專利名稱：電纜的穿刺裝置以及包括該裝置的電纜的接地裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電纜的穿刺裝置以及包括該裝置的電纜的接地裝置。
背景技術(shù)：
通常，現(xiàn)有技術(shù)的電纜的接地方法采用先將電纜的絕緣護(hù)套剝掉、然后人工地將 接地裝置緊固在電纜外導(dǎo)體上。這種方式不但費(fèi)時，而且需要大量工具，安裝成本高。公開號為CN101548435A，發(fā)明名稱為“用于絕緣電纜的電接地的裝置”的中國專利 申請公開了一種絕緣電纜的電接地的裝置，所述絕緣電纜的電接地的裝置可避免上述需先 行剝?nèi)ゲ糠纸^緣護(hù)套的步驟。該裝置包括接收器和下降單元，接收器用于容置需要接地的 電纜，與接收器樞軸連接的下降單元包括接地件以及和該接地件連接的穿刺裝置。該穿刺 裝置包括兩個刀具，各刀具具有刀刃，并位于該下降單元的下部。當(dāng)下降單元相對容置有電 纜的接收器旋轉(zhuǎn)時，各刀具刺穿絕緣護(hù)套進(jìn)入電纜，并與電纜內(nèi)部的外導(dǎo)體形成接觸，從而 不必在使電纜接地之前，通過例如剝離護(hù)套等來對電纜進(jìn)行預(yù)處理。然而，在使用該裝置時，所公開的上述穿刺裝置，在刺入絕緣護(hù)套的過程中，如果 刀具之間的距離過小，則在刀具與外導(dǎo)體接觸后，會進(jìn)一步刺入該外導(dǎo)體，從而對外導(dǎo)體造 成破壞，這不利于電纜的良好接地。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的，在于提供一種改進(jìn)的穿刺裝置，從而使其在應(yīng)用中，能夠有效 地刺穿電纜的絕緣護(hù)套并與外導(dǎo)體良好接觸，同時，又能確保不將外導(dǎo)體刺破或損壞。本實(shí)用新型的電纜的穿刺裝置，包括第一刀片、第二刀片和連接部，所述第一刀片 和第二刀片對稱裝設(shè)于所述連接部，所述電纜的穿刺裝置受壓后刺穿所述電纜的絕緣護(hù) 套，以使所述電纜的穿刺裝置與所述電纜的外導(dǎo)體形成電連接，所述第一刀片和所述第二 刀片均為內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面均帶有傾斜的刀刃面的雙面刀片。優(yōu)選地，所述第一刀片和第二刀片的內(nèi)側(cè)面的刀刃面在刃尖接觸到所述電纜的外 導(dǎo)體時均與所述外導(dǎo)體相切。優(yōu)選地，所述連接部的上表面為曲面或直面。優(yōu)選地，所述第一刀片和第二刀片的刀刃的兩端為直角、尖角或圓角。本實(shí)用新型還提供了 一種包括上述穿刺裝置的電纜的接地裝置，包括用于接收該 電纜的接收部分以及與該接收部分樞軸連接的接地部分，該接地部分包括接地件，該電纜 的穿刺裝置與該接地件電連接。優(yōu)選地，所述接收部分和所述接地部分分別設(shè)置有用于形成樞軸連接的軸和孔。優(yōu)選地，所述軸和孔均設(shè)置有倒角。使用本實(shí)用新型的穿刺裝置以及包括有該裝置的電纜的接地裝置，能夠改變傳統(tǒng) 的絕緣電纜需要先將護(hù)套剝離外導(dǎo)體、再使用接地裝置與電纜外導(dǎo)體接觸從而實(shí)現(xiàn)電接地 的常規(guī)方式，而是直接采用穿刺裝置刺破護(hù)套后與外導(dǎo)體電接觸的方式，這極大地簡化了3安裝方式。并且，本實(shí)用新型的穿刺裝置以及包括有該穿刺裝置的電接地裝置，可在有效地 刺穿電纜的絕緣護(hù)套并與外導(dǎo)體良好接觸的同時，又能確保不將外導(dǎo)體刺破或損壞，從而 實(shí)現(xiàn)電纜的良好接地。
