专利名称：用于母线组件的卡具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种母线生产过程中使用的辅助工具，特别涉及一种用于母线组件的卡具。
背景技术：
随着现代化工程设施和装备的涌现，各行各业的用电量迅增，尤其是众多的高层建筑和大型厂房车间的出现，作为输电导线的传统电缆在大电流输送系统中已不能满足要求，多路电缆的并联使用给现场安装施工连接带来了诸多不便。母线作为一种新型配电导线应运而生，与传统的电缆相比，在大电流输送时充分体现出它的优越性，特别适用于工业厂房、矿山等的低压配电系统和高层商住大楼、酒店、 医院等的供电系统。母线(busbar)是由金属板(钢板或铝板)为保护外壳(主要包括H型材、U型材)、 导电排、绝缘材料及有关附件组成的系统，一般为交流三相四线或五线制。它可制成标准长度的段节，并且每隔一段距离设有插接分线盒，也可制成中间不带分线盒的馈电型封闭式母线。其为馈电和安装检修带来了极大的方便。传统的母线装配都是靠人工手持铆枪来完成铆接工序，存在工作效率低下和铆接质量难以保证的不足。为了提高母线装配的工作效率，自冲铆接技术逐渐开始应用于母线装配领域。自冲铆接是一种用于连接两种或两种以上金属板材的冷连接技术。自冲铆钉穿透顶层板材之后，在铆模的作用下铆钉尾部的中空结构扩张刺入而并不刺穿底层板材，从而形成牢固的铆接点。在母线的自冲铆接自动化生产过程中，对于经过预装配的H型材和U型材需要进行定位和夹持，以便在机动/手动送料和自冲铆接的过程中，保证母线各部件间的位置关系；并通过对其H型材和U型材进行夹持所产生的摩擦力，使之成为一个整体，完成送料和
进给工序。在已有技术中，铆前的工件紧固多依靠弓形钳或其它手工夹具，或者通过预打工艺孔采用人工拧紧螺栓的方法来进行夹固，不仅效率低而且影响母线的导电性能。已知一种用于母线装配的固定夹具，其包括一长条形夹具体以及相对装配于夹具体两端的L形第一、第二夹爪，其中夹具体两端朝向夹爪凸伸方向设有延伸部，分别与第一、第二夹爪形成一宽度大于H型材内壁厚度夹持缝隙，所述夹爪的凸伸末端朝相对方向形成钩形部。在实际应用中，该固定夹具通过夹持缝隙压入母线上，通过第一夹爪和第二夹爪将U型材与H型材夹紧。但是，该方案采用分体式设计，在安装过程中不同部件的公差累积导致公差尺寸大，无法保证夹持准确；并且夹持的准确程度受到装配质量的影响，尺寸公差起伏较大，夹持不易准确；另外，其采用螺栓/螺钉连接，在使用中经常发生连接部件松脱现象及尺寸精度的下降，并且需要反复紧固螺栓以满足工作要求。同时，该方案没有考虑到下U型材在垂直方向上的相对高度定位的问题，无法对母线中部的U型材、导电排等水平部件进行精确定位。
实用新型内容在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式
部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种用于母线组件的卡具。按照本实用新型的第一个方面，本实用新型公开了一种用于母线组件的卡具，所述卡具为一体成型的长条形卡具，其包括内侧夹持部、用于夹持H型材外侧的外侧夹持部以及位于所述外侧夹持部和所述内侧夹持部之间的连接部；所述外侧夹持部和所述内侧夹持部之间具有水平间隔，用于容纳所述母线组件的垂直部件并使得在安装状态下所述外侧夹持部和所述内侧夹持部能够夹紧所述垂直部件；所述内侧夹持部包括沿所述母线组件的纵向延伸的用于夹持上U型材的垂直部的上U型材夹持臂和沿所述母线组件的纵向延伸的用于夹持下U型材的垂直部并能够在垂直方向上定位所述下U型材的下U型材夹持臂，其中，所述下U型材夹持臂的上表面作为所述下U型材在垂直方向上的定位基准；所述上U型材夹持臂和所述下U型材夹持臂之间具有垂直间隔，用于容纳所述母线组件的水平部件。