改進的電力導線連接器的製作方法

2023-07-31 20:38:41 4

專利名稱：改進的電力導線連接器的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於配電系統的導線連接器，這種類型的連接器有一個外面夾緊件和一個楔形件，用來連接兩個或多個導電體。
當按線路把電力配送到一系列電氣裝置(比如路燈)時，要把電力導電體引入該單元的基座中，在電氣上和一個分支導線和另一個電力導線相連接，該分支導線連接到電燈本身上，而另一個電力導電體則連接到下一個路燈上。如果電線尺寸的總和不太大，可以用導線螺母實現電連接，或者，更典型地，可以用一種連接器塊或一個開口螺栓連接器實現電連接。連接器塊是一個金屬塊，其中形成了用來容納被互相連接的各別導電體的孔。每個孔有一個定位螺絲，與孔以直角相交，用來將該導電體緊固，並把它固定在連接器塊中。然而，該定位螺絲會損壞導電體的表面，並且，導電體與孔的內表面之間的接觸面積的長度相對較小。當把導電體插入到孔中，並把定位螺絲擰緊時，在導電體和孔的表面上存在的任何氧化層都仍將形成比在沒有氧化層存在的情況下有更高電阻的通路。在定位螺絲與導電體之間的接觸點是唯一的低電阻接觸。在另一方面，開口螺栓裝置採用了螺母與螺栓的結構，其中螺栓是開口的，用來容納被連接的導電體。把導電體插入到開口螺栓中的孔中，並把螺母擰緊，迫使導電體靠著螺栓的頭部。和用連接器塊的情況一樣，所存在的任何氧化層將被封閉在連接器中，形成一種高電阻的接觸，並且，螺母會損壞導電體的表面。這種結構要求把導電體彼此相對夾緊，從而如果它們是不同的材料，可能會出現電化鏽蝕的問題。另外，電接觸的表面積相對較小。
因此需要一種導線連接器，它分別夾緊每個導電體，而在導電體被彼此連接起來時提供一種擦抹作用以除去任何可能存在的氧化物，而不會對導電體造成損傷，並且，對電接觸提供一個相對較大的面積，確保適當的電流流過該導電體。
公開了一種電力導線連接器，它用來把至少一個第一導電體和一個第二導電體在電氣上連接起來。該導線連接器包括一個夾緊件，此件有一個第一端，一個第二端，和一根通過第一端和第二端伸展的縱向軸線。一個連續的周邊壁由第一端伸展到第二端，完全包圍住軸線。該壁有一個外表面和確定一個內腔的一個內表面。在內壁中形成了一個基本上直的第一導電體容納通道和一個基本上直的第二導電體容納通道。此第一和第二通道由第一端伸展到第二端，第一通道由第一端朝向第二端時偏離軸線而向外擴張。提供了一個楔形件，該件有一個第三通道和一個第四通道。該楔形件以一種封閉的狀態被形狀一致地容納在夾緊件的內腔中，其中第三通道與第一通道處於互相面對的狀態，用來在其中容納並夾緊第一導電體，而第四通道與第二通道處於互相面對的狀態，用來在其中容納並夾緊第二導電體。設置了一個連接件，用來迫使楔形件進入夾緊件的內部空間中，並進入被封閉的位置，該連接件把楔形件與夾緊件緊固在一起。隨著在夾緊件中把楔形件移進到封閉狀態，第一和第二導電體也就被夾緊到夾緊件和楔形件的各自通道中。
現在將以示例的方式參考附圖來描述本發明的實施例，在附圖中有

圖1為體現本發明的內容的一種導線連接器的側視圖；圖2為圖1中所示的導線連接器的端視圖；圖3為圖1中所示的導線連接器的部件分解等角投影圖；圖4，5和6分別為夾緊件的左側視圖，前視圖和右側視圖；圖7為圖4中所示的夾緊件的等角投影圖；圖8為沿著圖7中的8-8線所取的剖面圖；圖9和10分別為楔形件的左端視圖和前視圖；圖11為圖9中所示的楔形件的等角投影圖；圖12為沿著圖11中的12-12線所取的剖面圖；圖13和14分別為覆蓋件的左端視圖和前視圖；圖14為沿著圖13中的15-15線所取的剖面等角投影圖；以及圖16為被部分組裝起來的導線連接器的等角投影圖。