圖1為本實(shí)用新型的電纜的穿刺裝置的第一實(shí)施方式的立體示意圖；圖2為圖1中穿刺裝置的橫截面示意圖；圖3是圖1中穿刺裝置刺穿電纜的絕緣護(hù)套并與外導(dǎo)體電接觸的示意圖；圖4是本實(shí)用新型的穿刺裝置的兩刃尖距離的實(shí)際值略小于外導(dǎo)體外徑的實(shí)際 值時的示意圖；圖5是圖4中的穿刺裝置刺入電纜前的力學(xué)分析圖；圖6是圖4中的穿刺裝置刺入電纜的絕緣護(hù)套內(nèi)時的力學(xué)分析圖；圖7是圖4中的穿刺裝置刺入電纜前的用于說明彈性形變的力學(xué)分析圖；圖8是圖4中的穿刺裝置刺入電纜的絕緣護(hù)套內(nèi)時的用于說明彈性形變的力學(xué)分 析圖；圖9是本實(shí)用新型的穿刺裝置的第二實(shí)施方式的示意圖；圖10是圖9中A部分的放大示意圖；圖11是圖9中的穿刺裝置刺穿絕緣護(hù)套后與外導(dǎo)體相接觸的示意圖；圖12是圖11中B部分的放大示意圖；圖13是包括有本實(shí)用新型的穿刺裝置的電纜的接地裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對本實(shí)用新型的電纜的穿刺裝置以及包括該穿刺 裝置的電纜接地裝置的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行詳細(xì)分析。在各附圖中，相同的部分用相同的標(biāo)號 進(jìn)行標(biāo)記。首先，參見圖1至圖3，為本實(shí)用新型的電纜的穿刺裝置的第一實(shí)施方式的示意 圖。其中，圖1為本實(shí)用新型的電纜的穿刺裝置的第一實(shí)施方式的立體示意圖，圖2為圖1 中穿刺裝置的橫截面示意圖，圖3是圖1中穿刺裝置刺穿電纜的絕緣護(hù)套并與外導(dǎo)體電接 觸的示意圖。如圖1-3所示，該實(shí)施方式中，穿刺裝置包括用導(dǎo)體材料制成的第一刀片100 和第二刀片200，第一刀片100和第二刀片200對稱裝設(shè)在用導(dǎo)體材料制成的連接部300 上。第一刀片100、第二刀片200和連接部300共同形成一個槽400，槽400用于在穿刺裝 置刺穿電纜500的絕緣護(hù)套510后容置電纜500的一部分，如圖3所示。第一刀片100、第 二刀片200和連接部300可以是分別制備后相互連接在一起而成，也可以是制備時一體形 成。第一刀片100和第二刀片200相對于槽400的縱向中心線左右對稱并相互平行，即槽 400的橫截面呈U形，此處，U形指廣義的U字形，即構(gòu)成U形底面的連接部300的內(nèi)表面可 以是曲面，也可以是直面。容易理解，在不影響實(shí)施效果的前提下，第一刀片100、第二刀片 200也可成一定角度設(shè)置。本實(shí)施方式中，第一刀片100和第二刀片200為單面刀片，即它們各自的內(nèi)側(cè)面均 為平面，外側(cè)面均帶有傾斜的刀刃面110、210。[0030]第一刀片100和第二刀片200刀刃的兩端可以為直角、尖角或圓角。優(yōu)選地，為便 于刀片在刺入絕緣護(hù)套的同時不傷及外導(dǎo)體520，兩個刀片的刀刃兩端最好為圓角。如圖1-3所示，在理想情況下，第一刀片100的刃尖與第二刀片200的刃尖之間的 距離D等于電纜500的外導(dǎo)體520的外徑。此時，當(dāng)本實(shí)施方式中的穿刺裝置用于電纜接地 時，第一刀片100、第二刀片200可分別穿透電纜500的絕緣護(hù)套510，并恰好與外導(dǎo)體520 的外徑兩側(cè)相接觸，同時不會傷及外導(dǎo)體520。然而，在實(shí)際情況中，刃尖之間的距離D和外導(dǎo)體520外徑相對其設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的公稱 值存在有制造公差，該制造公差在各自的上極限偏差值和下極限偏差值之間。