带有多种螺距的螺纹孔的通用母线连接器.pdf

一种连接器被连接到延伸的变压器螺钉。连接器包括具有用于和变压器可插入配合接的在一端开端口的纵向孔的细长的中心主体。在不增加两个独立安装孔所需的尺寸和费用的情况下纵向孔接收多于一种尺寸的螺钉。根据本发明的连接器接收至少两种不同尺寸螺纹的螺距并带有典型的固定螺钉锁闭装置，保持螺纹啮合在螺钉的一侧上，固定螺钉以及保持螺钉和连接器之间的电接触面积。

1.  一种电力变压器螺钉连接器，包括：
带有纵向圆柱孔的主体，该纵向孔具有在所述纵向孔内彼此重叠用于接收变压器螺钉的至少两个不同尺寸的螺纹，其中所述纵向孔是和至少一个固定螺钉端口连通的，其中所述固定螺钉端口是和所述纵向圆柱孔垂直排列并具有用于给所述变压器螺钉施加夹紧力的靠螺纹在其中被接收的固定螺钉，以及
用于接收导体的多个导体端口，沿着所述主体垂直于所述纵向圆柱孔排列，每个导体端口用于和固定螺钉端口连通，其中所述固定螺钉端口垂直于所述导体端口排列并具有用于给所述导体施加夹紧力的靠螺纹在其中被接收的固定螺钉。

2.  如权利要求1所述的电力变压器螺钉连接器，其特征在于，至少两个不同尺寸的螺纹围绕所述纵向圆柱孔的圆周的一部分重叠。

3.  如权利要求2所述的电力变压器螺钉连接器，其特征在于，所述圆周的一部分大约为180度。

4.  如权利要求2所述的电力变压器螺钉连接器，其特征在于，所述圆周的一部分小于180度。

5.  如权利要求2所述的电力变压器螺钉连接器，其特征在于，所述纵向圆柱孔的圆周的一部分大约是60度。

6.  如权利要求2所述的电力变压器螺钉连接器，其特征在于，所述纵向圆柱孔的圆周的一部分大约是120度。

7.  如权利要求2所述的电力变压器螺钉连接器，其特征在于，所述纵向圆柱孔的圆周的一部分大约是90度。

8.  如权利要求1所述的电力变压器螺钉连接器，其特征在于，至少被车出所述两种不同尺寸的螺纹以配合接收所述变压器螺钉的旋进。

9.  如权利要求1所述的电力变压器螺钉连接器，其特征在于，所述纵向圆柱孔与所述多个固定螺钉端口连通。

10.  如权利要求1所述的电力变压器螺钉连接器，其特征在于，没有螺纹围绕所述纵向圆柱孔的圆周的一部分。

11.  如权利要求10所述的电力变压器螺钉连接器，其特征在于，没有螺纹，其中所述圆周的一部分大约是180度。

12.  如权利要求10所述的电力变压器螺钉连接器，其特征在于，所述圆周的一部分小于180度。

13.  如权利要求10所述的电力变压器螺钉连接器，其特征在于，所述纵向圆柱孔的圆周的一部分大约是60度。

14.  如权利要求10所述的电力变压器螺钉连接器，其特征在于，所述纵向圆柱孔的圆周的一部分大约是120度。

15.  如权利要求10所述的电力变压器螺钉连接器，其特征在于，所述纵向圆柱孔的圆周的一部分大约是90度。

16.  一种制造电力变压器螺钉连接器的方法，包括
在连接器主体内形成圆柱纵向孔，
形成对应于预定螺纹尺寸和螺距的第一螺纹区域，
形成对应于第二预定螺纹尺寸和螺距的与第一螺纹的区域重叠的第二螺纹区域，其中所述第一螺纹区域和第二螺纹区域沿着相切的单线重叠。

17.  如权利要求16所述的电力变压器螺钉连接器的制造方法，其特征在于，在连接器主体内形成圆柱的纵向孔进一步包括，钻出和所述纵向孔连通的固定螺钉接收端口的孔，其中所述固定螺钉接收端口和所述纵向孔垂直排列。

