横向楔形连接器 技术领域 在此的主题总体上涉及电连接器， 更特别地， 涉及用于机械地和电气地连接分接 或者配电导体到主输电导体的电力设施连接器。
背景技术 建造、 操作和维修高架的和 / 或地下的配电网络和系统的电力设施公司利用连接 器来分接主输电导体并馈送电力到配电线路导体， 有时称为分接导体。主电力线路导体和 分接导体典型地为相对大直径的高压电缆， 并且主电力线路导体可以为与分接导体不同大 小的， 从而需要专门设计的连接器部件来充分地连接分接导体到主电力线路导体。一般说 来， 三种类型的连接器常用于该目的， 即螺栓连接的连接器、 压缩类型的连接器和楔形连接 器。
螺栓连接的连接器典型地采用冲模铸造金属连接器件或者形成为彼此镜像的连 接器半体， 有时称为蛤壳连接器。每一连接器半体限定分别轴向接收主电力导体和分接导 体的相对通道， 并且连接器半体螺栓连接到彼此以夹持金属连接器件到导体。这样的螺栓 连接的连接器已经在工业上主要由于其易于安装性而广泛接受， 但是， 这样的连接器不是 没有缺点的。例如， 这样的连接器的正确安装通常依赖于螺栓连接的预定的扭矩要求以实 现主和分接导体的充分连接。施加的上紧螺栓连接的扭矩在螺栓上产生张力， 相应地在连 接器半体之间的导体上产生法线力。但是， 可应用的扭矩要求在现场可能实现也可能不能 实现， 并且即便刚开始螺栓适当地上紧到正确的扭矩要求， 随着时间推移， 由于导体相对于 连接器件的相对运动， 或者电缆和 / 或连接器件随着时间的可压缩变形， 有效的夹持力会 明显降低。 此外， 在螺栓中产生的力依赖于螺栓的螺纹的摩擦力， 其会明显变化并且导致不 同的连接器之间的不一致的力施加。
压缩连接器， 其不是利用分离的连接器件， 可包括单一金属件连接器， 该连接器围 绕主电力导体和分接导体弯曲或者变形以夹持它们到彼此。 这样的压缩连接器通常可以在 成本低于螺栓连接的连接器的成本的情形下获得， 但是更难以安装。手工工具经常用于围 绕电缆弯曲连接器， 并且因为连接的品质依赖于相对强度和安装者的熟练程度， 会产生大 幅变化的连接质量。 不良安装或者不适当安装的压缩连接器会在配电系统中产生可靠性问 题。
还已知楔形连接器， 其包括 C 形通道构件， 该构件钩在主电力导体和分接导体上， 并且在它的相对侧上具有通道的楔形构件被驱动通过 C 形构件， 从而偏斜 C 形构件的末端 并夹持导体在楔形构件的通道和 C 形状构件的末端之间。这样的一种楔形连接器可以从宾 夕法尼亚的 Tyco Electronics Corporation of Harrisburg 公司商购， 并且称作 AMPACT 分接或者 Stirrup 连接器。但是， AMPACT 连接器趋于比螺栓连接的连接器或者压缩连接器 更加昂贵， 并且利用装有火药的爆炸盒的专门的施加装置已经发展来驱动楔形构件到 C 形 构件中。不同的连接器和工具能够用于现场的各种尺寸的导体。
AMPACT 连接器被认为提供比螺栓连接连接器和压缩连接器更优的性能。例如，
AMPACT 连接器产生扫擦接触表面， 不同于螺栓连接连接器和压缩连接器， 该表面是稳定的、 可重复的并且一致地施加到导体， 机械和电连接的品质并不依赖于扭矩要求和 / 或安装者 的相对熟练程度。此外， 不同于螺栓连接连接器或者压缩连接器， 由于 C 形构件的末端的偏 斜， 存在一定的弹性范围， 其中 C 形构件的末端可以回弹并补偿导体关于楔形和 / 或 C 形构 件的相对可压缩的变形或者运动。
已知的电力设施线路连接器的另一问题是， 当电力设施线路连接器组装到导体 时， 形成导体的各个股线会偏移并在股线之间引起间隙。 例如， 连接器相对于导体的滑动动 作会导致股线间隙出现。此外， 股线的压缩会导致股线相对于彼此偏移位置。比各个股线 的直径更宽的股线间隙是明显的并且由于出现破坏导体的情形而会限制线路工人的可接 受度。
对提供比螺栓连接连接器和压缩连接器更优良的连接性能的传统的楔形连接器 的成本更低、 可更通用的替代方案存在需求。对限制股线间隙的连接器存在需求。 发明内容 解决方案通过一种电连接器组件提供， 其包括第一导电构件和第二导电构件。第 一导电构件包括从第一楔形部分延伸的第一通道部分， 第一通道部分配置为接收第一导体 在其中。 第一导电构件包括可移动地耦接到第一通道部分并定位在第一通道部分和第一楔 形部分之间的颌。第二导电构件包括从第二楔形部分延伸的第二通道部分， 其中第二通道 部分配置为接收第二导体。 第一楔形部分和第二楔形部分组装为以使得第二楔形部分接合 颌并移动颌到闭合位置。颌接合第一导体在闭合位置。任选地， 第一通道部分可以具有成 形形状。
解决方案还通过一种电连接器组件提供， 其包括第一导电构件和第二导电构件。 第一导电构件具有从第一楔形部分延伸的第一通道部分， 其中第一通道部分包括配置为接 收第一导体在其中的第一托架。第一托架包括接合第一导体的第一导体接合表面， 其中第 一导体接合表面具有成形形状。第二导电构件包括从第二楔形部分延伸的第二通道部分， 其中第二通道部分配置为接收第二导体。 第一楔形部分和第二楔形部分适配为彼此嵌套并 且一旦完全配合就彼此固定。当第一和第二楔形构件配合时， 第二楔形构件迫使第一导体 进入第一托架中。
附图说明
现将参照附图通过例子描述本发明， 其中 ：
图 1 是根据示例性实施例形成的连接器组件的分解视图 ；
图 2 是图 1 所示的组件处于未配合位置的透视图 ；
图 3 是图 2 所示的组件处于完全打开或者未配合的位置的立面侧视图 ；
图 4 是图 2 所示的组件处于第一中间位置的另一立面侧视图 ；
图 5 是图 2 所示的组件处于第二中间位置的立面侧视图 ；
图 6 是图 2 所示的组件处于完全闭合或者配合的位置的立面侧视图 ；
图 7 是图 2 所示的组件处于配合状态的另一立面侧视图 ；
图 8 是图 2 所示的组件的一部分的示意性侧视图 ；图 9 是根据示例性实施例形成的连接器组件的另一实施例的立面侧视图 ； 图 10 是已知的楔形连接器组件的立面侧视图 ； 图 11 是图 10 所示的组件的一部分的立面侧视图 ； 图 12 是图 10 所示的组件的力 / 位移曲线图 ； 图 13 是根据示例性实施例形成的替代连接器组件的透视图 ； 图 14 是图 13 所示的连接器组件处于组装状态的横截面视图 ； 图 15 是根据示例性实施例形成的另一替代连接器组件的透视图 ； 图 16 是根据示例性实施例形成的另一替代连接器组件的立面侧视图。具体实施方式
