ES2341135T3 - Tornillo con cizalladura. - Google Patents
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Abstract
Tornillo con cizalladura para la fijación de un conductor eléctrico dentro de un dispositivo metálico tubular de apriete que tiene en su pared al menos un agujero roscado para recibir el tornillo con cizalladura (S) que tiene dos niveles de cizalladura separados entre sí en dirección axial, un primer nivel (4) de corte por cizalladura y un segundo nivel (5) de corte por cizalladura, y un agujero ciego central (6) que se extiende en una longitud esencial del tornillo con cizalladura (S) y tiene una sección transversal que tiene en cuenta la transmisión de un momento de torsión al tornillo con cizalladura (S) mediante el uso de una herramienta en forma de clavija, teniendo una sección transversal y dimensiones exteriores que corresponden a la sección transversal y a las dimensiones interiores del agujero ciego (6), caracterizado porque - el agujero ciego (6) termina en el área del segundo nivel (5) de cizalladura que está situado cerca de la interfaz (3) del tornillo con cizalladura (S) y tiene una rigidez mayor que el primer nivel (4) de cizalladura, - el tornillo con cizalladura (S) también tiene un hueco (7) que es procesado concéntricamente al agujero ciego (6), es más corto que el agujero ciego (6), tiene la misma sección transversal y dimensión que el mismo y está desplazado en sentido circunferencial con respecto al agujero ciego (6) alrededor de un ángulo de entre 10º y 40º preferiblemente y termina en el área del primer nivel (4) de cizalladura que está situada cerca del la cabeza (2) del tornillo con cizalladura (S), y - el agujero ciego (6) está deformado en su entrada en la cabeza (2) del tornillo con cizalladura (S) tal que la herramienta en forma de clavija solo puede ser insertada dentro del hueco (7).
Description
Tornillo con cizalladura.
La invención se refiere a un tornillo con
cizalladura para la fijación de un conductor eléctrico dentro de un
dispositivo metálico tubular de apriete que tiene en su pared al
menos un agujero roscado para recibir el tornillo con cizalladura
que tiene dos niveles de cizalladura separados entre sí en dirección
axial, un primer nivel de cizalladura y un segundo nivel de
cizalladura, y un agujero ciego central que se extiende en una
longitud esencial del tornillo con cizalladura y tiene una sección
transversal que tiene en cuenta la transmisión de un momento de
torsión al tornillo con cizalladura mediante el uso de una
herramienta en forma de clavija que tiene una sección transversal y
dimensiones exteriores que corresponden a la sección transversal y
a las dimensiones interiores del agujero ciego (EP 0 750 723
B1).
En particular, ha de entenderse que una forma de
sección transversal adecuada para la transmisión de un momento de
torsión, de agujero ciego y herramienta, significa una sección
transversal poligonal, un hexágono ventajosamente. Formas de
sección transversal igualmente adecuadas son estrellas, que también
pueden tener puntas y esquinas redondeadas, o de otro modo ranuras
sencillas y ranuras cruzadas hechas en el tornillo con cizalladura,
con la herramienta correspondiente conformada como perfiles planos
y en cruz. La sección transversal poligonal es considerada a
continuación como que representa todas las formas posibles de
sección transversal.
Un tornillo con cizalladura de este tipo,
mencionado en resumen a continuación como un "tornillo", es
usado por ejemplo en ingeniería de energía eléctrica para conectar
los conductores de dos cables de energía. Para conseguir y mantener
el contacto eléctricamente muy conductivo, una conexión firme es
necesaria entre los conductores de los dos cables y un terminal
metálico tubular dentro del cual los conductores son insertados.
Esto puede ser asegurado usando lo que es conocido como una llave
dinamométrica que, cuando el tornillo está apretado, entonces
"gira" cuando un ajuste suficientemente firme del mismo es
conseguido. Sin embargo tal llave dinamométrica no está disponible
frecuentemente en un emplazamiento de construcción. Por tanto, por
regla general, el tornillo es apretado por medio de otra
herramienta, por ejemplo una llave de tuercas sencilla. Para
asegurar, y también hacer posible comprobar, que el tornillo es
apretado de modo suficientemente firme, la parte superior del
tornillo es cortada entonces por cizalladura cuando la resistencia
de su punto de rotura predeterminado es alcanzada o superada.
Entonces, la cabeza perdida de tornillo es una indicación de que el
tornillo está apretado de modo suficientemente firme. Después de que
la cabeza de tornillo ha sido cortada por cizalladura, el tornillo
no sobresale o sobresale solo insignificantemente fuera del
terminal. Por tanto, un elemento aislante a ser montado encima del
último no es dañado mecánicamente ni deteriorado en términos de sus
propiedades aislantes.
