CN110364375A - 抱箍触指连接器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种抱箍触指连接器，它包括有两个以上的抱箍触片和两个以上的连接弹簧，所述抱箍触片包括有圆弧形状的触片以及设计在触片尾部的基座，所述基座内部设计有两个以上的固定结构，所述连接弹簧使用弹性金属材料制作，所述连接弹簧的两端分别设计有连接头，所述抱箍触片分为两组，两组所述抱箍触片的触片端相互插入，同一组中每个所述抱箍触片的基座分别通过一个以上的连接弹簧与对面一组的相邻抱箍触片的基座相连。该连接器结构更紧凑，使用时这大大降低了对配套零件加工误差要求和不同零部件安装位置要求，也提高了电连接的连接可靠性，同样的通流能力下，体积更小，产品通流能力更强。
Description
技术领域
本发明涉及高压开关设备，具体涉及一种断路器、隔离开关及母线系统中用于连接导电回路的连接触指。
背景技术
在现代技术下，高压开关设备连接的要求是载荷大、体积小、安装允许的偏差量大、使用寿命长。现在开关设备中的用于连接具有相对运动的零部件，接通导电回路的常用方式有梅花触头、弹簧触头、表带触指等连接方式，而这些连接方式都不具备上述开关连接的全部功能要求。如梅花触头的体积太大，安装难度大，不利于产品的小型化，弹簧触头和表带触指的安装允许偏移量太小，载流量太小等且表带触指的安装及其复杂，安装要求偏高。因此，现在使用的触指连接器存在着触指装配中安装精度高、结构复杂、通流能力不足等缺陷。
发明内容
针对以上问题，本发明提供一种抱箍触指连接器，它结构简单、使用寿命长、体积较小、接触点多、导电性能可靠、安装方便。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该抱箍触指连接器包括有两个以上的抱箍触片和两个以上的连接弹簧，所述抱箍触片包括有圆弧形状的触片以及设计在触片尾部的基座，所述基座内部设计有两个以上的固定结构，所述连接弹簧使用弹性金属材料制作，所述连接弹簧的两端分别设计有连接头，所述抱箍触片分为两组，每组抱箍触片前部触片朝向同一方向，两组所述抱箍触片的触片端相互插入，一组抱箍触片的触片侧边与另一组抱箍触片的触片侧边相邻，相邻的两触片侧边之间设计有间隙，所述连接弹簧两端的连接头分别与两个相邻抱箍触片的基座的固定结构相连，同一组中每个所述抱箍触片的基座分别通过一个以上的连接弹簧与对面一组的相邻抱箍触片的基座相连。所述基座内侧和触片的圆弧外侧面分别和需要连接的两个导体（通常为触头和触座）接触形成导通回路。
作为优选， 两组所述抱箍触片通过连接弹簧连接成圆环形状，同一组中每个所述抱箍触片的基座分别通过两个连接弹簧分别与对面一组的相邻抱箍触片的基座相连。
作为优选，当抱箍触指连接器成圆环形状时，所述抱箍触片的触片弧形端朝外，弯曲方向朝内。
作为优选，当抱箍触指连接器成圆环形状时，所述抱箍触片的触片弧形端朝内，弯曲方向朝外。
作为优选，该抱箍触指连接器中两组所述抱箍触片通过连接弹簧连接成条形。
作为优选，所述抱箍触片的基座和触片一体加工成型，所述基座的外侧面与所述触片的外侧面为一体圆弧，所述触片的首端从后向前截面面积逐渐变小。
作为优选，所述抱箍触片的基座和触片使用高导电率紫铜制作而成。
作为优选，所述连接弹簧使用弹簧钢制作而成。
作为优选，所述连接弹簧的两端分别设计有一个连接头，所述连接弹簧为圆弧形状，所述连接弹簧两端的连接头为条形，与连接弹簧尾部的弧线加工有折角，所述抱箍触片的基座上的固定结构为与所述条形的连接头相配的通孔，每个抱箍触片的基座上加工有两个并列的通孔形状的固定结构。
作为优选，所述连接弹簧上的连接头与抱箍触片上基座的固定结构铆接。