在圖1，2和3中示出一種導線連接器10，它有一個外面的絕緣覆蓋件12，一個夾緊件14和一個楔形件16。該導線連接器10被設計用來在電氣上把幾個第一導電體18和幾個第二導電體20彼此連接起來。儘管連接器10可以設計成能容納大量的導電體，但是在如圖所示的連接器10中可以容納最多三個第一導電體和三個第二導電體，而在本示例中所示出的只有兩個第一導電體和一個第二導電體。如將要解釋的那樣，其它構形的導線連接器10將可以容納較少或較多的第一和第二導電體。藉助於一個連接件(比如一個螺栓22和與之配合的螺母24)，夾緊件14和楔形件16以夾緊接合的方式與第一和第二導電體18和20緊固在一起，下面將更詳細地解釋。
如在圖4到8中最清楚地看出的那樣，夾緊件14分別有第一和第二端30和32，一根縱向的軸線34穿過該第一和第二端延伸，一個連續的周邊壁36完全包圍著該軸線34。該壁36由第一端30伸展到第二端32，其外表面有三個等間隔的相對較平的側面38，這些側面被三個等間隔的圓滑的角部40連接起來，從而形成一個有三個側面的多面體。要注意到，該壁36的外表面由第一端30朝向第二端32時偏離軸線34而向外擴張或傾斜，但是，並非一定要這樣作。壁36包括一個內表面，它形成一個內部的腔室42，此腔室由第二端32伸展到在第一端30的端壁44。通過端壁44與軸線34共軸地形成了一個間隙孔46，用來容納螺栓22。壁36的內表面包括三個中凹的第一通道48，每個通道的半徑比將要夾緊於該導線連接器10中的最大的第一導電體18的半徑稍大一些。三個第一通道48由端壁44離開軸線34而向外擴張，並延伸到第二端32。每個第一通道48包括一個短的坡口50，如在圖8中最清楚地看到的那樣，用作對於第一導電體18的引入口，以減少在安裝導線連接器10和使用過程中使導電體產生缺口的可能。每個第一通道48在它的每個側面上包括一個接合表面52，其用處將在後面解釋。壁36的內表面還包括三個中凹的第二通道54，每個通道的半徑比將要夾緊在該導線連接器10中的最大的第二導電體20的半徑稍大一些。三個第二通道54由端壁44離開軸線34而向外擴張並伸展到第二端32。三個第二通道在向外朝向第二端處時僅只稍微擴張，以便在部件的鑄造過程中提供一個適當的拔模角。每個第二通道54在它的每個側面上包括一個接合表面56，如在圖6和8中最清楚地看到的那樣，其用處將在後面解釋，並在鄰近第二端32包括一個坡口表面58，用作對於第二導電體20的引入口。要注意，壁36的形成內腔42的內表面的第一和第二通道交替隔開，使每個第二通道54處於兩個第一通道48之間。第一通道48被設置成能容納尺寸由#4號到#1/0號的電線，這些通道有比第二通道54更大的半徑，第二通道被設置成容納尺寸由#12號到#14號的電線。夾緊件14由高強度鋁合金，鋼或銅鑄造而成。
如圖9到12中所示，楔形件16包括三個第三通道64，它們由第一端66伸展到該楔形件的第二端68，並在朝向第二端時相互擴張開。該第三通道的擴張程度與夾緊件14中的第一通道48的擴張程度基本相同。每個第三通道64在它的每一側包括一個接合表面70，當楔形件被裝配到夾緊件上而在各自的第一通道中沒有第一導電體時，用來與夾緊件14的各自接合表面52緊靠著接合在一起。該楔形件16包括三個第四通道72，它們由第一端66向第二端68伸展，並在朝向第二端時相互擴張開，其程度與夾緊件14的第二通道54的擴張程度相同。每個第四通道72在它的每一側包括一個接合表面74，當楔形件被裝配到夾緊件上而在各自的第二通道中沒有第二導電體時，用來與夾緊件14的各自接合表面56緊靠著接合在一起。