CN1420584A - 用于长形物体、尤其是圆管或电缆的导电部件导电接触的装置 - Google Patents

用于长形物体、尤其是圆管或电缆的导电部件导电接触的装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于长形物体、尤其是电缆或圆管的导电部件导电接触的装置，该装置具有一个用于贴靠在待接通的物体上的基体、和至少一个在装配位置位于所述基体与待接通物体之间的接触部件，该接触部件用于与待接通物体的导电部件建立导电连接。按照本发明，所述至少一个接触部件由合金薄板结构制成，该合金由至少94.5％的铜(Cu)组成并具有2至4％的镍(Ni)、0.5至1％的硅(Si)以及0.05至0.25％的镁(Mg)。

Description

用于长形物体、尤其是圆管或电缆的导电部件导电接触的装置
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的接触装置。
这种接触装置具有多方面的应用，例如用于电缆或圆管对地的所谓接地接头。这种装置通常具有一个基体，该基体最好至少局部地由弹性材料制成并且该基体贴靠在待接通的物体上。至少一个最好由金属材料制成的接触部件在装配位置贴靠在待接通物体的导电部件上，并与待接通的物体建立起导电连接。接触部件在装置的装配位置位于待接通物体与基体之间，并固定在基体的面对待接通物体的一侧。
背景技术
EP 0 744 788 A1公开了一种此类接触装置，该装置用于同轴电缆剥去绝缘后外层导体的导电接触。装置的基体具有带状金属支承部件，该部件在其外表面并在其轴向边缘处被弹性材料所圈围。而在装配位置面对待接通物体的一侧没有覆盖弹性材料。基体卡圈式地围卡在待接通的同轴电缆的外层导体上，外层导体从其电绝缘外皮中环形地露出。由电绝缘材料制成的基体面支承在外皮的余留边缘上，而支承部件没有覆层的部分在径向上对裸露的圆管部位保持间距。这个径向间距被一接触部件搭接，该接触部件为由铜编织层制成的带。这个带不仅贴靠在裸露的圆管上而且贴靠在基体支承部件的裸露部分上，并这样建立起导电接触。
由EP 0 982 524 A1已知一种类似装置，但是该装置放弃了单独的接触部件。而是采用带有接触凸起的金属支承部件，这些凸起可弹性变形地贴靠在待接通物体的导电部件上，并因此起到接触部件的作用。作为接触凸起，建议采用特别的外形构造以及例如舌片状冲裁件。此外作为接触凸起的材料或者由支承部件形成接触凸起的支承部件材料，建议采用低合金铜材。
已知的接触装置存在缺陷，即，该装置在卡圈式基体围卡待接通物体的装配位置，在待接通物体上施加一个相当强而重的接触压力。这一点对于圆管的触点接通根本没有意义，而对于电缆的触点接通、尤其是对于波传导同轴电缆的触点接通具有重大影响。对于这种电缆的接地，通常剥去外层导体并借助于接触装置例如所谓的接地接头导电地接触。绝缘层通常也承担微小的支承作用，在去掉绝缘层之后，外层导体对于变形是相当敏感的。这种变形、尤其是收缩会由过大的径向压力产生。轻微的收缩就可能在电缆中造成波阻增加，这样，在不利的条件下导致反射和错误地适配于后面的结构部件。后果是降低了波传导效率。
发明内容
本发明的目的是这样改进此类装置，即，使该装置可以减小对于待接通物体所施加的压力。
这个目的通过权利要求1的方案而实现。其特征部分的特征具有下列特殊的意义。
通过选择合金材料，这种合金材料由至少94.5％铜组成并具有2至4％的镍、0.5至1％的硅以及0.05至0.25％的镁，从而，能够使接触部件制成为薄板结构，该薄板结构能够以比其它材料的相应成型板材更薄的板厚制成，同时不丧失其必需的其它功能，例如弹性和/或承载特性。用制得的较薄的成型板材作为接触部件，能够实现待接通物体上较小的顶压强度，而不会有损于预期的电连接。
另一优点在于，通过较薄的成型板材结构能够明显地节省材料。由此可以在一定程度上节省制造费用，从而补偿由于按照本发明所使用的材料目前价格较高而产生的较高费用。
本发明的优点不仅可以用于在待接通物体与基体之间具有单独接触部件的接触装置，而且可以用于已经由起到接触部件作用的接触凸起构成支承部件的情况。特别是对后一种形式的接触装置，尤其体现出减轻重量的优点，因为对于这种接触装置通过按照本发明的合金可以代替整个装置的绝大部分质量份额。
这样选择合金是特别有利的，即，合金由至少90.8％的铜组成并含有2.7至3.3％的镍、0.6至0.7％的硅以及0.1至0.2％的镁。优选地，在此也可以采用美国UNS(Unified-Numbering-System)中以“C 70250”定义的合金，该合金主要为96.2％的铜，3％的镍，0.65％的硅和0.15％的镁。这种材料具有特别适用于作为这种接触装置的接触部件的特性，即大于20MS/m的导电性、180至200W/(mK)的导热性、17至18 10-6/K的热膨胀系数、8.7至9.0g/cm3的密度以及120至140kN/mm2的弹性模量。此外这种材料易于加工并且对于例如薄于0.5甚至0.4mm以下的薄板件成型也保持其在机械方面有利的弹性特性。因此按照本发明的接触部件在其优选的实施例中由约0.4mm的板厚制成。可以在更宽范围内并适配于特殊条件地构造接触部件的特殊形状。
