KR20170044738A - 크림프 접촉부 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 알루미늄 및 특히 알루미늄-리츠선이 예를 들어 구리 또는 황동과 같은 다른 금속과 기본적으로 잘 연결되지 않는 문제에 기초한다. 접촉 저항은, 장기적으로 특히 산소 영향 하에 그리고 높은 전류 세기로 장시간의 전류 공급시에 변경된다. 또한, 유연하게 조작 가능하고 현장 조립 가능한 고전류 커넥터에 대한 요구가 존재한다. 본 발명에 따르면, 하나 이상의 크림프 접촉부(1)를 갖는 고부하 플러그 커넥터가 제안되며, 알루미늄으로 형성된 크림프 영역(11)과 구리로 형성된 접촉 영역(12) 사이의 전환부(10)가 원통형 또는 적어도 회전 대칭 크림프 접촉부(1) 내로 변위된다. 이로써, 크림프 접촉부(1)를 갖는 리츠선이 상술된 문제점 없이 크림핑될 수 있다. 또한, 크림프 영역(11) 내에 추가의 내측 나사산(112) 및 나사 결합 가능한 핀(113)이 제공된다.
Description
본 발명은 제1 양태에서 독립 청구항 제1항의 전제부에 따른 고부하 플러그 커넥터(heavy duty plug connector)에 관한 것이다.
본 발명은 제2 양태에서 독립 청구항 제9항의 전제부에 따른 크림프 접촉부의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 제3 양태에서 독립 청구항 제14항의 전제부에 따른 크림프 접촉부의 사용 방법에 관한 것이다.
이러한 유형의 플러그 커넥터 및 접촉부는, 전기 도체들 사이에서 예를 들어 500 내지 650A의 전류 세기를 갖는 전류를 전송하기 위해 사용된다.
종래 기술에서, 특히 고전류 영역에서 전기 에너지 전송을 위해 구리선 및 알루미늄선 모두를 사용하는 것이 알려져 있다. 이러한 목적으로, 예를 들어 동독 시절에는 전반적으로 알루미늄이 사용 가능한 원료로 사용되었다. 이는 통상, 상대적으로 경성의 단선 형태로 이루어졌기 때문에, 현재 이러한 유형의 전력 공급선이 구 동독 연방 주에서 발견될 수 있다. 반면에, 구 서독 연방 주에서는 과거에 구리로 이루어진 리츠선(litz wire)이 주로 사용되었다.
현재의 가격 및 제한된 양으로 제공되는 구리 자원으로 인해, 그리고 또한 명확히 더 낮은 비중(AL: 2.73Kg/dm3, CU: 8.9 Kg/dm3)으로 인해, 현재 여러 분야에서 알루미늄이 고전력 전송선을 위한 재료로서 점점 더 사용되고 있다. 이 경우에, 바람직하게 더 유연한, 즉, 경성이 덜한 리츠선이 사용된다. 송전은 지상 영역, 예를 들어, 풍력 발전소 및 철도 분야뿐만 아니라, 지하 배전에서, 예를 들어, 더 큰 배전망의 구성 부품으로서의 접지선의 형태로 이루어질 수 있다. 알루미늄의 약간 더 낮은 비 전도도 및 그로부터 발생하는 상응하게 더 큰 필수적인 케이블 단면은 상술된 장점을 위해 감수해야 한다.
풍력 발전소에서 알루미늄 케이블 사용의 증가는 공보 WO 2013 174 581 A1에 언급되어 있다. 또한, 다양한 케이블들의 전기적 연결을 위한 전기 커넥터의 사용이 설명된다. 크림프 연결부 및 나사 연결부의 사용이 언급된다. 연결편에 대한 알루미늄 리츠 와이어의 접촉부의 산화에 의한 단점을 방지하기 위해, 케이블을 연결편의 접속면에, 예를 들어 마찰 용접을 통해 용접하는 것이 제안된다.
또한, 알루미늄 케이블과 연결편 간의 연결은 마찰 용접, 회전 마찰 용접, 초음파 용접 또는 저항 용접에 의해 이루어질 수 있는 것이 언급된다. 연결편은 구리로 형성될 수 있다. 이에 대해 대안적으로, 연결편이 알루미늄 케이블과 접촉 편 사이의 전환부에서 접촉 저항 또는 접촉 부식을 방지하기 위해, 마찬가지로 알루미늄으로 형성되는 것이 개시되어 있다. 또한, 연결편의 표면의 주석 도금 또는 주석 도금과 니켈 도금이 제안된다.
공보 DE 10 2013 105 669 A1에는 마찬가지로, 저항 용접을 이용하여 리츠선을 전기 커넥터와 연결하는 것이 공지되어 있다.
공보 EP 1 032 077 A2는 이와 관련하여, 마찰 용접을 이용하여, 구리로 형성된 접촉 부분과 알루미늄으로 형성된 리츠선을 연결하는 것이 제안된다.