第三和第四通道64和72被分別設置成與第一和第二通道48和54的間隔相對應，從而使得當楔形件16與夾緊件14處於工作的接合狀態時(如圖1和2中所示)，每個第三通道與各自的第一通道處於互相面對的狀態，而每個第四通道與各自的第二通道處於互相面對的狀態。每個第三和第四通道64和72都分別有一對坡口76和78，如在圖10和11中最清楚地看出的那樣，用作對於第一和第二導電體18和20的引入口，減少在安裝導線連接器10和使用過程中使導電體產生缺口的可能。在圖9，11和12中示出，當被裝配到夾緊件14上時，一個間隙孔80穿過楔形件16而與軸線34共軸延伸，如圖1和2中所示。該孔80與一個六角形的開孔82相交，如在圖3和12中最清楚地看出的那樣，該孔的尺寸做成可以容納螺母24。螺母24最好為與開孔82稍微帶有一點緊壓配合。楔形件16的一種可供選擇的改型為該間隙孔80可以是一個有螺紋的孔，以便用擰螺絲的方式容納螺栓22。當然，這種改型可以不再需要螺母24。該楔形件對於被連接起來的第一和第二導電體提供了主要的電流通道，因此該件必須由高度導電的低電阻材料製成。它可以由鋁合金，銅合金，或任何適當的導電材料製成。
如圖13，14和15中所示，覆蓋件12有一個封閉的端部90和一個側壁92，該側壁由封閉端延伸，並向外傾斜，終止於帶有遮蓋板96的接合部94。遮蓋板96有基本上直的側面，終端為一個開口端98。該開口端提供了進入該覆蓋件12的內部腔室100的入口，如在圖15中最清楚地看出的那樣，它被設計成可容納組裝起來的夾緊件14，楔形件16和螺栓22，如圖1和2中所示。有三個插銷102，沿覆蓋件12的內壁均勻地分布，每個插銷都有一個朝向開口端98的凸出表面104和一個朝向封閉端90的插銷表面106。儘管在本示例中示出了三個插銷，也可以採用單一的插銷102，而不偏離本發明的內容。三個這樣的插銷使覆蓋件可以更可靠地鎖住，然而，當要把該覆蓋件12移去時，三個插銷將比單一的插銷更難以同時鬆開。在遮蓋板96中和在每個插銷102的相對著的側面上並緊靠著每個插銷的一部分壁92中形成了一對狹縫108。在每對狹縫108之間的那部分壁有足夠的彈性，使得當把夾緊件14插入腔100中並隨後卡住夾緊件14的第二端32時，插銷可以彈性地向外偏離。該覆蓋件12可以由任何有良好絕緣性能的適合的塑料製成。
在使用時，如圖16中所示，把該導電連接器10部分地組裝起來，使楔形件16的端部68伸出夾緊件14的端部32。使螺栓22處於與螺母24鬆開螺扣接合的狀態，使得夾緊件和楔形件相互咬合地固定，通過以箭頭A的方向推動螺栓22而使楔形件16向外伸展，如圖所示。把一根第二導電體20插進第二通道54之一與相對的第四通道72之間的空間中。隨後，把兩根第一導電體18插進第一通道48中的兩個與它們相應的相對的第三通道64之間的空間中。把導電體18和20完全插入到該組件中，隨後，仔細地把楔形件16進一步推進到夾緊件的內腔42中，填滿間隙，再把螺栓進一步擰進螺母24，並擰緊。當把螺栓擰緊時，楔形件16的第三和第四通道隨之滑動而與它們各自的第一和第二導電體18和20相接合。當螺栓22和螺母24迫使楔形件進一步進入腔42時，在導電體與楔形件之間產生一種擦抹作用。這種擦抹作用會破壞在與楔形件相接觸的導電體的外表面上存在的任何氧化層。另外，當把螺栓擰緊時，第一和第二導電體18和20在通道48和54中的那些部分被迫使在它們各自的第三和第四通道64和72的基本整個長度上(在本示例中大約為1.250英寸)實現緊密的電接觸。稍軟一些的導電體18和20在楔形件通道64和72內與各自的夾緊件通道48和54之間被強力地夾住，以至它們相對於通道表面稍微變形，從而在相對較大的表面積上實現了良好的電接觸。