CN104595580B - 电缆夹持器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆夹持器，包括框架、安装板和设置于安装板上的两个相对称设置的夹持体；夹持体包括两个凸轮、一个扭力弹簧、四个同步齿轮；被加持电缆夹紧于两个凸轮之间并与两个凸轮相接触，凸轮的与被加持电缆相接触的夹持侧的轮廓线为渐开线；凸轮、扭力弹簧、同步齿轮均安装于安装板上；扭力弹簧用于使得凸轮转动后能够自动复位，并使得凸轮能够夹住被夹持电缆；同步齿轮包括两个主动同步齿轮和两个从动同步齿轮；其中两个主动同步齿轮与凸轮夹块同步转动。本发明的电缆夹持器，具有可夹持一定规格范围内的各种扁形和圆形电缆、拆卸电缆无需扳手、操作简单快捷、通用性好、使用方便快捷等优点。

Description

电缆夹持器

技术领域

本发明涉及一种电缆夹持器。

背景技术

工业现场大量配置各种检修电源箱和临时配电箱（柜），主要用于电焊机搭火、电动机试车、施工照明、电动工具等临时用电。如何快捷可靠地固定(和拆卸)临时性配电电缆，使电缆受外力拖拽牵拉时，导电芯线和接线端头不直接受力，避免导致芯线拉断、接头松脱、接触不良、短路接地、绝缘破坏、人身触电等故障，是检修电源箱等流动型配电装置现场接线时面临的普遍问题。

目前此类配电箱临时电缆的常规固定办法是采用电缆夹板，电缆夹板是由两个板体构成，一个平板和一个带有凹槽的弯板，二者通过螺栓紧固在一起，电缆夹持于凹槽内，从而实现电缆的夹持。这种采用两个板体构成的夹板，存在有以下几个缺点：

（1）装卸电缆须使用扳手等专用工具；必须采用合适规格的扳手等工具，才能打开螺栓，进行电缆的拆装；装卸操作费时费力；

（3）电缆的压紧靠螺栓紧固，由工作人员靠手感和经验把握，使得电缆的压紧度难以掌握，容易发生电缆过紧或过松的情况；过紧则容易损坏电缆，过松则电缆容易脱落；

（4）另外，在拆装时，如果不将拆下的压板、螺栓和螺母等部件细心保存，则压板、螺母等散装元件易损坏或丢失；尤其是在配电箱中存在多处电缆夹持的时候，不同规格的夹板、螺母、螺栓放置散乱，容易丢失；

（5）由于弯板的凹槽的尺寸是特定的，因此必须配合相应规格的电缆；如果电缆过于细小，则无法固定电缆；如果电缆过于粗大，则无法放入凹槽；因此这种夹板的通用性比较差，难以适应现场各种不同直径、不同截面形状的电缆或电线。

申请号为201020676146.5的中国实用新型专利公开了一种检修电源箱临时电缆固定器，也是采用类似上述夹板式的结构，通过螺钉将带有凹槽的卡箍将电缆固定。这种电缆固定器是在检修电源箱上临时安装的一个附件，使用时配电箱的门要始终处于打开状态，既不安全，也为许多具有开门断电闭锁保护功能的配电箱所不容。

申请号为200420037546.6的中国实用新型专利公开了一种电缆夹持装置，包括固定夹线板、活动夹线板和锁紧装置，活动夹线板和固定夹线板之间形成圆环，以夹紧电缆。一般用于电气试验时多根电缆的临时夹持，不能适应工业检修现场复杂的电缆种类和外部强力拖拽。

以上两项专利都没有脱离电缆夹板的结构模式，电缆夹板的缺点它们同样具有。

发明内容

本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种电缆夹持器，以使得各种规格的电缆都能有效夹持，且电缆拆装方便快捷。

本发明为解决技术问题采用以下技术方案。

电缆夹持器，其结构特点是，包括框架、安装板（4）和设置于所述安装板（4）上的两个相对称设置的夹持体，被夹持电缆12夹紧于所述两个夹持体之间；所述夹持体包括两个凸轮（1）、一个扭力弹簧（7）、四个同步齿轮；被加持电缆（12）夹紧于两个凸轮（1）之间并与两个凸轮（1）相接触，所述凸轮（1）的与被加持电缆（12）相接触的夹持侧的轮廓线为渐开线；所述凸轮（1）、扭力弹簧（7）、同步齿轮均安装于安装板（4）上；扭力弹簧（7）用于使得凸轮（1）转动后能够自动复位，并使得凸轮（1）能够夹住被夹持电缆（12）；同步齿轮包括两个主动同步齿轮（2-1）和两个从动同步齿轮（2-2）；其中两个主动同步齿轮（2-1）与凸轮夹块同步转动；四个同步齿轮形成链式啮合，当某一个凸轮夹块（1）转动时，另一个凸轮夹块随之同步反向转动，以实现两个凸轮夹块同步张开或同步闭合。