因此，在實(shí)際 情況中，為達(dá)到本實(shí)用新型的目的，第一刀片100的刃尖和第二刀片200的刃尖之間的距離 的公稱值加上其上極限偏差值應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨蚵孕∮陔娎|的外導(dǎo)體的外徑的公稱值減去其下 極限偏差值。從而使兩刃尖距離的實(shí)際值，等于或略小于外導(dǎo)體的外徑的實(shí)際值(參見圖 3)。如圖4所示，為兩刃尖距離的實(shí)際值D’略小于外導(dǎo)體外徑的實(shí)際值時的示意圖。優(yōu)選地，第一刀片100和第二刀片200的刃尖之間的距離的公稱值加上其上極限 偏差值，不小于電纜500的外導(dǎo)體520的外徑的公稱值減去其下極限偏差之差值的90%。 這是因?yàn)?，本設(shè)計主要是利用了絕緣護(hù)套510外徑與外導(dǎo)體520外徑的尺寸差值來使刀片 能在切絕緣護(hù)套510時比較靠近圓中心而切進(jìn)去，在切外導(dǎo)體520時因?yàn)榈镀九c外導(dǎo) 體520的圓相切，使刀片不切壞外導(dǎo)體520而是從其外圓滑過去，因此需要對此值的下限進(jìn) 行限定。參見圖5、圖6，為對圖4中實(shí)施方式在應(yīng)用中的力學(xué)分析示意圖。其中，圖5是該 實(shí)施方式的穿刺裝置刺入電纜前的力學(xué)分析圖；圖6是該實(shí)施方式的穿刺裝置刺入電纜的 絕緣護(hù)套內(nèi)時的力學(xué)分析圖。具體地，如圖5所示，在穿刺裝置的第一刀片100和第二刀片 200待切入電纜500的絕緣護(hù)套510前，施加在該絕緣護(hù)套510上的作用力f，可分解為徑 向分力fe以及切向分力fw，其中fe為導(dǎo)致絕緣護(hù)套510被破壞的力，其與f的關(guān)系為fi5 = f*C0S a，其中，a為作用力f與徑向分力fe之間的夾角。要保證穿刺裝置切穿絕緣護(hù)套 510，fe須大于使絕緣護(hù)套510發(fā)生屈服變形并被破壞的力。進(jìn)一步地，參考圖6，由于絕緣護(hù)套510與外導(dǎo)體520之間是緊密相連的，因此，在 實(shí)際操作過程中，作用力f將絕緣護(hù)套510切破的一瞬間一定還會繼續(xù)存在并不會改變，假 設(shè)此時瞬時力為F，則F = f。類似地，F(xiàn)亦可分解為切向分力Fw以及徑向分力F徑。其中F 徑為可能導(dǎo)致外導(dǎo)體被破壞的力，其與F的關(guān)系SFe= F*cos A，其中，A為作用力F與徑 向分力Fi5之間的夾角。因?yàn)榻^緣護(hù)套510的直徑大于外導(dǎo)體520的外徑，因此，A > a，所以，(fe= f*cos a) > (Fe=F*cos A)；同時，因?yàn)榻^緣護(hù)套510為塑料材質(zhì)，而外導(dǎo)體520為金屬材質(zhì)，故 穿刺裝置要破壞外導(dǎo)體520所需的徑向力一定大于破壞絕緣護(hù)套510所需的徑向力。同時，為實(shí)現(xiàn)穿刺裝置與外導(dǎo)體520的良好并且無損壞接觸，在該實(shí)施方式中的 穿刺裝置與電纜絕緣護(hù)套510及外導(dǎo)體520接觸過程中，彈性及塑性形變也是一個需考慮 的重要因素。具體參考圖7和圖8，其中，圖7是該實(shí)施方式的穿刺裝置刺入電纜前的用于說明 彈性形變的力學(xué)分析圖，圖8是該實(shí)施方式的穿刺裝置刺入電纜的絕緣護(hù)套內(nèi)時的用于說 明彈性形變的力學(xué)分析圖。如圖7所示，當(dāng)穿刺裝置作用于絕緣護(hù)套510上時，要保證其能5夠刺穿絕緣護(hù)套510，絕緣護(hù)套510對穿刺裝置的刃尖的徑向作用力ge’ (其為刃尖對絕緣 護(hù)套的徑向作用力ge的反作用力)的水平分力，必須小于使第一刀片100和第二刀片200 發(fā)生彈性形變偏離原軌道的力。