图 10 和 11 示出用于电力设施应用中的已知的楔形连接器组件 50， 其中分接或者 配电导体 52 和主电力导体 55 之间的机械和电力连接有待建立。连接器组件 50 包括 C 形 构件 54 和楔形构件 56。C 形构件钩在主电力导体 55 和分接导体 52 上， 楔形构件 56 被驱 动通过 C 形构件 54 以夹持导体 52， 55 在楔形构件 56 的末端和 C 形构件 54 的末端之间。
楔形构件 56 可以用具有例如装有火药的盒的专用工具安装， 并且当楔形构件 56 被迫进入 C 形构件 54 中时， C 形构件的末端经由如图 11 所示的施加力 FA 向外且远离彼此 地偏斜。如图 10 所示， 楔形构件 56 具有高度 HW， 而 C 形构件 54 具有在 C 形构件的相对末 端之间的高度 HC， 导体 52， 55 被接收在那里。分接导体 52 具有第一直径 D1， 主导体 55 具有 可以相同于或者不同于 D1 的第二直径 D2。如从图 11 明显看出的， HW 和 HC 被选取为在 C 形 构件 54 的每个末端和各导体 52， 55 上产生干涉。具体地， 干涉 I 通过以下关系式建立。
I ＝ HW+D1+D2-HC (1)
通过策略性地选取 HW 和 HC， 实现的实际干涉 I 可以针对导体 52 和 55 的不同直径 D1 和 D2 而变化。或者， HW 和 HC 可以被选取来产生关于导体 52 和 55 的各直径 D1 和 D2 的期 望量的干涉 I。至少最低量的干涉 I 的始终如一的产生导致始终如一的作用力 FA 的施加， 其现在将参照图 12 进行解释。
图 12 示出图 10 所示组件 50 的示例性的力相对于位移的曲线。纵轴表示作用力 Fa， 横轴表示当楔形构件 56 被驱动为接合导体 52， 55 和 C 形构件 54 时 C 形构件 54 的末端 的位移。如图 12 所示， 在图 12 中通过竖直虚线表示的一定量的干涉 I 导致 C 形构件 54 的 塑性变形， 这相应地提供在导体 52 和 55 上的始终如一的夹持力， 其在图 12 中由塑性阶段 表示。C 形构件 54 的塑性和弹性行为被认为提供在导体上的夹持力的可重复性， 这对于已 知的螺栓连接连接器或者压缩连接器是不可能的。对用于这样的连接器组件 50 的专用施 加工具的需要以及不同尺寸的 C 形构件 54 和楔形构件 56 的库存， 使得连接器组件 50 比一 些用户期望的更加昂贵并且更不方便。
图 1 是根据本发明的示例性实施例形成并且克服了这些及其他缺点的连接器组 件 100 的分解视图。连接器组件 100 适于用作分接连接器， 用于连接电力设施配电系统的 分接导体 102( 如图 1 的虚线所示 ) 到主导体 104( 同样在图 1 示出 )。如下面详细地解释 的， 连接器组件 100 提供比已知的螺栓连接连接器和压缩连接器更优的性能。同时提供相 对于已知的楔形连接器系统而言更低的成本和易于安装性。
分接导体 102， 有时称为配电导体， 在示例性实施例中可以是已知的具有大致圆柱形形式的高压电缆或线路。主导体 104 还可是大致圆柱的高压电缆线路。分接导体 102 和 主导体 104 在不同的应用中可以为系统线规或者不同线规， 连接器组件 100 适于适应用于 分接导体 102 和主导体 104 的每一个的一定范围的线规。主导体 104 和分接导体 102 可以 由绑缚在一起的多股电缆组装而成。股线围绕彼此扭曲以形成一束。当连接器组件 100 连 接到导体 102， 104 时， 股线可以展开， 从而在相邻的股线之间形成股线间隙。
当安装到分接导体 102 和主导体 104 时， 连接器组件 100 提供主导体 104 和分接 导体 102 之间的电连接性以从例如电力设施配电系统中的主导体 104 馈送电力到分接导体 102。配电系统可包括多个同样或者不同线规的主导体 104， 和多个同样或者不同线规的分 接导体 102。连接器组件 100 可以用于以下面解释的方式提供主导体 104 和分接导体 102 之间的分接连接。
如图 1 所示， 连接器组件 100 包括分接导电构件 106、 主导电构件 107 和耦接分接 导电构件 106 和主导电构件 107 到彼此的紧固件 108。在示例性实施例中， 紧固件 108 是 插入通过各导电构件 106 和 107 的螺纹构件， 螺母 109 和锁紧垫圈 111 设置来在当导电构 件 106 和 107 组装时接合紧固件 108 的末端。在一个实施例中， 紧固件孔 114 的内径大于 紧固件 108 的外径， 从而提供紧固件 108 关于紧固件孔 114 的一些相对运动自由度。尽管 特定的紧固件元件 108， 109 和 111 在图 1 示出， 但是， 应当理解， 其他已知的紧固件也可替 代使用， 如果期望的话。 分接导电构件 106 包括楔形部分 110 和从楔形部分 110 延伸的通道部分 112。紧 固件孔 114 形成在楔形部分 110 中并延伸通过楔形部分 110， 楔形部分 110 进一步包括邻接 面 116、 关于邻接面 116 倾斜的扫擦接触表面 118 和大致垂直于邻接面 116 且关于扫擦接触 表面 118 倾斜地延伸的导体接触表面 120。扫擦接触表面 118 和导体接触表面 120 相对于 彼此以楔角成一定角度。如此， 扫擦接触表面 118 和导体接触表面 120 一起限定具有用于 在组装期间传递运动的斜面的楔形结构。
通道部分 112 远离楔形部分 110 延伸并形成适于以与楔形部分 110 间隔开的关系 接收分接导体 102 的通道或者托架 119。通道部分 112 的远端 122 包括径向弯曲部， 该弯 曲部在示例性实施例中围绕分接导体 102 包覆大约 180 圆周度， 以使得远端 122 面向楔形 部分 110， 并且楔形部分 110 悬垂着通道或者托架 119。在楔形部分 110 和接收主导电构件 107 的通道部分 112 之间形成一空间。通道部分 112 在一个实施例中类似于钩子， 并且楔 形部分 110 和通道部分 112 一起类似于倒置的问号的形状。与楔形和通道部分 110， 112 一 起， 分接导电构件 106 可以以相对简单和低成本的方式一体形成并由挤压金属制成。
