专利名称：用于机械及导电连接的连接元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于机械及导电连接一导电体的连接元件，该导电体在其外轮廓中具有一凹槽，所述连接元件的至少一支撑件可导入其中。
一种这类连接元件例如已由美国专利文件US 2,589,328公开，在已知的结构中，两个纵向延伸的导电体以端面相互连接。由于其作为管状的设计结构所述两个导体分别在其端面上具有凹槽。一连接元件的一些支撑件可导入到这些凹槽中。该连接元件基本上具有一旋转对称的结构并且与所述管状导体的直径相适配。所述连接元件是空心圆柱形构造，其中沿整个长度的内直径是恒定的以及该连接元件的外直径从一中央段开始向两端阶梯式地扩大。该连接元件沿其旋转轴具有一完全开通所述空心圆柱壁的缝隙。通过该缝隙在该连接元件的端部分别构成一可弹性变形的支撑件。这些端部支撑件可分别插入到两个导电体的管形孔中。在插接时所述支撑件弹性变形并且确保所述两个导电体的机械及导电连接。
所述支撑件的弹性变形限定了这类连接的机械载荷。只能以非常复杂的方式达到持久地确保这类连接所要求的机械稳定性。此外，这类连接不能充分地防止振动。因此例如可能由于振动而造成一导电体与其中一支撑件松脱开。
本发明所要解决的技术问题是提供一种前言所述类型的连接元件，其能实现在简单装配时与一导电体的机械及电的可靠连接。
上述技术问题按照本发明在一前言所述类型的连接元件中是这样得以解决的，即，所述至少一个支撑件为了夹紧在所述凹槽中可借助一操作元件来操纵。
通过借助一操作元件相宜地夹紧一支撑件可以实现相宜地调整所述支撑件朝所述凹槽壁施加的压紧力。所述用于夹紧的操作元件例如可以是螺栓、螺钉、螺母、适合的传动装置或也可以是工具。在恰当地选择所述操作元件时，所述连接元件可多次与一导电体连接或从一导电体上拆下。借助所述连接元件可根据所期望的载荷建立一种机械及导电的高负荷连接。
另外可有利地规定，所述至少一个支撑件可借助一种平行于其导入到所述凹槽中的方向定向的夹紧运动来夹紧。为此也可以选择，所述至少一个支撑件可借助一种垂直于其导入到所述凹槽中的方向定向的夹紧运动来夹紧。
通过一种平行或垂直于所属支撑件导入到所述凹槽中的方向定向的夹紧运动，可以采用一些结构上简单的工具来产生所述夹紧运动。可以将夹紧运动理解为一些构件的运动，这些运动是造成所述至少一个支撑件夹紧所必需的。
另外，也可有利地规定，所述至少一个支撑件的夹紧可通过相互相对运动的、以其楔形横截面相对设置的表面产生。
借助相互相对运动的、相互成楔形的表面可以在小尺寸时达到高的夹紧力。另外，两个楔形面的相对运动例如可以借助一些螺栓非常精确地调整。这类表面可以简单地制成坚固耐用的。
另外，在一有利的扩展设计中，所述表面为圆锥形表面。
圆锥形表面具有的优点是，它在一极小的结构空间基础上建立一极大的表面。另外，圆锥形表面由于其自身的对中特性可方便地安装。此外，一圆锥形表面在其对一电场的介电影响方面也是有利的构造。
在一有利的扩展设计中，所述连接元件具有至少一个第一及至少一个第二支撑件，它们分别与一个第一及一个第二导电体对应配设。
一种如此设计的连接元件可以用作导电体之间的耦合件。由此所述导体本身不再需要装备一连接元件。因此所述导电体可以以简单的方式制造。
另外，也可以有利地规定，在所述连接元件上设置一用于所述导电体的支撑装置。
为了支撑和承载所述导电体而设置一些支撑装置。通过在所述连接元件上设置支撑装置可以取消在导电体本身上设置这类装置。由此所述导电体可彻底不带支撑装置并且通过所述连接元件的支撑件来承载。这样也可避免由于在导电体上设置支撑装置而产生附加的机械负荷。例如可以采用支撑绝缘子或盘形绝缘子作为支撑装置。
在另一有利的扩展设计中，所述导电体是一高压气体绝缘的管状导体的内导体。
这类连接元件特别适合用于连接高压气体绝缘的管状导体的内导体。这类管状导体必须能够在经过几十年后仍能可靠地相互连接设置在其内部的导电体。另外，这类管状导体的敷设应该经济地实现。通过按照本发明建议的连接元件，不仅达到成本低廉的安装目的，而且确保一种可靠而持久的连接一高压气体绝缘的管状导体的内导体的连接方式。
