CN104620443A - 开口式弹簧机械夹持接线柱 - Google Patents

Abstract

一种用于电力装置的机械接线柱组件包括弹簧夹具和支架。弹簧夹具具有固定部分、夹持部分和偏转部分。偏转部分具有允许夹持部分相对于固定部分的柔性弯曲的偏转弹簧力DF。夹持部分相对于固定部分偏移。支架具有安装到固定部分以形成接线柱组件的闭合端部的紧固部分。支架具有从紧固部分沿着夹持部分延伸以形成接线柱组件的开口端部的端子部分。支架还具有从端子部分的对应侧部朝着弹簧夹具以一定角度延伸的一对侧壁。夹持部分被固定在侧壁之间的适当位置中。

Description

开口式弹簧机械夹持接线柱

发明领域

本发明大体上涉及电气系统，并且更具体地涉及用于固定电线连接件的接线柱(lug)组件。

发明背景

电气开关设备和/或电机设备系统，包括过载继电器、电路断路器、电机控制器和/或接触器、低压开关装置和中压开关装置，使用电线连接器(通常被称作接线柱)将导线电气地和物理地连接至电源端子。然而，典型的电线连接器无法促使高效的连接过程以实现端子和电源线之间的稳固的连接。例如，为了将端子连接至对应的电源线，正被连接的电线端部必须首先通过剥离并切割到适当的长度要求而被适当地处理。然后，电线必须被引导进入接线柱中并且必须使用接线螺钉以固定电线。

电线的引导是存在问题的，其至少是因为电线典型地抗拒被迫使进入接线柱中。因此，在电线被引导进入接线柱时，现场安装人员必须迫使电线并且与电线对抗。此外，为确保适当的电气连接，必须根据特定的、适当的扭矩要求来采取额外的预防措施以紧固接线螺钉。然而，由于电线蠕变或者温度循环，由此引起的电气连接件仍然倾向于松动。

发明概述

在本发明的实施中，机械接线柱具有内联的、设定大小的且弹簧加压的夹具和开口的支架，用于在开口端部内接收平行于电气装置的电源端子的设定大小的导线。电源端子被支架和弹簧夹具包围，并且通过螺钉被紧固到支架和弹簧夹具。导线被铺设在支架中，并且在不通过螺钉施加直接的压力情况下，在弹簧夹具和电源端子之间保持与电源端子接触。因此，螺钉不受制于特定的扭矩要求。此外，通过铺设导线来取代努力将导线引导进入接线柱孔中(如标准的接线柱所要求的)，为导线到电源端子的简便的装配提供了便利。

在本发明的另一个实施中，用于电力装置的机械接线柱组件包括弹簧夹具和支架。弹簧夹具具有固定部分、夹持部分和偏转部分。偏转部分具有允许夹持部分相对于固定部分柔性弯曲的偏转弹簧力DF。夹持部分相对于固定部分偏移。支架具有安装到固定部分以形成接线柱组件的闭合端部的紧固部分。支架具有沿着夹持部分从紧固部分延伸以形成接线柱组件的开口端部的端子部分。支架还具有一对从端子部分的对应侧部朝着弹簧夹具以一个角度延伸的侧壁。夹持部分被固定在侧壁之间的适当位置中。

在本发明的另一个替代性实施中，电力系统包括具有端子端部的电源端子和具有电线端部的导线。电力系统还包括机械接线柱组件，其用于电源端子到导线的附接。机械接线柱组件包括弹簧夹具和支架。弹簧夹具具有将固定部分连接至夹持部分的偏转部分。偏转部分具有允许夹持部分相对于固定部分柔性弯曲的偏转弹簧力DF。夹持部分相对于固定部分偏移。支架具有紧固部分和端子部分。紧固部分被固定到弹簧夹具的固定部分并且被固定到端子端部，以形成接线柱组件的闭合端部。端子部分以相对于夹持部分和端子端部平行的布置从紧固部分延伸，以形成接线柱组件的开口端部。响应于电线端部以相对于端子端部平行的布置被插到开口端部内，偏转弹簧力DF由偏转部分施加，并且机械地将电线端部固定到接线柱组件，与端子端部处于电气接触。