공보 EP 2 621 022 A1은 알루미늄 케이블과 전류 안내 요소의 연결을 위한 케이블 소켓을 설명하며, 할당된 튜브의 제1 섹션은 내측면에서 알루미늄 층을 포함하며 외측면에서 구리 층을 포함한다.
EP 2 662 934 A2는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성된 연결 캡의 사용을 제안한다. 이 연결 캡은 알루미늄 도체와 함께 압축되고, 구리 또는 구리 합금으로 형성된 접촉 부분에 용접된다.
기본적으로, 리츠선이 접촉부에 직접 또는 간접적으로 용접된 이러한 구조에서 조립은 유감스럽지만 매우 소모적으로, 상응하는 기기 없이는 현장에서 수행될 수 없기 때문에, 이러한 구조에서는 현장 조립 가능성이 제공되지 않는다.
DE 11 2011 103 392 T5는, 두 개의 서로 다른 금속 재료, 예를 들어 구리 및 알루미늄으로 형성된 크림프 접속부를 개시한다. 이러한 두 재료의 연결 영역은 부식을 방지하기 위해 플라스틱 성형 부분에 의해 덮인다.
공보 EP 2 579 390 A1은 마찬가지로, 서로 용접되는 구리로 형성된 접속 부분 및 알루미늄으로 형성된 접촉 부분을 포함하는 알루미늄-구리 단자를 설명하며, 연결 영역은 1차 밀봉을 제공함으로써, 예를 들어 특수 열가소성을 이용하는 인서트 사출 성형을 통해, 전기 부식에 대해 보호되며, 리츠 와이어는 접촉 부분에 용접된다.
따라서, 상기 후자의 두 공보에서, 밀봉부를 갖는 관련된 전환 영역을, 예를 들어 특수 열가소성을 이용하는 인서트 사출 성형을 통해 밀봉하는 것이 제안된다. 그러나 한편으로 이러한 공정은 소모적이고, 다른 한편으로 이러한 유형의 밀봉은 통상적으로 제한된 수명을 갖는다. 이렇게 형성된 커넥터는 플러그 커넥터를 위한 접촉 요소로서 적합하지 않다.
또한, 상기 공보들은 전력 케이블이 고정 설치를 위해 영구적으로 전도체 레일 또는 다른 케이블에 접속되는 커넥터에 관한 것이다. 이러한 설치는 한번 조립되고, 기본적으로 여러 번의 조립을 위해 변경되도록 제공되는 것은 아니다.
이에 반해, 종래 기술, 예를 들어 공보 EP 892 462 B1에는, 크림프 접촉부를 포함하고 이에 의해 그 케이블 접속 기술이 훨씬 더 간단해지는 고부하 전기 플러그 커넥터가 공지되어 있다.
그러나, 여기서, 알루미늄 도체의 리츠 와이어들이 서로에 대한 산화로 인해, 이른바 불량한 "횡방향 전도성" (즉, 케이블의 연장에 대해 수직으로 개별 리츠 와이어들 간의 전도성)을 포함하는 문제점이 남아 있는데, 이는 마찬가지로, 설명된 전체 어셈블리에서 접속 접촉에 대한 접촉 저항을 증대시킨다.
또한, 알루미늄은 산화되기 쉽고, 구리 또는 황동과 같은 다른 금속과의 결합이 더 어렵다는 문제점이 있다. 특히 이는 큰 표면으로 인해 알루미늄-리츠선에도 적용된다. 알루미늄과 예를 들어 구리 사이의 전환 영역에서, 높은 전류 세기로 특히 장기적인 전류 공급 하에 그리고 동시에 산소의 영향하에 이른바 "전기 부식"이 발생하고, 이에 의해 각각의 관련 금속보다 훨신 더 높은 비(specific) 저항을 갖는 층이 형성된다. 이러한 높은 저항에 의해, 작동 중에 높은 전류 세기로 인해 강한 가열이 발생할 수 있는데, 이를 통해 상기 접촉 저항이 상호 작용 형태로 추가로 상승한다. 또한, 열 발생은 예를 들어 플라스틱 절연부에서 다른 후속 손상을 유발할 수 있다.
예를 들어, 철도 분야뿐만 아니라, 많은 다른 분야에서도 전기적 고전류 배선의 잦은 변경을 수행하는 사용이 발생한다. 따라서, 바람직하게는 현장 조립 가능하거나 적어도 가급적 적은 비용으로 조립 가능한 유연하고 조작 가능한 고 전류 커넥터에 대한 요구가 종래 기술에서 존재한다.
본 발명의 과제는, 한편으로 알루미늄-리츠선의 비교적 덜 복잡한 접속을 허용하며, 다른 한편으로 가급적 유연한 조작을 가능케 하며, 장기간에 걸쳐서 작용하는 높은 전류 세기에서도 양호한 전기 전도성을 포함하는 전기 커넥터를 제공하는 것이다.
