用于具有聚合物基质复合芯的导电电缆的锚定夹具的制作方法

如本发明的标题所指示，本发明涉及一种夹具，所述夹具用于拼接和电连接具有由多条铝股线环绕的树脂复合芯的类型的电缆。此类型的电缆通常通过其如下的英文首字母缩写而为我们所知：pmcc(polymermatrixcompositeconductor，聚合物基质复合导线)。

存在具有钢芯的acsr(aluminumconductorsteelreinforced，钢增强铝导线)导线，所述钢芯周围缠绕至少一层股线。pmcc型导线使用比acsr电缆的传统钢芯更强且更轻的碳纤维芯。此类型的电缆在高温下连续地操作，这意味着所述类型的电缆正在世界范围内取代较早期技术的电缆。本发明的夹具已被特别设计用于具有复合芯的导线，但其可以用于其它类型的导线。

背景技术：

多年前，提交本专利的公司开发了一种机器，其用于拧紧架空电线的导线电缆，特别是包括由在两个点之间拧紧的钢或复合电缆形成的芯的电缆。所述机器包括圆锥形保持构件，待安放的导线(2)的芯可以穿过所述圆锥形保持构件。前述保持构件仅在一个方向上起作用，使得当一个保持构件拉动电缆时，另一保持构件允许电缆自由地穿过。圆锥形保持件具有纵向空腔，所述纵向空腔在其端部中的一个端部处以三个或四个夹具位于其中的锥体的形式结束，这些夹具在内侧上为粗糙的，但在外侧上为平滑的；因此，当发生倾向于在圆锥形空腔的底部处插入夹具的(所述电缆或夹具自身的)移动时，保持穿过所述圆锥形保持件的电缆的中心股线。(es2276576第4列第58-67行)。

文件us3384704公开了一种用于拼接多股电缆的高压电连接器，其包括外拼接套筒，所述外拼接套筒具有以与套圈的端部隔开的关系安置的一对圆锥形固定抓件。文件wo98/59393也公开了一种用于将两条导线机械地连接和电连接在一起的电连接器。连接器包括外壳，其具有由限定两个抓紧表面的两个圆锥形抓件形成的可移动鄂部，所述两个抓紧表面用于啮合安置在形成电导线的圆形间隙的不同平面上的导线，使得所述两个圆锥形抓件在电缆上施加夹持压力，所述夹持压力越大，其从外端拉动越多。

文件us2007062718示出了一种用于具有复合芯的电缆的锚定夹具，所述锚定夹具用于机械地附接在其前部上具有连接器部件的柱塞的芯，所述连接器部件用于附接到耦合点且附接电缆的导线电线。其具有带有截头圆锥形间隙和一配置的内段，在所述截头圆锥形间隙内侧插入一系列狭长卡爪，所述截头圆锥形间隙和所述配置一起形成截锥体，所述截锥体的外侧相当于包封的区域且所述截锥体的内侧相当于圆柱形间隙。这些棘爪为个别元件，使得通过对其施加力，以使这些棘爪被引入到包封的圆锥形区域的底部中，这些棘爪倾向于减小现有内间隙的直径，使得复合芯在此包封主体中被捕获。

文件us2003194916公开了一种连接器，其用于由轴向地包括铝套筒的狭长钢管形成的电力线。

所述管经受机械压缩操作，使得内套筒被固定化，同时固持外电缆丝。

文件us7882629和us7348489公开了一种用于accc电缆的连接器，其表示用于具有钢芯的acsr型栓的类似紧固件的变型。两种类型的连接器通过电缆的芯机械地附接，借助于截头圆锥形衬套保持所述电缆，所述截头圆锥形衬套耦合到所述芯且在漏斗形间隙中被引入在保持件内侧，所述漏斗形间隙具有相当于所述衬套的外侧的圆锥形形状，使得芯的较小基部的拉动越大，芯锁到内漏斗外壳中越多。铝电线在芯进入其中的端部处连接到保持件，且在相对侧上，保持件具有机械紧固和电连接构件。