同樣地，如圖8所示，當(dāng)穿刺裝置作用于外導(dǎo)體520上時， 要保證外導(dǎo)體不受到破壞，外導(dǎo)體520對刃尖的作用力Ge’(其為刃尖對外導(dǎo)體徑向作用 力Gi5的反作用力)的水平分力，必須大于使第一刀片100和第二刀片200發(fā)生彈性形變并 偏離原軌道的力。因此，穿刺裝置切入電纜的狀態(tài)為當(dāng)穿刺裝置與絕緣護(hù)套510接觸時，在穿刺裝 置上施加的力f使其刺穿絕緣護(hù)套510，并且在切穿后一瞬間，f維持原來大小，如前所述， f會繼續(xù)保持并施加在外導(dǎo)體520上，同時外導(dǎo)體520承受的力并不導(dǎo)致其被破壞。而要 使穿刺裝置能夠較容易地刺穿絕緣護(hù)套510的條件是穿刺裝置的第一刀片100和第二刀片 200最好足夠薄，即刀刃足夠鋒利，這樣切入所需的力f就會足夠小，從而使得絕緣護(hù)套510 對第一刀片100和第二刀片200的反作用力ge’的水平分力小于使第一刀片100和第二刀 片200發(fā)生彈性形變偏離原軌道的力而使刀片順利切入絕緣護(hù)套。當(dāng)穿刺裝置刺穿絕緣護(hù)套510并與外導(dǎo)體520相接觸后，即可實(shí)現(xiàn)電纜與穿刺裝 置的電接觸。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，由于電纜部件尺寸的誤差、穿刺裝置尺寸的誤差以及整 個系統(tǒng)的尺寸誤差，會導(dǎo)致穿刺裝置無法做到剛剛與外導(dǎo)體接觸便停止行進(jìn)。因此，實(shí)際中 更為可靠的方案是，在穿刺裝置的第一刀片100和第二刀片200與外導(dǎo)體520接觸后，可繼 續(xù)前進(jìn)，并且第一刀片100和第二刀片200向兩側(cè)彈開，將外導(dǎo)體520包在中間，從而實(shí)現(xiàn) 與外導(dǎo)體520更加可靠的接觸。由以上結(jié)合圖8的分析可知，要保證第一刀片100和第二刀 片200順利地向兩側(cè)彈開，外導(dǎo)體520對穿刺裝置刃尖作用力Ge’的水平分力必須大于使 第一刀片100和第二刀片200發(fā)生彈性形變偏離原軌道的力。而同時，Ge’應(yīng)盡可能小，以 更加確保外導(dǎo)體520不會被其反作用力Ge損傷。相同尺寸下，Ge’的大小是由穿刺裝置的 第一刀片100和第二刀片200的材料決定的，因此，第一刀片100和第二刀片200的材料應(yīng) 選擇彈性模量較小的彈性材料，優(yōu)選的，第一刀片100和第二刀片200的彈性介于電纜500 的絕緣護(hù)套510的彈性和外導(dǎo)體520的彈性之間，并且硬度與電纜的外導(dǎo)體的硬度相同或 相近。例如，刀片材料可選用銅、銅合金、鋁或鋁合金等。綜上，在刀片切入電纜的絕緣護(hù)套510的過程中，由于選擇的是鋒利的刀片，刀片 切入絕緣護(hù)套510所需的力f就會較小，因此絕緣護(hù)套510對刀片的反作用力g徑’也較 小，這就保證了刀片能夠順利地切入絕緣護(hù)套510，同時因?yàn)榍腥虢^緣護(hù)套510的力f較小， 再加上對于刀片最小尺寸的控制使，刀片的刀刃與電纜的外導(dǎo)體520的外圓接近于相切狀 態(tài)，這就使刀片能夠以較小的力與外導(dǎo)體520接觸后從外導(dǎo)體520的圓面上滑開而不是被 切破，同時與外導(dǎo)體520有良好的電接觸，這就達(dá)成了此穿刺裝置的設(shè)計目的。如圖9和圖10所示，為本實(shí)用新型的穿刺裝置的第二實(shí)施方式的示意圖。該實(shí)施 方式為對上述兩個實(shí)施方式的另一種變型。