서두에 언급된 유형의 고부하 플러그 커넥터와 관련된 과제는 제1 양태에서 독립 청구항 제1항의 특징부의 구성에 의해 해결된다.
서두에 언급된 유형의 제조 방법과 관련된 과제는 제2 양태에서 독립 청구항 제9항의 특징부의 구성에 의해 해결된다.
서두에 언급된 유형의 사용 방법과 관련된 과제는 제3 양태에서 독립 청구항 제14항의 특징부의 구성에 의해 해결된다.
본 발명의 바람직한 구성은 종속 청구항에 명시된다.
제1 양태에 따르면, 본 발명은 하나 이상의 크림프 접촉부를 갖는 고부하 플러그 커넥터에 관한 것이며, 크림프 접촉부는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성된 크림프 영역 및 그에 인접하면서 구리 또는 구리 합금으로 형성된 접촉 영역을 포함하며, 접촉 영역은 핀 또는 슬리브 형태로 형성될 수 있다. 이로써, 알루미늄-리츠선은, 이른바 "전기 부식"이 발생하지 않으면서, 크림프 영역과 크림핑될 수 있다.
이를 위해, 본 발명에 따르면, 구리 재료로부터 알루미늄 재료로의 전환부는 크림프 접촉부 내로 변위된다. 이는, 크림프 영역이 접촉 영역과 용접됨으로써 가능하다. 특히 이러한 연결은 크림프 접촉부의 제조시에 마찰 용접 과정을 통해 제조된다.
따라서, 크림프 접촉부는 고전류 전도성 접촉 핀 또는 고전류 전도성 접촉 슬리브일 수 있다. 하나 이상의 이러한 접촉 핀 및/또는 접촉 슬리브는 절연체 내에 삽입되어 절연체와 함께 고부하 플러그 커넥터의 구성 부품을 형성한다.
크림프 접촉부가 적어도 영역에 따라 회전 대칭으로 형성되거나, 원통형 또는 적어도 회전 대칭인 외부 윤곽을 갖는 적어도 하나의 또는 복수의 영역을 포함하는 것이 특히 바람직한데, 그 이유는, 그에 의해, 크림프 접촉부가 관통 보어 또는 마찬가지로 상응하는 절연체의 회전 대칭 관통 개구 내로 형태 결합식으로 배치될 수 있기 때문이다.
또한, 제조시에 본 발명의 제2 양태에 따라, 크림프 접촉부의 크림프 영역을위한 재료로서, 용이한 변형 가능성으로 인해 알루미늄을 사용하는 것이 더 바람직하다. 이는 알루미늄 도체, 특히 알루미늄-리츠선의 크림핑을 위해 특히 바람직한데, 그 이유는 산소와의 불가피한 접촉에도 불구하고, 관련 영역에서 전기 부식 및 특히 금속 사이의 상이 형성되지 않기 때문이다.
알루미늄-리츠선의 수용을 위해, 크림프 영역은 케이블 삽입 개구를 갖는 중공 챔버를 갖는다.
또한, 크림프 접촉부 내에서 중공 챔버에 이어서 추가 관통 보어가 드릴링될 수 있으며, 내측 나사산이 관통 개구 내로 절삭될 수 있다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 상기 내측 나사산을 통해, 내측 나사산에 매칭되는 외측 나사산 및 그에 이어지는 첨부를 포함하는 핀이 자신의 첨부를 이용하여 먼저 중공 챔버 내로, 바람직하게는 케이블 삽입 개구 방향으로, 즉, 리츠선의 삽입 방향 반대로 나사 결합될 수 있다.
이에 의해, 이전에 삽입된 알루미늄-리츠선의 리츠 와이어는 내측으로부터 크림프 영역에 대해 가압된다. 바람직하게는, 크림프 접촉부는 자신의 크림프 영역 내에 추가의 내측 나사산을 포함한다. 그 다음, 리츠선은 내측으로부터 상기 추가의 내측 나사산에 대해 가압되고, 추가의 내측 나사산은 증가된 마찰력으로 리츠 와이어를 보유한다. 또한, 알루미늄 리츠 와이어의 산화층이 파괴된다. 이에 의해, 압력을 통해 리츠선의 횡방향 전도성이 서로에 대해 증가된다. 따라서, 리츠선과 크림프 접촉부 간의 접촉 저항이 감소된다. 특히 핀이 바람직하게는 알루미늄 또는 다른 전기 전도성 재료, 예를 들어 구리 합금으로 형성되어, 리츠선에 대한 크림프 접촉부의 접촉 면적이 증가될 경우, 전도성은 크림핑 후에도 핀의 사용에 의해 지속적으로 개선된다.