一种具有上述特征的连接元件及一导电体的导体结构可以有利地这样设计，所述导电体是一纵向延伸的导电体以及所述凹槽设置在其一个端侧上。另外也可以有利地规定，如上所述，在一导体结构的所述导电体是一管件。
纵向延伸的导电体、尤其是管状导电体的端侧的机械及电连接可以借助上面描述的连接元件以简单的方式实现。该连接元件可以构造得非常紧凑，使得其可以与所述纵向延伸的导电体的外轮廓相适配，例如与一管状导电体的外半径相适配。尤其在采用一些管件时不必费事地处理其端面，因为所述规定用于夹紧的支撑件简单地伸入到所述管形孔中并且可以在那儿压紧。
下面借助附图中所示的实施方式简略表示本发明并且对本发明予以详细描述。附图中
图1表示一连接元件的第一种设计方案；图2表示一连接元件的第二种设计方案；图3表示一连接元件的第三种设计方案；图4表示一连接元件的第四种设计方案；图5表示一连接元件的第五种设计方案；图6表示一连接元件的第六种设计方案。
附图中起同类作用的构件均用相同的附图标记来表示。
图1以剖面图表示一连接元件11的第一种设计方案。该设计方案的连接元件11将一个第一导电体12与一个第二导电体13连接起来。该第一导电体12及第二导电体13为管形结构并且同心地位置相对地设置。该导电体12，13例如是一个电能传输装置的导电体，所述电能传输装置例如是一气体绝缘的管状导体、一气体绝缘的开关装置、一电缆或一汇流排装置。该第一种设计方案的连接元件11在端面连接第一导电体12及第二导电体13。该第一设计方案的连接元件11的外轮廓这样设计，即，使得在已装配好的状态下所述第一导电体12及第二导电体13的外轮廓连续地构成。该第一设计方案的连接元件11设计为多件式的并且具有一第一主件11a及一第二主件11b。在该第一设计方案的连接元件11已装配好的状态下所述第一主件11a及第二主件11b的横截面构成一近似圆形的外轮廓。该第一种设计方案的连接元件11在所述第二主件11b处具有一第一支撑件14及一第二支撑件15。所述第一主件11a具有一第三支撑件16及一第四支撑件17。这些支撑件14，15，16和17基本上设计为一空心圆柱形的横截面并且分别在该第一种设计方案的连接元件11的端面处，也就是说，它们如此设置，使得它们伸入到所述第一导电体12及第二导电体13的管形孔中。在所述第二主件11b中加工一些在其中导入螺栓18a，18b，18c的螺纹孔。这些螺栓18a，18b，18c是操作元件，通过它们可将所述支撑件14，15，16和17夹紧到所述导电体12，13的凹槽(管形孔)。这些螺栓18a，18b，18c支撑在连接元件11的第一主件11a上。通过旋转这些螺栓18a，18b，18c可以使所述第二主件11b相对于第一主件11a移动，也就是说，所述第一主件11a和第二主件11b之间的相对运动垂直于所述支撑件14，15，16和17导入到导电体12，13的凹槽中的插入方向地进行。在所述第一主件11a和第二主件11b之间设置多个弹性元件19a，19b，19c。通过在对螺栓18a，18b，18c卸载时这些弹性元件19a，19b，19c将第二主件11b与第一主件11a间隔开，而有助于在安装时提高该第一种设计方案的连接元件11的可操作性。在第一种设计方案的连接元件11的第一主件11b中设置一可在其中固定一支撑绝缘子的凹槽20(参见图4)。
