PT1929581E - Peça de inserção para ser montada num elemento, destinada a fixar e estabelecer o contacto eléctrico de um terminal de ligação eléctrica - Google Patents

Peça de inserção para ser montada num elemento, destinada a fixar e estabelecer o contacto eléctrico de um terminal de ligação eléctrica Download PDF

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PT1929581E
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Description

1
DESCRIÇÃO
"PEÇA DE INSERÇÃO PARA SER MONTADA NUM ELEMENTO, DESTINADA A FIXAR E ESTABELECER O CONTACTO ELÉCTRICO DE UM TERMINAL DE LIGAÇÃO ELÉCTRICA" A invenção refere-se a uma peça de inserção destinada a ser montada num elemento, para a fixação e a colocação em contacto eléctrico de um terminal de ligação eléctrica, nomeadamente na alma de um carril de via-férrea. A invenção refere-se também a um processo para a colocação de uma tal peça de inserção. É conhecido a cravação forçada, num furo da alma de um carril, de uma cavilha de cabeça tronco-cónica munida de uma haste exteriormente filetada, sendo o terminal mantido na referida haste, por exemplo, com a utilização de uma porca.
Imaginou-se também, no documento DE 19847361 Al, um dispositivo com a forma de uma peça de inserção, destinado a ser montado num furo calibrado de um elemento, para a fixação e a colocação em contacto eléctrico de um terminal de ligação eléctrica e que é constituído, por um lado, por um aro electricamente condutor, o qual apresenta um punho, que é solidário com um rebordo e por outro lado, por um parafuso, o qual está munido de uma haste, destinada a ser introduzida no aro e de uma cabeça, a qual facilita o seu aparafusamento e permite, além disso, entalar o terminal, entre ela e o rebordo do aro, cujo punho foi previamente introduzido no referido furo do elemento. 2
No entanto, num tal dispositivo, o punho apresenta fendas longitudinais para formar diversas aletas de contacto, enquanto que o parafuso é enroscado numa perfuração do rebordo, que para esse efeito é especialmente espesso, e um prolongamento da haste do parafuso permite obter um afastamento elástico das referidas aletas.
Esse dispositivo de deformação elástica apresenta nomeadamente o inconveniente de uma condução eléctrica reduzida do punho no furo calibrado, devido à presença das fendas, mesmo com a junção, conforme se descreve nesse documento, de uma peça de contacto montada no furo calibrado.
Pelas mesmas razões, um tal dispositivo não oferece uma boa vedação, o que arrasta consigo riscos de corrosão. Esses riscos constituem um grande problema para um dispositivo submetido às intempéries, como é o caso da aplicação anteriormente referida.
Imaginou-se também uma peça de inserção de acordo com o documento EP-0 50 7 259 Al, que preconiza uma deformação plástica de um aro, por meio de uma cabeça tronco-cónica de uma cavilha, tendo o referido aro um furo de centragem igualmente tronco-cónico.
Graças à deformação do material, o aro não tem necessidade de ser fendido, como no caso anterior, pelo que apresenta as vantagens de um bom contacto eléctrico e de uma boa vedação. 3
Apesar de uma tal peça de inserção satisfazer, ela necessita no entanto de um tempo de colocação muito longo e de ferramentas de aplicação sofisticadas.
Por essa razão os inventores imaginaram uma nova peça de inserção, fácil de instalar como a do documento DE-19847361 Al, mas electricamente eficaz, com uma boa condução eléctrica e uma boa vedação como a do documento EP-0 507 259 Al. A peça de inserção de acordo com a invenção comporta, da maneira anteriormente descrita em relação ao documento anteriormente referido DE-19847361 Al, por um lado, um aro electricamente condutor, que apresenta um punho, o qual é solidário com um rebordo e por outro lado, um parafuso munido de uma haste e de uma cabeça mas que, em contrapartida, é notável, nomeadamente por o punho e o rebordo do aro não apresentarem qualquer fenda e possuírem uma superfície interna lisa e por o parafuso ser um parafuso auto-roscante, dimensionado para poder, simultaneamente, abrir rosca na superfície interna do punho do aro e deformar, por expansão, o material constituinte do referido punho, cuja superfície externa pode assim vir aplicar-se com força contra a parede interna do furo do elemento.