제조시에, 원통형 중공 챔버의 내부 반경이 절삭된 추가의 내측 나사산의 이론적 내부 반경보다 커서, 중공 챔버 내로 돌출하는 추가의 내측 나사산이 평탄화되는 경우 바람직하다. 이는, 한편으로, 추가의 내측 나사산의 원하는 두 개의 효과가 유지되기 때문에 특히 바람직한데, 즉,
1) 알루미늄 리츠 와이어의 산화층이 파괴되며,
2) 리츠선은 자신의 삽입 방향과 반대 방향으로 특히 양호한 마찰 작용에 의해 중공 챔버 내에서 보유되지만, 다른 한편으로,
3) 리츠 와이어는 손상되지 않는다. 또한, 제3의 관점에서, 평탄화된 나사산의 실제 깊이가 리츠 와이어의 직경보다 작아서, 나사산이 리츠 와이어를 관통할 수 없을 경우 특히 더 바람직하다.
안정성과 그의 양호한 전기 전도성으로 인해, 접촉 영역을 위한 재료로서 구리를 사용하는 것은 바람직하다. 바람직한 구성에서, 상기 접촉 영역은 추가로 적어도 부분적으로 코팅되는데, 예를 들어 은 또는 금으로 도금되어 영구적으로 부식으로부터 보호된다. 또한, 이에 의해, 바람직하게는, 다른 구리 접촉부와의 지속적인 저 임피던스의 플러그 연결 및 그를 통한 상응하는 구리선과의 플러그 연결이 가능한데, 그 이유는 구리와 알루미늄 간의 문제가 되는 전환부가 본 발명에 따라 크림프 접촉부의 내측으로 변위되기 때문이다.
알루미늄으로서 형성된 크림프 영역이 구리로 형성된 접촉 영역과 마찰 용접 공정을 통해 연결되는 것은 특히 바람직한데, 그 이유는 이러한 방식으로, 전기 부식의 형성이 방지되기 때문이다. 마지막으로, 접촉면이 접촉부의 내부에 위치하며 이러한 방식으로 산소와 접촉되지 않는다. 이에 의해, 양호한 전도성이 지속적으로, 즉 긴 기간에 걸쳐 보장된다.
또한, 용접, 특히 마찰 용접이 특별하게 안정적인 연결을 보장함으로써, 크림프 접촉부는 기계적으로도 안정적이다.
제조시에, 본 발명의 제2 양태에 따라, 축 방향으로 서로, 특히 마찰 용접을 통해 용접되는 원통형 구리 블랭크 및 알루미늄 블랭크의 사용이 제공된다. 따라서, 마찰 용접 공정을 위해, 우선 회전 용접이 바람직하다. 그러나 바람직하게, 크림프 영역은 접촉 영역과 진동 용접을 통해 연결될 수 있다. 실제로는 회전 용접과 진동 용접의 조합이 특히 바람직한 것으로 증명되었는데, 그 이유는 순수 회전 용접에서는, 접촉면의 외측 영역보다 내측 영역이 더 적은 마찰을 겪음으로써, 요소들이 적어도 접촉 영역에서 이른바 중앙 "블라인드 홀"을 포함해야 하는 단점이 형성되기 때문이다. 이에 반해, 약간 더 복잡한 진동 용접에서는 전체 영역이 동일한 마찰 에너지를 받기 때문에, 접촉면의 내측 영역들이 용접될 수 있다. 두 방법의 장점이 조합되어 바람직하게 보완될 수 있다.
선반 가공 및 드릴링을 통해, 핀 접촉부 또는 슬리브 접촉부에 대한 접촉 영역이 형성될 수 있고, 크림프 영역 내에는 케이블 삽입 개구를 갖는 중공 챔버가 드릴링될 수 있다. 바람직하게는, 리츠선에 작용하는 마찰력의 증가에 사용되는 추가의 내측 나사산이 중공 챔버 내에 절삭될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예가 도면에 도시되고 상세히 설명된다.
도 1a 및 1b는 핀 접촉부로서 형성된 크림프 접촉부의 단면도 및 사시도를 도시한다.
도 2a 및 2b는 슬리브 접촉부로서 형성된 크림프 접촉부의 단면도 및 사시도를 도시한다.
도 3a 및 3b는 내측 나사산을 갖는 핀 접촉부의 단면도 및 사시도를 도시한다.
도 3c는 내측 나사산의 확대도를 도시한다.
도 4a 및 4b는 내측 나사산을 갖는 슬리브 접촉부의 단면도 및 사시도를 도시한다.
도 4c는 내측 나사산의 확대도를 도시한다.
도 5a 및 5b는 추가의 내측 나사산을 갖는 핀 접촉부 및 슬리브 접촉부의 3차원 단면도를 도시한다.