技术实现要素：

由具有复合芯的电缆提出的问题由此材料的机械性质确定，所述材料具有高抗张强度，但具有有限的抗压强度和非常低的扭转强度；此外，对芯做出的任何不规则的或周期性的变形在其整个使用寿命中减弱其抗拉响应。由于这个原因，此类型的电缆在它们用锚定夹具被紧固时存在问题，这是因为传统的锚定带来在芯的区域上施加异常压缩力，所述芯具有由锚定夹具限制的长度；且在紧固操作期间，当沿暴露表面在芯上施加不同压力时，在芯上存在扭矩(当段带螺纹时)和捏合力矩，这将明显地使其劣化。涉及具有多个现有片段的楔的解决方案具有以下问题，片段的外切截头圆锥形配置相当于其中引入它们的间隙的外切截头圆锥形配置，使得整个外表面接触间隙的表面，这使得更难以将楔滑动到所述间隙中。

本发明提供一种具有主体的锚定夹具，所述主体允许外铝螺纹与连接刀片的外电拼接；同时锚定夹具具有复合芯的内楔形夹持元件，所述复合芯具有构成电缆的机械紧固构件的钢连接器部件的可变几何形状的锥体形状。根据本发明，此夹具具有：

由可成形材料和/或配置制成的管，其保护至少一个区域中的复合芯，所述复合芯的长度等于将经由夹具楔通过夹持和紧固而经受压缩力的长度。

具有特性配置和结构的夹具楔。其为具有一配置的可变数目个片段的元件，使得所述片段一起定义内间隙，所述内间隙的直径稍微小于电缆的护套管的直径，在楔的装配期间将其抓紧在外侧上，直到它们使其集成到复合芯中，使其不可能纵向移动。此楔具有相当于外壳主体的外部截头圆锥形配置；但是，根据本发明的特定特性，其外几何形状为可变的，使得仅摩擦一些外母线，而不是使整个外表面在外壳主体的间隙上摩擦，使得在此截头圆锥形主体内的滑动以较少摩擦的简单方式进行，因此实现更佳和更有效的抓紧，同时仍然使用短于任何其它常规锚定件的长度。每个楔具有基本上圆形区段，使得通过具有基本上小于每个楔插入到其中的间隙的半径的半径，仅在楔和一些母线(区域)上的间隙的壁之间进行接触，一些母线(区域)也具有可变宽度，其在相同的方向上随着整体限定的截锥体的区段而进行增大。

楔的前述外壳主体具有根据楔的内圆锥形外壳，使得当楔放置在接近可成形管和电缆的复合芯的位置时，芯从其与附接楔的较小基部对应的端部的任何拉动意味着其被进一步引入到外壳中，且因此，进一步夹持保护芯的可成形管，且结果，在芯上施加较大夹持力。此主体在其前区域上具有锚定夹具的钢柱塞紧固到的内带螺纹圆柱形区域，所述前区域与电缆通过其进入的区域相对，且因此，所述前区域面对具有所述主体的圆锥形外壳的较小基部的区域。

钢柱塞在其面对锚定楔的外壳主体的后端上具有待紧固到钢柱塞的带螺纹端部；同时相对端具有连接器部件，其形成夹具的紧固构件，且因此形成电缆的紧固构件。带螺纹后端紧接于波纹形区域，在其上夹具主体将被最终紧固；同时在连接器部件前面的前端具有将允许以密封方式紧固夹具主体的环管。

由铝制成的夹具的外主体具有狭长配置，其具有不同直径的两个圆柱形端部区域和中间圆锥形接合区域，这将所述夹具与现有设计区分，且避免了对于并入有使外管的直径适应于导线的直径所需的铝管的需要。第一圆柱形区域一旦被紧固到电缆芯就适应于钢柱塞的外侧。中间圆锥形区域具有内外壳，其具有根据锚定楔的圆锥形外壳的配置。对于位于后面的第二圆柱形区域，其具有根据导线电缆内间隙的内间隙。两个圆柱形区域压缩自身以分别建立夹具的柱塞的紧固和到导线的紧固。

夹具的主体的前端具有与其成一体的连接刀片，所述连接刀片具有朝向前端成角的突出体，其具有用于使相应抓紧构件通过的一系列孔，意味着使夹具能够紧固到转移主体，以便进行电连接，无关于连接器柱塞是否还包括电构件以及机械构件。

本发明的实质专注于可成形管，其保护在区域中的电缆的芯，在所述区域中必须在所述芯上施加压缩力，以便借助于抓紧夹具楔将其固定化；以及保护在所述楔的布置和配置中的电缆的芯，这允许此装置在不改变其尺寸的情况下采用芯和电缆的任何和所有直径。可成形管是由退火铝或在压缩下易于变形和具足够韧度的材料制成的元件；可成形管应具有促进其自适应和电缆的芯的压缩的纵向槽，将其整合以形成单个主体，所述单个主体可以以稳定得多的方式进行响应且对于芯的独自旋转具有较大保证，如在本发明的原型上进行的不同测试和试验中可以被验证。

