专利名称：改进的电力导线连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于配电系统的导线连接器，这种类型的连接器有一个外面夹紧件和一个楔形件，用来连接两个或多个导电体。
当按线路把电力配送到一系列电气装置(比如路灯)时，要把电力导电体引入该单元的基座中，在电气上和一个分支导线和另一个电力导线相连接，该分支导线连接到电灯本身上，而另一个电力导电体则连接到下一个路灯上。如果电线尺寸的总和不太大，可以用导线螺母实现电连接，或者，更典型地，可以用一种连接器块或一个开口螺栓连接器实现电连接。连接器块是一个金属块，其中形成了用来容纳被互相连接的各别导电体的孔。每个孔有一个定位螺丝，与孔以直角相交，用来将该导电体紧固，并把它固定在连接器块中。然而，该定位螺丝会损坏导电体的表面，并且，导电体与孔的内表面之间的接触面积的长度相对较小。当把导电体插入到孔中，并把定位螺丝拧紧时，在导电体和孔的表面上存在的任何氧化层都仍将形成比在没有氧化层存在的情况下有更高电阻的通路。在定位螺丝与导电体之间的接触点是唯一的低电阻接触。在另一方面，开口螺栓装置采用了螺母与螺栓的结构，其中螺栓是开口的，用来容纳被连接的导电体。把导电体插入到开口螺栓中的孔中，并把螺母拧紧，迫使导电体靠着螺栓的头部。和用连接器块的情况一样，所存在的任何氧化层将被封闭在连接器中，形成一种高电阻的接触，并且，螺母会损坏导电体的表面。这种结构要求把导电体彼此相对夹紧，从而如果它们是不同的材料，可能会出现电化锈蚀的问题。另外，电接触的表面积相对较小。
因此需要一种导线连接器，它分别夹紧每个导电体，而在导电体被彼此连接起来时提供一种擦抹作用以除去任何可能存在的氧化物，而不会对导电体造成损伤，并且，对电接触提供一个相对较大的面积，确保适当的电流流过该导电体。
公开了一种电力导线连接器，它用来把至少一个第一导电体和一个第二导电体在电气上连接起来。该导线连接器包括一个夹紧件，此件有一个第一端，一个第二端，和一根通过第一端和第二端伸展的纵向轴线。一个连续的周边壁由第一端伸展到第二端，完全包围住轴线。该壁有一个外表面和确定一个内腔的一个内表面。在内壁中形成了一个基本上直的第一导电体容纳通道和一个基本上直的第二导电体容纳通道。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时偏离轴线而向外扩张。提供了一个楔形件，该件有一个第三通道和一个第四通道。该楔形件以一种封闭的状态被形状一致地容纳在夹紧件的内腔中，其中第三通道与第一通道处于互相面对的状态，用来在其中容纳并夹紧第一导电体，而第四通道与第二通道处于互相面对的状态，用来在其中容纳并夹紧第二导电体。设置了一个连接件，用来迫使楔形件进入夹紧件的内部空间中，并进入被封闭的位置，该连接件把楔形件与夹紧件紧固在一起。随着在夹紧件中把楔形件移进到封闭状态，第一和第二导电体也就被夹紧到夹紧件和楔形件的各自通道中。
现在将以示例的方式参考附图来描述本发明的实施例，在附图中有
图1为体现本发明的内容的一种导线连接器的侧视图；图2为图1中所示的导线连接器的端视图；图3为图1中所示的导线连接器的部件分解等角投影图；图4，5和6分别为夹紧件的左侧视图，前视图和右侧视图；图7为图4中所示的夹紧件的等角投影图；图8为沿着图7中的8-8线所取的剖面图；图9和10分别为楔形件的左端视图和前视图；图11为图9中所示的楔形件的等角投影图；图12为沿着图11中的12-12线所取的剖面图；图13和14分别为覆盖件的左端视图和前视图；图14为沿着图13中的15-15线所取的剖面等角投影图；以及图16为被部分组装起来的导线连接器的等角投影图。
