IT9020494A1 - Terminale di potenza per alta temperatura - Google Patents

Description

Quest'invenzione si riferisce ad un terminale elettrico di elevata potenza per il trasporto di correnti elevate utilizzabile in ambienti ad elevata temperatura.

Per quanto riguarda la conduzione delle correnti elevate, i materiali di elevata conducibilità sono desiderabili e solitamente vengono impiegati per i connettori ed i terminali. Tali materiali comprendono principalmente il rame e le sue varie leghe .

Sfortunatamente il rame puro e le leghe di contenuto di rame relativamente elevato hanno caratteristiche meccaniche scarse in termini di azione elastica e le leghe con quantità inferiori di rame tendono a presentare scorrimento viscoso in presenza di elevate temperature .

Un secondo problema generale è che i dispositivi per correnti elevate richiedono dei percorsi di contatto di bassa resistenza che solitamente compromettono i sistemi di contatto elastici che generano delle forze normali elevate per fornire una bassa resistenza. Infine per la produzione in serie di dispositivi esiste la necessità di materiali che possano essere facilmente stampati e formati in stampi ed inoltre possono essere facilmente forniti di terminali per esempio serrando i fili elettrici dei connettori che vengono utilizzati.

L'invenzione ha lo scopo di fornire un terminale di potenza che è formato da un materiale di elevata conducibilità ed inoltre delle caratteristiche che forniscono una forza normale di impegno elevato con un terminale di accoppiamento per fornire un percorso di corrente di bassa resistenza in presenza di un ambiente ad alta temperatura. Inoltre uno scopo è quello di fornire un terminale perfezionato per uso ad alta temperatura come avviene nei dispositivi che richiedono un passaggio di corrente relativamente elevato attraverso di essi.

La presente invenzione realizza gli scopi suddetti e supera i problemi dei connettori e dei terminali della tecnica precedente utilizzando una lega ad alto contenuto di rame avente un'eccellente conducibilità se raffrontata con il rame puro, lo stampaggio e la formatura di tale materiale in un ricettacolo avente nel suo interno un certo numero di punti di contatto definiti.

Il terminale viene realizzato con un materiale relativamente spesso che è abbastanza flessibile per essere serrato in modo da essere fornito di terminali per il conduttore di un filo elettrico. I punti di contatto del terminale vengono impegnati con una molla di elevata resistenza, che essa stessa viene biforcata in modo da definire una pluralità di segmenti elastici, ciascuno definendo dei punti di contatto di impegno con il ricettacolo. La molla viene realizzata con un materiale avente un basso scorrimento viscoso in presenza di elevate temperature, un materiale come la lega rame-berillio, e viene formato in modo da adattarsi internamente al ricettacolo e da impegnarsi a scatto permanentemente nel suo interno. La molla ha dei punti di contatto interni che inoltre si impegnano ed appoggiano su una linguetta inserita nella parte del corpo del ricettacolo e forzata in impegno con i punti di contatto della parte a ricettacolo tramite la molla.

L’ingresso nella parte a ricettacolo, che ha una configurazione del tipo scatolare, è definita da una parte di base del ricettacolo e della molla con un angolo limitato di attacco dell'inserzione in impegno con una linguetta in modo da ridurre le forze d'inserzione mentre nello stesso tempo viene facilitata la resistenza del materiale della molla per applicare delle forze normali elevate dell'impegno di contatto fra la molla stessa, la linguetta e la parte a ricettacolo per fornire un'interfaccia di bassa resistenza attraverso molti punti di contatto.

In base alle caratteristiche generali dell'invenzione, viene fatto ora riferimento ai disegni seguenti:

- La Figura 1 è una vista prospettica di un terminale elettrico montato secondo l'invenzione e fornito di terminale per un filo elettrico;

- La Figura 2 è una vista prospettica esplosa che illustra la molla e il ricettacolo prima del montaggio del terminale della Figura 1;

- La Figura 3 è una vista laterale e parzialmente sezionata del terminale illustrato nella vista montata della Figura 1.

Con riferimento alla Figura 1, un terminale elettrico 10 può comprendere un filo elettrico 12 avente un isolamento esterno 14 ed un conduttore interno 16 fornito di terminale per una parte a ricettacolo 18 attraverso una parte di serraggio 20 che comprende un coppia di alette 22 piegate sopra di esso e deformate all'interno contro un filo elettrico 16. La parte cilindrica del filo elettrico 20 inoltre comprende un supporto di isolamento 23 comprendente le alette serrate attorno all'isolamento 14 del filo elettrico 12.

