KR20160015210A - 접촉 요소 - Google Patents

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게오르그 쉬뢰더
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코스탈 콘탁트 치스테메 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 피복 브레이드(4)를 가진 케이블(5)과 접촉하기 위한 접촉 요소로서, 원형 섹션(3) 및 상기 원형 섹션(3)과 원주 방향으로 연결된 복수 개의 스프링 접촉부(2)들을 가진 스프링 접촉 요소(1), 및 상기 스프링 접촉 요소(1)의 원형 섹션(3)과 연결될 수 있는 주름 슬리브(6)를 포함하는 접촉 요소에 관한 것이다. 상기 주름 슬리브(6)는, 연결을 위해 제공된 상기 피복 브레이드(4)의 노출된 섹션을 완전히 둘러싸고 상기 스프링 접촉 요소(1)와 결합하여 중공 공동(17)을 형성한다.

Description

접촉 요소{CONTACT ELEMENT}
본 발명은, 피복 브레이드를 가진 케이블과 접촉하기 위한 접촉 요소로서, 원형 섹션 및 상기 원형 섹션과 원주 방향으로 연결된 복수 개의 스프링 접촉부들을 가진 스프링 접촉 요소, 및 상기 스프링 접촉 요소의 원형 섹션과 연결될 수 있는 주름 슬리브를 포함하는 접촉 요소에 관한 것이다.
상기 접촉 요소가 독일 공개 특허 제 DE 10 2001 102 566 A1호에 공개된다. 상기 문헌에 설명된 스프링 접촉 요소는, 원형 섹션위에 원주 방향으로 배열된 스프링 접촉부들을 포함하고, 상기 스프링 접촉부들은 각각 필수적으로 선형의 지지 암(arm)으로부터 제조되며, 상기 선형 지지 암은 필수적으로 U 자형인 곡선 섹션을 통해 스프링 암과 연결된다. 보호되는 케이블(screened cable)에 대해 상기 접촉 요소를 조립하는 작업은, 상기 스프링 접촉 요소를 상기 케이블의 케이블 피복위에 가압하여 형성되고, 상기 지지 암의 하측부는 상기 케이블 피복에 대해 배열된다. 고정된 연결부가 아직까지 형성되지 않았기 때문에, 상기 스프링 접촉 요소는 상기 케이블 피복상에서 회전되고 원하는 위치로 이동할 수 있다. 상기 보호 브레이드(shielded braid)는 상기 지지 암의 상측부들과 접촉하여 케이블의 케이블 차폐부와 연결을 완성하도록 상기 보호 브레이드는 후방으로 접힌다. 연속적인 조립 단계에서 원통 형상을 가진 주름 슬리브(crimping sleeve)가 상기 스프링 접촉 요소들의 지지 암들의 상측부에 가압되어, 상기 주름 슬리브는 외측부로붜 상기 보호 브레이드를 둘러싼다. 다음에, 상기 주름 슬리브는 상기 지지 암 및, 상기 주름 슬리브와 지지 암사이에 위치한 보호 브레이드와 함께 압축된다.
공지된 상기 접촉 요소가 가지는 문제점에 의하면, 상기 지지 암 및 스프링 암을 구부리기 위해 상대적으로 어려운 설계가 필요하다. 특별한 문제점으로서, 상기 원 원통형 주름 슬리브는 모든 측부들로부터 상기 보호 브레이드를 완전히 둘러쌀 수 없다. 이것은 특히 고전압 접촉부들에 대해 불리한 데, 상기 보호 브레이드의 노출 및 케이블의 벗겨짐에 의해 야기될 수 있는 보호 브레이드의 느슨한 개별 스트랜드(strands)들은 단락(short circuits)을 야기하여 위험하기 때문이다.
본 발명의 목적은, 특히 간단하고 비용효율적이 설계를 가지는 특징을 가지고 케이블 피복을 가진 케이블에 간단하게 조립되며 안전한 전기적 보호 연결부를 만들 수 있는 접촉 요소를 형성하는 것이다.