在图1，2和3中示出一种导线连接器10，它有一个外面的绝缘覆盖件12，一个夹紧件14和一个楔形件16。该导线连接器10被设计用来在电气上把几个第一导电体18和几个第二导电体20彼此连接起来。尽管连接器10可以设计成能容纳大量的导电体，但是在如图所示的连接器10中可以容纳最多三个第一导电体和三个第二导电体，而在本示例中所示出的只有两个第一导电体和一个第二导电体。如将要解释的那样，其它构形的导线连接器10将可以容纳较少或较多的第一和第二导电体。借助于一个连接件(比如一个螺栓22和与之配合的螺母24)，夹紧件14和楔形件16以夹紧接合的方式与第一和第二导电体18和20紧固在一起，下面将更详细地解释。
如在图4到8中最清楚地看出的那样，夹紧件14分别有第一和第二端30和32，一根纵向的轴线34穿过该第一和第二端延伸，一个连续的周边壁36完全包围着该轴线34。该壁36由第一端30伸展到第二端32，其外表面有三个等间隔的相对较平的侧面38，这些侧面被三个等间隔的圆滑的角部40连接起来，从而形成一个有三个侧面的多面体。要注意到，该壁36的外表面由第一端30朝向第二端32时偏离轴线34而向外扩张或倾斜，但是，并非一定要这样作。壁36包括一个内表面，它形成一个内部的腔室42，此腔室由第二端32伸展到在第一端30的端壁44。通过端壁44与轴线34共轴地形成了一个间隙孔46，用来容纳螺栓22。壁36的内表面包括三个中凹的第一通道48，每个通道的半径比将要夹紧于该导线连接器10中的最大的第一导电体18的半径稍大一些。三个第一通道48由端壁44离开轴线34而向外扩张，并延伸到第二端32。每个第一通道48包括一个短的坡口50，如在图8中最清楚地看到的那样，用作对于第一导电体18的引入口，以减少在安装导线连接器10和使用过程中使导电体产生缺口的可能。每个第一通道48在它的每个侧面上包括一个接合表面52，其用处将在后面解释。壁36的内表面还包括三个中凹的第二通道54，每个通道的半径比将要夹紧在该导线连接器10中的最大的第二导电体20的半径稍大一些。三个第二通道54由端壁44离开轴线34而向外扩张并伸展到第二端32。三个第二通道在向外朝向第二端处时仅只稍微扩张，以便在部件的铸造过程中提供一个适当的拔模角。每个第二通道54在它的每个侧面上包括一个接合表面56，如在图6和8中最清楚地看到的那样，其用处将在后面解释，并在邻近第二端32包括一个坡口表面58，用作对于第二导电体20的引入口。要注意，壁36的形成内腔42的内表面的第一和第二通道交替隔开，使每个第二通道54处于两个第一通道48之间。第一通道48被设置成能容纳尺寸由#4号到#1/0号的电线，这些通道有比第二通道54更大的半径，第二通道被设置成容纳尺寸由#12号到#14号的电线。夹紧件14由高强度铝合金，钢或铜铸造而成。
如图9到12中所示，楔形件16包括三个第三通道64，它们由第一端66伸展到该楔形件的第二端68，并在朝向第二端时相互扩张开。该第三通道的扩张程度与夹紧件14中的第一通道48的扩张程度基本相同。每个第三通道64在它的每一侧包括一个接合表面70，当楔形件被装配到夹紧件上而在各自的第一通道中没有第一导电体时，用来与夹紧件14的各自接合表面52紧靠着接合在一起。该楔形件16包括三个第四通道72，它们由第一端66向第二端68伸展，并在朝向第二端时相互扩张开，其程度与夹紧件14的第二通道54的扩张程度相同。每个第四通道72在它的每一侧包括一个接合表面74，当楔形件被装配到夹紧件上而在各自的第二通道中没有第二导电体时，用来与夹紧件14的各自接合表面56紧靠着接合在一起。