Il terminale a ricettacolo 10 inoltre .comprende una parte di transizione 24 che si collega una forma di ricettacolo scatolare denominata 26 che definisce una cavità 28 entro di essa. Il corpo del ricettacolo comprende la base 26. le pareti laterali 30 e le pareti di sommità 32 piegate verso l'alto rispetto a 30, i bordidi 32 formando una giunzione 34 che si estende lungo la lunghezza della parte del corpo 18 del ricettacolo. Un coppia di linguette 36 viene illustrata diretta verso l'alto rispetto alla sommità del corpo del ricettacolo. Sporgenti in avanti rispetto alla parte del corpo 18 sono previste due linguette 38 e nei bordi esterni di esso una coppia di superfici orizzontali 40 formate dalle pareti laterali 30 del ricettacolo. Inoltre sono previste le superfici verticali 39. Una coppia di sporgenze 42 è piegata verso l'alto rispetto alla base di 26 come illustrato nella Figura 2. Le linguette servono per la polarizzazione del ricettacolo durante l’inserzione nel blocco del connettore o altra struttura prevista per facilitare l'orientamento del terminale del ricettacolo.

Le sporgenze 42 servono per impegnare il terminale a lama di accoppiamento inserito nel ricettacolo. Occorre notare che il terminale a ricettacolo è formato con un pezzo metallico relativamente pesante e spesso e in una forma di realizzazione attuale è stato formato con un pezzo avente uno spessore elevato dello ordine di 0,4 mm . Il materiale con il quale viene realizzato il terminale a ricettacolo è preferibilmente rame o una lega di rame avente una conducibilità nell'ordine di grandezza o superiore del 50% rispetto al rame tecnicamente puro (norme I.C.A.S).

Facendo ora riferimento alla vista esplosa illustrata nella Figura 2, viene compreso un elemento elastico 50 che è formato con un blocco di metallo relativamente sottile che comprende ad una estremità una coppia di sporgenze 52 aventi nelle loro estremità esterne le superfici 54 che definiscono i punti di contatto.

L'elemento 50 è smussato lungo l'estremità di guida indicata con 55 per facilitare l'inserzione di un terminale a linguetta.

L'elemento elastico 50 inoltre comprende una parte sporgente 56 che si estende lungo una configurazione a forma di "J" per comprendere una pluralità di elementi elastici 58, essendo mostrati tre di essi, con due pieghe dolci dei vari elementi elastici in modo da definire una serie di punti di contatto interni 59, ed una serie di punti di contatto esterni 60, inoltre viene illustrato in finzione nella Figura 3. La parte 56 continua attraverso la piega verso una parte piegata inversamente 62 che si estende come in 64 in modo da definire altri punti di contatto esternamente all'elemento elastico.

L'elemento elastico 50 ha una configurazione atta ad essere inserita assialmente entro la parte 18 del corpo del ricettacolo, le parti sporgenti di 52 impegnandosi nelle superfici di bordo verticali 39 adiacenti alle superfici 40 in modo da limitare l'inserzione entro la parte a ricettacolo 18 e l'estremità prossima 64 della molla impegnandosi a scatto dietro alle estremità sporgenti internamente 42 piegate verso l'alto dalla base 26 della parte del corpo 18 del ricettacolo. Questo viene illustrato meglio nella Figura 3, nella quale si vede che la molla 50 sostanzialmente si impegna a scatto entro la parte di ricettacolo 18 e viene permanentemente bloccata entro di essa evitandone il disimpegno.

Come viene illustrato inoltre nella Figura 3, il connettore 10 è adatto a ricevere la lamina del terminale 70 smussata a circa 15 gradi in 72 per facilitare un ingresso d'inserzione facile e con forza limitata, le parti di contatto 73 impegnando le sporgenze 42. Come si può notare le varie parti degli elementi elastici 58 hanno delle superfici che si estendono in modo da definire un angolo limitato di attacco in modo che sia nell'ordine di 12 gradi per l'impegno con 70 come avviene per la superficie interna di fondo 26, comprendente l'apertura 46. Questo assicura una forza d'inserzione limitata della linguetta 70 entro il ricettacolo e in contatto con un connettore.