Os inventores souberam encontrar uma nova aplicação para um parafuso auto-roscante que, não somente abre de uma maneira clássica um furo de centragem, como por exemplo no documento DE-4404057 Al, como ao mesmo tempo deforma plasticamente o aro, o que um parafuso clássico, que coopere com uma filetagem previamente formada, não pode fazer. 4
No documento DE-4404057 Al, por exemplo, o parafuso utilizado deforma elasticamente uma peça fendida devido ao seu formato tronco-cónico, enquanto que a utilização de um parafuso auto-roscante neste dispositivo não arrasta consiqo qualquer deformação suplementar e esta não é preconizada senão para evitar a maneira clássica de formação prévia de uma rosca.
Por exemplo, entre o terminal e a cabeça do parafuso é interposta pelo menos uma anilha.
Para assegurar um bom contacto eléctrico e uma boa fixação, o diâmetro interno do punho do aro apresenta um valor inferior ao preconizado pelo fabricante do parafuso auto-roscante para uma utilização clássica do mesmo e em particular o diâmetro interno do punho do aro é inferior em cerca de 10 a 15% à referida dimensão preconizada. É conhecida, por exemplo para um parafuso auto-roscante com um diâmetro de 10 mm ±0,1, a previsão, para uma utilização clássica num objecto de uma dureza de 40 a 50 da N/mm2, um furo de 9,3 mm ± 0,1.
Vantajosamente, o punho do aro apresenta um diâmetro interno, que é inferior ao diâmetro do parafuso auto-roscante em cerca de 16 a 22% e a titulo de exemplo, o parafuso auto-roscante apresenta um diâmetro de cerca de 10 mm ± 0,1 e o punho do aro um diâmetro interno de cerca de 8,10 mm ± 0,1, enquanto que a dureza do material, que constitui o punho do aro, está compreendida numa bifurcação de cerca de 20 a 30 da N/mm2. O diâmetro interno do punho e a dureza deste último são, evidentemente, escolhidos, para 5 que o esforço exercido pelo parafuso auto-roscante arraste a dilatação diametral externa desejada do referido punho.
De acordo com uma forma de realização, o orifício de entrada do aro, do lado do seu rebordo, é chanfrado, de modo a formar um afunilamento para o exterior, a fim de assegurar um melhor direccionamento do parafuso auto-roscante e vantajosamente o rebordo do aro apresenta meios de retenção para uma ferramenta, a fim de facilitar a sua manutenção em rotação por meio da referida ferramenta.
De preferência o parafuso auto-roscante é do tipo multilobado e em particular, trilobado.
De acordo com uma forma de realização, a superfície interna do punho do aro é cilíndrica ou então, pelo menos em parte, ligeiramente tronco-cónica.
Nomeadamente para uma fixação num furo que atravessa o elemento, o punho do aro desemboca de forma aberta pelas suas duas extremidades.
Além disso, o punho do aro apresenta uma secção exterior circular ou poligonal, destinada a cooperar com um furo do elemento, o qual possui uma forma correspondente.
De acordo com uma forma de realização, o parafuso auto-roscante apresenta um estreitamento na vizinhança da sua cabeça, o qual se destina a alojar o terminal a ligar, que é introduzido na haste do parafuso auto-roscante por meio de aparafusamento através de uma filetagem interna, de que o terminal está munido para esse efeito, ou de uma 6 filetagem interna realizada pelo próprio parafuso auto-roscante. A invenção tem também por objecto uma utilização privilegiada, mas não obrigatória, da referida peça de inserção, sendo esta vantajosamente utilizada para colocar em contacto eléctrico um condutor ligado ao terminal, com um carril de via-férrea, cuja alma constitui o elemento no qual a peça de inserção é montada.