所述凸轮（1）夹持侧渐开线近似于对数螺线。

所述凸轮（1）的主体是用胶木、硬橡胶、工程塑料等绝缘材料制作而成。

如图5，本电缆夹持器还包括另一种单凸轮结构的简化模式。简化模式中，单个的渐开线凸轮1与固定夹持板13构成夹持面3，电缆12被夹紧于渐开线凸轮1和固定夹持板13之间。

与已有技术相比，本发明的电缆夹持器有益效果体现在：

1、装卸电缆无须使用扳手等专用工具；

2、装卸操作简单快捷；

3、电缆的压紧力由夹持器机构自动生成，正常情况下压紧力不大，电缆被强力拖拽时压紧力随之增加，以电缆不被拉脱为度，最大限度地避免操作事故和电缆损伤；

4、夹持面用绝缘材料制成，不会割伤电缆或造成短路；

5、可自适应现场各种直径不同的扁形和圆形的电缆、电线，以及压好线鼻子的电缆芯线；

6、电缆抽出后，进线孔自动关闭，防止灰尘、小动物等进入；

7、本发明的电缆夹持器结构简单，元件粗壮，不易损坏；

8、本发明的电缆夹持器可作为一个独立部件，安装在各种配电箱的出线孔处，不影响配电箱其它功能的实现。

本发明的电缆夹持器，具有可夹持一定规格范围内的各种电缆、拆卸电缆无需扳手、操作简单快捷、通用性好、使用方便快捷等优点。

附图说明

图1为本发明的电缆夹持器的结构正视图。

图2为本发明的电缆夹持器的结构背视图。

图3为本发明的电缆夹持器的结构俯视图。

图4为本发明的电缆夹持器在配电箱内的安装关系。

图5为本发明的单凸轮式电缆夹持器结构简图。

图6a、图6b为本发明的电缆夹持器的受力分析图。

图1-5中附图标记：1凸轮夹块（2块），2-1主动同步齿轮（2个），2-2从动同步齿轮（2个），3凸轮夹持面，4安装板，5安装孔（8个），6凸轮轴（2个），7扭力弹簧（2个），8齿轮轴（2个），9固定螺栓（8套），10配电箱，11空气开关，12电缆，13固定夹持板。

具体实施方式

以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。

参见图1～图5, 本发明的电缆夹持器，包括框架、安装板4和设置于所述安装板4上的两个相对称设置的夹持体，被夹持电缆12夹紧于所述两个夹持体之间；所述夹持体包括两个凸轮1、一个扭力弹簧7、四个同步齿轮；被加持电缆12夹紧于两个凸轮1之间并与两个凸轮1相接触，所述凸轮1的与被加持电缆12相接触的夹持侧的轮廓线为渐开线；所述凸轮1、扭力弹簧7、同步齿轮均安装于安装板4上；扭力弹簧7用于使得凸轮1转动后能够自动复位，并使得凸轮1能够夹住被夹持电缆12；同步齿轮包括两个主动同步齿轮2-1和两个从动同步齿轮2-2；其中两个主动同步齿轮2-1与凸轮夹块同步转动；四个同步齿轮形成链式啮合，当某一个凸轮夹块1转动时，另一个凸轮夹块随之同步反向转动，以实现两个凸轮夹块同步张开或同步闭合。

所述凸轮1夹持侧渐开线近似于对数螺线。对数螺线的极坐标方程为：，其中r为极径；α为极径与螺线切线的夹角；θ为极角；e 为自然对数的底，e=2.7182……；ctg为余切函数。其实现的力学特性是：凸轮1的极径与被夹持电缆12的夹持角为一常量，与被夹持电缆12的直径或厚度无关。

所述凸轮1的主体是用胶木、硬橡胶、工程塑料等绝缘材料制作而成。对凸轮1的夹持面与被夹持电缆12的摩擦系数μ的要求是：μ≥tgα，其中α为凸轮1的极径与被夹持电缆12的夹持角，tg为正切函数。当被夹持电缆12受到向下的拉力时，该力学结构使其对被夹持电缆12产生足够的摩擦力而不被拉脱。