楔由材料的细线接合在一起的多个片段构成，当包封组装件的主体内侧进行压缩或推动时，楔通过这些线变形，适应于所述包封和电缆的芯的保护管，变形且自身耦合。在优选的解决方案中，此楔由变薄且通过纵向开口分离的3条线接合的4个片段形成，一旦电缆的芯已由可成形管保护，就允许引入所述芯；以及施加压力，在为此目的而布置的圆锥形主体上的其外壳内的位置推动所述楔，直到它们将芯固定化在所期望位置，使得当电缆的拉力在芯上从外壳的后端拉动时，楔进一步夹持电缆，且因此，在不使芯受擦伤或损害的情况下将所述芯附接到放置在两个元件之间的可成形管。

我们由于此楔对于所述夹具恰当运行相当重要而重申，此楔整体具有可变几何形状的外部截头圆锥形配置。使用这种表述，我们将希望指示外表面不是完全圆形区段，但仅在特定区域中，在楔上径向地布置且均匀地分布，与所述特定区域中的每一个的中心母线重合，这限定了与外壳主体的间隙接触的母线(区域)，通过减小摩擦且实现更大和更有效的抓紧而极大地促进其内侧的滑动。

要注意的本发明的另一方面为构成夹具的主体的套筒的几何形状。夹具的主体是易于通过压缩而成形的元件，使得其可以紧固到锚定夹具的柱塞以及铝导线两者上。在具有不同直径的两个压缩端部区域之间，存在适应具有不同直径的两个区域的圆锥形区域，且所述圆锥形区域是楔和所述楔的包封所在之处，所述楔不经受外部压缩力。

本发明还提供一种用于将具有复合芯的铝电缆紧固到锚定夹具的方法，以及一种在此方法期间施加预拉力的工具。所述方法包括暴露外部电线的复合芯段的第一步骤，所述外部电线覆盖所述复合芯段，包覆夹具的主体中的电缆和楔外壳中的芯，直到其较小直径(等于电缆的外径)的后端紧靠铝电线。接下来，将可成形管引入到芯中且将楔的组件引入到其包封中，继续进行手动地推动它们直到它们紧靠所述包封；且借助于同时附接或通过端部拉动芯的工具，推动在其包封内的楔，在已形成的管和复合芯的组装件上施加楔的预压缩力，因此阻止在复合芯上施加扭转。如果带螺纹元件用于施加此预压缩力，那么会施加此扭转，与其它设计的情况下一样。如果芯从所述包封伸出，那么芯在锚定夹具的柱塞旋拧到其上之前在其口部之处被切割，一直到以在其后端上的带螺纹区域被标记的限制。一旦楔将芯和其包封紧固到夹具的柱塞，然后就将夹具的主体紧固到所述柱塞上的现有环管，且此后，将夹具主体按压到两个端部圆柱形区域中，所述端部圆柱形区域通过与芯的附接楔的包封重合的截头圆锥形区域而分离；将更宽的前区域按压到夹具的柱塞中且将更窄的后区域按压在楔的包封外侧的电缆上，使得其仅影响铝电线且几乎不在中心芯上施加压力。一旦将夹具紧固到电缆，然后就将其通过连接器部件(夹具的柱塞在所述连接器部件上结束)机械地固定化，且借助于相关联的连接刀片电连接到夹具的主体。

此夹具的优点首先在于在电缆的端部上所述夹具的紧固过程的简单性；且还值得注意的是拉力的显著增大，其可以支持这种解决方案，这仅仅由于包括保护复合芯的可成形管、其紧固楔的特殊设计以及借助于预拉力工具紧固楔的方法，这阻止扭转施加到芯且因此阻止使其减弱。可以使用除钢以外的材料用于其大部分组件会改善包括夹具的不同部分之间的连接和耦合；同时，这些材料促进其制造且使其成本较低。