상기 목적은, 상기 주름 슬리브가, 연결을 위해 제공된 상기 피복 브레이드의 노출된 섹션을 완전히 둘러싸고 상기 스프링 접촉 요소와 결합하여 중공 공동을 형성하여 달성된다.
상기 스프링 접촉 요소와 함께 모든 측부들에서 거의 밀폐되는 중공 공동을 형성하기 위해, 상기 주름 슬리브는 캡형상으로 설계되는 것이 유리하다. 상기 주름 슬리브를 상기 케이블 상에 가압하기 위해 상기 캡의 기저 판은 상기 케이블의 내부 전도체 절연체의 외경과 근접하게 일치하는 직경을 가진 원형의 구멍을 가져서, 상기 구멍이 상기 케이블과 단단히 밀봉되는 것이 유리하다.
벗겨진 피복 브레이드를 상기 중공 공동 및 중공 공동을 둘러싸는 주름 슬리브 부분 및 상기 스프링 접촉 요소에 의해 형성되는 수용 챔버내에 완전히 포함하기 때문에, 피복 브레이드는 주위에 풀어진 부분을 가지지 않고 단락을 초래하지 않는다. 이러한 구성은, 예를 들어, 전기 자동차에서와 같이 높은 전류 및 전압을 공급하는 고전압 케이블에 전도체 접촉부가 형성될 때 특히 유리하다.
상기 주름 슬리브가 내부 표면에 대해 일체로 몰딩되고 구조를 가진 내부 컨투어를 포함하며, 상기 내부 컨투어는 예를 들어, 나선, 나선형, 다이아몬드 형상 또는 물결 형상의 패턴으로서 설계될 수 있다. 상기 고정(gripping) 기능의 내부 컨투어에 의해 상기 피복 브레이드는 상기 주름 슬리브를 상기 스프링 접촉 요소에 부착시키는 동시에 회전운동에 의해 상기 주름 슬리브 아래에서 완전히 끌어 당겨질 수 있다. 상기 피복 브레이드의 벗겨진 섹션들은, 상기 스프링 접촉 요소 및 주름 슬리브에 의해 형성된 중공 공동내에 완전히 둘러싸인다.
상기 스프링 접촉 요소는, 상기 스프링 접촉부들이 U 자 형상의 굽힘부를 가지는 것이 불필요해서 유리한 매우 간단한 형상을 가질 수 있다. 따라서 상기 스프링 접촉 요소는, 특히 열가소화 과정(thermoplastic process)을 통해 단일 몰딩 부품으로서 매우 간단하고 비용 효율적으로 제조될 수 있다.
상기 목적을 위해 상기 스프링 접촉부들은 필수적으로, 원형 섹션으로부터 멀어져 연장되는 자유 단부 섹션을 가진 덮개 표면으로서 설계될 수 있다. 상기 스프링 접촉부들이 상기 스프링 접촉 요소들의 평형축에 대해 상승하는 상승 부분을 형성하고 상기 평형축에 대해 평행하거나 적어도 상대적으로 덜 가파르게 상승하는 연결 섹션을 형성하는 것이 특히 유리하다. 상기 상승 섹션은, 금속 하우징의 원통형상 섹션이 개방된 상태로 가압될 때 구부러지고, 일체로 몰딩된 접촉부들을 이용하여 상기 평형축에 대해 경미하게 상승하거나 평행한 섹션들이 금속 하우징의 내부 표면들에 배열되고 따라서 양호하게 형성되며 양호한 전기적 연결을 형성하는 접촉 연결부들을 형성한다.
상기 원형 섹션은 연속되는(uninterrupted) 표면을 가질 때 유리하다. 따라서, 특히 중단된 박판 구조체와 비교하여 주름 슬리브를 부착하기 위한 안정성이 증가된다.
상기 원형 섹션은, 상기 스프링 접촉 요소의 내경보다 작은 직경을 가진 단부 섹션상에 칼라(collar)를 가질 때 유리하다. 상기 스프링 접촉 요소들이 상기 케이블에 가압될 때 케이블상에 꼭 끼워진 상태로 배열되도록 상기 내경이 결정된다. 상기 칼라는, 케이블을 벗겨서 형성되는 케이블 피복의 전방 변부와 접촉하고 케이블 상에서 상기 스프링 접촉 요소의 위치를 결정한다.