18.  如权利要求17所述的电力变压器螺钉连接器的制造方法，其特征在于，所述切线直接和所述固定螺钉接收端口相对。

19.  如权利要求16所述的电力变压器螺钉连接器的制造方法，其特征在于，形成所述第一螺纹的区域和所述第二螺纹的区域由铣削工艺完成。

20.  如权利要求16所述的电力变压器螺钉连接器的制造方法，其特征在于，形成所述第一螺纹的区域和所述第二螺纹的区域由车螺纹工艺完成。

21.  如权利要求16所述的电力变压器螺钉连接器的制造方法，其特征在于，形成所述第一螺纹的区域和所述第二螺纹的区域由攻螺纹工艺完成。

带有多种螺距的螺纹孔的通用母线连接器
本申请要求2003年7月11日提出的美国临时申请号为60/486,318的优先权。
发明领域
本发明一般涉及用于连接到具有带有叠加的多螺纹的单一螺钉孔的变压器的连接器。更特别地，本发明涉及具有单一螺纹孔的变压器螺钉连接器，它允许连接器拧入不同尺寸的螺钉。
发明背景
用作二次配电电力变压器典型地应用于从主干线分配电源。变压器接受变压器一次侧上的主干线并从变压器二次侧分配电源。由变压器提供电压降以便为居所和商用提供合适的电源的二次分配。
变压器通常装在钢柜中。带螺纹的铜螺钉从提供二次分配变压器的二次侧延伸。连接到螺钉的多个电连接器向终端用户提供电源分配。
为了将导体连接到螺钉，使用变压器螺钉连接器。这些变压器螺钉连接器是细长的，插到铜螺钉上的导电部件从变压器的二次侧延伸。螺钉连接器可以靠螺纹地连接到变压器螺钉。从那里纵向延伸的是可以插入导体端部的多个导体连接端口。每个导体端口具有相应的固定螺钉来对变压器螺钉连接器进行机械和电气连接。变压器螺钉连接器的例子示于美国专利No.5,931,708；5,848,913；5,690,516；DES 377,782；DES 346,150和DES 309,664中。
在典型的安装中，公共设施配电变压器典型地具有5/8-11或1-14的螺钉，超大体积的设备可能有大于1-12，1-1螺纹的螺钉或者可能根据顾客需要指定的定制尺寸。有时被称作母线的连接器用于连接螺钉并为多个线连接提供端口。虽然连接器用相同螺距的螺丝车螺纹，但是螺纹孔等于或大于变压器螺钉的直径。这使得连接器滑出螺钉，即滑动装配连接器，而不是绕螺纹轴方向转。这使得连接器在不必移动任何导体的情况下被安装和移动。典型使用一种垂直安装的固定螺钉以连接器固定到螺钉轴。
在现有技术连接器中，提供了多种方式以使用单个连接器来用于不同尺寸的螺钉。一种方法就是提供至少两个螺纹孔，每个对应于连接器所提供的每个螺钉尺寸。然而，这种设计的缺点是它需要至少两个孔，以及因此需要比所需的更多。而且，因为通过设计螺钉孔不得不满足一定深度以容纳螺钉，接受螺钉的连接器的部分对于导体连接是不可用的，因此额外地需要更长的连接器以容纳等数量的连接器。对于具有多个螺纹孔的连接器，这个问题是严重的。
另一种现有技术结构利用重叠的两个孔的泪珠(tear-drop)设计，并且由此在较大孔的底端产生具有较小孔弧形部分的较大直径的螺纹孔，它延伸到超出较大孔的圆周。这种结构通常称作“泪珠”结构。这种结构的缺点是它需要预先钻一个较小的孔，然后钻第二个较大的孔，与较小孔部分地重叠。可选择地，可以首先钻较大孔，然后通过铣或拉削底端弧形部分产生“泪珠”。因此两种方法都需要两步工艺，这增加制造过程的复杂性和费用。
第三种可选择的现有技术设计利用安装到连接器主体上的滑动器系统，在连接器主体上的多种高度上有开槽的侧边。通过在槽中移动滑动器，在滑动器和连接器主体之间可以形成多种间隔尺寸。然而，这种结构需要第二个元件，添加到连接器的滑动器，这增加了制造过程的复杂性和费用。
因此需要提供一种变压器螺钉连接器，它能够不复杂或没有现有技术成本高的安装在多种尺寸的螺钉上，并且具有更紧凑的结构。
发明要点
本发明提供了一种连接器，它能够用单个螺纹孔连接到变压器的多种尺寸的螺钉。