优选地，所述外侧夹持部包括基部、从所述基部上部沿所述母线组件的纵向延伸的第一外侧夹持臂和从所述基部下部沿所述母线组件的纵向延伸的第二外侧夹持臂。优选地，所述外侧夹持部的所述基部、所述上U型材夹持臂和所述下U型材夹持臂在所述母线组件的纵向上的宽度小于所述母线组件的端部保留距离。优选地，所述内侧夹持部还包括沿所述母线组件的纵向延伸的用于夹持H型材内侧的第一内侧夹持臂和第二内侧夹持臂，所述第一内侧夹持臂位于所述上U型材夹持臂上方，所述第二内侧夹持臂位于所述下U型材夹持臂下方。优选地，所述上U型材夹持臂的厚度小于所述第一内侧夹持臂的厚度；所述下U型材夹持臂的厚度小于所述第二内侧夹持臂的厚度。优选地，所述下U型材夹持臂的下表面和所述第二内侧夹持臂的上表面之间具有垂直间隙，用于容纳H型材内侧面的水平定位筋。优选地，所述下U型材夹持臂在垂直方向上的高度大于或等于待夹持的下U型材的垂直部的高度。优选地，所述垂直间隔在垂直方向上的尺寸为使得所述卡具能够夹持五线制或四线制母线组件。优选地，所述卡具相对于所述母线组件的接触进入面均具有安装引导面，以便于将所述卡具安装于所述母线组件。优选地，所述外侧夹持部和所述内侧夹持部的内侧面设置有高摩擦系数弹性材料覆层。具有如上结构的卡具在母线自冲铆接的生产过程中能够对预装配H型材和U型材进行准确的定位和夹持，从而保证母线各部件之间的位置关系；通过对H型材和U型材进行夹持所产生的摩擦力，使之成为一个整体，完成送料和进给工序。其通过下U型材夹持臂对下U型材提供定位基准及支撑，保证了下U型材在垂直方向上的准确定位，为导电排在垂直方向上的定位提供基准。该卡具采用一体化设计，保证了定位精度，没有多工件之间的公差累积，不受装配水平影响，不具有螺钉/螺栓等连接部件，因而在使用中不会出现连接部件松脱现象。
本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。在附图中，图1为四线制母线组件的结构示意图；图2显示了按照本实用新型的一个优选实施例的一种用于母线组件的卡具的示意图；图3显示了按照本实用新型的一个优选实施例的一种卡具安装于母线组件时的状态；图4为图3所示的卡具安装于母线组件时的另一个角度的视图；图5为图3所示的卡具安装于母线组件时的局部放大图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底了解本实用新型，将在下文中对本实用新型的较佳实施例进行详细描述，以便说明本实用新型是如何实现对母线组件的准确定位和夹持。显然，本实用新型的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。图1显示了一种四线制母线组件10。在本文中，母线组件的纵向即为母线组件的长度方向或延伸方向，本文以母线组件的纵向处于水平状态对其进行描述。母线组件10主要包括母线外壳和导电排40。母线外壳主要包括H型材20和U型材30，H型材20包括左H型材21和右H型材22，U型材30包括上U型材31和下U型材 32，上U型材的垂直部和下U型材的垂直部分别与H型材通过例如自冲铆接的方式连接为一体。导电排40包括多片(例如四片或五片)沿水平方向延伸、沿垂直方向分布的导电片。在生产过程中，母线组件的上U型材、导电排及下U型材沿垂直方向排布，母线组件沿母线组件的纵向向一侧进给，附图中以箭头A示意性地表示进给方向。本文中提及的方位诸如“左”、“右”均根据生产过程中母线组件的进给方向定义， 即，沿母线组件的进给方向的左侧和右侧分别定义为“左”、“右”。可参见附图1更好地理解这一点，附图1中清楚地显示了左H型材21、右H型材22相对于进给方向A的排布状态。在母线组件的自冲铆接生产过程中，母线组件沿箭头A的方向进给，自冲铆接设