主导电构件 107 同样地包括楔形部分 124 和从楔形部分 124 延伸的通道部分 126。 紧固件孔 128 形成在楔形部分 124 中并延伸通过楔形部分 124， 楔形部分 124 进一步包括邻 接面 130、 关于邻接面 130 倾斜的扫擦接触表面 132 和大致垂直于邻接面 130 并且关于扫 擦接触表面 132 倾斜地延伸的导体接触表面 134。扫擦接触表面 132 和导体接触表面 134 相对于彼此以楔角成一定角度。如此， 扫擦接触表面 132 和导体接触表面 134 一起限定具 有用于在组装过程中传递运动的斜面的楔形结构。在一个实施例中， 紧固件孔 128 的内径 大于紧固件 108 的外径， 从而当导电构件 106 和 107 配合时提供紧固件 108 关于紧固件孔 128 的一些相对运动自由度， 如下面解释的。
通道部分 126 远离楔形部分 124 延伸并形成适于以与楔形部分 124 间隔开的关系
接收主导体 104 的通道或者托架 136。通道部分 126 的远端 138 包括径向弯曲部， 该弯曲 部在示例性实施例中围绕主导体 104 包覆大约 180 圆周度， 以使得远端 138 面向楔形部分 124， 并且通道 136 悬垂着楔形部分 124。在楔形部分 124 和接收分接导电构件 106 的通道 部分 126 之间形成一间隔。通道部分 126 在一个实施例中类似于钩子， 并且楔形部分 124 和通道部分 126 一起类似于问号的形状。 与楔形和通道部分 124， 126 一起， 主导电构件 107 可以以相对简单和低成本的方式一体形成并由挤压金属制成。
分接导电构件 106 和主导电构件 107 彼此分离制造， 或者以其他方式形成为分立 的连接器部件并彼此组装， 如下面解释的。尽管在此已经描述分接和主导电构件 106， 107 的一个示例性形状， 应当认识到， 导电构件 106， 107 在其它的实施例中可以根据需要为别 的形状。
在一个实施例中， 各分接和主导电构件 106， 107 的楔形部分 110 和 124 大致一致 地形成并分享相同的几何外形和尺寸以便于在当导电构件 106， 107 配合时以下面解释的 方式相互配合楔形部分 110 和 124。但是， 导电构件 106 和 107 的通道部分 112， 126 可以根 据待接合到不同尺寸的导体 102， 104 而适当地为不同尺寸的， 同时保持大致相同形状的导 电构件 106， 107。楔形部分 110 和 124 的一致形式提供用于不同尺寸的导体 102， 104 的导 电构件 106 和 107 的混合和匹配， 同时经由楔形部分 110 和 124 实现可重复的和可靠的连 接界面。 如图 1 所示， 分接导电构件 106 和主导电构件 107 相对于彼此大致倒置， 各楔形部 分 110 和 124 彼此面对， 紧固件孔 114， 128 彼此对齐以便于紧固件 108 延伸通过其中。分 接导电构件 106 的通道部分 112 在如箭头 A 所示的第一方向远离楔形部分 110 延伸， 主导 电构件 107 的通道部分 126 在如箭头 B 所示的与箭头 A 的方向相反的第二方向从楔形部分 124 延伸。此外， 分接导电构件 106 的通道部分 112 围绕分接导体 102 在箭头 C 表示的圆周 方向延伸， 而主导电构件 107 的通道部分 126 围绕主导体 104 在与箭头 C 相反的箭头 D 的 方向圆周延伸。
当通道部分 112， 126 钩在各导体 102， 104 之上时以及当导电构件 106， 107 通过紧 固件元件 108， 109， 111 耦接在一起时， 邻接面 116， 130 以如图 2 的透视图和图 3 的立面侧 视图所示的未配合状态对齐。连接器组件 100 可以预组装为如图 2 和 3 所示的构型， 并在 箭头 C 和 D 的方向相对容易地钩在导体 102 和 104 之上。如图 3 所示， 因为紧固件孔 114， 128 的内径 ( 如图 3 的虚线所示 ) 大于紧固件 108 的外径， 所以紧固件 108 可以在第一倾斜 取向上定位成通过楔形部分 110 和 124。
如图 4-6 所示， 紧固件孔 114， 128 相对于紧固件 108 更大的直径允许当导电构件 106， 107 移动到完全配合的位置时紧固件 108 漂浮或者关于孔 114， 128 的轴的倾斜移动。 更特别地， 楔形部分 110， 124 的邻接面 116， 130 在如图 4 所示的箭头 A 和 B 的方向彼此滑 动接触地运动， 直到扫擦接触表面 118， 132 如图 5 所示地接合， 楔形部分 110， 124 然后可以 横向运动为在滑动接合中与扫擦接触表面 118， 132 形成如图 6 所示的嵌套或者啮合关系。 一直地， 并且如图 4-6 所示， 当紧固件 108 从如图 3 所示的初始位置移动到如图 6 所示的最 终位置时， 紧固件 108 自我调节它关于紧固件孔的角位置。在如图 6 所示的最终位置， 紧固 件 108 相对于每一紧固件孔 114， 128 倾斜地延伸， 并且螺母 109 可以上紧到紧固件 108 以 固定导电构件 106， 107 到彼此。
图 7 示出与上紧到紧固件 108 的螺母 109 处于完全配合位置的连接器组件 100。 当导电构件 106， 107 移动通过如图 4-6 所示的位置时， 扫擦接触表面 118， 132 可滑动地接 合彼此并提供确保足够的电连接性的扫擦接触界面。倾斜的扫擦接触表面 118， 132 提供坡 道接触界面， 当扫擦接触表面 118， 132 接合时， 该界面在如箭头 A 和 B 所示的相反方向位移 导体接触表面 120， 134。 通过发生在导电构件 106， 107 的界面处的楔劈作用， 由倾斜扫擦接 触表面 118， 134 提供的楔形形状将导电构件 106， 107 在大致水平方向上的运动转变为在大 致竖直方向的运动。此外， 当连接器组件 100 被安装时， 导体接触表面 120， 134 提供与导体 102 和 104 的扫擦接触界面。
