CN101369719A - 母线连接系统 - Google Patents

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Abstract

一种母线连接系统(2)，其包括：相互间隔的至少两个可插连接器(4)，用以分别容纳至少两个导体(6)中的至少一个，所述导体(6)以一定的距离相互间隔。每个连接器(4)包括：用于接触各个导体(6)的至少一个接触构件(8)；和设置成夹持接触构件(8)的至少一个施压构件(10)，用于在接触构件(8)和导体(6)之间提供接触力。至少一个连接器(4)的接触构件(8)和施压构件(10)沿横截导体(6)的适配方向的方向具有弹性，以允许补偿导体(6)之间的距离(D1)与预定距离(D0)之间的偏差。

Description

母线连接系统
技术领域
本发明针对母线(busbar)连接系统和包括这样的母线连接系统的电气系统。
背景技术
母线连接系统通常特别用在配电系统(electrical power distributionsystem)中，以将来自电源的电力分配到数个电气装置。这样的配电系统通常包括以预定的距离相互间隔以连接到数个电气装置的至少两个导体。每个电气装置包括至少两个可插连接器以分别连接到导体中的一个。每个装置的可插连接器以配电系统的两个导体的预定的距离相互间隔。导体典型地实现为垂直条状导体，其相互间隔预定的距离，例如大约25mm。由于生产公差，导体之间的距离能够具有大于约1mm的变动。但是，已知的标准母线系统仅允许预定距离有非常小的变动，例如0.1到0.15mm。因此导体和连接器的生产和安装必须具有高的精度，这导致高的生产成本。
发明内容
因此，本发明的目的是提供改进的母线连接系统，其能够用于较低精度地生产的导体对，同时提供可靠的电气连接。
本发明针对依据权利要求的母线连接系统和依据权利要求14的包括这样的母线连接系统的电气系统。
本发明的示例性实施例包括母线连接系统，其包括至少两个可插的相互间隔的连接器，以分别容纳两个导体中的至少一个，两个导体相互间隔一定的距离。每个连接器包括至少一个用于接触各个导体的接触构件和至少一个设置成卡紧接触构件用以在接触构件和导体之间提供接触力的施压构件。至少一个连接器的接触构件和施压构件沿横向于导体的适配方向的方向是弹性的，以允许补偿导体之间的距离与预定距离的偏差。
本发明的示例性实施例还包括电气系统，特别地包括配电系统，其包括至少两个相互以一定距离间隔的导体和至少一个具有依据第一个实施例的用于连接至少两个导体的母线连接系统。
如上所述的依据本发明的母线连接系统包括至少两个连接器，其吸收至少两个电导体之间的距离与预定距离之间的偏差。为确保可靠的电气连接，将电气接触构件压紧在各个导体上的施压构件用以提供必要的接触力，即使在最坏条件的情形下。包括依据本发明的连接器的母线连接系统能够容易地并以低的成本生产出，因为主要部件能够用平板金属带材容易地形成。本发明使电气系统的装配变得容易，特别是配电系统，因为允许导体间的距离具有更大的公差。这减少了生产这样的电气系统的成本。
在本发明的实施例中，至少一个连接器的接触构件和施压构件中的至少一个可回弹地弯曲。这是一种用于生产弹性接触构件和/或施压构件的简单方法。
在本发明的另一个实施例中，至少一个连接器的接触构件和施压构件中的至少一个可回弹地绕沿横向于导体的适配方向的轴旋转。这允许有效地调节导体间的距离与预定距离之间的任何差别。
在另外的实施例中，至少一个施压构件是夹持件，其特别地形成为U型。这样的夹持件提供了非常有效并易于生产的工具，用于压紧接触构件。
在本发明的实施例中，接触构件和施压构件中的至少一个由平板金属带材形成。这是分别生产接触构件或夹持件的简易、方便并廉价的方法。
在另外的实施例中，至少一个接触构件具有弯曲接触区，用于接触导体，并且各个施压构件在这个接触区压紧接触构件。这种结构允许有效地压紧接触构件以实现接触区和导体之间的可靠的电气连接。
在本发明的实施例中，至少一个导体包括相对的两个接触构件以允许在接触构件之间引入各个导体。这样的包括两个接触构件的结构具有良好灵活性并且小的金属带材能够用以生产接触构件。
在另一个实施例中，至少一个连接器包括带有两个相对的接触臂的单个接触构件，其中所述单个接触构件由单个金属带材制成。这使连接器的装配变得容易。
在另外的实施例中，至少一个接触构件设置有限位部，其被布置以分别在连接器的两个接触构件之间或单个接触构件的两个臂之间保持一定的间隙。这使得容易将各个导体引入各个连接器，因为两个接触构件的接触区或单个接触构件的两个臂不互相接触。替代地，在它们之间保持了一定的间隙，各个导体能够容易地引入进它们中。