第三和第四通道64和72被分别设置成与第一和第二通道48和54的间隔相对应，从而使得当楔形件16与夹紧件14处于工作的接合状态时(如图1和2中所示)，每个第三通道与各自的第一通道处于互相面对的状态，而每个第四通道与各自的第二通道处于互相面对的状态。每个第三和第四通道64和72都分别有一对坡口76和78，如在图10和11中最清楚地看出的那样，用作对于第一和第二导电体18和20的引入口，减少在安装导线连接器10和使用过程中使导电体产生缺口的可能。在图9，11和12中示出，当被装配到夹紧件14上时，一个间隙孔80穿过楔形件16而与轴线34共轴延伸，如图1和2中所示。该孔80与一个六角形的开孔82相交，如在图3和12中最清楚地看出的那样，该孔的尺寸做成可以容纳螺母24。螺母24最好为与开孔82稍微带有一点紧压配合。楔形件16的一种可供选择的改型为该间隙孔80可以是一个有螺纹的孔，以便用拧螺丝的方式容纳螺栓22。当然，这种改型可以不再需要螺母24。该楔形件对于被连接起来的第一和第二导电体提供了主要的电流通道，因此该件必须由高度导电的低电阻材料制成。它可以由铝合金，铜合金，或任何适当的导电材料制成。
如图13，14和15中所示，覆盖件12有一个封闭的端部90和一个侧壁92，该侧壁由封闭端延伸，并向外倾斜，终止于带有遮盖板96的接合部94。遮盖板96有基本上直的侧面，终端为一个开口端98。该开口端提供了进入该覆盖件12的内部腔室100的入口，如在图15中最清楚地看出的那样，它被设计成可容纳组装起来的夹紧件14，楔形件16和螺栓22，如图1和2中所示。有三个插销102，沿覆盖件12的内壁均匀地分布，每个插销都有一个朝向开口端98的凸出表面104和一个朝向封闭端90的插销表面106。尽管在本示例中示出了三个插销，也可以采用单一的插销102，而不偏离本发明的内容。三个这样的插销使覆盖件可以更可靠地锁住，然而，当要把该覆盖件12移去时，三个插销将比单一的插销更难以同时松开。在遮盖板96中和在每个插销102的相对着的侧面上并紧靠着每个插销的一部分壁92中形成了一对狭缝108。在每对狭缝108之间的那部分壁有足够的弹性，使得当把夹紧件14插入腔100中并随后卡住夹紧件14的第二端32时，插销可以弹性地向外偏离。该覆盖件12可以由任何有良好绝缘性能的适合的塑料制成。
在使用时，如图16中所示，把该导电连接器10部分地组装起来，使楔形件16的端部68伸出夹紧件14的端部32。使螺栓22处于与螺母24松开螺扣接合的状态，使得夹紧件和楔形件相互咬合地固定，通过以箭头A的方向推动螺栓22而使楔形件16向外伸展，如图所示。把一根第二导电体20插进第二通道54之一与相对的第四通道72之间的空间中。随后，把两根第一导电体18插进第一通道48中的两个与它们相应的相对的第三通道64之间的空间中。把导电体18和20完全插入到该组件中，随后，仔细地把楔形件16进一步推进到夹紧件的内腔42中，填满间隙，再把螺栓进一步拧进螺母24，并拧紧。当把螺栓拧紧时，楔形件16的第三和第四通道随之滑动而与它们各自的第一和第二导电体18和20相接合。当螺栓22和螺母24迫使楔形件进一步进入腔42时，在导电体与楔形件之间产生一种擦抹作用。这种擦抹作用会破坏在与楔形件相接触的导电体的外表面上存在的任何氧化层。另外，当把螺栓拧紧时，第一和第二导电体18和20在通道48和54中的那些部分被迫使在它们各自的第三和第四通道64和72的基本整个长度上(在本示例中大约为1.250英寸)实现紧密的电接触。稍软一些的导电体18和20在楔形件通道64和72内与各自的夹紧件通道48和54之间被强力地夹住，以至它们相对于通道表面稍微变形，从而在相对较大的表面积上实现了良好的电接触。