导体接触表面 120， 134 在箭头 A 和 B 的相反方向的运动夹持导体 102 和 104 在楔 形部分 110 和 124 与相对的通道部分 112， 126 之间。通道部分 112， 126 的远端 122， 138 被 带到与楔形部分 110， 124 相邻， 到如图 6 和 7 所示的配合位置， 从而大致封闭导体 102， 104 的部分在连接器组件 100 内。最终， 楔形部分 110， 124 的邻接面 116， 130 接触相对的导电 构件 107 和 106 的通道部分 126， 112， 并且连接器组件 100 完全地配合。在这样的位置， 楔 形部分 110， 124 以与扫擦接触表面 118 和 132、 邻接面 116 和 130 和通道部分 112 和 126 相互配合的方式彼此嵌套或者配合， 从而提供多点的机械和电接触以保证导电构件 106 和 107 之间的电连接性。 在如图 6 和 7 所示的完全配合位置， 主导体 104 被捕获在主导电构件 107 的通道部 分 126 和分接导电构件楔形部分 110 的导体接触表面 120 之间。同样地， 分接导体 102 被 捕获在分接导电构件 106 的通道部分 112 和主导电构件楔形部分 124 的导体接触表面 134 之间。当楔形部分 110 接合分接导电构件 106 并抵靠着主导电构件 107 的通道部分 126 夹 持主导体 104 时， 通道部分 126 在箭头 E 的方向偏斜。通道部分 126 在箭头 E 所示的径向 方向弹性地和塑性地偏斜， 从而导致在与箭头方向 E 相反的箭头方向 F 的回弹力， 以提供在 导体上的夹持力。在示例性实施例中提供大约 4000 磅量级的接触力， 并且所述夹持力确保 在主导体 104 和连接器组件 100 之间的足够的电连接性。此外， 通道部分 126 的弹性后弹 提供对主导体 104 随着时间的变形或者压缩性的一些容忍， 因为如果主导体 104 由于压力 而变形， 通道部分 126 可在箭头 F 方向有效地返回。实际夹持力可以在这样的状态下缩小， 但是没有到危及电连接的完整性的量。
当完全地配合时， 邻接面 116 和 130 接合通道部分 126 和 112 以形成位移止停部， 该止停部限定和限制分接和主导电构件 106 和 107 之间的最后的位移关系。位移止停部独 立于在主和分接导体 104 和 102 上由主和分接导电构件 107 和 106 引起的力的量而限定分 接和主导电构件 106 和 107 之间的最后的配合位置。
任选地， 位移止停部可以由设置在主和分接导电构件 107 和 106 之一或者二者上 的台面 (standoff) 产生。例如， 台面可以定位为紧邻紧固件孔 128 并从那里向外延伸。或 者， 台面可以形成为设置在扫擦接触表面 118 和 132 中的配合凹口， 其中凹口接合彼此以限 制主和分接导电构件 107 和 106 向着彼此运动的范围。
同样地， 主导电构件 107 的楔形部分 124 抵靠着分接导电构件 106 的通道部分 112 夹持分接导体 102， 并且通道部分 112 在箭头 G 的方向偏斜。通道部分 112 在由箭头 G 表 示的径向方向弹性和塑性偏斜， 从而产生在与箭头方向 G 相反的箭头方向 H 的回弹力。在 示例性实施例中提供大约 4000 磅量级的接触力， 并且夹持力确保分接导体 102 和连接器组
件 100 之间的足够的电连接性， 通道部分 112 的弹性回弹提供对分接导体 102 随着时间的 变形或者压缩性的容忍， 因为如果分接导体 102 由于压力而变形， 通道部分 112 可在箭头 H 的方向简单返回。实际的夹持力可以在这样的状态下缩小， 但是没有到危及电连接的完整 性的量。
不同于已知的螺栓连接器， 并不要求用于上紧紧固件 108 的扭矩要求以令人满意 地安装连接器组件 100。当楔形部分 110， 124 的邻接面 116， 130 接触通道部分 126 和 112 时， 连接器组件 100 完全地配合。依靠紧固件元件 108 和 109 以及楔形部分 110， 124 偏斜 通道部分 112 和 126 的组合的楔劈作用， 连接器组件 100 可以通过手工工具安装， 专用工具 例如 AMPACT 连接器系统的爆炸盒工具可以得以避免。
位移止停部允许螺母 109 和紧固件 108 继续上紧直到邻接面 116 和 130 独立于并 且不管分接和主导体 102 和 104 产生的任何的法线力如何而完全地抵靠着通道部分 126 和 112 定位。 接触力通过通道部分 126， 112 和楔形部分 110， 124 以及分接和主导体 102 和 104 之间的干涉产生。螺栓力矩在配合连接器组件 100 中并不涉及。相反， 当主和分接导电构 件 106 和 107 接合到预定位置或者相对位移时， 组件 100 完全地配合。在完全配合状态下， 导体 102 和 104 和连接器组件 100 之间的干涉产生足以提供良好的电连接的接触力。
认识到， 导体上的有效夹持力依赖于楔形部分的几何结构、 通道部分的尺寸和用 于连接器组件 100 的导体大小。这样， 通过策略性地选择例如关于扫擦接触表面 118， 130 的角度以及导电构件的弯曲远端 122 和 138 的半径和厚度， 不同程度的夹持力可以在当导 电构件 106 和 107 如上面描述地组合使用时得以实现。
图 8 示出在连接器组件 100 中产生的干涉， 其产生连接器中的偏斜和回弹。尽管 将仅参照连接器组件 100 的上部解释干涉， 但是应当理解， 组件的下部以类似的方式操作。 如图 8 所示， 分接导电构件 106 的楔形部分 110 和主导电构件 107 的楔形部分 124 完全地 接合。楔形高度 HW 在各楔形部分 110， 124 的导体接触表面 120， 124 之间延伸， 间隙高度 HCL 在楔形 124 的导体接触表面 134 和主导电构件通道部分 126 的内表面 136 之间延伸。 但是， 主导体 104 在连接器的安装之前具有直径 DC。干涉 I 因此根据以下关系式产生 ：