考虑到参考附图、下面提供的附图的简要描述而做出的多种实施例的详细描述，本发明的额外的方面对于本领域技术人员将是明显的。

附图简要描述

通过参照下面的结合附图进行的描述，可以最好地理解本发明。

图1是具有机械接线柱组件的电力系统的透视图。

图2A是用于机械接线柱组件的弹簧夹具的透视图。

图2B是图2A的弹簧夹具的横截面视图。

图3A是用于机械接线柱组件的支架的透视图。

图3B是图3A的支架的横截面视图。

图4是用于机械接线柱组件的电源端子的透视图。

图5A是图1的接线柱组件的透视图。

图5B是图5A的接线柱组件的横截面视图。

示例的实施例的详细描述

参照图1，电力系统100包括电机过载继电器102和多个机械接线柱组件104。电机过载继电器102是至少包括热过载继电器的保护性电气装置，如果在相当长的时间段内电机从电力供应中汲取过多的电流，则热过载继电器被设计为断开起动电路，并且因此切断给所保护的电机的电源。在另外的实例中，电力系统100包括作为电机过载继电器102的替代或者补充的一个或者多个低压开关装置、中压开关装置、电路断路器、电机控制器和电机接触器。

每个接线柱组件104包括弹簧夹具106和支架108，用于机械地和电气地将具有端子端部110a的电源端子110附接至具有电线端部112a的导线112。换句话说，弹簧夹具106和支架108协同工作以夹持端子110和电线112的对应的端部110a、112a。弹簧夹具106和支架108通过螺钉114被紧固到彼此，以提供消除导线112和螺钉114之间的直接接触的附接。因此，螺钉114不受制于与导线112相关联的特定的扭矩要求。

参照图2A和2B，弹簧夹具106具有定位于固定部分122和夹持部分124之间的偏转部分120。弹簧夹具106还具有在固定部分122中的用于接收螺钉114的通孔(clearance hole)126。通孔126沿着固定部分122的夹具宽度W1居中地定位。

偏转部分120被模加工以提供允许夹持部分124相对于固定部分122柔性弯曲的偏转弹簧力DF。在机械接线柱组件104的寿命周期内，偏转弹簧力DF向接线柱组件104提供主要的弹簧负荷并且允许电线直径的变化和电线蠕变。

夹持部分124从固定部分122垂直地偏移并且相对于固定部分122平行成距离D1，并且包括多个从弹簧夹具106的底面延伸的锯齿部127。锯齿部127具有对应的用来突出穿过电线端部112a的尖锐顶端127a。因此，锯齿部127防止电线112从接线柱组件104中被牵拉出(或者移出)。

弹簧夹具106包括保持部分130，其从夹持部分124延伸、垂直地偏移并且相对于夹持部分124平行并且具有一对保持翼片132。翼片132相对夹具宽度W1向外延伸到翼片宽度W2。保持部分130相对于固定部分122偏移距离D2。因此，保持部分130、夹持部分124，和固定部分122垂直地偏移并且相互之间以对应的距离D1、D2平行。

保持部分130弹性地可移动，其具有允许相对于夹持部分124的弯曲的保持弹簧力RF。当装配在接线柱组件104中时，保持力允许保持部分130以相对于固定部分122非平行的布置移动至距离D2’。如图5B中阐释的，距离D2’大于预装配距离D2。

参照图3A和3B，支架108具有从紧固部分142延伸的端子部分140，具有将两部分140、142分开的弹簧部分144。一对侧壁146从端子部分140的对应侧部垂直地延伸，以便为弹簧夹具106的夹持部分124和保持部分130提供封装空间。此外，一对端子侧部148以类似的方式从紧固部分142的对应侧部延伸。端子侧部148小于侧壁146，并且为弹簧夹具106的固定部分122提供封装空间。

支架108具有宽度L，用于在内部容纳弹簧夹具106。此外，紧固部分142以平行的布置从端子部分140垂直地偏移距离X。弹簧部分144沿着距离X具有支架弹簧力CF，其用于允许端子部分140相对于紧固部分142柔性弯曲。特别地，当装配到接线柱组件104中时，弹簧部分144的支架弹簧力CF将端子部分140压向弹簧夹具106。