因此本发明提供了一种用于连接到延伸的变压器螺钉的连接器。该连接器包括具有纵向孔的细长的中心主体，在一端开端口用于变压器螺钉的插入配合。在不增加用于两个独立安装孔所需的尺寸和成本时纵向孔接收不止一种尺寸的螺钉。根据本发明地连接器接收至少两种不同尺寸螺纹的螺距以及用典型固定螺钉锁定安装，保持螺纹在螺钉的一边啮合，固定螺钉并保持螺钉和连接器之间的电接触区域。
根据各种适用的螺纹标准/种类一般通过攻螺纹和车加工适当尺寸的螺纹(阳或阴)来生产用于固定或其它应用的螺纹在本领域中是众可周知的。该螺纹在整个部分支撑螺纹的螺纹长度的形状/外形上一般是均匀的。使得该螺纹和附加部分以同样尺寸和类型的螺纹共同工作。
本发明在连接器主体内使用单一的孔或腔接收两个或更多的不同螺纹尺寸的螺钉。这在本发明中通过使用所需的螺纹和螺距的叠加(重叠)的原则以提供得到的螺纹部分来实现，这使得两种不同尺寸的螺钉稳定地互锁在螺纹孔中。换句话说，本发明通过移走螺纹部分在预先存在的螺纹上提供部分或全部螺纹的变形，这和第二螺纹的尺寸和螺距相一致。
为了达到这个目的，提供了一种电力变压器螺钉连接器，包括带有纵向圆柱孔的主体，该纵向孔具有在所述纵向圆柱孔内彼此重叠用于接收变压器螺钉的至少两个不同尺寸的螺纹，其中纵向孔是和至少一个固定螺钉端口连通，其中固定螺钉是和纵向圆柱孔垂直排列并具有用于给所述变压器螺钉施加夹紧力的靠螺纹在其中被接收的固定螺钉，以及用于接收导体的多个导体端口，沿着主体垂直于所述纵向圆柱孔排列，每个导体端口和固定螺钉端口连通，其中该固定螺钉端口垂直于所述导体端口排列并具有用于给所述导体施加夹紧力的靠螺纹在其中被接收的固定螺钉。
本发明进一步提供制造电力变压器螺钉连接的方法，包括在连接器主体内形成圆柱形纵向孔，形成与预定的螺纹尺寸和螺距相配合的第一螺纹的区域，形成与第一螺纹区域重叠与第二预定螺纹尺寸和螺距相配合的第二螺纹区域，其中第一螺纹区域和第二螺纹区域沿单个切线重叠。
这里借助优选实施例所示的，本发明的连接器包括视为穿过并重叠较大螺纹的较小直径的螺纹。
附图的简要说明
图1是根据本发明的连接器部分的透视图。
图2是根据本发明的连接器横截面图。
图3是根据本发明具有安装了螺钉的连接器的横截面图。
图4是根据本发明具有安装了改变的螺钉的连接器的横截面图。
图5是根据本发明描述螺纹布置的连接器的螺纹孔的横截面图。
优选实施例的具体描述
参考图1，示出了根据本发明的连接器的透视图。示出的是连接器主体10，纵向孔12，具有沿内径设置的螺纹14，和固定螺钉16，从连接器主体10的顶端凸出并能被拧进连接器主体10中以和变压器螺钉(未示出)接触。还进一步示出了连接器主体的侧表面18，当安装到变压器螺钉时，它与变压器面对。连接器主体10是整体形成的金属件，优选由铝和其它具有高导电性的材料构成。变压器螺钉连接器主体10包括居中的，通常细长的圆柱形孔12。中心孔12是内螺纹的以配合延伸的外螺纹的变压器螺钉(未示出)。孔12的长度要求只要接近于螺钉的延伸部分的长度，因此当连接器主体放置在螺钉上时，螺钉和孔通常延伸相同的距离。
变压器螺钉连接器主体10将典型地包括用于接收连接器的导体适配端口(未示出)。每个导体端口将也包括用来固定连接器的固定装置例如固定螺钉。每个固定螺钉孔是和各自的导体接收端口连通的，因此固定螺钉(未示出)可以插入其中以机械和电气地将连接器的端部固定在螺钉连接器主体10内。在典型安装中，每个端口从连接器主体10一个侧面延伸。导体端口通常设置在同样朝向的表面，因此插入到端口内的导体可以从同一方向插入。