도 6a 및 6b는 추가의 내측 나사산 및 핀을 갖는 핀 접촉부 및 슬리브 접촉부의 3차원 단면도를 도시한다.
도 7은 고부하 플러그 커넥터의 확대도를 도시한다.
도 2a 및 2b는 슬리브 접촉부로서 형성된 크림프 접촉부의 단면도 및 사시도를 도시한다.
도 3a 및 3b는 내측 나사산을 갖는 핀 접촉부의 단면도 및 사시도를 도시한다.
도 3c는 내측 나사산의 확대도를 도시한다.
도 4a 및 4b는 내측 나사산을 갖는 슬리브 접촉부의 단면도 및 사시도를 도시한다.
도 4c는 내측 나사산의 확대도를 도시한다.
도 5a 및 5b는 추가의 내측 나사산을 갖는 핀 접촉부 및 슬리브 접촉부의 3차원 단면도를 도시한다.
도 6a 및 6b는 추가의 내측 나사산 및 핀을 갖는 핀 접촉부 및 슬리브 접촉부의 3차원 단면도를 도시한다.
도 7은 고부하 플러그 커넥터의 확대도를 도시한다.
도면들은 부분적으로 단순화되고 개략적인 표현을 포함한다. 부분적으로, 같은 요소이나, 경우에 따라 완전히 동일하지 않은 요소들에 대해 동일한 참조 부호가 사용된다. 동일한 요소들의 다양한 관점이 다른 척도로 도시될 수 있다.
도 1a는 핀 접촉부(1)로서 형성된 제1 크림프 접촉부의 단면도를 도시하며, 도 1b는 사시도를 도시한다. 핀 접촉부(1)는, 예를 들어 특히 마찰 용접 공정을 통해 서로 용접되는 방식으로 제1 전환 영역(10)에서 서로 접촉되는 제1 크림프 영역(11) 및 제1 접촉 영역(12)을 포함한다. 이를 위해, 예를 들어, 그 중 하나는 구리로 형성되고 다른 하나는 알루미늄으로 형성된 두 개의 원통형 블랭크는 제조시에 축방향으로 서로 접합되는데, 예를 들어 회전 용접 및/또는 진동 용접에 의해 서로 용접될 수 있다. 선반 가공 및 드릴링에 의해, 후속적인 작업 단계에서, 구리로 형성된 제1 접촉 영역(12)이 접촉 핀(121)을 포함할 수 있기 때문에, 이러한 크림프 접촉부는 핀 접촉부(1)이다.
알루미늄으로 형성된 제1 크림프 영역(11) 내로 제1 중공 챔버(111)가 드릴링 작업된다. 이에 의해, 제1 크림프 영역(11)이 자신의 자유 단부에 인접하여 중공 챔버에 제1 케이블 삽입 개구(110)를 포함한다.
도 2a는 슬리브 접촉부(2)로서 형성된 제2 크림프 접촉부의 단면도를 도시하며, 도 2b는 사시도를 도시한다. 슬리브 접촉부(2)는, 예를 들어, 특히 마찰 용접 에 의해 서로 용접되는 방식으로 제2 전환 영역(20)에서 서로 접촉되는 제2 크림프 영역(21) 및 제2 접촉 영역(22)을 포함한다. 이를 위해, 예를 들어, 그 중 하나는 구리로 형성되고 다른 하나는 알루미늄으로 형성된 두 개의 원통형 블랭크는 제조시에 축방향으로 서로 접합되는데, 예를 들어 회전 용접 및/또는 진동 용접에 의해 서로 용접될 수 있다. 선반 가공 및 드릴링에 의해, 후속적인 작업 단계에서, 구리로 형성된 제2 접촉 영역(22)이 접촉 슬리브(221)를 포함할 수 있기 때문에, 이러한 크림프 접촉부는 슬리브 접촉부(2)이다. 본질적으로, 슬리브(221)는, 마찬가지로 바람직하게 드릴링을 통해 형성된 슬리브 중공 챔버(2211)를 포함한다.
또한, 알루미늄으로 형성된 제2 크림프 영역(21) 내로 중공 챔버(211)가 드릴링 작업된다. 이에 의해, 제2 크림프 영역(21)이 자신의 자유 단부에 인접하여 중공 챔버(211)에 제2 케이블 삽입 개구(210)를 포함한다.
도 3a 및 3b는 비교 가능한 방식으로, 변형된 구성으로 핀 접촉부(1)를 도시하며, 핀 접촉부(1)는, 도시되지 않은 핀(113)(도 6a에 도시됨)을 그 안에 수용할 수 있기 위해, 원통 형태를 포함하는 제1 관통 개구(101)를 추가로 포함한다. 또한, 변형된 핀 접촉부(1)는, 제1 원통형 관통 개구(101)를 통해 제1 중공 챔버(111)와 연결되는 핀 중공 챔버(1211)를 포함한다. 제조시에, 제1 관통 개구(101)가 바람직하게는 드릴링을 통해 형성됨으로써, 제1 관통 개구(101)는 관통 보어이다. 또한, 제1 관통 개구(101) 내로 내측 나사산(103)이 절삭될 수 있기 때문에, 내측 나사산에 매칭되는 외측 나사산(2132)을 포함하는 핀(113)이 제1 관통 개구(101) 및 제1 중공 챔버(111) 내로 나사 결합될 수 있다.