5备沿母线组件的纵向施加多组自冲铆钉，每组铆钉为垂直分布的上下两个铆钉，左右侧各有一组，对称排布，分别将上U型材的左右两个垂直部、下U型材的左右两个垂直部和左H 型材、右H型材铆接为一体。图2显示了一种能够用于母线组件10的卡具100。该卡具100能够安装于母线组件10的端部，一般成对安装于每一端的左右两侧，左右两个卡具结构对称，用于在自冲铆接生产过程中对母线组件进行定位和夹持，以便采用铆接设备将母线组件铆接为一体。该卡具为一体成型的长条形卡具，优选采用诸如钢的金属材料制造，优选通过铣床和铣刀加工成型。图3显示了按照本实用新型的一个优选实施例的卡具100’安装于尚未铆接为一体的母线组件一侧时的状态，图4为其安装于母线组件时的另一个角度的视图。该卡具 100’的结构大体与图2所示的卡具对称，以下采用相同附图标记表示相同的技术特征。如图2所示，该卡具包括内侧夹持部130、用于夹持H型材20外侧的外侧夹持部 120以及位于外侧夹持部120和内侧夹持部130之间的连接部140。外侧夹持部120和内侧夹持部130之间具有水平间隔150，用于容纳母线组件10 的垂直部件并使得在安装状态下外侧夹持部120和内侧夹持部130能够夹紧垂直部件。如图3所示，在此优选实施例中，该母线组件的垂直部件主要包括H型材、上U型材的垂直部和下U型材的垂直部，水平间隔150容纳这些部件，并使得内侧和外侧夹持部紧紧夹持于这些部件的左右两侧，从而使母线组件保持相对位置关系，以便于送料和进给。在其他情形下，垂直部件也可包括绝缘材料及有关附件等。内侧夹持部130包括沿母线组件的纵向延伸的用于夹持上U型材的垂直部的上U 型材夹持臂131和沿母线组件的纵向延伸的用于夹持下U型材的垂直部的下U型材夹持臂 132，该下U型材夹持臂能够在垂直方向上定位下U型材。其中，该下U型材夹持臂的上表面作为下U型材在垂直方向上的定位基准，并且，在重力作用下，也因而在垂直方向上定位导电排和上U型材。上U型材夹持臂131和下U型材夹持臂132之间具有垂直间隔135，用于容纳母线组件的水平部件。在图3所示的优选实施例中，该水平部件主要包括上U型材的水平部、导电排、下U型材的水平部。在其他情形下，水平部件也可包括绝缘材料及有关附件等。具有如上结构的卡具在母线自冲铆接的生产过程中能够对预装配H型材和U型材进行准确的定位和夹持，从而保证母线各部件之间的位置关系；通过对H型材和U型材进行夹持所产生的摩擦力，使之成为一个整体，完成送料和进给工序。其通过下U型材夹持臂对下U型材提供定位基准及支撑，保证了下U型材在垂直方向上的准确定位，为导电排在垂直方向上的定位提供基准；该卡具采用一体化设计，保证了定位精度，没有多工件之间的公差累积，不受装配水平影响，不具有螺钉/螺栓等连接部件，因而在使用中不会出现连接部件松脱现象。优选地，如附图2所示，内侧夹持部130还包括沿母线组件的纵向延伸的用于夹持 H型材内侧的第一内侧夹持臂133和第二内侧夹持臂134，第一内侧夹持臂133位于上U型材夹持臂131的上方，第二内侧夹持臂134位于下U型材夹持臂132的下方。这两个内侧夹持臂增大了对于H型材内侧的夹持面积，增加了夹持力，提高了夹持的稳定性。由于上U型材夹持臂和下U型材夹持臂相对于第一、第二内侧夹持臂除需夹持H型材外，还需分别夹持上、下U型材的垂直部，因此，优选地令上U型材夹持臂131的厚度小于第一内侧夹持臂133的厚度，下U型材夹持臂132的厚度小于第二内侧夹持臂的厚度 134，从而更稳定地夹持母线组件。需要了解，虽然上述方式为较佳实现方式，但是本实用新型也可采用其他方式实现对母线组件的H型材和U型材的稳定夹持，例如在第一、第二内侧夹持臂内部设置高摩擦系数弹性材料覆层等。在本领域中，有些母线在H型材的内侧面、在U型材的垂直部的下方设置有水平定位筋，因此，参见图5，根据本实用新型的卡具的一种优选实施方式中，下U型材夹持臂132 的下表面和第二内侧夹持臂134的上表面之间设置有垂直间隙136，用于容纳H型材内侧面的水平定位筋。该垂直间隙可延伸至连接部140，也可不延伸至连接部140，从而令下U型材夹持臂132和第二内侧夹持臂134之间保留连接。