本电缆夹持器还包括另一种单凸轮结构的简化模式。如图5，该电缆夹持器括框架、安装板4和设置于所述安装板4上的一个相对称设置的夹持体所述夹持体包括一个凸轮1、一个固定夹持板13，被夹持电缆12夹紧于所述凸轮1和固定夹持板13之间。如图5，是一种单凸轮结构的简化模式的电缆夹持器。单个的渐开线凸轮1与固定夹持板13构成夹持面3，电缆12被夹紧于渐开线凸轮1和固定夹持板13之间。与双凸轮式电缆夹持器相比，单凸轮式电缆夹持器省略了一个渐开线凸轮1、一个扭力弹簧7和4个同步齿轮2-1、2-2，体积缩小，结构简化。与双凸轮式电缆夹持器相比，单凸轮式电缆夹持器仍可实现所述本发明电缆夹持器的各项力学性能，操作方法亦相同，被夹物体不会被拉脱的充要条件仍是μ≥tgα，唯被夹持电缆的最大直径比双凸轮结构的减半。

图4中电缆夹持器主体由两个具有某种渐开线外形的凸轮组成，两个凸轮之间有扭力弹簧和机械同步机构，可使两个凸轮同步向当中合拢或向两边分开。平时凸轮在扭力弹簧的作用下合拢。当被固定的电缆从夹持器的两个凸轮当中***时，凸轮自动分开，***力很小。***后凸轮压迫电缆表面产生摩擦力，此摩擦力会阻止电缆向外拉出。适当选取凸轮材料和凸轮曲线的形状，可以达到这样的力学效果——无论外部拉力有多大，都不可能把电缆从夹持器中拉出来。拆卸电缆时，人工对凸轮反向施力，克服弹簧扭力，同步机构把凸轮向两边分开，电缆即与凸轮脱离接触而自动脱出。

显然，本技术方案有如下优点：

（1）装卸电缆无须使用扳手等专用工具；

（2）装卸操作简单快捷省力；

（3）压紧力由夹持器机构自动生成，正常情况下压紧力不大，电缆被强力拖拽时压紧力随之增加，以电缆不被拉脱为度，最大限度地避免操作事故和电缆损伤；

（4）凸轮夹持面用绝缘材料制成，不会割伤电缆或造成短路；

（5）可自适应现场各种直径、形状不同的扁形和圆形电缆、电线，以及压好线鼻子的电缆芯线；

（6）电缆抽出后，进线孔自动关闭，防止灰尘、小动物等进入；

（7）本夹持器结构简单，元件粗壮，不易损坏；

本夹持器可作为一个独立部件，安装在各种配电箱的出线孔处，不影响配电箱的箱体结构、机械强度、箱内布局，以及其它功能的实现。

对数螺线又称等角螺线，是渐开线的一种。其极坐标方程式为：

其中：

r ——极径(图中OA线段)

α——极径与螺线切线的夹角（图中A点）

（0＜α＜π α≠π/2）

θ——极角（θ∈(－∞,＋∞)）

e ——自然对数的底（e=2.7182……）

ctg ——余切函数

对数螺线的一个重要特性是：在曲线任一点上，极径r与螺线切线的夹角α为一恒定值。这是本技术方案中采用对数螺线作为夹持器渐开线凸轮基本曲线的主要原因。

图6a、图6b为电缆夹持器的受力分析图。图6中被夹物体（电缆）G被两块对称的凸轮夹块夹在中间。凸轮外廓线由三段组成，其中AB段是以对数螺线为基本特征的渐开线，BC段是以OB为半径的圆弧，CA段为直线。基于对数螺线的特点，图6中的α角应为常量，与被夹物体的直径无关，我们称α为夹持角。

1、在图1、图3中可见两个渐开线凸轮夹块1，通过凸轮轴6安装在框架和安装板4内，形成的凸轮夹持面3。

2、在图2、图3中可见4个等直径的同步齿轮，其中2个主动同步齿轮2-1固定在凸轮夹块1上，与凸轮夹块同步转动，2个从动同步齿轮2-2安装在齿轮轴8上。4个同步齿轮形成链式啮合，当某一个凸轮夹块1转动时，另一个凸轮夹块随之同步反向转动，以实现两个凸轮夹块同步张开或同步闭合。