또한, 변형된 구성에서, 제1 크림프 영역(11)은 자신의 제1 중공 챔버(111) 내에, 핀 접촉부(1)의 제조시에, 내측으로부터 제1 크림프 영역(11) 내로 절삭되는 제1 추가의 내측 나사산(112)을 포함한다. 제1 추가의 내측 나사산(112)은, 핀(113)이 제1 중공 챔버(111) 내로 제1 케이블 삽입 개구(110) 방향으로, 즉, 리츠선의 삽입 방향 반대로 나사 결합될 경우에도, 제1 중공 챔버(111) 내로 삽입된 리츠선이 제1 중공 챔버 내에서 증가된 마찰력을 유지하는데 이용된다.
제1 추가의 내측 나사산(112)의 바람직한 구성이 도 3c에 확대 도시된다. 제1 추가의 내측 나사산(112)의 이론적 내경(DT)이 제1 중공 챔버(111)의 실제 내경(DR)보다 작은 것은 명백하다. 이러한 내측 나사산(112)의 실제 진행이 빗금친 영역에 의해 표시된다. 이에 반해, 빗금치지 않은 영역은, 이론적 나사산 높이(TT) 및 이론적 나사산 내경(DT)을 갖는 이론적 내측 나사산이 포함할 수도 있고 빗금치지 않은 영역을 초과하는 이론적 진행을 나타낸다. 그러나 실제 중공 챔버 내경(DR)은, 절삭된 내측 나사산을 위한 크기로서 사용되는 이론적 나사산 내경(DT)보다 크다. 이로써, 내측 나사산(112)은 이론적 나사산 높이(TT)보다 작은 실제 나사산 높이(TR)를 포함하며, 나사산(112)의 실제 진행은 통상적으로 편평한 것보다는 경사진다.
다르게 말하자면, 제조시에, 단지 이론적 내측 나사산의 외측 부분만이 제1 크림프 영역(11) 내로 절삭되고, 이에 의해 형성된 실제 존재하는 추가의 내측 나사산(112)은 특히 평탄화된 형태를 갖는다.
도 4a 및 4b는 비교 가능한 방식으로, 슬리브 접촉부(2)를 도시하며, 슬리브 접촉부는, 도시되지 않은 핀(213)(도 6b에 도시됨)을 그 안에 수용할 수 있도록 변형된다. 이를 위해, 슬리브 중공 챔버(2211)는 제2 원통형 관통 개구(201)를 통해 제2 중공 챔버(211)와 연결된다. 제조시에, 제2 관통 개구(201)는 바람직하게 드릴링에 의해 형성됨으로써, 제2 관통 개구(201)는 관통 보어이다. 또한, 제2 관통 개구(201) 내로 제2 추가의 내측 나사산(203)이 절삭될 수 있기 때문에, 내측 나사산에 매칭되는 외측 나사산(2132)을 포함하는 핀(213)이 제2 관통 개구(201) 및 제2 중공 챔버(211) 내로 나사 결합될 수 있다.
또한, 제2 크림프 영역(21)은 제조시에, 내측으로부터 슬리브 접촉부(2)의 크림프 영역(21) 내로 절삭되는 제2 추가의 내측 나사산(212)을 제2 중공 챔버(211) 내에 포함한다. 제2 추가의 내측 나사산(212)은, 핀(213)이 제2 중공 챔버(211) 내로 제2 케이블 삽입 개구(210) 방향으로, 즉, 리츠선의 삽입 방향 반대로 나사 결합될 경우에도, 제2 중공 챔버(211) 내로 삽입된 리츠선이 제2 중공 챔버 내에서 증가된 마찰력을 유지하는데 이용된다.
제2 추가의 내측 나사산(212)의 바람직한 구성이 도 4c에 확대 도시된다. 이러한 내측 나사산(212)의 실제 진행이 빗금친 영역에 의해 표시된다. 이에 반해, 빗금치지 않은 영역은, 이론적 나사산 높이(TT) 및 이론적 나사산 내경(DT)을 갖는 이론적 내측 나사산이 포함할 수도 있는 빗금치지 않은 영역은 추가의 이론적 진행을 나타낸다. 그러나 실제 중공 챔버 내경(DR)은, 절삭된 내측 나사산을 위한 크기로서 사용되는 이론적 나사산 내경(DT)보다 크다. 이로써, 내측 나사산(212)은 이론적 나사산 높이(TT)보다 작은 실제 나사산 높이(TR)를 포함하며, 나사산(212)의 실제 진행은 통상적으로 편평한 것보다는 경사진다.