I ＝ HW+DC-HCL (2)
通过策略性地选择 HW 和 HCL， 可以以与上面关于图 12 解释的相似的方式， 即经由导 电构件的弹性和塑性变形， 提供可重复和可靠的性能， 同时消除对用于组装连接器的专用 工具的需要。
因为在分立的连接器部件中的可偏斜的通道部分 112， 126， 与传统的楔形连接器 相比， 导电构件 106 和 107 可适应更大范围的导体尺寸或者规格。此外， 即便提供数个版本 的导电构件 106 和 107 用于安装到不同的导体缆线尺寸或者规格， 组件 100 与传统的楔形 连接器系统相比需要更少的零件库存， 例如以适合现场的整个范围的安装。 也就是， 具有类 似尺寸和形状的楔形部分的相对小的一组连接器部件可以有效地替换已知的传统的楔形 连接器系统的更大的一组部件。
因此， 相信连接器组件 100 以更低成本的连接器组件提供传统的楔形连接器系统 的性能， 其不需要专用工具和大量的部件库存来满足安装需要。利用低成本的挤压制造工 艺和已知的紧固件， 连接器组件 100 可以低成本地提供， 同时在连接器组件 100 安装和使用 时提供增强的可重复性和可靠性。导电构件 106 和 107 的组合的楔劈作用提供可靠的和始终如一的夹持力在导体 102 和 104 上并且在当安装时比已知的螺栓连接或者压缩类型连接 器系统更不会遭受夹持力的变化。
图 9 示出以与组件 100 类似的方式构造和操作的连接器组件 200 的另一实施例。 类似于组件 100， 组件 200 包括分接导体 202、 主导体 204、 分接导电构件 206、 主导电构件 207 和紧固件 208。
每一导电构件 206 和 207 形成为具有各楔形部分 210 和 212， 每一楔形部分 210 和 212 限定扫擦接触表面 214， 216 和导体接触表面 217， 218。任选地， 并且如图 9 所示， 导 体接触表面 217， 218 是圆整的。导体接触表面 217， 218 是圆整的以俘获导体 202， 204 在其 中。导体接触表面 217， 218 帮助保持导体 202， 204 的股线在一起并相对于彼此处于适当位 置以减小相邻股线之间的股线间隙。在所示实施例中， 导体接触表面 217， 218 具有不同于 通道部分的曲率半径的曲率半径。再者， 楔形部分 210， 212 的几何结构使得限定导体接触 表面 217， 218 的楔形部分的末端相对于导电构件 206， 207 的通道部分成一定角度。
此外， 在组件 200 中， 楔形部分 210 和 212 几何形状适合以使得通过各楔形成的紧 固件孔 220， 222 比在连接器组件 100 中更容易对齐紧固件 208， 从而减低， 如果不是限制的 话， 在组件 200 安装到导体时紧固件 208 相对于导电构件 206， 207 浮动和枢转的倾向。该 结构被认为允许导电构件 206， 207 通过施加到紧固件 208 的减小量的力而完全接合。 图 13 是构造和操作类似于组件 100 的替代连接器组件 300 的透视图。如同组件 100， 组件 300 包括分接导体 302、 主导体 304、 分接导电构件 306 和主导电构件 308。分接 导电构件 306 和主导电构件 308 配置为利用类似于用于组装连接器 100 的紧固件的紧固件 ( 未示出 ) 连接到彼此。
分接导电构件 306 包括楔形部分 310 和从楔形部分 310 延伸的通道部分 312。紧 固件孔 314 形成在楔形部分 310 中并延伸通过楔形部分 310。楔形部分 310 进一步包括邻 接面 316、 内表面 318 和面对主导体 304 的外表面 320。内表面 318 限定配置为在组装过程 中以滑动动作扫擦抵靠主导电构件 308 的相应表面的扫擦接触表面， 其用于通过移除污染 物和 / 或氧化物而清洁表面以保证两表面之间良好的电接触。内表面 318 相对于外表面 320 以楔角 321 成一定角度。外表面 320 可大致垂直于邻接面 316 并相对于内表面 318 倾 斜地延伸。如此， 内表面 318 和外表面 320 一起限定具有用于在组装过程中传递运动的斜 面的楔形结构。
通道部分 312 远离楔形部分 310 延伸并形成适于以与楔形部分 310 间隔开的关系 接收分接导体 302 的通道或者托架 319。通道部分 312 的远端 322 包括径向弯曲部， 在示例 性实施例中， 该弯曲部围绕分接导体 302 包覆大约 180 圆周度， 以使得远端 322 面向着楔形 部分 310， 楔形部分 310 悬垂着通道或者托架 319。在楔形部分 310 和接收主导电构件 308 的通道部分 312 之间形成一空间。通道部分 312 在一个实施例中类似于钩子。与楔形和通 道部分 310， 312 一起， 分接导电构件 306 可以以相对简单和低成本的方式由挤压金属一体 形成和制造。
分接导电构件 306 包括可移动地耦接到通道部分 312 的颌 324。颌 324 定位在通 道部分 312 和楔形部分 310 之间的空间中。在示例性实施例中， 颌 324 在铰链 326 处可枢 转地耦接到通道部分 312。 颌 324 能够在例如如图 13 所示位置的打开位置和闭合位置之间 运动。在打开位置， 颌 324 提供到托架 319 的通路以使得托架 319 能够接收分接导体 302。
当颌 324 移动到闭合位置时， 颌 324 移动为相对更靠近分接导体 302。颌 324 围绕分接导体 302 闭合。在闭合位置， 颌 324 和托架 319 配合以大致圆周地围绕分接导体 302。
颌 324 包括配置为接收导体 302 的弯曲座 328。弯曲座 328 和托架 319 具有相似 的曲率半径， 该曲率半径类似于分接导体 302 的曲率半径。颌 324 沿着第一末端 330 和第 二末端 332 之间的长度延伸。任选地， 颌 324 可以比楔形部分 310 和通道部分 312 更长以 使得颌 324 的末端 330， 332 延伸超过楔形部分 310 和通道部分 312。颌 324 还在第一边缘 334 和第二边缘 336 之间延伸。弯曲座 328 在第一和第二边缘 334， 336 之间弯曲。铰链 326 设置在第二边缘 336 处。