본 발명에 따라 선호적으로 형성되는 접촉 요소는 예를 들어, 전기로 구동되는 모터 차량 또는 재생 에너지원을 이용하는 에너지 공급 시스템들에서 고전압 동축 케이블에 이용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 유리 실시예들 및 개선예들이 실시예에 관한 하기 설명으로부터 이해된다.
도 1은, 본 발명을 따르는 접촉 요소를 구성하고 아직 연결되지 않은 두 개의 부품들을 도시하는 도면.
도 2 내지 도 7은, 피복 케이블에 접촉 요소를 조립하는 단계를 도시하는 도면으로서 각각의 부분 도면들은 단면도 a) 및 평면도 b)를 도시한다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따라 형성된 피복 연결부의 적용예를 도시한 도면.
도 1은 아직 장착되지 않은 상태를 가진 본 발명의 두 개의 부품들을 도시한다. 우선 스프링 접촉 요소(1)가 구성되고 다음에 상기 스프링 접촉 요소(1)와 결합될 수 있는 주름 슬리브(crimping sleeve)(6)가 구성된다.
몰딩된 단일 스프링 접촉 요소(1)는 원형 섹션(3)을 가지고 상기 원형 섹션 상에 복수 개의 평평한 표면 스프링 접촉부(2)들이 원주 방향으로 따라 일체로 몰딩되며, 상기 표면 스프링 접촉부(2)들은 상기 원형 섹션(3)으로부터 멀어지는 방향으로 개방되는 박층 크라운(lamellar crown) 을 형성한다.
상기 스프링 접촉부(2)들은 각각, 상기 스프링 접촉 요소(1)의 평형축에 대해 급하게 상승하는 섹션(14) 및 상대적으로 완만한 비율로 상승하는 인접한 섹션(15)을 가진다. 상대적으로 급하게 상습하는 섹션(14)은 도 9에 도시되고 원통형상을 가진 소켓 섹션(18)을 가진 금속 하우징(21)상에 가압되는 동안 구부러지며, 상기 평형축에 대해 상대적으로 완만한 비율로 상승하거나 평행한 섹션(15)들은 상기 소켓 섹션(18)의 내부 표면에 대해 배열된다. 상기 섹션(15)상에 일체로 몰딩된 접촉 점(23)들에 의해 금속 하우징에 대해 양호하게 형성된 접촉 연결부(23)가 구성된다.
스프링 접촉 요소(1)에 대해 부착될 수 있는 주름 슬리브(6)는 캡(cap)으로서 형성되고 구조를 가진 내부 컨투어(structured inner contour)(7)를 포함한 내부 표면들을 가진다.
도 2 내지 도 7은, 피복된 피복 브레이드(shielded braid)(4)로서 형성된 케이블 피복을 가진 케이블(5)상에 두 개의 부품으로 형성된 접촉 요소를 장착하는 작업을 도시한다. 상기 케이블(5)은 고전압 동축 케이블로서 도시된다. 단순화한 중실체(solid object)로서 도시된 내부 컨투어(9)는, 복수 개의 개별 스트랜드(strands)들로서 형성되어 상기 케이블(5)의 가요성을 증가시키는 것이 유리하다.
상기 고전압 동축 케이블(5)은 예를 들어, 전기동력식 모터 차량에서 이용되고 상대적으로 높은 전압뿐만 아니라 상대적으로 높은 전류를 공급한다. 내부 절연체(11)를 둘러싸는 피복 브레이드(4)는 주로 상기 케이블(5)내에서 간섭 복사(interference radiation)를 가능한 작게 유지한다. 본 적용예에서, 케이블(5)들을 준비하는 동안 내부 전도체(9) 또는 피복 브레이드(4)의 어떠한 부분들도 접근할 수 없고 상기 케이블(5)로부터 분리될 경우에 위험한 단락을 초래할 수 있는 부분들이 남아있지 않는 것이 특히 중요하다.