다르게 말하자면, 제조시에, 단지 이론적 내측 나사산의 외측 부분만이 제2 크림프 영역(21) 내로 절삭되고, 이에 의해 형성된 실제 존재하는 추가의 내측 나사산(212)은 특히 평탄화된 형태를 갖는다.
도 5a 및 5b에는 각각 원통형 관통 개구(101, 201)를 갖는 핀 접촉부(1) 및 슬리브 접촉부(2)가 3차원 단면도로 서로 대향하여 놓인다.
도 6a 및 6b는 각각 관통 개구(101, 201) 및 그에 할당된 제1 또는 제2 핀(113, 213)을 갖는 핀 접촉부(1) 및 슬리브 접촉부(2)를 도시한다. 관통 개구(101, 201)의 각각은 그에 부속된 내측 나사산(103, 203)을 포함한다. 각각의 핀(113, 213)은 각각 그에 매칭되는 외측 나사산(1132, 2132)을 포함하며, 외측 나사산을 이용하여 핀이 각각의 관통 개구(101, 201) 내로 나사 결합된다. 또한, 핀(113, 213)은 핀- 또는 슬리브 중공 챔버(1211, 2211)로부터의 나사 결합을 가능케 하는 나사 헤드(1131, 2131)를 포함한다.
도 7은 전체 고부하 플러그 커넥터의 확대도를 도시한다. 핀 접촉부(1)가 예시적으로 도시된다. 그러나 이는 슬리브 접촉부(2)일 수도 있다.
또한, 핀 접촉부(1)를 수용하기 위해 제공된 절연체(3)가 도시된다. 이러한 절연체(3)는 체결 요소(31)를 통해 플러그 커넥터 하우징(4) 내에 체결될 수 있다.
1: 핀 접촉부
10: 제1 전환 영역
101: 제1 관통 개구
103: 내측 나사산
11: 제1 크림프 영역
110: 제1 케이블 삽입 개구
111: 제1 중공 챔버
112: 제1 추가의 내측 나사산
12: 제1 접촉 영역
121: 접촉 핀
1211: 핀 중공 챔버
113: 제1 핀
1131: 제1 핀의 나사 헤드
1132: 핀의 외측 나사산
2: 슬리브 접촉부
20: 제2 전환 영역
201: 제2 관통 개구
203: 내측 나사산
21: 제2 크림프 영역
210: 제2 케이블 삽입 개구
211: 제2 중공 챔버
212: 제2 추가의 내측 나사산
22: 제2 접촉 영역
221: 접촉 슬리브
2211: 슬리브 중공 챔버
213: 제2 핀
2131: 제2 핀의 나사 헤드
2132: 제2 핀의 외측 나사산
3: 절연체
31: 체결 요소
4: 플러그 커넥터 하우징
DR: 제1/제2 중공 챔버의 실제 내경
DT: 추가의 내측 나사산의 이론적 내경
TR: 추가의 내측 나사산의 실제 높이
TT: 추가의 내측 나사산의 이론적 높이
10: 제1 전환 영역
101: 제1 관통 개구
103: 내측 나사산
11: 제1 크림프 영역
110: 제1 케이블 삽입 개구
111: 제1 중공 챔버
112: 제1 추가의 내측 나사산
12: 제1 접촉 영역
121: 접촉 핀
1211: 핀 중공 챔버
113: 제1 핀
1131: 제1 핀의 나사 헤드
1132: 핀의 외측 나사산
2: 슬리브 접촉부
20: 제2 전환 영역
201: 제2 관통 개구
203: 내측 나사산
21: 제2 크림프 영역
210: 제2 케이블 삽입 개구
211: 제2 중공 챔버
212: 제2 추가의 내측 나사산
22: 제2 접촉 영역
221: 접촉 슬리브
2211: 슬리브 중공 챔버
213: 제2 핀
2131: 제2 핀의 나사 헤드
2132: 제2 핀의 외측 나사산
3: 절연체
31: 체결 요소
4: 플러그 커넥터 하우징
DR: 제1/제2 중공 챔버의 실제 내경
DT: 추가의 내측 나사산의 이론적 내경
TR: 추가의 내측 나사산의 실제 높이
TT: 추가의 내측 나사산의 이론적 높이
Claims (16)
- 플러그 커넥터 하우징(4)과, 절연체(3)와, 절연체 내에 배치된 하나 이상의 크림프 접촉부(1, 2)를 포함하는 고부하 플러그 커넥터에 있어서,
크림프 접촉부(1, 2)는 적어도 영역에 따라 회전 대칭으로 형성되며, 상응하는 회전 대칭 축은 삽입 방향으로 연장되며,
크림프 접촉부(1, 2)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성된 크림프 영역(11, 21)을 포함하며,
크림프 접촉부(1, 2)는 크림프 영역(11, 12)에 인접하면서 구리 또는 구리 합금으로 형성된 접촉 영역(12, 22)을 포함하고, 크림프 영역(11, 21)이 접촉 영역(12, 22)과 용접되는 것을 특징으로 하는 고부하 플러그 커넥터. - 제1항에 있어서, 크림프 접촉부(1, 2)는 자신의 크림프 영역(11, 21) 내에, 알루미늄-리츠선을 수용하기 위한 케이블 삽입 개구(110, 210)를 갖는 원통형 중공 챔버(111, 211)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고부하 플러그 커넥터.