图2表示一连接元件21的第二种设计方案的剖面图。该第二种方案的连接元件21将一个导电体12与一个第二导电体13连接起来。该第二种方案的连接元件21设计为空心圆柱体形并且在其自由端设有一第五支撑元件22及一第六支撑元件23。第五和第六支撑元件22，23具有一圆柱形的外轮廓。该第五支撑元件22及第六支撑元件23的外轮廓的直径大约相当于第一导电体12及第二导电体13的管形孔的直径。在该第二种方案的连接元件21的中央区段中，该第二种方案的基本上为圆柱形连接元件21具有大约与所述第一导电体12及第二导电体13相同的直径。所述设计为空心圆柱形的第五和第六支撑件22，23的内径设计为向该连接元件21的中央区段的方向锥形地缩小。一圆锥形的第一截锥体24装入到第五支撑件22的呈锥形的孔中。一圆锥形的第二截锥体25装入到第六支撑件23的呈锥形的孔中。第一截锥体24及第二截锥体25分别具有一同心设置的旋入到一共同的夹紧装置26中的螺栓。通过所述夹紧装置26的旋转运动不仅第一截锥体24而且第二截锥体25可沿连接元件21的中央区段的方向移动到第五支撑件22和第六支撑件23的各自锥形孔中。截锥体24，25的用于夹紧第五支撑件22和第六支撑件23所需的夹紧运动平行于第五和第六支撑件22，23导入到导电体12，13的凹槽中的方向地定向。为了产生所述夹紧装置26的旋转运动，在该夹紧装置26上可安装一齿轮28，该齿轮通过一孔29穿过所述第二种设计方案的连接元件21的壁。该齿轮28可在该第二种设计方案的连接元件21之外驱动并且由此可移动所述夹紧装置26。在此可这样选择设计该齿轮28的支撑，即，它只在安装该第二种设计方案的连接元件21期间或持久地设置。通过使截锥体24，25运动到第五和第六支撑件22，23的锥形孔中使支撑件压靠到或夹紧到管形导电体12，13的内壁上。通过这种夹紧所述第一导电体12与第二导电体13通过连接元件21导电地接通以及机械刚性和抗拉地连接。
图3所示的第三种设计方案示出了图2所示连接元件的设计方案的一种变型方案。该第三种设计方案与第二种设计方案的不同之处在于，所述支撑件中的锥形角及截锥体的锥形角在其方向上是相反的，使得为了夹紧所述连接元件截锥体从该第三种设计方案的连接元件的中央区段向所述支撑件的自由端的方向移动。为了驱动第三种设计方案中的夹紧装置，该夹紧装置设有一锥形的齿环31。在该锥形齿环上可插装一可驱动的锥齿轮。该锥齿轮可持久地与所述连接元件对应配设或者也可以只是为安装目的引入到该第三种设计方案的连接元件内部。
图4中表示的一连接元件41的第四种设计方案具有一基体42。该基体42在其端面端具有一第一外锥段43及一第二外锥段44。这两个外锥段43，44分别起到支撑件的作用并且伸入到所述第一导电体12和第二导电体13的端面凹槽中。在第一外锥段43上安置一第一夹紧圆柱体45以及在第二外锥段44上安置一第二夹紧圆柱体46。该夹紧圆柱体45，46具有一比所述第一导电体12和第二导电体13的凹槽小一些的外直径。借助所述螺栓47，48第一夹紧圆柱体45以及第二夹紧圆柱体46可分别运动到所述两个外锥段43和44中的一个上。由于第一夹紧圆柱体45和第二夹紧圆柱体46的与外锥段43和44接触的表面设计为锥形，所以夹紧圆柱体45，46的外表面压靠到所述导电体12，13的内管形壁上。所述基体42具有一凹孔，以便实现夹紧所述螺栓47和48。该基体42的凹孔可借助一封闭元件49封闭。在安装所述封闭元件之后，连接元件41的外轮廓具有一基本上为圆柱形的外表面。在封闭元件49中加工一凹孔50。在该封闭元件49的凹孔50中例如可装入一支撑绝缘子51，该支撑绝缘子也可支撑一导电体。
图5表示一连接元件51的第五种设计方案的剖面图。第五种设计方案的连接元件51的功能相当于第二种设计方案的连接元件21。在该第五种设计方案中只是截锥体24，25的夹紧方式设计得不同。在该第五种设计方案的连接元件51的中央区段中设置一第一支撑壁52及一第二支撑壁53。第一截锥体24朝向第一支撑壁52支撑以及第二截锥体25朝向第二支撑壁53支撑。一个第一拉环(Zugschlaufe)54穿过所述第一截锥体24和第一支撑壁52。一个第二拉环(Zugschlaufe)55穿过所述第二截锥体25和第二支撑壁53。在所述第一支撑壁52的背离第一截锥体24的一侧上设置一牵引元件56。在所述第二支撑壁53的背离第二截锥体25的一侧上将一同类型的牵引元件57设置到所述拉环55中。牵引元件56，57的作用方式将借助与所述第一截锥体24对应配设的牵引元件56详细描述。该牵引元件56具有两个板件58a，58b，这两个板件这样彼此定向，即，两个呈锥形的表面位于总是位置相对侧上，因此构成两个呈锥形的方向相反的孔。在所述锥形孔中装入两个楔形件59a，59b，这两个楔形件可借助一螺栓60相对移动，也就是说，楔面将板件58a，58b的锥形面相互推移开。通过这种相互推离第一拉环54被张紧以及所述第一截锥体24被拉到第五支撑件22的锥形孔中。在此，截锥体24的用于夹紧第五支撑件22所需的夹紧运动平行于该第五支撑件22导入到所述第一导电体12的凹槽中的方向地定向。