도 2는, 이미 벗겨진 단부 섹션을 가진 자유 케이블(5) 상에 스프링 접촉 요소(1)를 가압하는 제1 조립 단계를 도시한다. 상기 스프링 접촉 요소(1)는, 한쪽 단부 섹션에서 원형 섹션(3)의 구멍을 압축하는 칼라(13)를 가진다. 도 3a에 도시된 것처럼 상기 스프링 접촉 요소(1)를 조립할 때 상기 원형 섹션(3)은 상기 칼라(13)가 상기 케이블 피복(10)의 전방 변부를 타격할 때까지 상기 케이블(5)에 대해 가압되며, 상기 케이블 피복은 상기 케이블(5)의 외측 절연층을 형성한다. 따라서, 상기 케이블(5)에 대해 상기 스프링 접촉 요소(1)가 정확하고 안전하게 배열된다.
도 3a는, 상기 피복 브레이드(4) 및 내부 전도체 절연체(11)가 동일한 길이로 절단된 것을 도시한다. 상기 길이는, 도 4에 도시된 다음 조립 단계에서 상기 피복 브레이드(4)가 상기 스프링 접촉 요소(1)를 향해 후방으로 접힐 때(folding back) 상기 피복 브레이드(4)가 상기 원형 섹션(3)을 정확하게 덮도록 선택된다.
연속적으로 이루어지는 도 5의 다음 조립 단계에서, 상기 주름 슬리브(6)는 상기 케이블(5)의 자유 단부상에 가압된다. 캡 형상을 가진 상기 주름 슬리브(6)는, 내부 전도체 절연체(11) 영역에서 상기 케이블(5)의 단면과 가능한 정확하게 일치하는 직경을 가진 기저 판(8) 내에서 구멍(16)을 포함한다. 상기 구멍(16)의 변부는 상기 케이블(5)의 내부 전도체 절연체(11) 상에 단단히(tightly) 배열된다.
대조적으로, 상기 주름 슬리브(6)의 개방 측부는 상기 스프링 접촉 요소(1)의 원형 섹션(3)보다 더 넓게 형성되어 상기 주름 슬리브(6)는 상기 원형 섹션(3) 및 원형섹션 상에 배열된 피복 브레이드(4)에 가압될 수 있다.
중첩된 회전운동에 의해 상기 케이블(5)에 대한 상기 주름 슬리브(6)의 가압작용이 유리하게 수행된다. 상기 주름 슬리브(6)의 내부 표면은 일체구조로 몰딩되고 구조를 가진 내부 컨투어(7)를 포함하고, 상기 내부 컨투어는 도면들에서 어느 정도만 도시되고 유리하게 내부 나사와 같이 스크류로서 설계된다. 상기 주름 슬리브(6)가 회전할 때 상기 피복 브레이드(4)는 운동 방향을 따라 내부 컨투어(7)에 의해 주름 슬리브와 함께 이동하고 상기 주름 슬리브(6)아래에서 완전히 끌어 당겨진다.
도 6에 도시된 주름 슬리브(6)는, 상기 스프링 접촉 요소(1)의 원형 섹션(3) 상에 이미 부분적으로 가압되어 있다. 회전운동시 상기 주름 슬리브(6)상에 배열되고 확대구조를 가진 캠(flared cam)(12)은, 상기 주름 슬리브(6) 및 원형 섹션(3)사이에서 돌출하고 상기 피복 브레이드(4)의 와이어 섹션들을 위한 포착기구(catch)로서 작동한다. 도 1에 도시된 것처럼 상기 캠(12)들이 상기 원형섹션(3)내에서 일치하는 형상의 오목부(22) 내부로 삽입될 때까지 상기 주름 슬리브(6)는 회전한다.
도 7에 도시된 조립 단계에서, 상기 주름 슬리브(6)는 최종위치에 도달하고 상기 주름 슬리브(6)의 전방 변부(leading edge)는 상기 스프링 접촉 요소(1)에 대해 배열된다. 상기 피복 브레이드(4)를 완전히 덮는 경계벽을 가진 중공 공동(17)이, 중공 공동의 형상 때문에 상기 주름 슬리브(6) 및 스프링 접촉 요소(1)사이에 유지된다.
