 31 en la tapa superior 3, en donde dicha nervadura 31 evita que los medios 30 giren más allá de los 180a deseados.
El extremo inferior 19 de la cuchilla de pelado 14 incluye, además, una porción de fleje 32 que se extiende a lo largo de un arco que excede los 180a, en donde la porción de fleje 32 está ubicada sobre un contacto eléctrico expuesto correspondiente 6 para abarcar el mismo y mantener una conexión conductora eléctrica con el contacto.
Tal como fue mencionado anteriormente, la cuchilla 14 está montada rotativamente en el conjunto de caja 2-4, entre una posición desconectada, ilustrada en la Figura 5, en donde el orificio correspondiente 8 está disponible para introducir el cable 9 allí y una posición conectada ilustrada en la Figura 7 y 8 en donde la cuchilla se encuentra en conexión eléctrica con el núcleo de alambre 12. La posición desconectada y la posición conectada son posiciones diametralmente opuestas en el paso circular definido por la rotación de la cuchilla 14. La placa de presión 16 está ubicada adyacente a la posición conectada de la cuchilla 14 para definir un intersticio 33 con la cuchilla para recibir el cable 9 en una manera que el mismo se mantenga agarrado y presionado lo suficientemente entre la placa de presión y la cuchilla para mantener una conexión eléctrica deseada entre el núcleo de alambre 12 y la cuchilla, y una conexión mecánica para prevenir que el cable sea jalado fuera del dispositivo. La placa 16 incluye una superficie de retención de cable, preferentemente una pluralidad de dientes 34, mirando en una dirección hacia dicha cuchilla para mejorar el agarre y retención del cable entre la placa de presión y la cuchilla.
En operación, el dispositivo enchufe 1 es conectado a una fuente de energía, es decir, a cables 9 de un cableado de un edificio, por ejemplo. Para que los
contactos 5 y 6 estén conectados a los cable 9, el núcleo de alambre 12 debe ponerse en contacto eléctrico con los contactos expuestos 6. De acuerdo con la invención, está operación es fácilmente llevada a cabo de la siguiente manera: el cable 9 es insertado dentro del orificio 8 con la cuchilla de corte y/o pelado 14 en su posición desconectada ilustrada en la Figura 5. Esta posición, además, corresponde a aquella del cabezal 23 del lado derecho en la Figura 1. Con el cable tal como se ilustra en la Figura 1, un destornillador o cualquier otra herramienta apropiada es insertada dentro del surco 29 y el cabezal 23 es girado tal como se indica con la flecha en la Figura 6, pasando a través de una posición intermedia, correspondiente a la posición del cabezal 23 del centro de la Figura 1, hasta una posición conectada ilustrada en las Figuras 7 y 8, y el cabezal 23 en el lado izquierdo de la Figura 1. Con el cabezal 23 totalmente girado en posición conectada, la cuchilla 14 está en contacto eléctrico con el núcleo del alambre conductor de núcleo 12 del cable 9 y ambos, la cuchilla 14 y el alambre 12 se mantienen en contacto bajo la fuerza ejercida por la placa 16. Debido a la acción de corte y/o pelado de la cuchilla 14 sobre la cobertura plástica 13, una porción 35 de la cobertura 13, es formada a un lado delante de la dirección de rotación de la cuchilla 14. El sistema conector de la invención provee un corte y/o pelado del cable que es mayor que aquel provisto por conectores conocidos. Por ejemplo, los conectores convencionales consisten en una chapa conductora elástica y de corte que se acuña de modo de cortar la cubierta y entrar en contacto con el alambre conductor a lo largo de un borde cortante de la chapa con lo que provee una pequeña superficie de contacto. La superficie de contacto de la presente invención es de por lo menos diez veces más que la superficie de los conectores convencionales. El efecto de esta mayor superficie se ve mejorado por la presión ejercida por las placas 16 que garantizan un confiable contacto eléctrico y retención mecánica a lo largo del tiempo.
En el caso de que el cable 9 sea desconectado y removido del dispositivo 1, el cabezal es girado en sentido opuesto, es decir, en dirección antihoraria por ejemplo, para tener el orificio 8 liberado, y el cable 9 es jalado fuera del dispositivo. La porción 27 del cabezal 23 actuará en este caso para evitar que
cualquier porción cortada de la cobertura aislante, tal como la porción 35, sea retenida dentro de la cuchilla arqueada cuando la cuchilla es girada a la posición desconectada y el cable es retirado del dispositivo.
Si bien el cable con su cubierta plástica puede ser insertado en el sistema conector del invento sin la necesidad de pelar previamente el cable, el cable puede ser pelado de manera convencional y el extremo pelado del cable puede ser insertado dentro del orificio 8 y el sistema es operado tal como se describió anteriormente. De igual manera, uno o más alambres o filamentos pueden ser retorcidos y conectados dentro un mismo borne u orificio 8 como si fueran un solo cable conductor.
Como queda claro de la descripción anterior, el sistema provee las funciones y capacidad de permitir realizar conexiones eléctricas y mecánicas eficientes no sólo con una única medida de sección nominal del cable, sino con una amplia gama de medidas de secciones nominales de cables en un mismo borne. Además, el sistema ejerce una presión de contacto proporcional a la intensidad de corriente que puede circular por el conductor, o sea, a mayor intensidad de corriente, mayor sección nominal del cable y mayor presión de contacto y retención del cable. También se asegura la provisión de una presión de contacto constante a través del tiempo evitando tareas de mantenimiento realizando ajustes periódicos como sucede en otros sistemas de conexión. Adicionalmente, el sistema ofrece una resistencia a las vibraciones evitando el deslizamiento del conductor conectado y su desconexión involuntaria.
Mientras que las realizaciones preferidas de la presente invención han sido ilustradas y descriptas, será obvio para aquellos entendidos en el arte que varios cambios y modificaciones pueden realizadas en esto sin alejarse del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.