现在参考图2，示出了根据本发明的连接器的沿图1的截面A-A的侧面剖视图。变压器螺钉连接器主体10被描绘成带有纵向孔12具有基本上为矩形的外形。纵向孔是由小直径螺纹区20和大直径螺纹区22构成。小直径螺纹区20和大直径螺纹区22的中心轴在纵向孔内偏移直线距离，它是随每个区域的直径而变化。此外，连接器包括用于将连接器固定到螺纹的螺钉的固定螺钉16。在螺纹孔24中固定螺钉进入到连接器主体中并且通过旋转固定螺钉上升或降低。以这种方式，可以调整固定螺钉以在纵向孔12中和螺钉接触。在本发明的优选实施例中，通过钻孔到连接器主体10中以形成空穴而形成纵向孔来制造出连接器。其后，进行第一个攻螺纹工艺以形成小直径螺纹的区域，这在优选实施例中可以是5/8-11螺纹。一旦形成了小直径螺纹区域20，进行第二个攻螺纹工艺以形成大直径螺纹的区域22，这在优选实施例中可以是11/16-14螺纹。通过偏移螺纹的最大直径到被车出产生与固定螺钉直接相对的切点或切线26，在连接器主体内设置螺纹区域，沿两个螺纹螺距，在三个尺寸参考系中提供单个的切线。
通过在纵向孔12的侧面铣/车螺纹/攻螺纹工艺进行重叠螺纹部分的去除，在该纵向孔中根据所需第二螺钉的互锁典型地与固定螺钉相对。可选择地，在围绕纵向孔12的整个内径的其它位置，可以形成重叠螺纹部分。
在优选实施例中，通过用75％级3螺纹攻螺纹使得螺钉和螺纹孔之间的接触面最大化。另外，可以利用特殊的切削螺丝锥以产生提供合适螺纹形状的多种螺纹型式用于接触面的最大化。
尽管在具体的大和小螺纹螺距方面描述了根据本发明的连接器的优选实施例。本领域技术人员清楚的是任何标准的或非标准螺纹螺距可以以所描述的方式重叠。同样本发明不必限定为重叠两个特例的螺纹螺距，然而可以包括形成在纵向孔12内的多于两个特例的螺纹螺距。
现在转到图3，示出了根据本发明的沿图1的截面A-A连接器的横截面图。在这个图中示出了安装在纵向孔12中的变压器螺钉30，它有比纵向孔12稍小的直径，因此在螺钉和连接器螺纹没有啮合的情况下连接器可以滑过螺钉30。一旦螺钉完全插入到连接器，旋转固定螺钉16以挤靠螺钉30，因此导致了螺钉30上的螺纹和纵向孔12内的附加的螺距螺纹啮合并由此将连接器固定到螺钉。应当注意的是当描述标准平头固定螺钉时，为了使螺纹的变形最小化，可以使用夹紧螺钉的鞍型螺钉。鞍型螺钉使用构造有相同类型的螺纹图案滑动件以便可以正常安装在螺钉螺纹上，由此避免了任何螺纹损坏并且提供更可靠的机械和电气连接。
现在转向图4，示出了根据本发明沿图1的截面A-A的连接器的横截面图。在这个图中示出了安装在纵向孔12中的变压器螺钉40，它有比纵向孔12小的直径，因此在螺钉和连接器螺纹没有啮合的情况下连接器可以滑到螺钉40上。一旦螺钉完全插入到连接器中，旋转固定螺钉16以挤靠螺钉40，由此使得螺钉40上的螺纹和纵向孔12中的补充的螺距的螺纹啮合并且因此使连接器与螺钉固定。螺钉40和纵向孔12的小直径螺纹区域啮合，该区域是和与图3的螺钉30啮合的大直径螺纹重叠的。
现在转向图5，示出了沿图1描绘的截面B-B的纵向横截面。如图5所示，将螺纹车到连接器主体10上以产生与固定螺钉16直接相对的一系列切点26，以沿两个螺纹的螺距提供一排切点。参见图5，示出了杆(swipe)或者看起来要穿过较大的螺纹的较小直径的螺纹的重叠螺纹的区域。在所述的实施例中，-11螺纹加工在(swipes)-14螺纹的上面。用这种方式，提供间隙和啮合空间，而且不但较大的1-14螺钉使得5/8-11螺钉在不需要单独的车出的孔的情况下在纵向孔的底部啮合。螺距的不同将不能使得-11螺纹和-14螺纹啮合因此-11“寻找”必要的间隙以适当地啮合。杆(swipe)或者重叠的螺纹使得-11螺纹仅啮合特定的区域，当拧紧时固定螺钉也提供稳定性。
为了易于固定变压器螺钉在优选实施例中被车进到纵向孔12的螺纹螺距至少应当不同于两个因素中的一个，例如-11和-13。然而，对于螺距差小于2，一旦获得固定，电力和机械的连接已经不受影响了。此外，可以扩大这种概念以提供多于两种不同的螺距来彼此交叉使得多于两种不同螺距的安装螺钉使用相同的连接器纵向孔。左手螺纹又可以跨越相同或不同螺距的右手螺纹。
将可以理解的是这里通过参考某个优选或者典型实施例已经对本发明进行了描述。在不脱离本发明的目的、精神和范围的情况下可以对这里描述的优选或者典型实施例变形、改变、增加或者偏离。