支架108包括紧固部分142中的螺纹孔150。螺纹孔150沿着宽度L居中地定位，并且被配置为匹配弹簧夹具106的通孔126。因此，螺纹孔150被配置为接收和固定用于将支架108紧固到弹簧夹具106的螺钉114。

侧壁146包括一对内挡块152，用于消除或者减少端子端部110a相对于支架108的横向运动。当被插入到位时，端子端部110a从每个侧壁146被分开一小段间隙，这是用来为支架108到端子110的简便附接提供便利。然而，通过正常的使用，端子端部110a易于沿支架108的宽度L左右移动。内挡块152将被插到端子端部110a的对应侧部，以减少或者防止这样的横向移动。

侧壁146还包括一对位于内挡块152上方的保持孔154。该保持孔154被形成以分别接收弹簧夹具106的保持翼片132。每个保持孔154具有开口端部156、凸出部158和上端部160。对应的保持翼片132可通过开口端部156插入(如图5A中所示出的)，并且响应于保持弹簧力RF，其被自动地向上压靠上端部160。凸出部158防止保持翼片132从保持孔154中分离。

参照图4，新的端子110具有通孔170和锯齿部172。锯齿部172被定位朝向端子端部110a，并且具有用来突出穿过电线端部112a的顶端172a(如图5B所示)。顶端172a向上指向并且从端子110的顶面延伸。因此，类似于夹持部分124的锯齿部127，锯齿部172用来防止电线112从接线柱组件104中被拉出。作为锯齿部172的补充或者替代，一个或者多个另外的凸起部和凹口部能够进一步被包括在端子110中，以进一步固定接线柱组件104中的端子110的连接。

参照图5A和5B，支架108和弹簧夹具106相互协作以将导线112夹固到电源端子110。使支架108滑动到端子110上，以便端子110中的通孔170对准于支架108的螺纹孔150。因此，支架108的顶面与端子110的底面以机械接触地滑动，直至孔170、150被对准。

导线112被插入穿过接线柱组件104的开口端部180，并且被放置在支架108中，使得其被支撑在端子110的顶部上。因此，导线112的底部区域被放置为与端子110的顶面处于机械和电气接触。然后，弹簧夹具106被插到支架108中，使得弹簧夹具106的通孔126对准于端子110的通孔170和支架108的螺纹孔150。一旦对准，螺钉115就将三个部件—弹簧夹具106、支架108和端子110固定至彼此，以形成接线柱组件104的闭合端部182。可选的内挡块152(未示出)有助于将端子110保持为固定在适当位置。

垫片184被设置在端子110和支架108的紧固部分142中间，以防止端子110和紧固部分142之间的相对轴向移动。可选地，锁紧垫圈(未示出)能够被设置在螺钉114的头部和弹簧夹具106之间以帮助防止螺钉114的松动。

在开口端部182处，保持翼片132被分别固定在保持孔154中的适当位置。当保持翼片132固定到保持孔154时，弹簧夹具106的夹持部分124朝着端子110向下枢转，以将导线112夹固到端子110。保持部分130和偏转部分120的柔性弯曲(以及相关的弹簧力)促进了夹持部分124的枢转。响应于该枢转，固定部分122和保持部分130之间的预装配距离D2增加至装配距离D2’。

接线柱组件104的布置实现端子110和导线112之间的良好的电气和物理接触。此外，当导线112在现场被牵拉时，弹簧夹具106和端子110的锯齿部127、172，分别帮助防止导线112被牵拉出接线柱组件104。此外，支架弹簧部分144的支架弹簧力CF提供额外的夹持力，以帮助维持端子110和导线112之间的良好的电气连接。

接线柱组件104提供相对于标准接线柱的许多益处。一个益处涉及消除了如标准接线柱通常具有的必须推动并插入导线的需求。相反，安装人员能够将大的导线铺设到对应的电源端子上。铺设导线的能力减少了插入导线通常所需要的工作和时间，并且还简化了电线端部的处理(例如，剥线并切割至一定长度)。

另一个益处涉及减少或者消除由电线蠕变和温度循环导致的不利影响。弹簧夹具106和支架108的弹簧加压力(例如，偏转弹簧力DF、支架弹簧力CF，以及保持弹簧力RF)通过将夹具106和支架108压靠着彼此来帮助维持牢固的连接，这进而迫使端子110被压靠着导线112。