El tornillo conocido según el documento EP 0 750
723 B1, mencionado en la introducción, tiene una pluralidad de
puntos de rotura predeterminados separados axialmente. Es cortado
por cizalladura en uno de los puntos de rotura predeterminados en
función de su profundidad de penetración dentro de un enchufe de
cable diseñado como una pieza tubular metálica, dependiendo su
profundidad de penetración de las dimensiones de un conductor a ser
fijado. Con este fin, una herramienta en forma de clavija insertada
inicialmente completamente dentro de un agujero ciego del tornillo
es movida gradualmente fuera del tornillo con relación al último
como resultado de una operación de atornillado por medio de unos
medios exteriores de soporte campaniformes que son parte de la
herramienta y que empujan contra el enchufe de cable. El tornillo es
cortado por cizalladura en un punto de rotura predeterminado que
está situado aproximadamente al nivel de la cara extrema de la
herramienta en forma de clavija, en la posición en la que la
operación de atornillado es terminada. En conjunto, la herramienta
es complicada.
El tema en el que está basada la invención es
configurar el tornillo esbozado en la introducción tal que pueda
causarse que empuje firmemente contra un conductor de un modo más
sencillo.
Este objeto es conseguido según la
invención,
- -
- porque el agujero ciego termina en el área del segundo nivel de cizalladura que está situado cerca de la interfaz del tornillo y tiene una rigidez mayor que el primer nivel de cizalladura,
- -
- porque el tornillo también tiene un hueco que es procesado concéntricamente al agujero ciego, es más corto que el agujero ciego, tiene sección transversal y dimensión iguales que el mismo y está desplazado en sentido circunferencial con respecto al agujero ciego alrededor de un ángulo de entre 10º y 40º preferiblemente y termina en el área del primer nivel de cizalladura que está situado cerca de la cabeza del tornillo, y
- -
- porque el agujero ciego está deformado en su entrada en la cabeza del tornillo tal que la herramienta en forma de clavija solo puede ser insertada dentro del hueco.
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Este tornillo está configurado tal que puede ser
girado dentro del taladro roscado de un terminal por medio de una
herramienta sencilla en forma de clavija, hasta que un conductor a
ser sujetado es fijado con presión suficiente dentro de dicho
terminal. Sus dos puntos de rotura predeterminados tienen
resistencias diferentes, de modo que el tornillo es cortado por
cizalladura primero o solo en una primera posición de trabajo en el
primero punto de rotura predeterminado que tiene la resistencia
menor. En esta primera posición de trabajo, por ejemplo, un
conductor más delgado de un cable es fijado en el terminal. Después
de que la cabeza del tornillo ha sido cortada por cizalladura en el
primer punto de rotura predeterminado, el último puede, si es
apropiado, ser llevado, por medio de la misma herramienta sencilla
que antes, a una segunda posición de trabajo que es provista, por
ejemplo, para sujetar un conductor más grueso y en la que el
tornillo es cortado por cizalladura en el segundo punto de rotura
predeterminado. Esta operación sencilla es hecha posible, por una
parte, por el agujero ciego y, por otra parte, por el hueco que
está girado con respecto al último. En este caso, la deformación
del agujero ciego en la región de la cabeza del tornillo asegura que
el tornillo es cortado por cizalladura primero en el primer punto
de rotura predeterminado porque la herramienta puede ser insertada
solo dentro del hueco que llega solo al nivel del primer punto de
rotura predeterminado. Después, el agujero ciego es accesible para
la herramienta y, por tanto, el tornillo puede ser girado más con
fuerza incrementada para sujetar un conductor más grueso en el
terminal, hasta que el tornillo es cortado por cizalladura también
en el segundo punto de rotura predeterminado.
Realizaciones ejemplares del tema de la
invención son ilustradas en los dibujos, en los que:
La Figura 1 muestra un corte longitudinal a
través de un tornillo según la invención.
La Figura 2 muestra una vista desde arriba de la
cabeza de un tornillo según la Figura 1.
La Figura 3 muestra un detalla de la Figura 2 en
una ilustración a escala ampliada.
La Figura 4 muestra un corte longitudinal a
través de una realización del tornillo, modificada con respecto a
la Figura 1.
Las Figuras 5 a 13 muestran posiciones
diferentes del tornillo en un terminal.