該種實(shí)施方式的穿刺裝置，兩個刀片的刃尖之 間的距離的公稱值加上其上極限偏差值可等于或略小于所述電纜的外導(dǎo)體的外徑的公稱 值減去其下極限偏差值。其不同之處在于，該穿刺裝置兩個刀片的各采用雙面刀片設(shè)置，即 第一刀片100’和第二刀片200’的內(nèi)側(cè)面均設(shè)計為具有傾斜的刀刃面120’和220’。并且 優(yōu)選地，第一刀片100’和第二刀片200’的內(nèi)側(cè)面的刀刃面120’和220’在刃尖接觸到所 述電纜500的外導(dǎo)體520時均與所述外導(dǎo)體相切。其余特征與上述兩種實(shí)施方式相同。由6此，當(dāng)該實(shí)施方式的穿刺裝置作用在電纜500的絕緣護(hù)套510上時，由于絕緣護(hù)套510的外 徑比外導(dǎo)體520的外徑大，因此與外導(dǎo)體520相切的第一刀片100’和第二刀片200’內(nèi)側(cè) 面的刀刃面120’和220’不會與絕緣護(hù)套510相切，因此，兩個刀片可較為容易地刺進(jìn)絕緣 護(hù)套內(nèi)。如圖11、圖12所示，當(dāng)該實(shí)施方式的穿刺裝置刺穿電纜500的絕緣護(hù)套510與外 導(dǎo)體520相接觸時，由于第一刀片100’和第二刀片200’具有與外導(dǎo)體相切的刀刃面120’、 220，，當(dāng)?shù)谝坏镀?00，和第二刀片200，的刃尖刺穿絕緣護(hù)套510與外導(dǎo)體520接觸后，因 為切面的關(guān)系會緊接著避開外導(dǎo)體520，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)切面與外導(dǎo)體520的直接接觸，然后，兩 個刀片100’、200’會在彈性力的作用下向外導(dǎo)體520兩側(cè)避開，從而在實(shí)現(xiàn)與外導(dǎo)體520 良好電接觸的同時，不會存在穿刺裝置破壞外導(dǎo)體520的情況。如圖13所示，是包括有本實(shí)用新型的穿刺裝置的電纜接地裝置的示意圖。如圖所 示，該接地裝置包括用于接收電纜500的接收部分10，以及與該接收部分10樞軸連接的接 地部分20，接地部分20用于與該接收部分10中的電纜500形成電連接。其中，接地部分 20具有用于接地的接地件21，并在固定件23內(nèi)固定有本實(shí)用新型的穿刺裝置22，穿刺裝置 22可采用上述任一種實(shí)施方式，并與接地件21電連接。使用該接地裝置時，可將電纜500 固定于容置槽11內(nèi)。容置槽11呈U形，其內(nèi)徑比電纜外徑略小，并利用U形結(jié)構(gòu)的彈性將 電纜500卡緊固定于容置槽11內(nèi)。同時，接收部分10的一端兩側(cè)具有孔12，對應(yīng)地，接地 部分的一端兩側(cè)具有軸24，孔12的上部與軸M上均設(shè)置有倒角，且兩軸M外端面的寬度 比兩孔內(nèi)端面的寬度略大，利用接收部分10的U形容置槽11容易變形的特性，可將軸M 通過倒角卡入孔12內(nèi)，從而形成接收部分10和接地部分20之間的樞軸連接。在接入電纜 500后，以軸M為支點(diǎn)，施加外力使接收部分10和接地部分20相對轉(zhuǎn)動，使穿刺裝置22刺 入電纜500并與電纜500內(nèi)的外導(dǎo)體接觸，從而實(shí)現(xiàn)電纜的接地。容易理解，孔12和軸M 的位置可以互換，即接收部分10的一端兩側(cè)具有軸M，接地部分20的一端兩側(cè)具有軸12。綜上所述，使用本實(shí)用新型的穿刺裝置以及包括有該穿刺裝置的電接地裝置，能 夠改變傳統(tǒng)的絕緣電纜需要先將護(hù)套剝離外導(dǎo)體、再使用接地裝置與電纜外導(dǎo)體接觸從而 實(shí)現(xiàn)電接地的常規(guī)方式，而是直接采用穿刺裝置刺破護(hù)套后與外導(dǎo)體電接觸的方式，這極 大地簡化了安裝方式。并且，本實(shí)用新型的穿刺裝置以及包括有該穿刺裝置的電接地裝置， 可在有效地刺穿電纜的絕緣護(hù)套并與導(dǎo)體良好接觸的同時，又能確保不將外導(dǎo)體刺破或損 壞，從而實(shí)現(xiàn)電纜的良好接地。