在本发明的另外的实施例中，连接器被固定到印刷电路板。这提供了简单并可靠的方法，用于电气连接印刷电路板至导体。
在另外的实施例中，至少一个连接器的接触构件和施压构件设置成允许补偿导体之间的距离与预定距离之间的偏差，偏差可达到约mm。
在另外的实施例中，至少一个连接器由外壳遮盖，特别地被由塑料制成的外壳遮盖。这样的外壳保持接触构件并防止任何人接触连接器的导电金属部分。
在另外的实施例中，至少一个外壳包括至少一个导向轨道以容纳对应的具有至少一个接触构件的导轨。这将接触构件固定到外壳并提高了连接器的稳定性。
在另一个实施例中，至少一个施压构件在其前部具有至少一个凸起并且至少一个接触构件具有至少一个用于容纳所述凸起的凹槽。这允许安全地固定施压构件到接触构件。
在另一实施例中，至少一个接触构件包括位于接触区和接触构件的外端部之间的弯曲的牺牲区。通过这个设置，任何通电时导体被拉出连接器而可以产生从而阻断电流的电弧将在牺牲区发生以避免火花损坏或破坏接触区。
附图说明
本发明的实施例将在下面参考附图更为详细地描述，在附图中：
图1示出了包括两个可插连接器的示例性母线连接系统的透视示意图；
图2示出了不带外壳的图1中的母线连接系统的示意性俯视图，其中两个连接器被连接到间隔的两个导体，其间隔距离大于预定距离。
图3示出了不带外壳的图1中的母线连接系统的示意性俯视图，其中两个连接器被连接到间隔的两个导体，其间隔距离小于预定距离。
图4a示出了依据先前附图的母线连接系统的不带外壳的单个连接器的透视前视图。
图4b示出了图4a的放大详图。
图5示出了带有其外壳的图4a和4b的单个连接器的后视透视图，其中外壳未固定到连接器。
图6a和6b分别示出了从后侧和底部看过去的图4a、4b和5的连接器，其中外壳已固定到连接器。
具体实施方式
图1示出了依据本发明的示例性母线连接系统2的透视示意图。母线连接系统2包括两个可插的连接器4，其经由固定件24和螺钉26并排地固定到印刷电路板18。可替换地，固定件24可以通过压配式接触或焊接被固定到印刷电路板18。每个连接器4具有U型形状并带有开口7，开口7远离印刷电路板18向前开口。接触构件8布置在每个开口7的每一侧上，基本上延伸覆盖开口的整个高度。每个接触构件8具有弯曲的形状，带有凸伸进入开口7的弧形接触区12。连接器4被由塑料制成的各个外壳20遮盖。
两个导向轨道22布置在每个外壳20的后部顶端上。导向轨道22布置以容纳对应的形成在每个接触构件8的后部8c的顶端上的凸起(不可见)，以将接触构件8固定到外壳20。
电导体6布置在每个连接器4的前面。导体6典型地为3mm宽并且至少为15mm深，并能够具有高达数米的长度。这种类型的导体6典型地用在配电系统中，其中例如印刷电路板18等多个电气装置一个在另一个之上地布置，每个电气装置包括用于接收来自导体6的电力的母线连接系统2。每个导体6可以被引入连接器4的开口7以建立接触构件8和导体6之间的电气连接。
图2示出了图1的连接器4的俯视图。外壳20被省略以示出连接器4的内部。如参考图1所示，连接器4经由固定件24和螺钉26固定到印刷电路板18，螺钉26延伸穿过固定件24中的各个孔27。
每个连接器4包括两个反向相对的接触构件8，导体6从前部(图2的底部)引入这样两个接触构件8之间的开口7中。每个接触构件8由金属带材形成。每个接触构件8的后部8c相对于中部8b以大于约180°的角度弯曲。弧形接触区12由每个接触构件8的前部8a形成，以接触导体6。每个接触构件8的后部8c固定到固定件24。中部8b和前部8a未固定到固定件24且因此它们能够在平行于印刷电路板18延伸的平面中移动。由于它的弯曲形状，如果导体6被引入到接触构件8之间，接触构件8施加弹性力到导体6上。在接触区12和每个接触构件8的末端8d之间，形成弯曲的牺牲区(sacrificial zone)14，以使电弧在牺牲区14处产生，从而避免接触区12由于电弧而损坏，所述电弧可能在这样的情况下产生：在通电状态下，导体6被从连接器4拉出以阻断电流。
在每个接触构件8的中部8b中，形成限位部16，以在接触构件8之间保持预定的距离。限位部16可以通过切割分离并弯曲接触构件8的一部分使其从接触构件8突出而形成。限位部16使得即使没有导体6引入到接触构件8之间也会在接触构件8之间产生预定的间隙。这便于容易引入导体6。