本发明的有益效果在于：该抱箍触指连接器通过所述连接弹簧将抱箍触片按照需要的间距和数量有机地结合起来，可根据实际应用需要简单调整所述抱箍触片和连接弹簧数量，从而得到不同直径或长度的抱箍触指连接器。通过连接弹簧提供相应的接触弹力。当触片的圆弧头部受触头或触座挤压时，该抱箍触指连接器径向受力，每个抱箍触片的触片绕基座底端边缘线旋转，同时基座沿触头或触座轴向滑动，挤压与之连接的连接弹簧，使其产生弹性形变。通过设计计算，可以很好的控制抱箍触指径向形变量和弹簧形变压力之间的关系。由此，所述连接弹簧的抗变形力使得抱箍触片的基座底边缘线和一个连接导体弹性接触，所述抱箍触片的触片部分的外弧侧与另一连接导体弹性接触，即两个连接导体通过连接弹簧可以分别与所述抱箍触片的基座、触片一直保持良好的弹性接触。因此该抱箍触指连接器使得需要通流的两个导体之间保持良好的接通。
由于电连接的材料即抱箍触片只需要承载电流，无需提供弹力，从而可以使用通流能力较大的金属材料制作，同样的载流能力下，所需抱箍触片数量更少， 所需的安装空间更小，有利于产品小型化。同时受压力挤压的连接弹簧由于无需提供导电，只要满足整个触指的力学性能，因此可以选择弹性能力较强的弹性材料制作。这样整个触指同时满足了高强的力学性能和强大的通流能力。在产品的设计中，根据需要连接弹簧可提供较大的变形范围和变形量，触片的圆弧形头部也可以提供径向较大的变形量，因此抱箍触指有很强的容差性，对安装零件机加工误差要求更低、也更容易适应开关安装时因箱体变形导致的各类位置偏差，便于装配。使得该抱箍触指连接器无论在静连接，还是滑动连接使用场合，都可以提供更稳定连接，大大提高产品可靠性。同时该连接器结构简单易于制造实施，装配紧凑，同样的通流能力下，体积更小，可有效地降低开关整体成本。
附图说明
图1是第一种实施例中抱箍触指连接器的立体结构装配示意图。
图2是第一种实施例中抱箍触指连接器的侧面结构示意图。
图3是第一种实施例中抱箍触指连接器侧向的剖面图。
图4是抱箍触片的结构示意图。
图5是连接弹簧的结构示意图。
图6是第二种实施例中抱箍触指连接器的立体结构装配示意图。
图7是第三种实施例中抱箍触指连接器的装配结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明：
如图1、图2和图3中实施例一所示，该抱箍触指连接器包括有两个以上的抱箍触片1和两个以上的连接弹簧2，所述抱箍触片1包括有圆弧形状的触片11以及设计在触片尾部的基座12，所述基座12内部设计有两个以上的固定结构13，所述连接弹簧2使用弹性金属材料制作，所述连接弹簧2的两端分别设计有连接头21，所述抱箍触片1分为两组，每组抱箍触片1前部触片11朝向同一方向，两组所述抱箍触片1的触片端相互插入，一组抱箍触片1的触片11侧边与另一组抱箍触片1的触片11侧边相邻，相邻的两触片11侧边之间设计有间隙，所述连接弹簧2两端的连接头21分别与两个相邻抱箍触片1的基座12的固定结构13相连，同一组中每个所述抱箍触片1的基座12分别通过一个以上的连接弹簧2与对面一组的相邻抱箍触片1的基座12相连。所述基座内侧和触片的圆弧外侧面分别和需要连接的两个导体（通常为触头和触座）接触形成导通回路。
在实施例一中，该抱箍触指连接器中两组所述抱箍触片1通过连接弹簧2连接成圆环形状，同一组中每个所述抱箍触片1的基座12分别通过两个连接弹簧2分别与对面一组的相邻抱箍触片1的基座12相连。在本实施例中，如图1和图2所示，所述抱箍触片1的触片11弧形端朝外，弯曲方向朝内。在实施例一中，该抱箍触指连接器使用时，所述基座12内侧和触片1的圆弧外侧面分别和需要连接的两个导体接触。两个导体分别为圆孔形状的触座和圆柱形状的触头，触座和触头通过插拔来实现电路通断。这时圆柱形的所述触头为固定件，所述圆孔形的触座为滑动件，该抱箍触指连接器固定包裹装配在圆柱形的所述触头外壁上，所述圆孔形的触座内壁与所述触片11外部弧线滑动装配。
在实施例二中，如图6所示，该抱箍触指连接器中两组所述抱箍触片1同样通过连接弹簧2连接成圆环形状，同一组中每个所述抱箍触片1的基座12分别通过两个连接弹簧2分别与对面一组的相邻抱箍触片1的基座12相连。在本实施例中，所述抱箍触片1的触片11弧形端朝内，弯曲方向朝外。此时，使用该抱箍触指连接器同样用来连接圆孔形状的触座和圆柱形状的触头，不过，这时圆孔形的所述触座为固定件，圆柱形的所述触头为滑动件，该抱箍触指连接器固定装配在圆孔形的所述触座内壁上，圆柱形状的所述触头外壁与所述触片11外部弧线滑动装配。