Além disso, a invenção tem igualmente por objecto um processo para a colocação de uma tal peça de inserção, o qual consiste em: posicionar o aro da peça de inserção por meio da introdução do seu punho no furo calibrado previamente feito no elemento a ser equipado, dispor o terminal no parafuso auto-roscante, nomeadamente por meio de enroscamento, abrir rosca a superfície interna do punho do aro, por meio do enroscamento do parafuso auto-roscante, mantendo sempre o aro no furo do elemento, deformar o punho do aro por expansão no decurso da respectiva abertura de rosca, assegurar o contacto eléctrico do terminal por meio do aperto do parafuso auto-roscante, cuja cabeça vem apertar o referido terminal, directamente ou não, entre ela e o rebordo do aro. A invenção será bem compreendida com a leitura da descrição, que se vai seguir e que se refere aos desenhos anexos, nos quais: 7 - a figura 1 representa, em alçado, uma peça de inserção de acordo com a invenção, instalada na alma de uma via-férrea, a figura 2 é um corte, de acordo com II-II da figura 1 (não se encontrando representado, por uma questão de clareza, o corte do parafuso), as figuras 3 a 6 mostram, em corte, (não estando representado, por uma questão de clareza, o corte do parafuso) as fases sucessivas da colocação da peça de inserção, num elemento como seja a alma de um carril de via-férrea representado nas figuras 1 e 2.
No exemplo representado nas figuras 1 e 2, a peça de inserção de acordo com a invenção está disposta na alma de um carril de via-férrea 1.
No entanto, conforme já foi referido, torna-se claro que a peça de inserção de acordo com a invenção pode ser utilizada em qualquer outro elemento ou suporte condutor de electricidade (compreendendo os compostos de carbono), munido de um furo calibrado 2, que atravessa o elemento como no exemplo reapresentado ou de um furo cego.
Em consequência disso, nas figuras 3 a 6, voltou-se a tomar a referência 1 para o elemento que pode ser uma parte de um carril de via-férrea 1 das figuras 1 e 2 ou um outro elemento.
Nas figuras pode ver-se uma peça de inserção, a qual é constituída, por um lado, por um aro 3, electricamente condutor, por exemplo em cobre ou em alumínio, que comporta um punho 3a solidário de um rebordo 3b, sendo o aro, de preferência, de uma só peça e por outro lado, por um 8 parafuso 4 munido de uma haste 4a e de uma cabeça 4b, do qual se falará a seguir. 0 punho 3a apresenta uma superfície interna cilíndrica lisa e uma secção externa, aqui circular (poderia ser poligonal). assegurando de ligação conhecida e por exemplo A peça de inserção (3, 4) destina-se a fixar, um bom contacto eléctrico, um terminal 5 eléctrica estando ela própria ligada de forma não representada a um condutor ou semelhante, através de uma ligação à terra.
No exemplo representado, o punho 3a é mais longo que o furo 2 do carril de via-férrea 1, de tal maneira que, depois de ter sido introduzido no referido furo, o referido punho fica ligeiramente saliente do lado do elemento, que fica oposto ao lado pelo qual ele é introduzido. Os diâmetros, respectivamente externo do punho e interno do furo são, evidentemente, ajustados um em relação ao outro.
Notar-se-á também que, neste exemplo, o punho 3a desemboca em aberto nas suas duas extremidades e que a sua extremidade virada para o rebordo 3b, apresenta um chanfre 3c afunilado em direcção ao exterior. 0 parafuso 4 é do tipo auto-roscante ou ainda de acordo com as denominações, auto-formador e mais particularmente ainda do tipo trilobado. 0 diâmetro da haste 4a do parafuso 4 em relação ao diâmetro interno do punho 3a, da mesma forma que os materiais utilizados para fabricar o aro 3, são escolhidos de tal 9 maneira que o parafuso auto-roscante 4, quando é enroscado no referido aro, abre uma rosca neste, deformando-o (deformação do material) de modo a forçar uma dilatação do seu diâmetro externo.
Por outro lado, antes do começo do enroscamento do parafuso 4, conforme está representado na figura 1 e nesta forma de realização, aproveita-se a filetagem do referido parafuso para se colocar o terminal 5 que, ou está munido para isso de uma filetagem conjugada interna, ou é constituído, vantajosamente, de um material adequado e que apresenta um diâmetro interno apto a ser submetido à abertura de uma rosca por parte do próprio parafuso 4 referido, enquanto que um estreitamento 4c se encontra formado sob a cabeça 4b do parafuso, a fim de receber o referido terminal 5 no final do enroscamento, tornando assim aquele praticamente imperdível.