3、在图3中可见2个扭力弹簧7，分别缠绕在2个凸轮夹块1的轴上。扭力弹簧7的一端固定在主动同步齿轮2-1上，另一端固定在框架和安装板4的弹簧固定孔内。扭力弹簧的作用是：始终向2个凸轮夹块1提供同步闭合的驱动力。

4、图4显示了电缆夹持器在配电箱内的安装关系。在配电箱10的电缆进线处开与电缆夹持器框架和安装板4相匹配的安装孔眼，装入电缆夹持器并用固定螺栓9固定，电缆夹持器安装即告完成。电缆12自外部***时，在扭力弹簧7和同步齿轮2-1、2-2的作用下，两个凸轮夹块1同步张开又同步闭合，夹住电缆12。被夹物体不会被拉脱的充要条件是μ≥tgα，其力学***对电缆自动生成的摩擦力使电缆12不会被外力拉脱出配电箱。

5、拆卸电缆时，在配电箱10内按图4中的F箭头方向拨动两个凸轮夹块1中的一个，两个凸轮夹块1即同步张开，电缆12因失去夹持摩擦力而脱出电缆夹持器和配电箱。

6、图5是单凸轮式电缆夹持器结构简图。图中单个的渐开线凸轮1与固定夹持板13构成夹持面3，电缆12被夹紧于渐开线凸轮1和固定夹持板13之间。与双凸轮式电缆夹持器相比，单凸轮式电缆夹持器省略了一个渐开线凸轮1、一个扭力弹簧7和4个同步齿轮2-1、2-2，体积缩小，结构简化。

7、与双凸轮式电缆夹持器相比，单凸轮式电缆夹持器仍可实现所述本发明电缆夹持器的各项力学性能，操作方法亦相同，被夹物体不会被拉脱的充要条件仍是μ≥tgα，唯被夹持电缆的最大直径比双凸轮结构的减半。

Claims (4)

1.电缆夹持器，其特征是，包括框架、安装板（4）和在安装板（4）上的相对称设置的两个夹持体；所述夹持体包括两个凸轮（1）、一个扭力弹簧（7）、四个同步齿轮；被夹持电缆（12）夹紧于两个凸轮（1）之间并与两个凸轮（1）相接触，所述凸轮（1）与被夹持电缆（12）相接触的夹持侧的轮廓线为渐开线；所述凸轮（1）、扭力弹簧（7）、同步齿轮均安装于安装板（4）上；扭力弹簧（7）用于使得凸轮（1）转动后能够自动复位，并使得凸轮（1）能够夹住被夹持电缆（12）；同步齿轮包括两个主动同步齿轮（2-1）和两个从动同步齿轮（2-2）；其中两个主动同步齿轮（2-1）与凸轮同步转动；四个同步齿轮形成链式啮合，当某一个凸轮（1）转动时，另一个凸轮随之同步反向转动，以实现两个凸轮同步张开或同步闭合；凸轮外廓线由三段组成，其中AB段是以对数螺线为特征的渐开线，BC段是以OB为半径的圆弧，CA段为直线；

在配电箱（10）的电缆进线处开与电缆夹持器框架和安装板（4）相匹配的安装孔眼，装入电缆夹持器并用固定螺栓（9）固定，电缆夹持器安装即告完成；被夹持电缆（12）自外部***时，在扭力弹簧（7）和主动同步齿轮（2-1），从动同步齿轮（2-2）的作用下，两个凸轮（1）同步张开又同步闭合，夹住电缆（12）。

2.根据权利要求1所述的电缆夹持器，其特征是，所述凸轮（1）夹持侧渐开线近似于对数螺线。

3.根据权利要求1所述的电缆夹持器，其特征是，所述凸轮（1）的主体是用绝缘材料制作而成。

4.电缆夹持器，其特征是，包括框架、安装板（4）和设置于所述安装板（4）上的一个夹持体；所述夹持体包括一个凸轮（1）、一个固定夹持板（13），被夹持电缆（12）夹紧于所述凸轮（1）和固定夹持板（13）之间；凸轮外廓线由三段组成，其中AB段是以对数螺线为特征的渐开线，BC段是以OB为半径的圆弧，CA段为直线；

在配电箱（10）的电缆进线处开与电缆夹持器框架和安装板（4）相匹配的安装孔眼，装入电缆夹持器并用固定螺栓（9）固定，电缆夹持器安装即告完成。