在实施例三中，如图7所示，该抱箍触指连接器中两组所述抱箍触片1通过连接弹簧2连接成条形。此时该抱箍触指连接器可以用来连接需要上下电连接的触头和触座，只需要通过触头和触座将该抱箍触指连接器压紧连接即可，其中需要固定接触的导体与所述抱箍触片1的基座12相接触，而需要滑动接触的导体与所述抱箍触片1弧形边接触即可。
在上述三种实施例中，均可以使用相同的抱箍触片1和连接弹簧2组合装配而成，可以分别适在用不同的安装情况，从而满足绝大多数的高压开关设备连接情况，使用方便。不同实施例中抱箍触指连接器的使用同样的抱箍触片1和连接弹簧2元件进行组合装配，可以大大提高生产中单件元件的总数量，从而可以大大降低成本。
在具体设计时，该抱箍触指连接器的尺寸按照开关设备额定电流大小和导体的尺寸来决定，根据通流能力的大小和导体的尺寸、安装过程中需要的偏移量后，计算触片的数量和规格。在具体装配时，可以在触座和触头中设计对应连接器尺寸对应的凹槽，触座在圆孔内壁上加工凹槽，或者触头在圆柱外壁上加工凹槽，将连接器装配在凹槽中，该连接器在触座或者触头的凹槽中围成一圈，形成一封闭的环形圈，该抱箍触指连接器牢牢的卡于触座或者触头的凹槽中，此种方式连接时该抱箍触指连接器的抱箍触片1在连接弹簧2弹性连接下，可做出适应性变形，不需要工艺装备的保证，使得安装过程非常容易，且保证了触座和触头在插拔开合过程中充分的接触，从而实现高可靠的导电性。
该抱箍触指连接器通过所述连接弹簧2将抱箍触片1按照需要的间距有机地结合起来，通过连接弹簧2提供相应的接触弹力。当触片1的圆弧头部受触头或触座挤压时，该抱箍触指连接器径向受力，每个抱箍触片1的触片11绕基座12底端边缘线旋转，同时挤压与之连接的连接弹簧2，使其产生弹性形变，径向受力越大，挤压量越大，变形力随之上升。由此，所述连接弹簧2的抗变形力弹力使得抱箍触片1的基座12底边缘线和一个连接导体弹性接触，所述抱箍触片1的触片部分的外弧侧与另一连接导体弹性接触，即两个连接导体通过连接弹簧2可以分别与所述抱箍触片1的基座12、触片11一直保持良好的弹性接触。因此该抱箍触指连接器使得需要通流的两个导体之间保持良好的接通。
由于电连接的材料即抱箍触片1无需提供弹力，从而可以使用通流能力较大的金属材料制作，而且充分利用了中间狭小的接触空间。最大的发挥了该抱箍触指连接器在整个设计中的通流作用。同时受压力挤压的连接弹簧2由于无需提供导电，只要满足整个触指的力学性能，因此可以选择弹性能力较强的弹性材料制作。这样整个触指同时满足了高强的力学性能，同时满足了强大的通流能力。而且在产品的设计中，通过抱箍触片轴向滑动、压缩得到径向形变，通过调节抱箍触片的圆弧形状和连接弹簧的形状，可实现径向超大形变量，这大大降低了对配套零件加工误差要求和不同零部件安装位置要求，也提高了电连接的连接可靠性。同时连接弹簧和抱箍触片的触片为单独成型，通过两两连接组成连接器，结构简单易于制造实施。通过增加连接弹簧刚度，可以提供抱箍触片更大的接触压力，这使得产品通流能力更强。
所述连接弹簧2拥有较大的变形范围和变形量，而触片11的圆弧形头部也可以提供径向较大的变形量，容差性，对安装零件机加工误差要求更低、也更容易适应开关安装时因箱体变形导致的各类位置偏差，便于装配。使得该抱箍触指连接器无论在静连接，还是滑动连接使用场合，都可以提供更稳定连接，大大提高产品可靠性。同时该连接器结构简单易于制造实施，装配紧凑，同样的通流能力下，体积更小，可有效地降低开关整体成本。
在具体设计时，如图1、图2和图4所示，所述抱箍触片1的基座12和触片11一体加工成型，所述基座12的外侧面与所述触片11的外侧面为一体圆弧，所述触片11的首端从后向前截面面积逐渐变小，所述触片首端加工为圆弧角。在本实施例中，所述触片首端加工成尖角，这样更加便于装配，同时基座12的外侧面与所述触片11的外侧面为一体圆弧，在进行滑动电连接时，即使连接导体接触碰到基座12与所述触片11连接位置，也不会出现震动，使得该连接器的连接效果更好。在具体对该连接器进行生产加工时，所述抱箍触片1的基座12和触片11使用紫铜加工成型。紫铜不仅耐磨性更好，同时导电性能优良。