將會理解到，這們實現連接的電流通道是通過楔形件的。在第一和第二通道48和54中沒有導電體的任何一種情況下，楔形件接合表面70或74緊壓著與它們各自的夾緊件接合表面52和56而接合，從而使該楔形件與夾緊件的中心基本保持對準，如圖2中所示。隨後，把組裝起來的夾緊件和楔形件插入到覆蓋件12的腔100中。覆蓋件12的內部尺寸和形狀與夾緊件14的外側相適應，從而當把夾緊件和楔形件插入時，每個插銷102的凸出表面104與夾緊件14的平坦的側面38相接合。當繼續插入時，凸出表面104騎在斜坡的表面38上，使插銷102向外偏離，直到把夾緊件完全插入到腔中。這時，插銷102彈性地回扣到它們原來的位置，插銷表面106與夾緊件的端部32相互鎖定，如圖1和2中所示。遮蓋板96明顯地越過夾緊件的端部32和楔形件的端部68而伸展，形成一個消除形變的部位，並保護靠近導線連接器10的導電體18和20。這樣可幫助防止在安裝或後來的維護過程中由於對導電體的粗心的處理而使導電體產生偶然的扭結。遮蓋板為防止不經意的短路而提供額外的保護。
儘管在本示例中對導線連接器10描述了有三個側面的多面體結構，但是，在實施本發明時可以採用兩個側面或四個或更多的側面的多面體結構。在有兩個側面的多面體結構的情況下，導線連接器可以容納多到兩根第一導電體18和多到兩根第二導電體20。有四個側面的多面體結構可以容納多到四根第一導電體18和多到四根第二導電體20，以此類推。要注意，在一個給定的導線連接器中，並不一定要使用所有的導電體通道。另外，儘管在本示例中設置了帶有一個間隙孔46的端壁44，但是，如果內部腔室42完全穿過夾緊件14伸展，從而使第一和第二端部都是開口的，也可以不需要該端壁。在這種情況下，螺栓22必須包括一個墊片，或有一個足夠大的頭部，以便在組裝該導線連接器時與端部30的表面相接合。還有，為了採用本發明的夾緊件14和楔形件16，螺栓22不是必須採用的。可以採用一種外部工具迫使楔形件進入夾緊件的內部，或者利用摩擦力，或者利用其它緊固件(比如鉚釘)把楔形件和夾緊件固定在被組裝起來的位置。另外，用高強度的有良好絕緣性能的塑料製作夾緊件14，可以去掉覆蓋件12。在這種情況下，螺栓22的頭部可能必須位於夾緊件的一個埋頭孔中，以便減少該頭部對相鄰裝置發生短路的危險。
本發明的一個重要的優點在於，對於每個導電體提供了顯著的更大的電接觸面積，並在組裝的過程中，在楔形件與導電體之間有一種擦抹作用，把可能存在的任何氧化層破壞掉。導電體與導電體之間沒有接觸，從而避免了不同金屬的問題。另外，絕緣的覆蓋件保護該導線連接器不會短路，在沒有專門工具的現場，整個連接器很容易組裝和拆開。
權利要求
1.一種用來把至少一個第一導電體(18)和一個第二導電體(20)在電氣上連接起來的電力導線連接器(10)，它包括一個夾緊件(14)，此件有一個第一端(30)，一個第二端(32)，和一根通過所述第一端和第二端延伸的縱向軸線(34)；還包括有一個內腔(42)的一個周邊壁(36)；在所述內腔中形成的一個基本上直的第一導電體容納通道(48)和一個基本上直的第二導電體容納通道(54)，所述第一和第二通道(48，54)由所述第一端(30)延伸到所述第二端(32)，並且，所述第一通道由所述第一端朝向所述第二端(32)時遠離所述軸線而向外擴張，以及包括一個楔形件(16)，該件有一個第三通道和一個第四通道，所述楔形件(16)以一種被封閉的狀態被形狀一致地容納在所述夾緊件(14)的所述內腔(42)中，其中所述第三通道(64)與所述第一通道(48)處於互相面對的狀態，用來在