다음에, 상기 주름 슬리브(6)는 상기 스프링 접촉 요소(1)와 연결되어, 상기 주름 슬리브는 도면에 도시되지 않은 주름구조(crimp)에 의해 구속해제될 수 없다. 이렇게 하여 상기 스프링 접촉 요소(1) 및 케이블(5)의 케이블 피복사이에 안전한 기계적 및 전기적 연결이 형성된다.
상기 배열은, 차폐된 플러그 인(screened plug- in) 연결구와 결합되어 보충될 수 있다. 이를 위해 약 한 개의 소켓 접촉부(19)가 도 8에 도시된 것처럼, 상기 케이블(5)의 내부 전도체(9)에 대해 주름구조를 형성할 수 있다. 예로서 도시된 상기 내부 전도체(9)는 피봇회전되어 평평한 연결구 핀(pin)들을 수용한다. 습기 차단 밀봉부를 형성하기 위해 밀봉 가스켓(20)이 상기 케이블(5)에 부착될 수 있다.
다음에 미리 조립된 부품이 도 9의 단면도에 도시된 것처럼 금속 하우징(21)속으로 삽입된다. 상기 소켓 섹션(18)의 내부에 배열된 스프링 접촉부(2)가 상기 금속 하우징(21) 및 케이블(5)의 피복 브레이드(4)사이에서 전기적 연결부를 형성한다.

1....스프링 접촉 요소,
2....스프링 접초부,
3....원형 섹션,
4....피복 브레이드(shielded braid),
5....케이블( 고전압 동축 케이블),
6....주름 슬리브,
7....내부 컨투어,
8....기저 판,
9....내부 전도체,
10....케이블 피복,
11....내부 전도체 절연체,
12....캠,
13....칼라,
14,15....섹션,
16....구멍,
17....중공 공동,
18....소켓 섹션,
19....소켓 접촉부,
20....밀봉부,
21....금속 하우징,
22....오목부,
23....접촉 점.

Claims (10)

  1. 피복 브레이드(4)를 가진 케이블(5)과 접촉하기 위한 접촉 요소로서,
    원형 섹션(3) 및 상기 원형 섹션(3)과 원주 방향으로 연결된 복수 개의 스프링 접촉부(2)들을 가진 스프링 접촉 요소(1), 및
    상기 스프링 접촉 요소(1)의 원형 섹션(3)과 연결될 수 있는 주름 슬리브(6)를 포함하는 접촉 요소에 있어서,
    상기 주름 슬리브(6)는, 연결을 위해 제공된 상기 피복 브레이드(4)의 노출된 섹션을 완전히 둘러싸고 상기 스프링 접촉 요소(1)와 결합하여 중공 공동(17)을 형성하는 것을 특징으로 하는 접촉 요소.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스프링 접촉부(2)들은 상기 원형 섹션(3)으로부터 떨어져 연장되는 자유 단부 섹션들을 가진 덮개 표면으로서 설계되는 것을 특징으로 하는 접촉 요소.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 스프링 접촉부(2)들은 상기 스프링 접촉 요소(1)의 평형축에 대해 상승하는 상승 섹션(14) 및 적어도 대략 평행한 섹션(15)을 형성하는 것을 특징으로 하는 접촉 요소.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 원형 섹션(3)은 연속되는(uninterrupted) 표면을 가지는 것을 특징으로 하는 접촉 요소.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 원형 섹션(3)은 단부 섹션에서 칼라(13)를 가지는 것을 특징으로 하는 접촉 요소.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 주름 슬리브(6)는 캡(cap) 형상으로 설계되는 것을 특징으로 하는 접촉 요소.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 캡의 기저판(8)은 원형의 구멍(16)을 가지는 것을 특징으로 하는 접촉 요소.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 주름 슬리브(6)는 구조를 가진 내부 컨투어(7)를 가지는 것을 특징으로 하는 접촉 요소.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 내부 컨투어(7)는 나선, 나선형, 다이아몬드 형상 또는 물결 형상의 패턴으로서 설계되는 것을 특징으로 하는 접촉 요소.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 케이블(5)은 고전압 동축 케이블인 것을 특징으로 하는 접촉 요소.
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