在一个优选实施例中，按照本发明的接触装置的基体由基本上带状的金属支承部件构成，该部件可以卡圈式地卡紧待接通的物体。该部件局部地由弹性材料这样圈围，即，在装置的装配位置，支承部件面对待接通物体的一侧至少局部地从弹性材料露出。通过这种方法使至少一个接触部件在装配位置在待接通物体的导电部件与支承部件之间建立起导电连接。在此，所述的至少一个接触部件可以由支承部件的至少一个凸起构成，其中一个或多个接触凸起最好与支承部件连接成一体或者以特别有利的方式与支承部件材料一致地制成。同时一个或多个接触凸起设计成圆形、三角形、矩形或梯形等支承部件外形，或者设计成例如舌片状冲裁件。在此，舌片不仅可以沿待接通物体的圆周方向而且可以沿待接通物体的轴向定向。尤其是后一种方案可以有利地通过单根曲折冲裁线或剪裁线实现。在此存在两行相互面对且相互啮合的舌片，它们在装配位置相互间反向地轴向贴靠在待接通物体上。通过这种方法，能以特别简单的加工步骤实现更加可靠的接触位置。
对于上述实施例，接触凸起与支承部件的材料一致性是特别有利的。在本发明范围内也完全能够实现一个或多个接触凸起材料适宜地与支承部件的连接，但加工费事得多。对此，支承部件和接触凸起可以特别地选择不同的材料。
在另一实施形式中，按本发明的由特殊合金成型板材制成的接触部件设计成单独的结构部件，该结构部件在装配位置位于待接通物体的导电部件与基体的带状支承部件之间。为了建立可靠的导电连接，接触部件最好具有波浪形、曲折形或锯齿形外形。无论如何，都力求这样构造这个或这些接触部件，即，使其在装配位置弹性地贴靠在待接通的物体上。
附图说明
本发明的其它优点通过对优选实施例的特别描述以及附图给出。附图中：
图1为接触装置的立体图；
图2为在装配位置的接触装置立体图；
图3为在装配位置的接触装置的径向截面图；
图4为单个接触部件不同实施形式的侧截面图；
图5为在第一实施例中接触装置内侧的俯视图；
图6为在第二实施例中接触装置支承部件的俯视图；
图7为第二实施例在装配位置的接触装置轴向截面图。
具体实施方式
图1示出用于电缆或圆管的接触装置10的优选基本形式的视图。带状结构的金属支承部件11，如图2所示，卡圈式可卡紧地围卡待接通物体20。为此，支承部件在其窄端具有折弯的连接板111，连接板例如可以通过螺栓13相互连接。支承部件11在装配位置至少在其外侧被弹性外层12所围绕。这个外层具有附加的密封唇121，密封唇在待接通物体的圆周方向上延伸并在轴向上相互间隔距离。在装配位置面对待接通物体20的支承部件11的表面112不被外层12覆盖。
在图2中简示出这种接触装置10围绕待接通物体、即在所示实施例中围绕同轴电缆20的装配位置。由图7可以看出，在接触装置10处的同轴电缆20的最外层22被去掉，使同轴电缆外层导体的导电表面21间隔距离地位于支承部件11的裸露表面112对面。
如图3所示，这个距离由接触部件30所搭接。图3示出在装配位置接触部件的径向截面。对于在图3所示的实施例，涉及一个单独的接触部件30，该部件在接触装置10处位于待接通的同轴电缆20表面21与支承部件11的裸露表面112之间。在图3的简图中没有示出由弹性材料制成的基体外层12。
按照本发明，接触部件30由合金板材制成，合金由至少94.5％铜(Cu)组成并具有2至4％的镍(Ni)、0.5至1％的硅(Si)以及0.05至0.25％的镁(Mg)。对于本实施例，合金组成部分主要有下列成分：96.2％的Cu，3％的Ni，0.65％的Si和0.15％的Mg。
接触部件30可以按不同的方式构成。在图4中示出三个特别优选的实施例。在此，对于接触部件30涉及到由上述按照本发明合金制成的波浪形(a)、曲折形(b)或锯齿形(c)的成型板材。在此，外形构造最好这样构成，即，使接触部件30能够弹性地贴靠在支承部件11与外层导体21之间。通过这种方法，可以毫无问题地补偿同轴电缆20去掉绝缘后的外层22处的不均匀性。如同在图3所清楚表示的那样，通过多个由凸起31构成的接触点产生导电接触。明显可见，由此使径向压力作用于外层导体21。这个压力必须这样大小，即，使得不仅能够实现可靠的导电接触，而且尽管由于去掉绝缘的外层22缺乏稳定性也不产生可能导致波传导干扰的外层导体21的收缩。
图5示出接触装置内侧的俯视图，该装置以特别有利的扩展结构具有如图3和4所示的单独接触部件30。在这里接触部件30在装配位置通过固定措施固定在基体的面对待接通物体20的一侧。固定措施由凹槽122构成，凹槽成形于弹性外层12的支承部件11内侧。单独接触部件30的端部可以插进这个凹槽122，这可以大大简化接触装置的装配。凹槽122之间的接触部件11内侧112处不被外层覆盖，使得能够在支承部件与待接通的同轴电缆20的外层导体21之间实现导电连接。
图6在原理上示出按照本发明的接触装置10的另一实施例。在此放弃了单独的接触部件，而代替接触部件的是支承部件11本身具有接触凸起32。在图6所示的尤其具有优点的实施形式中，接触凸起32由相互面对的在待接通物体20轴向上延伸的舌片32所组成。其工作方式在图7中表示。舌片32可以特别简单地通过在支承部件11上冲裁出如图6所示的透穿的曲折冲裁线或裁剪线35加工而成。所产生的相互啮合的舌片可以通过轻微弯曲与待接通表面121处于弹性且导电的接触。
其它的实施例，例如作为圆形、三角形、矩形等支承部件11外形构造的接触凸起在附图中没有详细示出。