优选地，第一内侧夹持臂133和下U型材夹持臂131之间也可留有类似于垂直间隙136的间隙137，上述间隙136和137使得在加工该卡具时可方便地进刀和退刀。优选地，如附图4所示，外侧夹持部120包括基部121、从基部上部沿母线组件的纵向延伸的第一外侧夹持臂122和从基部下部沿母线组件的纵向延伸的第二外侧夹持臂 123。这两个外侧夹持臂增大了对于H型材外侧的夹持面积，增加了夹持力，提高了夹持的稳定性。如前所述，在母线的自冲铆接生产过程中，通过在母线组件的两端各安装一对卡具将母线组件夹持在一起，随后向自冲铆接设备进给，自冲铆接设备沿母线组件的纵向铆入多组自冲铆钉，每组铆钉为垂直分布的两个铆钉，分别将上U型材一侧垂直部和H型材、 下U型材的一侧垂直部和H型材铆接为一体。按照本实用新型的一种优选方式，为避免铆接设备将铆钉铆入位于母线组件端部的卡具，优选令外侧夹持部的基部121、上U型材夹持臂131和下U型材夹持臂132在母线组件的纵向上的宽度小于母线组件的端部保留距离。 该端部保留距离为位于母线端部的第一对铆钉距母线端部的距离，该距离为该铆钉的中心距离母线端部的距离减去该铆钉的半径。按照本实用新型的一种优选方式，本实用新型通过设置下U型材夹持臂132实现了对下U型材在垂直方向上的定位，为了更好地支撑下U型材和更稳定地夹持母线组件，希望下U型材夹持臂132的面积尽量大，从而保证与U型材的接触面积及自身的坚固性。因此，参见图5，优选令下U型材在垂直方向上的高度大于或等于待夹持的下U型材的垂直部的高度，从而获得尽量大的接触面积。但是，如上所述，对于母线组件的H型材的内侧面具有水平定位筋的情形，下U型材夹持臂132在垂直方向上的高度应使其避开该水平定位筋， 从而令垂直间隙136能够容纳H型材内侧面的水平定位筋。按照本实用新型的一种优选方式，卡具100具有较佳的通用性，能够适用于不同线制的母线组件。优选地，通过设置垂直间隔135在垂直方向上的尺寸，使得卡具100能够夹持五线制或四线制母线组件，从而对四线制和五线制母线不再需要使用不同的卡具，而仅采用此一种优选的卡具即可同时适用于四线制和五线制母线。即，卡具100的垂直间隔 135在垂直方向上的尺寸与五线制母线组件相匹配，这样，当卡具100安装于四线制母线组件时，下U型材32通过下U型材夹持臂132的上表面在垂直方向定位，导电排40及上U型材31在重力作用下依次排布于下U型材32的上方，导致上U型材31的水平部311的上表面与上U型材夹持臂131的下表面之间出现一段空隙，但是上U型材夹持臂131仍然能夹持上U型材31的一侧垂直部的一部分面积，从而保证卡具100在生产过程中稳定夹持母线组件10并实现对母线组件的进给。以上描述了卡具夹持四线制和五线制母线组件的情形，显然，图示的卡具也可用于三线制等导电片更少的母线组件。另外，显然本领域技术人员可以合理设置垂直间隔135 在垂直方向上的高度和尺寸，即，调整上、下U型材夹持臂131、132在垂直方向上的位置和/ 或高度，以能够同时适应多种线制(例如三至六线制、三/四线制、五/六线制等)或者有某些特殊需要(例如对导电排的高度、对额定电压等级、额定电流等级有特殊要求等情形)的母线组件。将卡具安装于母线组件的过程中，需要由外部施加一定的力，通常情况下采用无损伤锤子进行敲击进入，在安装卡具时不能损伤母线外壳，不允许卡具和母线外壳之间有撞击、磨损和刮擦等产生。因此，如图2所示，按照本实用新型的一种优选方式，卡具100相对于母线组件的所有接触进入面(包括所有可能与母线组件的各个水平面和各个垂直面接触的水平面和垂直面)均设置安装引导面，优选为斜面、圆滑过渡面等，以便于将卡具安装于母线组件，而不会对母线外壳产生损坏。为了令卡具能够稳定夹持母线组件，外侧夹持部120和内侧夹持部130的内侧面 (即面向H型材和U型材的垂直部的表面)设置高摩擦系数弹性材料覆层，从而增加接触表面的摩擦系数，以实现更稳定的夹持；也为型材提供了足够保护，避免其发生磨损、刮擦等。需要了解，虽然附图中所示的卡具包括第一、第二外侧夹持臂和第一、第二内侧夹持臂以及垂直间隙等技术特征，但是这并不意味着能够解决本实用新型要解决的技术问题、产生预期技术效果的卡具必然包括这些技术特征。上述特征仅为优选特征，以实现在某个方面或某些方面的更优技术效果。本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