所述连接弹簧2使用弹簧钢制作而成。在具体生产时使用弹簧钢丝制作而成。如图5所示，所述连接弹簧2的两端分别设计有一个连接头21，所述连接弹簧2为圆弧形状，所述连接弹簧2两端的连接头21为条形，所示连接头21可以由连接弹簧2尾部向外弯折成需要角度制成，在该抱箍触指连接器中，所述连接弹簧2尾部与所述连接头21成直角。如图3和图4所示，所述抱箍触片1的基座12上的固定结构为与所述条形的连接头21相配的通孔，每个抱箍触片1的基座12上加工有两个并列的通孔形状的固定结构13。所述连接头21通过插入所述固定结构13实现连接。在具体装配时，所述连接弹簧2上的连接头21与抱箍触片1上基座12的固定结构13铆接。加工时该连接器时，将相邻的两个抱箍触片1相对位置摆放并两两铆接在一起，如此一直依次铆接，实施例三中的抱箍触指连接器直接铆接成直条形即可，而对于实施例一或者二中的抱箍触指连接器根据需要的长度和触片数量将触片的首尾铆接起来，即可形成整个环形的抱箍触指。所述抱箍触片1和连接弹簧2设计结构简单，连接方便，可以降低零件数量和装配难度，从而大大提高装配后抱箍触指连接器整体性能，同时大大降低生产成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种抱箍触指连接器，它包括有两个以上的抱箍触片（1）和两个以上的连接弹簧（2），其特征在于：所述抱箍触片（1）包括有圆弧形状的触片（11）以及设计在触片尾部的基座（12），所述基座（12）内部设计有两个以上的固定结构（13），所述连接弹簧（2）使用弹性金属材料制作，所述连接弹簧（2）的两端分别设计有连接头（21），所述抱箍触片（1）分为两组，每组抱箍触片（1）前部触片（11）朝向同一方向，两组所述抱箍触片（1）的触片端相互插入，一组抱箍触片（1）的触片（11）侧边与另一组抱箍触片（1）的触片（11）侧边相邻，相邻的两触片（11）侧边之间设计有间隙，所述连接弹簧（2）两端的连接头（21）分别与两个相邻抱箍触片（1）的基座（12）的固定结构（13）相连，同一组中每个所述抱箍触片（1）的基座（12）分别通过一个以上的连接弹簧（2）与对面一组的相邻抱箍触片（1）的基座（12）相连。
2.根据权利要求1所述的抱箍触指连接器，其特征在于： 两组所述抱箍触片（1）通过连接弹簧（2）连接成圆环形状，同一组中每个所述抱箍触片（1）的基座（12）分别通过两个连接弹簧（2）分别与对面一组的相邻抱箍触片（1）的基座（12）相连。
3.根据权利要求2所述的抱箍触指连接器，其特征在于：所述抱箍触片（1）的触片（11）弧形端朝外，弯曲方向朝内。
4.根据权利要求2所述的抱箍触指连接器，其特征在于：所述抱箍触片（1）的触片（11）弧形端朝内，弯曲方向朝外。
5.根据权利要求1所述的抱箍触指连接器，其特征在于：抱箍触指连接器中两组所述抱箍触片（1）通过连接弹簧（2）连接成条形。
6.根据权利要求1所述的抱箍触指连接器，其特征在于：所述抱箍触片（1）的基座（12）和触片（11）为一整体。
7.根据权利要求6所述的抱箍触指连接器，其特征在于：所述抱箍触片（1）的基座（12）和触片（11）使用高导电率紫铜制作而成。
8.根据权利要求1所述的抱箍触指连接器，其特征在于：所述连接弹簧（2）使用弹簧钢制作而成。
9.根据权利要求1所述的抱箍触指连接器，其特征在于：所述连接弹簧（2）的两端分别设计有一个连接头（21），所述连接弹簧（2）为圆弧形状，所述连接弹簧（2）两端的连接头（21）为条形，与连接弹簧（2）尾部的弧线加工有折角，所述抱箍触片（1）的基座（12）上的固定结构为与所述条形的连接头（21）相配的通孔，每个抱箍触片（1）的基座（12）上加工有两个并列的通孔形状的固定结构（13）。
10.根据权利要求9所述的抱箍触指连接器，其特征在于：所述连接弹簧（2）上的连接头（21）与抱箍触片（1）上基座（12）的固定结构（13）铆接。
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