另一个益处涉及消除了使螺钉114受制于特定的扭矩要求的需求。由于螺钉114不与导线112进行直接接触，所以螺钉114不需要如将在标准的接线柱组件中通常要求的被紧固到特定的扭矩，以提供所需的扭矩加载。接线柱组件104的另外的益处还涉及基于用于接线柱组件104所需的材料的减少的成本减少。

尽管本发明的特定的实施例、方面和应用已经进行示例和描述，但将理解的是，本发明不受限于本文公开的精确的构造和组成，并且在不偏离如附加权利要求中所限定的本发明的主旨和范围的情况下，从前文的描述中，多种修改、改变和变型可以是明显的。例如，支架108可以包括从侧壁146和/或端子侧部148延伸的鳍片，用于冷却导线112和端子110之间的电气连接件。此外，鳍片能够包括用于固定提供额外的冲击或者电弧闪光保护水平的绝缘屏障的构造。例如，该构造可以类似于保持孔154，用于保持绝缘屏障的翼片。在另一个实例中，螺钉114能够被将使弹簧夹具106保持在相对于支架108的闭合位置中的机械闩所取代。在另一个实例中，弹簧夹具106能够被构形和设定尺寸以适应不同的电线尺寸和类型。类似地，支架108能够被设定尺寸以适应较小或者较大的导线。

Claims (20)

1.一种用于电力装置的机械接线柱组件，所述机械接线柱组件包括：

弹簧夹具，其具有固定部分、夹持部分和偏转部分，所述偏转部分具有允许所述夹持部分相对于所述固定部分柔性弯曲的偏转弹簧力DF，所述夹持部分相对于所述固定部分偏移；以及

支架，其具有安装到所述弹簧夹具的所述固定部分以形成所述接线柱组件的闭合端部的紧固部分，所述支架具有从所述紧固部分沿着所述弹簧夹具的所述夹持部分延伸以形成所述接线柱组件的开口端部的端子部分，所述支架具有从所述端子部分的各自侧部朝着所述弹簧夹具以一定角度延伸的一对侧壁，所述弹簧夹具的所述夹持部分被固定在所述侧壁之间的适当位置中。

2.如权利要求1所述的机械接线柱组件，其中所述弹簧夹具包括在所述固定部分中的通孔，并且所述支架包括在所述紧固部分中的螺纹孔，所述紧固部分通过被插入穿过所述弹簧夹具的通孔并且紧固到所述螺纹孔中的紧固件来被固定到所述固定部分。

3.如权利要求2所述的机械接线柱组件，还包括电源端子，所述电源端子具有含有端子通孔的端子端部，所述紧固件在被插入穿过所述螺纹孔之前被插入穿过所述端子通孔，以将所述端子端部在所述弹簧夹具和所述支架之间固定在所述接线柱组件的所述闭合端部中。

4.如权利要求1所述的机械接线柱组件，其中所述弹簧夹具的所述夹持部分包括锯齿部。

5.如权利要求4所述的机械接线柱组件，还包括具有电线端部的导线，所述导线被插在所述弹簧夹具和所述支架之间，所述锯齿部突出到所述电线端部中以防止所述导线被从所述接线柱组件中移出。

6.如权利要求1所述的机械接线柱组件，还包括具有端子端部的电源端子和具有电线端部的导线，所述电源端子和所述导线以重叠的布置被插到所述弹簧夹具和所述支架之间，所述电源端子的端子端部包括一个或者多个突出到所述电线端部以阻止所述导线与所述接线柱组件断开连接的锯齿部。

7.如权利要求1所述的机械接线柱组件，其中所述弹簧夹具还包括从所述夹持部分延伸并且具有一对保持翼片的保持部分，所述支架的每个所述侧壁具有保持孔，该保持孔被构形以接收所述保持翼片中的对应保持翼片，以在所述开口端部处将所述弹簧夹具固定在适当位置中。

8.如权利要求1所述的机械接线柱组件，其中所述支架还包括在所述紧固部分和所述端子部分之间并且垂直地偏移所述紧固部分和所述端子部分的弹簧部分，所述弹簧部分具有允许所述端子部分相对于所述紧固部分柔性弯曲的支架弹簧力CF，所述支架弹簧力CF将所述端子部分压向所述弹簧夹具。