颌 324 包括通过其中的窗 338。窗 338 在第一和第二末端 330， 332 之间是长型的。 任选地， 窗 338 可以为与楔形部分 310 和通道部分 312 大致相同长度的。腹板 340， 342 分 别设置在窗 338 和第一和第二末端 330， 332 之间。当颌 324 闭合时， 腹板 340， 342 轴向定 位为超过楔形部分 310 和通道部分 312 的末端。当颌 324 闭合时， 窗 338 径向地向着分接 导体 302 内部定位。
在示例性实施例中， 颌 324 围绕铰链 326 枢转。铰链 326 包括从通道部分 312 延 伸的销和在颌 324 末端的座 348。销 346 接收在座 348 中。铰链 326 限制运动到旋转运动。 替代的耦接装置在替代实施例中可以被提供以固定颌 324 到通道部分 312。在替代实施例 中， 取决于耦接装置的类型， 颌 324 可以具有不同的运动范围。 主导电构件 308 同样地包括楔形部分 350 和从楔形部分 350 延伸的通道部分 352。 紧固件孔 354 形成在楔形部分 350 中并延伸通过楔形部分 350， 楔形部分 350 进一步包括邻 接面 356、 相对于邻接面 356 成一定角度的内表面 358 和面对分接导体 302 的外表面 360。 内表面 358 限定配置为在组装过程中以滑动动作扫擦抵靠内表面 318 的扫擦接触表面。内 表面 358 相对于外表面 360 成楔角 361 的角度。外表面 360 可大致垂直于邻接面 356 并相 对于内表面 358 倾斜地延伸。如此， 内表面 358 和外表面 360 一起限定具有用于在组装过 程中传递运动的斜面的楔形结构。
通道部分 352 远离楔形部分 350 延伸并形成适于以与楔形部分 350 间隔开的关系 接收主导体 304 的通道或者托架 362。通道部分 352 的远端 364 包括径向弯曲部， 在示例性 实施例中， 该弯曲部围绕主导体 304 包覆大约 180 圆周度， 以使得远端 364 面向着楔形部分 350， 通道 362 悬垂着楔形部分 350。在楔形部分 350 和接收分接导电构件 306 的通道部分 352 之间形成一空间。通道部分 352 在一个实施例中类似于钩子。与楔形和通道部分 350， 352 一起， 主导电构件 308 可以以相对简单和低成本的方式由挤压金属一体形成和制造。
主导电构件 308 包括可移动地耦接到通道部分 352 的颌 374。颌 374 定位在通道 部分 352 和楔形部分 350 之间的空间内。在示例性实施例中， 颌 374 在铰链 376 处可枢转 地耦接到通道部分 352。颌 374 能够在如图 13 所示位置的打开位置和闭合位置之间运动。 在打开位置， 颌 374 提供到托架 362 的通路以使得托架 362 能够接收主导体 304。当颌 374 运动到闭合位置时， 颌 374 移动为相对更靠近主导体 304。颌 374 围绕主导体 304 闭合。在 闭合位置， 颌 374 和托架 362 配合以大致圆周地围绕分接导体 302。
颌 374 可以大致类似于颌 324。或者， 颌 374 可以不同于颌 324。例如， 颌 374 可 以具有与颌 324 不同的曲率半径或者不同的长度。颌包括沿着其一个边缘的铰链 376。颌 374 包括通过其中的窗 378。当颌 374 闭合时， 窗 378 向着主导体 304 内部径向定位。
在示例性实施例中， 颌 374 围绕铰链 376 枢转。铰链 376 包括从通道部分 312 延 伸的销 380 和在颌 374 末端的座 382。销 380 接收在座 382 中。铰链 376 限制运动到旋转 运动。在替代实施例中可以提供替代的耦接装置以固定颌 374 到通道部分 352。取决于耦 接装置的类型， 在替代实施例中， 颌 374 可以具有不同的运动范围。
分接导电构件 306 和主导电构件 308 彼此单独制造， 或者以其他方式形成为分立 的连接器部件并彼此组装， 如下面解释的。尽管在此已经描述分接和主导电构件 306， 308 的一个示例性形状， 应当认识到， 导电构件 306， 308 在其它的实施例中可以根据需要为别 的形状。
在一个实施例中， 各分接和主导电构件 306， 308 的楔形部分 310 和 350 大致一致 地形成并分享相同的几何外形和尺寸以便于当导电构件 306， 308 配合时以下面解释的方 式相互配合楔形部分 310 和 350。但是， 导电构件 306 和 308 的通道部分 312， 352 可以根据 待接合的不同尺寸的导体 302， 304 为不同尺寸的， 同时保持大致相同形状的导电构件 306， 308。楔形部分 310 和 350 的一致形式提供用于不同尺寸的 302， 304 的导电构件 306 和 308 的混合和相配， 同时经由楔形部分 310 和 350 实现可重复的和可靠的连接界面。
如图 13 所示， 分接导电构件 306 和主导电构件 308 相对于彼此大致倒置， 各楔形 部分 310 和 350 彼此面对， 紧固件孔 314， 354 彼此对齐以便于紧固件延伸通过其中。分接 导电构件 306 的通道部分 312 在第一方向远离楔形部分 310 延伸， 主导电构件 308 的通道 部分 352 在与第一方向相反的第二方向从楔形部分 350 延伸。 在组装过程中， 导电构件 306， 308 相对于彼此倒置。楔形部分 310 与紧邻楔形部 分 350 和通道部分 352 之间的空间的楔形部分 350 对齐。楔形部分 310 定位为与颌 374 相 邻。任选地， 楔形部分 310 可邻接颌 374。类似地， 楔形部分 350 定位为紧邻楔形部分 310 和大致相邻于颌 324 的通道部分 312 之间的空间。 当导电构件 306， 308 彼此耦接时， 外表面 320， 360 远离彼此被驱动。外表面 320 接合颌 374 并驱动颌 374 到闭合位置。外表面 360 接合颌 324 并驱动颌 324 到闭合位置。