将会理解到，这们实现连接的电流通道是通过楔形件的。在第一和第二通道48和54中没有导电体的任何一种情况下，楔形件接合表面70或74紧压着与它们各自的夹紧件接合表面52和56而接合，从而使该楔形件与夹紧件的中心基本保持对准，如图2中所示。随后，把组装起来的夹紧件和楔形件插入到覆盖件12的腔100中。覆盖件12的内部尺寸和形状与夹紧件14的外侧相适应，从而当把夹紧件和楔形件插入时，每个插销102的凸出表面104与夹紧件14的平坦的侧面38相接合。当继续插入时，凸出表面104骑在斜坡的表面38上，使插销102向外偏离，直到把夹紧件完全插入到腔中。这时，插销102弹性地回扣到它们原来的位置，插销表面106与夹紧件的端部32相互锁定，如图1和2中所示。遮盖板96明显地越过夹紧件的端部32和楔形件的端部68而伸展，形成一个消除形变的部位，并保护靠近导线连接器10的导电体18和20。这样可帮助防止在安装或后来的维护过程中由于对导电体的粗心的处理而使导电体产生偶然的扭结。遮盖板为防止不经意的短路而提供额外的保护。
尽管在本示例中对导线连接器10描述了有三个侧面的多面体结构，但是，在实施本发明时可以采用两个侧面或四个或更多的侧面的多面体结构。在有两个侧面的多面体结构的情况下，导线连接器可以容纳多到两根第一导电体18和多到两根第二导电体20。有四个侧面的多面体结构可以容纳多到四根第一导电体18和多到四根第二导电体20，以此类推。要注意，在一个给定的导线连接器中，并不一定要使用所有的导电体通道。另外，尽管在本示例中设置了带有一个间隙孔46的端壁44，但是，如果内部腔室42完全穿过夹紧件14伸展，从而使第一和第二端部都是开口的，也可以不需要该端壁。在这种情况下，螺栓22必须包括一个垫片，或有一个足够大的头部，以便在组装该导线连接器时与端部30的表面相接合。还有，为了采用本发明的夹紧件14和楔形件16，螺栓22不是必须采用的。可以采用一种外部工具迫使楔形件进入夹紧件的内部，或者利用摩擦力，或者利用其它紧固件(比如铆钉)把楔形件和夹紧件固定在被组装起来的位置。另外，用高强度的有良好绝缘性能的塑料制作夹紧件14，可以去掉覆盖件12。在这种情况下，螺栓22的头部可能必须位于夹紧件的一个埋头孔中，以便减少该头部对相邻装置发生短路的危险。
本发明的一个重要的优点在于，对于每个导电体提供了显著的更大的电接触面积，并在组装的过程中，在楔形件与导电体之间有一种擦抹作用，把可能存在的任何氧化层破坏掉。导电体与导电体之间没有接触，从而避免了不同金属的问题。另外，绝缘的覆盖件保护该导线连接器不会短路，在没有专门工具的现场，整个连接器很容易组装和拆开。
权利要求
1.一种用来把至少一个第一导电体(18)和一个第二导电体(20)在电气上连接起来的电力导线连接器(10)，它包括一个夹紧件(14)，此件有一个第一端(30)，一个第二端(32)，和一根通过所述第一端和第二端延伸的纵向轴线(34)；还包括有一个内腔(42)的一个周边壁(36)；在所述内腔中形成的一个基本上直的第一导电体容纳通道(48)和一个基本上直的第二导电体容纳通道(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)，并且，所述第一通道由所述第一端朝向所述第二端(32)时远离所述轴线而向外扩张，以及包括一个楔形件(16)，该件有一个第三通道和一个第四通道，所述楔形件(16)以一种被封闭的状态被形状一致地容纳在所述夹紧件(14)的所述内腔(42)中，其中所述第三通道(64)与所述第一通道(48)处于互相面对的状态，用来在其中