Antecipadamente e de forma facultativa, pode-se prever pelo menos uma anilha anti-fricção 6 entre a cabeça do parafuso 4b e o terminal 5. 0 parafuso apresenta, por exemplo, um diâmetro de cerca de 10 mm ± 0,1 e o punho um diâmetro interno de cerca de 8,10 mm ± 0,1 e de uma forma mais geral, o diâmetro interno do punho é cerca de 16 a 22% inferior em relação ao diâmetro do parafuso auto-roscante, ou seja, inferior em cerca de 10 a 15% ao diâmetro preconizado pelo fabricante do parafuso auto-roscante para uma utilização clássica.
Sempre a título de exemplo, a dureza do material utilizado para o aro é de cerca de 20 a 30 da N/mm2. 10
Os inventores verificaram, com efeito, que escolhendo os bons diâmetros e o bom material, se podia abrir rosca e simultaneamente deformar o aro. A partir da figura 1, que mostra o inicio do enroscamento do parafuso 4 no aro 3, facilitado no inicio pelo chanfre 3c do aro, que assegura um guiamento do parafuso, prossegue-se o enroscamento e conforme mostram as figuras 4 e 5, o aro deforma-se progressivamente e dilata-se para vir encostar-se com força à parede interna do furo 2 do carril 1.
Por outro lado, à medida que se dá essa deformação, obtida graças ao parafuso auto-roscante, a espessura do punho 3a diminui e no final do enroscamento (figura 6), quando a haste 4a desemboca do outro lado do carril 1, esta empurra o material do aro axial e radialmente para o exterior, conforme mostra bem a referida figura 6. Desta maneira, assegura-se uma perfeita condução da ligação eléctrica assim realizada, reforçando a retenção do aro 3 no furo 2.
Para facilitar a manutenção em rotação do aro 3 no decurso do enroscamento 4, o rebordo 3b apresenta, no seu perímetro, estrias ou, pelo menos, duas paredes recortadas ou ainda um formato poligonal, de maneira a poder ser mantido em rotação por meio de uma ferramenta, como seja uma chave de bocas, sabendo-se que, à medida que o enroscamento do parafuso prossegue, o binário de enroscamento aumenta e o aro rapidamente é bloqueado, sem que seja necessário segurá-lo durante mais tempo.
Para assegurar de forma satisfatória um contacto íntimo entre o terminal 5 e a gola 3b, aplica-se um binário de 11 aperto predefinido (por exemplo 40 N/m) , o que pode ser facilmente obtido por meio de uma chave dinamométrica.
Ao descrever-se a peça de inserção de acordo com a invenção, descreveu-se, ao mesmo tempo, o processo de colocação conforme referido anteriormente e nas reivindicações.
Compreende-se que uma tal peça de inserção pode ser assente de forma simples num furo, eventualmente cego, sem que seja necessário ter acesso aos dois lados do elemento, assegurando ao mesmo tempo um excelente contacto e uma montagem reversível do parafuso no aro. Por outro lado, obtém—se um bom comportamento em relação a vibrações e ao desaperto.
Numerosas aplicações são possíveis, para além da descrita anteriormente a título de exemplo e nomeadamente no domínio da ligação à massa e da blindagem das caixas eléctricas ou electrónicas.
Lisboa, 28 de Janeiro de 2009

Claims (16)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Peça de inserção destinada a ser montada num furo calibrado (2) de um elemento (1) para a fixação e a colocação em contacto eléctrico de um terminal (5) de ligação eléctrica e que é constituída, por um lado, por um aro (3) electricamente condutor, que apresenta um punho (3a), o qual é solidário com um rebordo (3b) e por outro lado, por um parafuso (4), que está munido de uma haste (4a) destinada a ser introduzida no aro (3) e de uma cabeça (4b), que facilita o seu enroscamento e permite, além disso, apertar o terminal (5), entre ela própria e o rebordo (3b) do aro, cujo punho (3a) foi previamente introduzido no referido furo (2) do elemento (1), caracterizada por o punho (3a) e o rebordo (3b) do aro (3) não apresentarem qualquer fenda e possuírem uma superfície interna lisa e por o parafuso ser um parafuso auto-roscante (4) dimensionado para poder, simultaneamente, abrir uma rosca na superfície interna do punho (3a) do aro (3) e deformar por expansão o material constitutivo do referido punho, cuja superfície externa pode assim vir encostar-se com força contra a parede interna do furo (2) do elemento (1).