在闭合位置， 颌 324， 374 配合托架 319， 362 以分别保持导体 302， 304。颌 324， 374 和托架 319， 362 大致圆周围绕导体 302， 304。颌 324， 374 和托架 319， 362 保持导体 302， 304 的各个股线在相对于彼此的合适位置并限制任何给定股线的位移量以限制形成不期望 的股线间隙。 例如， 因为颌 324， 374 和托架 319， 362 的曲率半径大致类似于导体 302， 304 的 曲率半径， 各个股线的相对位置得以保持。在示例性实施例中， 颌 324， 374 和托架 319， 362 配合以限制股线间隙大于股线直径。
在闭合位置， 楔形部分 310 延伸通过窗 378 并接合主导体 304。 如此， 楔形部分 310 能够通过窗 378 直接体接触主导体 304。类似地， 楔形部分 350 延伸通过窗 338 并接合分接 导体 302。如此， 楔形部分 350 能够通过窗 338 直接体接触导体 302。
图 14 是在组装状态的连接器组件 300 的横截面视图。 在组装状态， 楔形部分 310， 350 分别嵌在由通道部分 352， 312 产生的空间内。如此， 连接器 306， 308 彼此共同嵌套。当 连接器 306， 308 正在组装时， 内表面 318， 358 沿着彼此滑动。当连接器 306， 308 被推进时， 楔形部分 310， 350 分别向着导体 304， 302 驱动。楔形部分 310， 350 到空间中的向前运动同 时迫使外表面 320， 360 向着导体 304， 302 向外运动。
楔形部分 310， 350 还迫使颌 374， 324 运动到围绕导体 304， 302 的闭合位置。在闭
合位置， 窗 378， 338 暴露导体 304， 302 到楔形部分 310， 350。 楔形部分 310， 350 通过窗 378， 338 接合导体 304， 302。颌 324， 374 帮助保持导体 302， 304 在环形形状并抵制导体 302， 304 的变平。变平会倒置在导体 302， 304 的相邻的股线之间形成股线间隙。但是， 颌， 374 抵抗 这样的变平从而阻止形成股线间隙。
图 15 是根据示例性实施例形成的另一替代连接器组件 400 的透视图。连接器组 件 400 类似于连接器组件 300。如同组件 300， 组件 400 包括分接导体 402、 主导体 404、 分 接导电构件 406 和主导电构件 408。分接导电构件 406 和主导电构件 408 配置为利用类似 于用于组装连接器 100 的紧固件的紧固件 ( 未示出 ) 连接到彼此。
分接导电构件 406 包括楔形部分 410 和从楔形部分 410 延伸的通道部分 412。颌 414 可移动地耦接到通道部分 412。 颌 414 可以在铰链 416 处可枢转地耦接到通道部分 412。 颌 414 可以类似于颌 324( 如图 13 所示 )， 但是， 颌 414 并不包括窗。此外， 颌 414 具有大致 等于楔形部分 410 和通道部分 412 的长度的长度。颌 414 能够从如图 15 所示位置的打开 位置运动到闭合位置。
主导电构件 408 包括楔形部分 420 和从楔形部分 420 延伸的通道部分 422。 颌 424 可移动地耦接到通道部分 422。 颌 424 可以在铰链 426 处可枢转地耦接到通道部分 422。 颌 424 可以类似于颌 414。颌 424 能够从如图 15 所示位置的打开位置移动到闭合位置。
在闭合位置， 颌 414 被俘获在楔形部分 420 和分接导体 402 之间。电流从分接导 体 402 通过颌 414 传递到主导电构件 408。在闭合位置， 颌 424 被捕获在楔形部分 410 和主 导体 404 之间。电流从主导体 404 通过颌 424 传递到分接导电构件 406。
图 16 是根据示例性实施例形成的另一替代连接器组件 500 的立面侧视图。连接 器组件 500 示出在组装状态。连接器组件 500 类似于连接器组件 100。如同组件 100， 组件 500 包括分接导体 502、 主导体 504、 分接导电构件 506 和主导电构件 508。 分接导电构件 506 和主导电构件 508 配置为利用类似于用于组装连接器 100 的紧固件的紧固件 ( 未示出 ) 连 接到彼此。
分接导电构件 506 包括楔形部分 510 和从楔形部分 510 延伸的通道部分 512。楔 形部分 510 包括邻接面 516、 相对于邻接面 516 成一定角度的内表面 518 和面对主导体 504 的外表面 520。外表面 520 相对于内表面 518 倾斜地延伸。内表面 518 和外表面 520 以楔 角 522 相对于彼此成一定角度。如此， 内表面 518 和外表面 520 一起限定具有用于在组装 过程中传递运动的斜面的楔形结构。
通道部分 512 远离楔形部分 510 延伸并形成适于以与楔形部分 510 间隔开的关系 接收分接导体 502 的通道或者托架 524。在示例性实施例中， 托架 524 包括围绕分接导体 502 包覆大约 180 圆周度的相对的指状件 526， 528。托架 524 具有在面向着楔形部分 510 的指状件 526， 528 的末端之间的开口 530。托架 524 悬垂着楔形部分 510 以使得当连接器 组件 500 组装时外表面 520 跨越开口 530。楔形部分 510 闭合托架 524 并接合导体 502 的 一部分。