容纳并夹紧第一导电体(18)，而所述第四通道(72)与所述第二通道(54)处于互相面对的状态，用来在其中容纳并夹紧第二导电体(20)，该导线连接器的特征在于，所述周边壁(36)完全包围着所述轴线(34)，而所述夹紧件(14)包括多个所述第一通道(48)和多个所述第二通道(54)，所述楔形件(16)包括多个与所述第一和第二通道相对应的第三和第四通道(64，72)，从而当把所述楔形件(16)移进到所述夹紧件(14)的所述关闭状态时，所述第一和第二导电体(18，20)被夹紧在所述夹紧件(14)和所述楔形件(16)的各自的通道中。
2.按照权利要求1所述的导线连接器(10)，其特征在于，每个所述第一和第二通道(48，54)是在所述夹紧件(14)的内表面上形成的一个中凹的表面。
3.按照权利要求2所述的导线连接器(10)，其特征在于，每个所述第三和第四通道(64，72)为在所述楔形件(16)的外表面上形成的一个中凹的表面。
4.按照权利要求3所述的导线连接器(10)，其特征在于，所述楔形件(16)的每个所述第三通道(64)在它的每个侧面上包括一个接合表面(70)，它们被用来当在所述第三通道中没有第一导电体(18)时与所述夹紧件(14)的所述壁(36)的所述内表面紧压接合。
5.按照权利要求1所述的导线连接器(10)，其特征在于，包括一个连接件(22)，它被用来迫使所述楔形件(16)进入所述夹紧件(14)的所述内部(48)，并进入所述被封闭状态，所述连接件把所述楔形件(16)与夹紧件(14)紧固在一起。
6.按照权利要求5所述的导线连接器(10)，其特征在于，所述连接件(22)包括一个螺栓，它穿过所述夹紧件(14)的所述第一端(30)，沿着所述轴线(34)延伸，与所述楔形件(16)中的一个螺纹孔(24)以螺纹接合。
7.按照权利要求1所述的导线连接器(10)，其特征在于，包括一个电绝缘覆盖件(12)，它的内部形状与所述夹紧件(14)的外表面相配合，从而使得所述夹紧件(14)、处于所述封闭状态的所述楔形件(16)、和把所述楔形件(16)紧固到所述夹紧件(14)上的所述螺栓(22)都被完全安置在所述覆盖件(12)的所述内部。
8.按照权利要求7所述的导线连接器(10)，其特征在于，所述覆盖件(12)包括一个从它那时伸展的锁定突出部(102)，它与所述夹紧件(14)实现压配合，从而把所述覆盖件(12)紧固到所述夹紧件(14)上。
9.按照权利要求1所述的导线连接器(10)，其特征在于，所述夹紧件(14)有一个垂直于所述轴线(34)的截面，该截面基本上为一个多边形。
10.按照权利要求9所述的导线连接器(10)，其特征在于，所述截面基本上为有三个侧边的多边形，所述夹紧件(14)有三个第一通道(48)和三个第二通道(54)。
全文摘要
提供了一种导线连接器(10),用来把两根或多根导电体(18,20)在电路上连接在一起。该导线连接器包括一个有斜坡壁(36)的夹紧件(14),该壁完全包围一个内腔(42)。该腔(42)含有用来容纳导电体的通道(48,54)。设置了具有相似通道(64,72)的一个有斜坡的楔形件(16),它进入该腔(42)中,并把导电体(18,20)夹在夹紧件通道的表面和楔形件通道的表面之间,从而实现所要求的相互连接。一个螺栓(22)穿过夹紧件延伸而楔形件则用螺纹拧进一个螺母(24),以便把部件紧固在一起。设置了一个绝缘覆盖件(12)滑过该组件,并把该组件锁住。
文档编号H01R4/50GK1177418SQ96192342
公开日1998年3月25日 申请日期1996年2月8日 优先权日1995年3月7日
发明者R·V·拉里奇尔 申请人:惠特克公司