附图说明

为了补充正在提供的说明书且为了促进对本发明的特性的理解，提供随附到本说明书的一组附图，出于图示且不加限制的目的，附图表示如下：

图1示出用于具有复合芯的电缆的锚定夹具的平面图和正视图。

图2示出此夹具的透视图。

图3和图4分别示出此夹具的纵向横截面和其中间区的详细视图，在所述中间区中紧固楔(4)起作用。

图5示出透视图，其中此夹具的所有元件在安放位置展开。

图6示出构成本发明的基本部分中的一个部分的可成形管(5)和楔(4)的详细视图。

图7示出楔(4)在接近其较小基部的点处的横向横截面。

图8和图9示出来自包封(3)的区域(31)(其包括芯(2)的紧固楔(4))的不同平面的通过可成形管(5)的纵向区段。

图10和图11示出被设计成通过预压缩过程将夹具安放在电缆的芯上的工具(10)的一般透视图和纵向横截面，其中楔(4)和管(5)在操作位置。

具体实施方式

如在所参考的附图中可以观察到，本发明的夹具用于锚定电缆(1)，所述电缆(1)由在复合芯(2)周围轧制的多条铝电线形成。机械附接必须专门地在芯(2)上进行，同时电连接必须通过包覆核心的导电部分建立，使得此夹具集成这两个功能：一方面，用以将芯(2)接合到在允许连接器部件(64)附接到耦合点的连接器部件(64)的前端上的钢柱塞(6)，且另一方面，用以将电缆(1)的电线束连接到连接刀片(8)，所述连接刀片(8)具有用于使相应抓紧构件通过的一系列孔(81)，使夹具能够紧固到衍生主体。

构成芯(2)到柱塞(6)的机械抓紧装置的元件由楔(4)构成，且容纳在具有至少一个圆锥形区域(31)的包封(3)中，所述圆锥形区域(31)具有到柱塞(6)的耦合构件。管(5)位在楔(4)和芯(2)之间，管(5)的内径基本上等于芯的内径，使得与所述楔(4)一起，管(5)符合本发明的开发的主要功能。

此外，允许电缆(1)的外部铝电线电连接到连接刀片(8)的元件是与所述刀片(8)焊接的夹具主体(7)以及与主体(7)也接合到的柱塞(6)，夹具主体(7)和柱塞(6)在连接电缆时形成允许机械夹持和其电衍生作用的组装件。

楔(4)的包封(3)具有截头圆锥形配置的第一后区域(31)，其中较小基部的外径对应于电缆(1)的外径。所述包封(3)的前区域为圆柱形，且包含适合于将柱塞(6)的端部(63)与其紧固的带螺纹区域(32)。

楔(4)具有截头圆锥形配置，其具有根据包封(3)的外部配置和并入有电缆的芯(2)(且更具体来说，保护此区域中的芯的管(5))的内部间隙(45)。此楔(4)通过变薄线(43)而由若干片段构成，2个或3个或更多个片段(在附图中4个)。变薄区域(43)存在于两个连续片段之间的位于分离的窗口(42)下的间隙(45)周围，两个连续的片段形成具有纵向开口(44)的包封的主体。此配置允许通过将楔(4)适配到包封(3)中且接收导致其接近的压力来进行略微调节，这减小锥体的周长，使变薄线(43)略微变形和/或闭合纵向分离窗口(42、44)。

如图6到图9中所示出，例如，此楔(4)具有外部配置，其类似于具有根据外壳主体(31)(圆锥形区域)的尺寸的片段或截头圆锥形花萼形。此些片段中的每一个片段具有基本上圆形区段(41)，且由于每个片段具有特定几何形状，所以它们的半径基本上小于其插入到的部分(31)(圆锥形区域)的间隙的半径；仅在每个片段和在母线(区域)上的间隙的壁之间发生接触，这由于在(每个片段和间隙的)半径之间的比率减小而引起接触区域的宽度的逐渐增大，其以相同的方式增大它们整体限定的截锥体区段，使得更加易于发生楔(4)到包封(3)中的滑动，且因此实现管(5)的更佳和更有效的抓紧，且因此实现芯(2)的更佳和更有效的抓紧。

将小型可成形管(5)放置在芯(2)和楔(4)之间，这是由于其制造材料和其配置，在此情况下其设置有母线槽(51)，当其容纳在主体(3)中时，当通过楔(4)以均匀方式在其上施加压力时，所述母线槽(51)略微减小其内径。此管(5)在本开发中具有非常重要的目的，包括保护区域中的复合芯(2)，在所述区域中其将经受允许其抓紧和紧固到锚定夹具的压缩力。