其中容納並夾緊第一導電體(18)，而所述第四通道(72)與所述第二通道(54)處於互相面對的狀態，用來在其中容納並夾緊第二導電體(20)，該導線連接器的特徵在於，所述周邊壁(36)完全包圍著所述軸線(34)，而所述夾緊件(14)包括多個所述第一通道(48)和多個所述第二通道(54)，所述楔形件(16)包括多個與所述第一和第二通道相對應的第三和第四通道(64，72)，從而當把所述楔形件(16)移進到所述夾緊件(14)的所述關閉狀態時，所述第一和第二導電體(18，20)被夾緊在所述夾緊件(14)和所述楔形件(16)的各自的通道中。
2.按照權利要求1所述的導線連接器(10)，其特徵在於，每個所述第一和第二通道(48，54)是在所述夾緊件(14)的內表面上形成的一個中凹的表面。
3.按照權利要求2所述的導線連接器(10)，其特徵在於，每個所述第三和第四通道(64，72)為在所述楔形件(16)的外表面上形成的一個中凹的表面。
4.按照權利要求3所述的導線連接器(10)，其特徵在於，所述楔形件(16)的每個所述第三通道(64)在它的每個側面上包括一個接合表面(70)，它們被用來當在所述第三通道中沒有第一導電體(18)時與所述夾緊件(14)的所述壁(36)的所述內表面緊壓接合。
5.按照權利要求1所述的導線連接器(10)，其特徵在於，包括一個連接件(22)，它被用來迫使所述楔形件(16)進入所述夾緊件(14)的所述內部(48)，並進入所述被封閉狀態，所述連接件把所述楔形件(16)與夾緊件(14)緊固在一起。
6.按照權利要求5所述的導線連接器(10)，其特徵在於，所述連接件(22)包括一個螺栓，它穿過所述夾緊件(14)的所述第一端(30)，沿著所述軸線(34)延伸，與所述楔形件(16)中的一個螺紋孔(24)以螺紋接合。
7.按照權利要求1所述的導線連接器(10)，其特徵在於，包括一個電絕緣覆蓋件(12)，它的內部形狀與所述夾緊件(14)的外表面相配合，從而使得所述夾緊件(14)、處於所述封閉狀態的所述楔形件(16)、和把所述楔形件(16)緊固到所述夾緊件(14)上的所述螺栓(22)都被完全安置在所述覆蓋件(12)的所述內部。
8.按照權利要求7所述的導線連接器(10)，其特徵在於，所述覆蓋件(12)包括一個從它那時伸展的鎖定突出部(102)，它與所述夾緊件(14)實現壓配合，從而把所述覆蓋件(12)緊固到所述夾緊件(14)上。
9.按照權利要求1所述的導線連接器(10)，其特徵在於，所述夾緊件(14)有一個垂直於所述軸線(34)的截面，該截面基本上為一個多邊形。
10.按照權利要求9所述的導線連接器(10)，其特徵在於，所述截面基本上為有三個側邊的多邊形，所述夾緊件(14)有三個第一通道(48)和三個第二通道(54)。
全文摘要
提供了一種導線連接器(10),用來把兩根或多根導電體(18,20)在電路上連接在一起。該導線連接器包括一個有斜坡壁(36)的夾緊件(14),該壁完全包圍一個內腔(42)。該腔(42)含有用來容納導電體的通道(48,54)。設置了具有相似通道(64,72)的一個有斜坡的楔形件(16),它進入該腔(42)中,並把導電體(18,20)夾在夾緊件通道的表面和楔形件通道的表面之間,從而實現所要求的相互連接。一個螺栓(22)穿過夾緊件延伸而楔形件則用螺紋擰進一個螺母(24),以便把部件緊固在一起。設置了一個絕緣覆蓋件(12)滑過該組件,並把該組件鎖住。
文檔編號H01R4/50GK1177418SQ96192342
公開日1998年3月25日 申請日期1996年2月8日 優先權日1995年3月7日
發明者R·V·拉裡奇爾 申請人:惠特克公司