\vskip1.000000\baselineskip
El tornillo S con cizalladura ilustrado en corte
longitudinal en la Figura 1, y designado después además como
"tornillo S", tiene una parte roscada 1 y una cabeza 2 que, en
la realización ejemplar ilustrada, tienen dimensiones radiales
menores que la parte roscada 1 y que está diseñada sin una rosca
externa. La parte roscada 1 termina en la cara extrema 3 del
tornillo S. La transición desde la cabeza 2 a la parte roscada 1
está ahusada crónicamente de modo continuo. El punto que tiene el
diámetro mínimo forma un primer punto 4 de rotura predeterminado del
tornillo S. Además, en la parte roscada 1 está hecha una depresión
en forma de hendidura periférica que forma un segundo punto 5 de
rotura predeterminado del tornillo S. La resistencia del segundo
punto 5 de rotura predeterminado es mayor que la del primer punto 4
de rotura predeterminado. En la realización del tornillo S según la
Figura 1, los dos puntos 4 y 5 de rotura predeterminados se
extienden en ángulos rectos respecto al eje del tornillo S y
paralelos entre sí.
Dentro del tornillo S está formado centradamente
un agujero ciego 6 con una sección transversal poligonal que se
extiende desde la cara extrema de la cabeza 2 hasta el nivel del
segundo punto 5 de rotura predeterminado. El agujero ciego 6 tiene
una sección transversal preferiblemente hexagonal, como se muestra
en las Figuras 2 y 3. Sin embargo, también puede tener una sección
transversal poligonal diferente. Formado dentro del tornillo S,
concéntricamente con el agujero ciego 6, está un hueco 7, igualmente
de sección transversal poligonal, que es axialmente más corto que
el agujero ciego 6 y llega al nivel del primer punto 4 de rotura
predeterminado. El hueco 7 tiene la misma sección transversal y las
mismas dimensiones libres que el agujero ciego 6. Por tanto, es
asimismo ventajosamente de diseño hexagonal. El hueco 7 está
desplazado en el sentido circunferencial con respecto al agujero
ciego 6, por ejemplo en un ángulo de 30º, como se representa en la
Figura 2. Este ángulo debería estar preferiblemente entre 10º y
40º, específicamente en 20º de modo ventajoso.
El agujero ciego 6 está deformado en su entrada
al interior del tornillo S, es decir en la cara extrema de la
cabeza 2, tal que una herramienta 8 en forma de clavija,
representada por ejemplo en la Figura 6, no puede ser insertada
dentro de dicho agujero ciego. La herramienta 8 sirve para girar el
tornillo S. Tiene una sección transversal poligonal que corresponde
a la sección transversal del agujero ciego 6 y del hueco 7. Sus
dimensiones externas corresponden a las dimensiones libres del
agujero ciego 6 y del hueco 7. Según la Figura 2, el agujero ciego
6 tiene como deformación, por ejemplo en tres puntos 9, salientes
pequeños que sobresalen dentro de su perfil y sirven como topes
para la herramienta 8. Tal tope es básicamente suficiente en un solo
punto 9. El hueco 7 tiene una sección transversal inalterada en la
cara extrema de la cabeza 2 del tornillo, de modo que la
herramienta 8 puede ser insertada sin estorbo dentro del hueco
7.
El manejo del tornillo S según la invención es
explicado a continuación, a modo de ejemplo, con referencia a las
Figuras 5 a 13:
Un conductor eléctrico 11 que tiene dimensiones
relativamente pequeñas ha de ser fijado con una presión
predeterminada dentro de un terminal 10 diseñado como una pieza
tubular metálica. Con este fin, el tornillo S es atornillado dentro
de un taladro roscado del terminal 10 hasta que, según la Figura 5,
empuja contra el conductor 11 insertado previamente dentro del
último. Sin embargo, esto también puede ser efectuado a mano usando
la herramienta 8.
La herramienta 8 es insertada, en la posición
según la Figura 6, dentro del hueco 7. Entonces, su cara extrema
está situada al nivel del primer punto 4 de rotura predeterminado.
Siendo girada la herramienta 8 alrededor del eje del tornillo S,
este último es atornillado más dentro del terminal 10, con el
resultado de que el conductor 11 es comprimido. En la posición del
tornillo S, como se ilustra en la Figura 7, el conductor 11 es
cargado con presión suficiente. Cuando la herramienta 8 es girada
más, la cabeza 2 del tornillo S es cortada por cizalladura. Según
la Figura 8, la parte roscada 1 permanece dentro del terminal 10 sin
ningún excedente saliente.
El mismo proceso también ser aplica inicialmente
para fijar un conductor 12 más grueso dentro del terminal 10. Según
la Figura 9, el tornillo S es atornillado primero dentro del
terminal 10 nuevamente hasta que llega a empujar contra el
conductor12, y después es girado más por medio de la herramienta 8
(Figura 10), con el resultado de que el conductor 12 es deformado.