楔(4)可以由金属材料或另一材料制成，所述金属材料是例如铝或钢。管(5)可以由退火铝或具有足够韧度的可成形材料制成。

一方面，柱塞(6)与包封(3)耦合，所述包封(3)包括锚定电缆的芯(2)的内部楔(4)；而另一方面，柱塞(6)定义夹具的主体(7)的紧固构件和锚定夹具的连接部件。此柱塞(6)在其后端上具有在带螺纹区域(63)中结束的圆柱形主体，所述后端的带螺纹区域(63)与包封(3)的区域(32)耦合；接着，其具有夹具的主体(7)紧固到的波浪形或粗糙表面(61)，以便在图1所标记的区域中压缩段的外侧。此元件包括与主体(7)的前部耦合的环管(62)，其中插入密封衬垫(9)和形成夹具的连接器部件的端部(64)，所述连接器部件允许其附接到锚定点。

在图1至图3中观察夹具的主体(7)。主体(7)具有通过截头圆锥形区域(72)分离的两个圆柱形区域(71、73)。前区域(71)具有根据其紧固于之上的柱塞(6)的区域(61)的内径，在图1中的箭头之间的标记区域中的外侧上使其夹持，使得其在此区域中挤压和接合两个元件(6-7)。截头圆锥形区域(72)并入有芯的保持机构，其由楔(4)、包封(3)和管(5)形成(参见图4)。区域(73)的内径等于电缆(1)的内径，通过将区域(73)夹持在图1中的两个箭头之间的标记区域中的外侧上使其紧固到电缆(1)；因此，铝导线被集成且与主体(7)紧密接触，所述主体(7)也由铝机械地形成或通过模塑三个区域(71、72、73)而制成，使得不存在焊接接头，或者因此，在导线上不存在热点。夹具的主体(7)的此特殊形状避免了并入有内铝衬套以使其直径适应于导线的直径的需要，且其存在于其它设计中。

夹具的主体(7)具有紧接于其前端的连接刀片(8)，所述连接刀片(8)具有用于使相应抓紧构件通过的一系列孔(81)，使夹具能够紧固到到衍生主体。在主体(7)与环管(62)耦合的边缘上在刀片(8)的前方放置密封衬垫(9)。

此夹具的组装现场进行，如图5中所示出。所述方法包括第一步骤，其包括暴露电缆(1)的复合芯(2)，且将夹具的主体(7)包覆在导线周围，其中连接刀片朝向组装件的外侧。接着，将包封(3)插入到芯(2)的电线的无铝线段中，直到所述包封紧靠它们的边缘；将芯(2)上的可成形管(5)也引入到包封(3)和楔(4)中，安放在管(5)周围，继续进行以推动它们直到它们紧靠包封(3)的圆锥形底部(31)(圆锥形区域)，在不使其扭转的情况下施加预压缩力，使得使用图9中所示出的工具(其同时在其端部处附接芯(2)端部)在圆锥形区域(31)内侧推动楔(4)。一旦具有楔(4)的核心以适当压力被保持在包封(3)中，就将柱塞(6)旋拧到其上，芯的端部伸出到存在于带螺纹区域(63)的中心中的小型外壳(65)中。移动夹具的主体(7)，直到前端面对环管(62)，小心将密封衬垫(9)放置在主体(7)和环管(62)之间。在此位置按压所述主体(7)的圆柱形区域(71)和圆柱形区域(73)，以分别建立与夹具的柱塞(6)和电缆(1)的铝电线的接触。最终阶段包括将柱塞(6)的连接器部件(64)附接到适当的耦合点，且通过集成到主体(7)的连接器刀片(8)进行电连接。

在图10和图11中，观察工具(10)在不扭转的情况下，其促进芯(2)相对于施加预压缩力的楔(4)的包封(3)的固定化操作。此工具为简单的气动泵(102)，借助于控制杆(103)对气动泵(102)施加压力，所述控制杆(103)具有在芯(2)上拉动的弹簧(101)，同时工具具有中空的推棒，在中空的推棒内侧已引入芯(2)，使得中空的推棒在楔(4)的最终外壳中施加预压缩力将楔(4)的组装件推到包封(3)中，同时其紧靠包封复合芯(2)的导线的边缘。此工具施加在楔(4)上的预压缩力足以保持芯(2)，直到通过旋拧包封(3)上的柱塞(6)而实现最终夹持；类似于在其它常规系统中，阻止柱塞(6)对芯(2)的扭转施加力，这是因为构成芯(2)的材料对此类型的力非常敏感；使得使用此组装技术，芯仅经受通过保护芯的可成形管(5)传动的压缩力。