9.如权利要求1所述的机械接线柱组件，还包括具有端子端部的电源端子和具有电线端部的导线，所述电线端部被铺设在所述弹簧夹具的所述夹持部分和所述端子端部之间，并且与所述弹簧夹具的所述夹持部分和所述端子端部直接接触，所述端子端部被插到所述电线端部和所述支架的端子部分之间并且与所述电线端部和所述支架的端子部分直接接触。

10.如权利要求1所述的机械接线柱组件，其中所述机械接线柱组件包括选自以下项组成的组的一个或者多个电气装置：低压开关装置、中压开关装置、过载继电器、电路断路器、电机控制器和电机接触器。

11.一种电力系统，包括：

电源端子，其具有端子端部；

导线，其具有电线端部；以及

机械接线柱组件，其用于所述电源端子到所述导线的附接，所述机械接线柱组件包括：

弹簧夹具，其具有将固定部分连接至夹持部分的偏转部分，所述偏转部分具有允许所述夹持部分相对于所述固定部分柔性弯曲的偏转弹簧力DF，所述夹持部分相对于所述固定部分偏移，以及

支架，其具有紧固部分和端子部分，所述紧固部分被固定到所述弹簧夹具的所述固定部分并且被固定到所述端子端部，以形成所述接线柱组件的闭合端部，所述端子部分从所述紧固部分以相对于所述夹持部分和所述端子端部平行的布置延伸，以形成所述接线柱组件的开口端部；

其中，响应于所述电线端部以相对于所述端子端部平行的布置被铺设到所述支架中，由所述偏转部分施加的所述偏转弹簧力DF将所述电线端部机械地固定到所述接线柱组件，以与所述端子端部电气接触。

12.如权利要求11所述的电力系统，其中所述弹簧夹具包括在所述固定部分中的弹簧夹具通孔，并且所述支架包括在所述紧固部分中的螺纹孔，通过被插入穿过所述弹簧夹具通孔并且被紧固到所述螺纹孔中的螺钉，所述紧固部分被固定到所述固定部分。

13.如权利要求12所述的电力系统，其中所述端子端部包括端子通孔，所述螺钉在被插入穿过所述螺纹孔之前被插入穿过所述端子通孔，以将所述端子端部固定到所述接线柱组件的所述闭合端部中。

14.如权利要求11所述的电力系统，其中所述弹簧夹具的所述夹持部分包括锯齿部，所述锯齿部突出到所述电线端部中，以防止所述导线与所述接线柱组件断开连接或者被从所述接线柱组件中拉出。

15.如权利要求11所述的电力系统，其中所述电源端子的所述端子端部包括突出到所述电线端部中以防止所述导线与所述接线柱组件断开连接的锯齿部。

16.如权利要求11所述的电力系统，其中所述支架还包括一对侧壁，所述一对侧壁从所述端子部分的对应侧部朝着所述弹簧夹具实质上垂直地延伸，以封装所述开口端部的对应的侧部。

17.如权利要求16所述的电力系统，其中所述弹簧夹具还包括从所述夹持部分延伸并且具有一对保持翼片的保持部分，所述支架的每个所述侧壁具有保持孔，所述保持孔被构形以接收所述保持翼片中的对应保持翼片，以在所述开口端部处将所述弹簧夹具固定在适当位置中。

18.如权利要求11所述的电力系统，其中所述支架还包括在所述紧固部分和所述端子部分之间并且垂直地偏移所述紧固部分和所述端子部分的弹簧部分，所述弹簧部分具有允许所述端子部分相对于所述紧固部分柔性弯曲的支架弹簧力CF，所述支架弹簧力CF使所述端子部分压靠所述端子端部。

19.如权利要求11所述的电力系统，其中所述电线端部被插到所述弹簧夹具的所述夹持部分和所述端子端部之间，并且与所述弹簧夹具的所述夹持部分和所述端子端部直接接触，所述端子端部被插到所述电线端部和所述支架的端子部分之间，并且与所述电线端部和所述支架的端子部分直接接触。

20.如权利要求11所述的电力系统，其中所述支架还包括一对被插到所述端子端部的对应侧部中以减少所述端子端部相对于所述支架的横向移动的内挡块。