2. Peça de inserção de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por entre o terminal (5) e a cabeça (4b) do parafuso ser interposta pelo menos uma anilha (6).
3. Peça de inserção de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizada por o diâmetro interno do punho (3a) do aro apresentar um valor inferior ao preconizado 2 pelo fabricante do parafuso auto-roscante (4) para uma utilização clássica deste.
4. Peça de inserção de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por o diâmetro interno do punho (3a) do aro ser inferior à referida dimensão preconizada em cerca de 10 a 15%.
5. Peça de inserção de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada por o punho (3a) do aro apresentar um diâmetro interno, que é inferior ao diâmetro interno do parafuso auto-roscante (4) em cerca de 16 a 22%.
6. Peça de inserção de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por o parafuso auto-roscante (4) apresentar um diâmetro de cerca de 10 mm ± 0,1 e o punho (3a) do aro, um diâmetro de cerca de 8,10 mm ± 0,1.
7. Peça de inserção de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada por a dureza do material que constitui o punho (3a) do aro estar compreendida numa bifurcação situada entre 20 e 30 da a N/mm2.
8. Peça de inserção de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada por o orifício de entrada do aro (3) do lado do seu rebordo (3b) ser chanfrado para formar um afunilamento para o exterior, a fim de assegurar um melhor guiamento do parafuso auto-roscante (4) . 3
9. Peça de inserção de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada por o rebordo (3b) do aro apresentar meios de preensão para uma ferramenta, a fim de mantida em rotação pela referida ferramenta.
10. Peça de inserção de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada por o parafuso auto-roscante (4) ser do tipo multilobado e em particular trilobado.
11. Peça de inserção de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada por a superfície interna do punho (3a) do aro ser cilíndrica ou pelo menos em parte, ligeiramente tronco-cónica.
12. Peça de inserção de acordo com uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada por o punho (3a) do aro desembocar nas suas duas extremidades.
13. Peça de inserção de acordo com uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada por o punho (3a) do aro apresentar uma secção externa circular ou poligonal, destinada a cooperar com um furo (2) do elemento, que tem um formato correspondente.
14. Peça de inserção de acordo com uma das reivindicações 1 a 13, caracterizada por o parafuso auto-roscante (4) apresentar um estreitamento (4c) na vizinhança da sua cabeça (4b), destinada a alojar o terminal (5) a montar, que é introduzida na haste (4a) do parafuso auto-roscante por meio de enroscamento, através de uma filetagem, de que o contacto está munido para esse efeito, ou de uma filetagem interna realizada pelo próprio parafuso auto-roscante (4) referido. 4
15. Peça de inserção de acordo com uma das reivindicações 1 a 14, utilizada para a colocação em contacto eléctrico de um condutor ligado ao terminal (5) com um carril de via-férrea (1), cuja alma constitui o elemento no qual a peça de inserção está montada.
16. Processo para a colocaçao de uma peça de inserção de acordo com uma das reivindicações 1 a 15 num furo calibrado (2), de um elemento (1) para a fixação e a colocação em contacto eléctrico de um terminal (5) de ligação eléctrica, caracterizado por consistir em: posicionar o aro (3) da peça de inserção, introduzindo o seu punho (3a) no furo calibrado (2) previamente construído no elemento (1) a equipar, dispor o terminal (5) no parafuso auto-perfurante (4), nomeadamente por meio de enroscamento, abrir uma rosca na superfície interna do punho (3a) do aro, enroscando o parafuso auto-roscante (4), mantendo o aro (3) no furo (2) do elemento, deformar o punho (3a) por expansão do aro, no decurso da abertura da sua rosca, assegurar o contacto eléctrico do terminal (5), apertando o parafuso auto-roscante (4), cuja cabeça (4b) vem entalar o referido terminal (5), directamente ou não, entre ela mesma e o rebordo (3b) do aro. Lisboa, 28 de Janeiro de 2009
PT06794383T 2005-09-06 2006-09-04 Peça de inserção para ser montada num elemento, destinada a fixar e estabelecer o contacto eléctrico de um terminal de ligação eléctrica PT1929581E (pt)

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