连接器4的接触构件8布置成：在无导体6引入连接器4中的空闲状态下，平面A彼此间隔预定的距离D0，平面A平行于接触构件8和导体6的插入方向地在每个连接器4的接触构件8之间垂直地延伸。所述距离D0的典型值大约是25mm。
施压构件卡紧每个连接器4的接触构件8。在图2中示出的实施例中，施压构件是由不锈钢制成的夹持件，其从后部，也就是从与接触构件8的引入侧相对的一侧夹持接触构件8。但是，也可以替代使用例如弹簧等施压构件。每个夹持件10基本上为U型，其包围并接触接触构件8的后部8c并向前侧开口。接触构件8延伸穿过该开口。夹持件10在其前端包括两个前部11，其向前弯曲以接触接触区12中的接触构件8。夹持件10弹性地偏压，施加力到接触构件8的接触区12上，以将接触构件8压向导体6。
由于导体6之间的距离D1大于预定距离D0，接触构件8和夹持件10从初始位置向外侧移动，以调整距离D1和预定距离D0之间的差距。距离D1的典型值大约是26.5mm。
这种移动能够通过弹性地弯曲每个接触构件8和固定件24之间的金属连接来实现。可替换地，后部8c可以固定到固定件24中的一个，使得接触构件8可以绕位于接触构件8的中间并垂直于电路板延伸的轴转动。
由于夹持件10施加的作用到接触构件8上的压紧力，确保了接触构件8的接触区12和导体6之间的可靠的电连接。在具体实施例中，接触构件8和夹持件10被设置成允许补偿导体6之间的距离D1与预定距离D0之间的偏差，补偿量可达约2mm。
图3示出了图2中示出的同一母线连接系统2的截面俯视图。相同的参考标号表示同样的特征，同样的特征将不再详细讨论。在图3中示出的实施例中，导体6之间的距离D2小于预定距离D0。距离D2的典型值约为23.5mm。
由于导体6的距离D2小于预定距离D0，每个连接器4的接触构件8向内侧移动以调整适应更小的距离D2。所述移动能够通过弹性地弯曲每个接触构件8的后部8c和固定件24之间的金属连接实现。可替换地，后部8c可以固定到固定件24，使得它们可以绕布置在接触构件8中间并垂直于印刷电路板18延伸的轴转动。
通过由夹持件施加的力沿导体6的方向压紧接触构件8的接触区12确保了每个导体6和接触构件8的接触区12之间的可靠电连接。
图4a示出了作为依据先前附图的母线连接系统2的一部分的单个连接器4的透视前视图。外壳20被再次移除以示出连接器4的内部。相同的参考标号标明与先前附图相同的特征。
接触构件8被包围并由夹持件10夹持。夹持件10在其两个前端分别包括前部11，其向内弯曲以在接触区12接触接触构件8。在每个前部11处，在向内弯曲的边缘处分别形成两个凸起28。在每个接触构件8的与夹持件10接触的接触区12中，形成五个凹槽30。凹槽30水平地延伸并垂直排列成一个在另一个之上。每个前部11的两个凸起28分别插入接触构件8的最高的和最低的槽30。由于夹持件10弹性地偏压，这样作会将夹持件10固定到接触构件8。
在每个固定件24的前侧，形成槽36，用于在联接到连接器4时容纳外壳20的部分。在固定件24的后侧，形成边缘34，以接合于外壳20的相应的钩。
图4b示出了图4a中如圆C所标明的形成在夹持件10的前部11上侧处的凸起28与接触构件8接合的放大详图。图4b特别地示出了凸起28如何插入凹槽30。
图5示出了从上部后侧看过去的带有外壳20的图4的连接器4的透视图，外壳20已经从连接器4移去并移至前侧，以示出连接器4的内部。同样的参考标记标明与先前附图中相同的特征。
外壳20在其后部顶端包括导向轨道22，以接收形成在每个接触构件8的后部8c的顶部的导轨9。当外壳20被压在接触构件8和夹持件10之上时，导轨9将被插入导向轨道22。这将固定接触构件8的后部8c至外壳20并且因而加强了连接器4的稳定性。
在外壳20的底部，两个弹性钩32相对反向形成，朝向外侧。当外壳20被压在接触构件8和夹持件10上时，钩32将分别在固定件24的后侧接合于边缘34，以固定外壳20至固定件24。这防止外壳20从连接器4掉落。
图6a和6b分别示出了从后侧和底部看过去的图4a、4b和5的连接器4，其中外壳20已固定到连接器4。外壳20遮盖接触构件8和夹持件10的顶部和侧面，但它向后侧开口。外壳20的底部38被引入形成在每个固定件24的前侧处的槽36。形成在外壳20的底部处的钩32在每个固定件24的后侧接合于边缘34。在接触构件8(不可见)的后部8c的顶部上的导轨9被引入形成在外壳20的顶部中的导向轨道22。这个布置提供了非常稳定的结构并允许施加相当大的接触力施加到导体6上，以确保可靠的电连接。