Claims (21)

1.用于长形物体、尤其是电缆或圆管的导电部件导电接触的装置，具有一个用于贴靠在待接通的物体上的基体、和至少一个在装配位置位于所述基体与待接通物体之间的接触部件，该接触部件用于与待接通物体的导电部件建立导电连接，其特征在于，所述的至少一个接触部件(30，32)由合金薄板结构制成，该合金由至少94.5％的铜(Cu)组成并具有2至4％的镍(Ni)、0.5至1％的硅(Si)以及0.05至0.25％的镁(Mg)。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个接触部件(30，32)的合金组成部分具有下列成分：
Ni-2.7至3.3％
Si-0.6至0.7％
Mg-0.1至0.2％
Cu≥95.8％
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个接触部件(30，32)的合金组成部分主要具有下列成分：
Ni-3％
Si-0.65％
Mg-0.15％
Cu-96.2％
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，作为至少一个接触部件(30，32)的材料采用在UNS系列中以“C 70250”定义的合金。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个接触部件(30，32)的导电性在室温下大于或基本等于20MS/m。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个接触部件(30，32)的导热性在室温下为180至200W/(mK)。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个接触部件(30，32)的热膨胀系数在室温下为17至18 10-6/K。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，制造所述至少一个接触部件(30，32)的材料的密度为8.7至9.0g/cm3。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，制造所述至少一个接触部件(30，32)的材料的弹性模量为120至140kN/mm2。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个接触部件(30，32)的薄板厚度不大于0.5mm。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述至少一个接触部件(30，32)的薄板厚度不大于0.4mm。
12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基体由基本上带状的、可以卡圈式卡紧待接通物体(20)的金属支承部件(11)构成，该支承部件局部地由一弹性材料(12)这样地圈围，即，支承部件(11)的在装配位置面对待接通物体的一侧(112)至少局部地从弹性材料(12)露出，而使得所述至少一个接触部件(30，32)在装配位置在待接通物体(20)的导电部件(21)与支承部件(11)之间建立起导电连接。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述至少一个接触部件由支承部件的至少一个凸起(32)构成。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述至少一个接触凸起(32)与支承部件(11)连接成一体。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述至少一个接触凸起(32)与支承部件(11)材料一致地制成。
16.如权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述至少一个接触凸起(32)做成圆形、三角形、矩形或梯形的支承部件(11)外形。
17.如权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述至少一个接触凸起(32)由支承部件(11)的舌片状冲裁件构成。
18.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述至少一个接触部件做成单独的结构部件(30)。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述至少一个单独的接触部件(30)做成横截面为波浪形、曲折形或锯齿形外形的带。
20.如权利要求18或19所述的装置，其特征在于，所述至少一个单独的接触部件(30)通过固定措施(122)固定于基体的在装配位置面对待接通物体的一侧(112)上。
21.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述至少一个接触部件(30，32)在装配位置弹性地贴靠在待接通物体(20)的导电部件(21)上。
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