除了在附图中所示出的两个导电体的直线连接方式，所述连接元件也适合用于连接呈角度相互对接的导体。此外，也可以规定，只使用该连接元件的局部区域(见图6)。
通过将图1至6中所示的各结构设计方案中的尤其关于所述锥形表面的驱动装置、支撑点、定向等不同特征相互组合，可以设计出其他不同的结构设计方案。
为了实现方便地安装，在所述连接元件的不同结构设计方案中的空心圆柱形区段可以设计成多件式，例如由两个、三个或多个半壳件构成。
权利要求
1.一种用于机械及导电连接一导电体(12，13)的连接元件(11，21，41，51)，该导电体在其外轮廓中具有一凹槽，所述连接元件(11，21，41，51)的至少一支撑件(14，15，16，17，23，24，44，45)可导入其中，其特征在于，所述至少一个支撑件为了夹紧在所述凹槽中可借助一操作元件(18，26，47，48，56，57)被操纵。
2.如权利要求1所述的连接元件(11，21，41，51)，其特征在于，所述至少一个支撑件(14，15，16，17，23，24，44，45)可借助一平行于其导入到所述凹槽中的方向定向的夹紧运动来夹紧。
3.如权利要求1所述的连接元件(11，21，41，51)，其特征在于，所述至少一个支撑件(14，15，16，17，23，24，44，45)可借助一垂直于其导入到所述凹槽中的方向定向的夹紧运动来夹紧。
4.如权利要求1至3中任一项所述的连接元件(11，21，41，51)，其特征在于，所述至少一个支撑件(23，24，44，45)的夹紧可通过相互相对运动的、其横断面楔形地相对设置的表面产生。
5.如权利要求4所述的连接元件(11，21，41，51)，其特征在于，所述表面为圆锥形表面(23，24，44，45)。
6.如权利要求1至5中任一项所述的连接元件(11，21，41，51)，其特征在于，所述连接元件(11，21，41，51)具有至少一个第一及至少一个第二支撑件(22，23)，它们分别对应配设给一个第一及一个第二导电体(13，14)。
7.如权利要求1至6中任一项所述的连接元件(11，21，41，51)，其特征在于，在所述连接元件(11，21，41，51)上设置一用于所述导电体(12，13)的支撑装置。
8.如权利要求1至7中任一项所述的连接元件(11，21，41，51)，其特征在于，所述导电体(12，13)是一高压气体绝缘的管状导体的内导体。
9.一种具有如权利要求1至8中任一项所述的一连接元件(11，21，41，51)及一导电体的导体结构，其特征在于，所述导电体是一纵向延伸的导电体(12，13)以及所述凹槽设置在其一个端侧。
10.一种具有如权利要求1至8中任一项所述的一连接元件(11，21，41，51)及一导电体的导体结构，其特征在于，所述导电体(12，13)是一管件。
全文摘要
本发明涉及一种用于机械及导电连接的连接元件(11，21，41，51)，其具有至少一个支撑件(14，15，16，17，23，24，44，45)，该支撑件可夹紧在加工在所述导电体(12，13)的外轮廓中的一凹槽中。所述至少一个支撑件可导入其中，按照本发明，所述至少一个支撑件在所述凹槽中的夹紧可借助操作元件(18，26，47，48，56，57)来进行。
文档编号H01R4/58GK1656649SQ03811752
公开日2005年8月17日 申请日期2003年4月29日 优先权日2002年6月13日
发明者冈瑟·舍弗纳 申请人:西门子公司