权利要求1.一种用于母线组件的卡具，其特征在于所述卡具为一体成型的长条形卡具，其包括内侧夹持部、用于夹持H型材外侧的外侧夹持部以及位于所述外侧夹持部和所述内侧夹持部之间的连接部；所述外侧夹持部和所述内侧夹持部之间具有水平间隔，用于容纳所述母线组件的垂直部件并使得在安装状态下所述外侧夹持部和所述内侧夹持部能够夹紧所述垂直部件；所述内侧夹持部包括沿所述母线组件的纵向延伸的用于夹持上U型材的垂直部的上 U型材夹持臂和沿所述母线组件的纵向延伸的用于夹持下U型材的垂直部并能够在垂直方向上定位所述下U型材的下U型材夹持臂，其中，所述下U型材夹持臂的上表面作为所述下 U型材在垂直方向上的定位基准；所述上U型材夹持臂和所述下U型材夹持臂之间具有垂直间隔，用于容纳所述母线组件的水平部件。
2.如权利要求1所述的卡具，其特征在于所述外侧夹持部包括基部、从所述基部上部沿所述母线组件的纵向延伸的第一外侧夹持臂和从所述基部下部沿所述母线组件的纵向延伸的第二外侧夹持臂。
3.如权利要求2所述的卡具，其特征在于所述外侧夹持部的所述基部、所述上U型材夹持臂和所述下U型材夹持臂在所述母线组件的纵向上的宽度小于所述母线组件的端部保留距离。
4.如权利要求1所述的卡具，其特征在于所述内侧夹持部还包括沿所述母线组件的纵向延伸的用于夹持H型材内侧的第一内侧夹持臂和第二内侧夹持臂，所述第一内侧夹持臂位于所述上U型材夹持臂上方，所述第二内侧夹持臂位于所述下U型材夹持臂下方。
5.如权利要求4所述的卡具，其特征在于所述上U型材夹持臂的厚度小于所述第一内侧夹持臂的厚度；所述下U型材夹持臂的厚度小于所述第二内侧夹持臂的厚度。
6.如权利要求4所述的卡具，其特征在于所述下U型材夹持臂的下表面和所述第二内侧夹持臂的上表面之间具有垂直间隙，用于容纳H型材内侧面的水平定位筋。
7.如权利要求1所述的卡具，其特征在于所述下U型材夹持臂在垂直方向上的高度大于或等于待夹持的下U型材的垂直部的高度。
8.如权利要求1所述的卡具，其特征在于所述垂直间隔在垂直方向上的尺寸为使得所述卡具能够夹持五线制或四线制母线组件。
9.如权利要求1所述的卡具，其特征在于所述卡具相对于所述母线组件的接触进入面均具有安装引导面，以便于将所述卡具安装于所述母线组件。
10.如权利要求1所述的卡具，其特征在于所述外侧夹持部和所述内侧夹持部的内侧面设置有高摩擦系数弹性材料覆层。
专利摘要本实用新型公开了一种用于母线组件的卡具，其为一体成型的长条形卡具，包括内侧夹持部、用于夹持H型材外侧的外侧夹持部和位于外侧和内侧夹持部之间的连接部；外侧和内侧夹持部之间具有水平间隔，用于容纳母线组件的垂直部件并使得在安装状态下外侧和内侧夹持部能够夹紧垂直部件；内侧夹持部包括沿母线组件的纵向延伸的分别用于夹持上、下U型材的垂直部的上、下U型材夹持臂，下U型材夹持臂能够在垂直方向上定位下U型材，其上表面作为下U型材在垂直方向上的定位基准；上、下U型材夹持臂之间具有垂直间隔，用于容纳母线组件的水平部件。该卡具能够在母线的自冲铆接生产过程中稳定地夹持和定位母线组件，实现对母线组件的进给。
文档编号H01B13/00GK202126887SQ20112024812
公开日2012年1月25日 申请日期2011年7月14日 优先权日2011年7月14日
发明者成方泳, 王立, 顾健 申请人:成方泳