Per quanto ritarda la resistenza di contatto, si deve osservare che le sporgenze 38 appoggiano contro e in contatto con la superficie superiore di 52 in almeno due punti di contatto con le superfici inferiori, comprendenti i punti di contatto 54 che appoggiano contro le superfici 40 del ricettacolo. Si deve anche osservare dalla Figura 2 che i punti di contatto 60, cioè i tre punti definiti dagli elementi 58 entrano in contatto con la superficie interna e superiore delle parti di parete 32come la parte inferiore 62 entra in contatto con la base26 della parte a ricettacolo 18. Rispetto alla linguetta 70, si può osservare nella Figura 3 il contatto, particolarmente i punti di contatto 59 dellamolla 50 e il contatto in particolare delle parti 42 in rilievo verso l'alto rispetto al fondo del ricettacolo. Dei mezzi (non illustrati) limitano l'inserzione della linguetta in modo da precludere il danno della parti e come si può notare la parti di guida del ricettacolo e la linguetta sono smussati per facilitare l'ingresso e l'inserzione.

Un terminale come il 10 può essere usato per sopportare almeno 25 ampere e una tensione superiore a 220 Volt con un aumento della temperatura massimo di 60 gradi centigradi. Il terminale è stato collaudato con una corrente massima di 35 ampere per un periodo di molte centinaia di ore con corrente esclusa ed inserita frequentemente per simulare una sollecitazione di raffreddamento e di riscaldamento rapidi come nel caso di impiego dei connettori con riscaldatori come nelle apparecchiature e simili.

Per quanto riguarda il terminale, esso è stato usato con una linguetta di rame di elevata conducibilità dell'ordine di 0,8mm di spessore, che produce un'inflessione elastica onde generare una forza dell'ordine di 10 N. L'inflessione elastica era dell'ordine di 0,25 ± 0,05 mm quando misurata fra la sua condizione di riposo e la condizione inflessa, e la molla fu formata con lega rame-berillio. Sono previsti altri materiali, ma la molla dovrebbe essere realizzata con un materiale avente elevata resistenza a trazione, elevato modulo di elasticità, elevata resistenza di snervamento ed elevate caratteristiche di defomabilità uniforme ed anche elevate sollecitazioni residue in relazione al tempo ed alla temperatura.

Mentre le dimensioni e i materiali sono stati indicati in modo da consentire alle persone esperte della tecnica la messa in pratica dell'invenzione, l'invenzione prevede in modo più completo una serie di materiali e dimensioni e dovrebbe essere limitata solo dalla descrizione complessiva dell'invenzione, comprendente i disegni e le rivendicazioni allegate.

Claims (6)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Un terminale elettrico (10) fornito di terminali per un percorso di corrente elevata (16) comprende una parte a ricettacolo (18) di forma scatolare adatta a ricevere un terminale a linguetta (70) inserito entro di esso e forzato in contatto entro di esso con una molla (50), caratterizzato dal fatto che il corpo del ricettacolo è formato con un materiale a parete relativamente spessa avente una conducibilità nell'ordine di grandezza o superiore al 50% del rame puro e la molla viene realizzata con un materiale di elevata resistenza, basse caratteristiche di scorrimento plastico limitate ed inoltre per il fatto che la detta molla comprende degli elementi multipli (58) che definiscono dei punti di contatto (54, 59 , 60, 73) di forza elevata con il detto corpo del ricettacolo e ccn la detta linguetta per fornire un connettore di bassa resistenza per l'impiego in un ambiente ad elevata temperatura.
2. 2. Il terminale elettrico (10) della rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che la molla è di materiale avente caratteristiche dell'ordine di quelle della lega rame-berillio.
3. 3. Il terminale elettrico (10) coms descritto nella rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che i detti elementi elastici multipli (58) definiscono delle caratteristiche di basso spostamento azionabile per muovere i punti di contatto (60) in una direzione verso l'esterno per impegnare la superficie interna del corpo del ricettacolo e spostare relativamente i punti di contatto (59) verso l'interno per impegnare la superficie esterna della linguetta ed azionarla in impegno con le parti interne del detto ricettacolo (42) .
4. 4. Il terminale (10) della rivendicazione 1 , inoltre caratterizzato dal fatto che la detta molla comprende le sporgenze (52, 64) che impegnano le superfici (39, 42) del corpo del ricettacolo in modo da impegnare a scatto la detta molla entro il detto ricettacolo.
5. 5. Il terminale (10) della rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che la detta molla (50) ha una geometria atta ad essere montata scorrevolmente entro il detto corpo del ricettacolo e comprende le parti per il collegamento a scatto della detta molla in modo permanente entro il detto corpo del ricettacolo.
6. 6. Il terminale (10) della rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che le superfici interne della detta molla (50) e le super -fici interne della detta parte a ricettacolo (18) definiscono angoli piccoli di attacco rispetto alle superfici della linguetta (70) quando essa viene inserita entro la detta parte a ricettacolo ( 18) per realizzare una forza d'inserzione limitata.