權(quán)利要求1.一種電纜的穿刺裝置，包括第一刀片、第二刀片和連接部，所述第一刀片和第二刀片 對稱裝設(shè)于所述連接部，所述電纜的穿刺裝置受壓后刺穿所述電纜的絕緣護(hù)套，以使所述 電纜的穿刺裝置與所述電纜的外導(dǎo)體形成電連接，其特征在于，所述第一刀片和所述第二 刀片均為內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面均帶有傾斜的刀刃面的雙面刀片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜的穿刺裝置，其特征在于，所述第一刀片和第二刀片的 內(nèi)側(cè)面的刀刃面在刃尖接觸到所述電纜的外導(dǎo)體時均與所述外導(dǎo)體相切。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的電纜的穿刺裝置，其特征在于，所述連接部的上 表面為曲面或直面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的電纜的穿刺裝置，其特征在于，所述第一刀片和 第二刀片的刀刃的兩端為直角、尖角或圓角。
5.一種電纜的接地裝置，包括用于接收該電纜的接收部分以及與該接收部分樞軸連接 的接地部分，該接地部分包括接地件，其特征在于，該接地部分還包括如權(quán)利要求1或2中 任一項(xiàng)所述的電纜的穿刺裝置，該電纜的穿刺裝置與該接地件電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電纜的接地裝置，其特征在于，所述接收部分和所述接地部 分分別設(shè)置有用于形成樞軸連接的軸和孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電纜的接地裝置，其特征在于，所述軸和孔均設(shè)置有倒角。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電纜的接地裝置，其特征在于，所述連接部的內(nèi)表面為曲面 或直面。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電纜的接地裝置，其特征在于，所述第一刀片和第二刀片的 刀刃的兩端為直角、尖角或圓角。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電纜的穿刺裝置，包括第一刀片、第二刀片和連接部，所述第一刀片和第二刀片對稱裝設(shè)于所述連接部，所述電纜的穿刺裝置受壓后刺穿所述電纜的絕緣護(hù)套，以使所述電纜的穿刺裝置與所述電纜的外導(dǎo)體形成電連接，所述第一刀片和所述第二刀片均為內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面均帶有傾斜的刀刃面的雙面刀片。本實(shí)用新型的電纜的穿刺裝置以及包括有該裝置的電纜的接地裝置，可在有效地刺穿電纜的絕緣護(hù)套并與外導(dǎo)體良好接觸的同時，又能確保不將外導(dǎo)體刺破或損壞，從而實(shí)現(xiàn)電纜的良好接地。
文檔編號H01R4/64GK201829625SQ201020567600
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者戴燕飛, 樊勇, 陳小煒 申請人:網(wǎng)拓(上海)通信技術(shù)有限公司