依据本发明的示例性实施例的母线连接系统2，如上所述，允许吸收至少两个导体6之间的距离与预定距离D0之间的偏差。为确保可靠的电连接，将接触构件8压紧在导体6上的夹持件10用以即使在最坏条件情形中也提供必要的接触力。包括依据本发明的连接器4的母线连接系统2能够容易并低成本地生产，因为主要部件能够容易地由平板金属带材形成。由于允许导体6之间的距离有较大的公差，本发明使得容易装配电气系统，特别是配电系统。这减小了用于生产这样的电气系统的成本。
参照母线连接系统2描述的特性、实施例和优点也能够以用方法步骤术语描述的用于制造依据本发明的母线连接系统2的方法来实现。
虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，本领域技术人员将理解在不偏离本发明的范围的前提下，可以进行多种改变并可以用等效物替代它的元件。另外，可以进行许多修改以使特别的情形或材料适用于本发明的说明，而不偏离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的特定实施例，而包括权利要求范围内的全部实施例。

Claims (13)

1.母线连接系统(2)，包括：
至少两个可插连接器(4)，相互间隔以分别容纳至少两个导体(6)中的至少一个，所述至少两个导体(6)相互间隔一定的距离(D1，D2)；
每个连接器(4)包括：
用于接触相应导体(6)的至少一个接触构件(8)；和
设置成夹持接触构件(8)以在接触构件(8)和导体(6)之间提供接触力的至少一个施压构件(10)；
其中，至少一个连接器(4)的接触构件(8)和施压构件(10)沿横截导体(6)的适配方向的方向具有弹性，以允许补偿导体(6)之间的距离(D1，D2)与预定距离(D0)之间的偏差，并且
所述至少一个连接器(4)的接触构件(8)和施压构件(10)中的至少一个围绕沿横截导体(6)的适配方向的方向的相应轴可转动。
2.如权利要求1所述的母线连接系统(2)，其中所述至少一个连接器(4)的接触构件(8)和施压构件(10)中的至少一个沿横截导体(6)的适配方向的方向可弯曲。
3.如前述权利要求中的任一项所述的母线连接系统(2)，其中所述施压构件(10)是夹持件，特别是形成为U型的夹持件。
4.如前述权利要求中的任一项所述的母线连接系统(2)，其中所述至少一个连接器(4)的接触构件(8)具有用于接触所述导体(6)的弧形接触区(12)，并且所述施压构件(10)在所述接触区(12)处对接触构件(8)施压。
5.如前述权利要求中的任一项所述的母线连接系统(2)，其中所述至少一个连接器(4)包括彼此相对的两个接触构件(8)，以允许在所述接触构件(8)之间引入相应导体(6)。
6.如权利要求1到4中的任一项所述的母线连接系统(2)，其中所述至少一个连接器(4)包括带有彼此相对的两个接触臂的单个接触构件(8)以允许在所述接触臂之间引入相应导体(6)。
7.如权利要求5或6所述的母线连接系统(2)，其中至少一个接触构件(8)设置有至少一个限位部(16)，其被布置成分别在两个接触构件(8)之间或在单个接触构件(8)的两个臂之间保持一定的间隙。
8.如前述权利要求中的任一项所述的母线连接系统(2)，其中所述连接器(4)分别固定到印刷电路板(18)。
9.如前述权利要求中的任一项所述的母线连接系统(2)，其中所述至少一个连接器(4)的接触构件(8)和施压构件(10)被设置成允许补偿相应导体(6)之间的距离(D1，D2)与预定距离(D0)之间的高达2mm的偏差。
10.如前述权利要求中的任一项所述的母线连接系统(2)，其中所述连接器(4)由相应外壳(20)遮盖，其中至少一个外壳(20)包括至少一个导向轨道(22)，用以容纳至少一个接触构件(8)的对应的导轨(9)，从而将接触构件(8)固定到外壳(20)。
11.如前述权利要求中的任一项所述的母线连接系统(2)，其中所述至少一个施压构件(10)在前部(11)具有至少一个凸起(28)，并且至少一个所述接触构件(8)设置有用于容纳所述凸起(28)的至少一个凹槽(30)。
12.如前述权利要求中的任一项所述的母线连接系统(2)，其中所述接触构件(8)具有布置在所述接触构件(8)的所述接触区(12)和末端(8d)之间的弯曲的牺牲区(14)。
13.电气系统，特别是配电系统，包括：
以一定距离(D1，D2)相互间隔的至少两个导体(6)；和
带有依据前述权利要求中的任一项所述的用于连接所述至少两个导体(6)的母线连接系统(2)的至少一个电气装置(18)。
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