托架 524 包括导体接合表面 532， 其限定为托架 524 的接合导体 502 的部分。导体 接合表面 532 在第一末端 534 和第二末端 536 之间延伸。当指状件 526， 528 的远端延伸超 过导体 502 时， 指状件 526， 528 的部分可从导体接合表面 532 向外延伸。或者， 导体接合表 面 532 可延伸到指状件 526， 528 之一或者二者的远端。导体接合表面 532 具有成形形状， 该成形形状具有可变形状的部分。在示例性实 施例中， 导体接合表面 532 在第一和第二末端 534， 536 之间是下凹的， 但是曲率半径不是一 致的。导体接合表面 532 具有从一端到另一端不是恒定的复合半径。导体接合表面 532 具 有在第一和第二末端 534， 536 之间的非圆形的几何结构。 任选地， 导体接合表面 532 可以是 椭圆或者抛物线形状的。导体接合表面 532 可包括在弯曲区域之间的至少一个平的区域， 以使得导体接合表面 532 不是连续弯曲的。但是， 托架 524 具有总的下凹形状。在示例性 实施例中， 托架 524 与分接导体 502 相比尺寸过小以使得托架 524 提供用于分接导体 502 的干涉配合。当分接导体 502 装载到托架 524 中时， 导体 502 的形状由圆柱形状变化为不 规则形状。例如， 导体 502 的各个股线相对于彼此运动以允许导体 502 配合在托架 524 中。 导体 502 可以是部分地变平的。股线在导体 502 的顶部和导体 502 的底部上都偏移， 在所 述底部， 导体 502 接合主导电构件 508。如此， 股线间隙通过与集中股线在一个位置例如导 体 502 底部偏移相反地伸展跨过整个导体的股线偏移而被最小化， 其中在导体 502 的底部， 导体接合主导电构件 508。
在示例性实施例中， 导体接合表面 532 具有一致部分 538 和非一致部分 540。 一致 部分具有与分接导体 502 的曲率半径大致相同的曲率半径。非一致部分 540 具有不同于一 致部分 538 的曲率半径的曲率半径。任选地， 非一致部分 540 的曲率半径可以大于一致部 分 538 的曲率半径。如此， 非一致部分 540 比一致部分 538 更相对平坦。非一致部分 540 具有不同于一致部分 538 的凹曲度的凹曲度。任选地， 导体接合表面 532 可以具有超过一 个非一致部分 540 和 / 或一致部分 538。非一致部分可以彼此相邻或者可以由一个或者多 个一致部分 538 隔开。
当导体 502 通过主导电构件 508 被迫进入到托架 524 中时， 非一致部分 540 迫使 导体 502 改变形状并配合在托架 524 的非圆柱的形状中。形状的变化在导体 502 装载到托 架 524 中的过程中是动态的， 其中形状的变化在当导体 502 装载到托架 524 中时发生。 导体 502 的这样的形状变化迫使股线围绕导体 502 的整个圆周改变相对于彼此的位置。 如此， 股 线间隙并不聚集在导体 502 和主导电构件 508 的界面处， 而是也沿着导体接合表面 532 展 开。
主导电构件 508 同样地包括楔形部分 550 和从楔形部分 550 延伸的通道部分 552。 楔形部分 550 包括邻接面 556、 相对于邻接面 556 成一定角度的内表面 558 和面对分接导体 502 的外表面 560。通道部分 552 远离楔形部分 550 延伸并形成适于以与楔形部分 550 间 隔开的关系接收主导体 504 的通道或者托架 564。托架 564 包括围绕主导体 504 包覆的相 对的指状件 566， 568。托架 564 可以大致类似于托架 524。托架 564 包括在第一末端 574 和第二末端 576 之间延伸的导体接合表面 572。 导体接合表面 532 具有非一致的复合半径。 在示例性实施例中， 导体接合表面 572 具有一致部分 578 和非一致部分 580。一致部分 578 具有大致相同于主导体 504 的曲率半径的曲率半径。非一致部分 580 具有不同于一致部分 578 的曲率半径的曲率半径。
各分接和主导电构件 506， 508 的楔形部分 510 和 550 大致相同地形成并且分享相 同的几何外形和尺寸以便于当导电构件 506， 508 配合时楔形部分 510 和 550 的相互配合。 但是， 导电构件 506 和 508 的通道部分 512， 552 可以根据情况做成不同的尺寸以接合不同 尺寸的导体 502， 504， 同时保持导电构件 506， 508 的大致相同的形状。如图 16 所示， 分接导电构件 506 和主导电构件 508 相对于彼此大致倒置， 各楔形 部分 510 和 550 面对彼此。 分接导电构件 506 的通道部分 512 在第一方向远离楔形部分 510 延伸， 主导电构件 508 的通道部分 552 在与第一方向相反的第二方向从楔形部分 550 延伸。
在组装过程中， 导电构件 506， 508 相对于彼此倒置。楔形部分 510 与紧邻楔形部 分 550 和通道部分 552 之间的空间的楔形部分 550 对齐。 类似地， 楔形部分 550 紧邻楔形部 分 510 和通道部分 512 之间的空间定位。当导电构件 506， 508 耦接到彼此时， 外表面 520， 560 远离彼此被驱动。外表面 520 接合主导体 504， 外表面 560 接合分接导体 502。
应当理解， 上面的描述意在为示例性的， 而不是限制性的。 例如， 上述实施例 ( 和 / 或其方面 ) 可以用于彼此组合。此外， 可以根据本发明的各实施例的教导进行许多修改以 适应特定情形或材料， 而不超出本发明的范围。 尽管在此描述的材料的类型、 各个部件的取 向以及各个部件的数量和位置意在限定某些实施例的参数， 但是绝不是限制性的， 而仅仅 是示例性实施例。 在权利要求的精神和范围内的许多其它实施例和修改对于本领域技术人 员在回顾以上描述时是明显的。 本发明的范围因此应当参照所附权利要求连同与权利要求 限定的主题等效的范围一起被确定。在所述权利要求中， 术语 “包括” 和 “其中” 用作术语 “包含” 和 “在其中” 的等效用语。而且， 在权利要求中， 术语 “第一” 、 “第二” 、 “第三” 等仅仅 是用作标记， 并不意在施加该数字要求对它们的对象。 进一步地， 下面权利要求的限定并未 写成装置 + 功能的形式， 并且并不意在基于 35U.S.C.§112 第六段落进行解释， 除非这样的 权利要求限定明确使用术语 “用于 ...... 的装置” 后跟随缺少进一步结构的功能的声明。