Entonces, la fuerza de reacción del conductor 12 se hace tan grande
que la cabeza 2 del tornillo S es cortada por cizalladura en el
primer punto 4 de rotura predeterminado más débil, antes de que una
presión suficientemente alta sea ejercida sobre el conductor 12.
Esta posición de la parte roscada 1 restante del tornillo S es
ilustrada en la Figura 11.
Después, la herramienta 8 es insertada dentro de
la parte del agujero ciego 6 que está presente en la parte roscada
1. Entonces, la parte roscada 1 del tornillo S es girada más hasta
que se alcanza la presión a ser ejercida sobre el conductor 12
(Figura 12). Después, la parte superior de la parte roscada 1 del
tornillo S es cortada por cizalladura en el segundo punto 5 de
rotura predeterminado. Según la Figura 13, la parte inferior de la
parte roscada 1 permanece dentro del terminal 10, nuevamente sin
ningún excedente saliente.
Para conectar los conductores de dos cables de
energía en la técnica habitual, el conductor desnudo de un segundo
cable es fijado al otro extremo del terminal 10 de un modo similar
por medio de un tornillo S. Finalmente, un elemento aislante puede
ser formado alrededor del terminal 10.
Los puntos 4 y 5 de rotura predeterminados del
tornillo S, según la realización de este último mostrada en la
Figura 1, se extienden en ángulos rectos con respecto al eje del
tornillo S y paralelos entre sí. Según la Figura 4, también pueden
extenderse oblicuamente al eje del tornillo S, de modo
específicamente preferible con sentido opuesto de las pendientes.
Entonces, las direcciones de estas forman un ángulo agudo, por
ejemplo, de 30º entre sí. En esta realización del tornillo S, el
punto 5 de rotura predeterminado termina más cerca de la cara
extrema 3 del tornillo, de modo que el agujero ciego 6 puede ser
alargado en comparación con la realización según la Figura 1. De
ese modo, la herramienta 8 puede ser insertada más profundamente
dentro del tornillo S y un momento de torsión correspondientemente
mayor puede ser transmitido al punto 5 de rotura
predeterminado.
Claims (6)
1. Tornillo con cizalladura para la fijación de
un conductor eléctrico dentro de un dispositivo metálico tubular de
apriete que tiene en su pared al menos un agujero roscado para
recibir el tornillo con cizalladura (S) que tiene dos niveles de
cizalladura separados entre sí en dirección axial, un primer nivel
(4) de corte por cizalladura y un segundo nivel (5) de corte por
cizalladura, y un agujero ciego central (6) que se extiende en una
longitud esencial del tornillo con cizalladura (S) y tiene una
sección transversal que tiene en cuenta la transmisión de un
momento de torsión al tornillo con cizalladura (S) mediante el uso
de una herramienta en forma de clavija, teniendo una sección
transversal y dimensiones exteriores que corresponden a la sección
transversal y a las dimensiones interiores del agujero ciego (6),
caracterizado porque
- el agujero ciego (6) termina en el área del
segundo nivel (5) de cizalladura que está situado cerca de la
interfaz (3) del tornillo con cizalladura (S) y tiene una rigidez
mayor que el primer nivel (4) de cizalladura,
- el tornillo con cizalladura (S) también tiene
un hueco (7) que es procesado concéntricamente al agujero ciego
(6), es más corto que el agujero ciego (6), tiene la misma sección
transversal y dimensión que el mismo y está desplazado en sentido
circunferencial con respecto al agujero ciego (6) alrededor de un
ángulo de entre 10º y 40º preferiblemente y termina en el área del
primer nivel (4) de cizalladura que está situada cerca del la
cabeza (2) del tornillo con cizalladura (S), y
- el agujero ciego (6) está deformado en su
entrada en la cabeza (2) del tornillo con cizalladura (S) tal que
la herramienta en forma de clavija solo puede ser insertada dentro
del hueco (7).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Tornillo con cizalladura según la
reivindicación 1, caracterizado porque el agujero ciego (6) y
el hueco (7) tienen una sección transversal poligonal.
3. Tornillo con cizalladura según la
reivindicación 2, caracterizado porque la sección transversal
del agujero ciego (6) y del hueco (7) es un hexágono.
4. Tornillo con cizalladura según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los niveles (4,
5) de cizalladura se extienden en ángulos rectos respecto al eje del
tornillo con cizalladura (S) y paralelos entre sí.
5. Tornillo con cizalladura según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los niveles (4,
5) de cizalladura se extienden oblicuamente al eje del tornillo con
cizalladura (S).
6. Tornillo con cizalladura según la
reivindicación 5, caracterizado porque los niveles (4, 5) de
cizalladura se extienden uno hacia el otro en sentidos opuestos a
fin de formar un ángulo agudo.
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