- 제2항에 있어서, 크림프 접촉부(1, 2)는 자신의 원통형 중공 챔버(111, 211) 내에 추가의 내측 나사산(112, 212)을 포함하는 것을 특징으로 하는 고부하 플러그 커넥터.
- 제3항에 있어서, 원통형 중공 챔버(111, 211)의 실제 내경(DR)이 추가의 내측 나사산(112, 212)의 이론적 내경(DT)보다 커서, 추가의 내측 나사산(112, 212)이 평탄화되는 것을 특징으로 하는 고부하 플러그 커넥터.
- 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 크림프 접촉부(1, 2)는 자신의 중공 챔버(111, 211) 내부에, 케이블 삽입 개구(110, 210) 방향으로 향한 핀(113, 213)을 포함하는 것을 특징으로 하는 고부하 플러그 커넥터.
- 제5항에 있어서, 핀(113, 213)은 외측 나사산(1132, 2132)을 포함하며, 크림프 접촉부(1, 2)는 그에 매칭되는 내측 나사산(103, 203)을 갖는 관통 개구(101, 201)를 포함함으로써, 핀(113, 213)은 관통 개구(101, 201)를 통해 중공 챔버(111, 211) 내에 나사 결합될 수 있는 것을 특징으로 하는 고부하 플러그 커넥터.
- 제6항에 있어서, 핀(113, 213)은 나사 헤드(1131, 2131), 예를 들어 슬롯 또는 교차 슬롯을 포함함으로써, 핀이 스크류 드라이버를 이용하여 중공 챔버(111, 211) 내에 나사 결합될 수 있는 것을 특징으로 하는 고부하 플러그 커넥터.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 접촉 영역(12, 22)의 표면은 적어도 부분적으로 은으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 고부하 플러그 커넥터.
- 크림프 접촉부 제조 방법에 있어서, 상기 방법은,
1) 원통형 구리 로드 및 원통형 알루미늄 로드가 마찰 용접을 통해, 알루미늄 부분 및 구리 부분을 갖는 공동의 원통형 로드로 함께 용접되는 단계와,
2) 선반 가공 및/또는 드릴링을 통해, 알루미늄 부분으로부터는 알루미늄-리츠선의 수용을 위한 중공 챔버(111, 211)를 갖는 압축 가능한 크림프 영역(11, 21)이 제조되며, 구리 부분으로부터는 접촉 영역(12, 22)이 제조되는 단계와,
3) 접촉 영역(12, 22)의 표면은 적어도 부분적으로 은으로 코팅되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 크림프 접촉부 제조 방법. - 제9항에 있어서, 마찰 용접은 제1 방법 단계에서 회전 용접 및/또는 진동 용접을 포함하는 것을 특징으로 하는 크림프 접촉부 제조 방법.
- 제9항 또는 제10항에 있어서, 제2 방법 단계에서 중공 챔버(111, 211)가 크림프 영역(11, 21) 내에서 실제 내경(DR)으로 드릴링되는 것을 특징으로 하는 크림프 접촉부 제조 방법.
- 제11항에 있어서, 크림프 영역(111, 211) 내에서 중공 챔버 측으로 추가의 내측 나사산(112, 212)이 이론적 내경(DT)으로 절삭되는 것을 특징으로 하는 크림프 접촉부 제조 방법.
- 제12항에 있어서, 추가의 내측 나사산(112, 212)의 이론적 내경(DT)은 중공 챔버(111, 211)의 실제 직경(DR)보다 작은 것을 특징으로 하는 크림프 접촉부 제조 방법.
- 크림프 접촉부(1, 2)의 사용 방법이며, 먼저, 리츠선이 케이블 삽입 개구(110, 210)를 통해 크림프 접촉부(1, 2)의 크림프 영역(11, 21)의 원통형 중공 챔버(111, 211) 내로 삽입되며, 후속되는 방법 단계에서 크림프 영역(11, 21)이 크림핑 공구를 이용하여 압축되는, 크림프 접촉부의 사용 방법에 있어서,
리츠선의 삽입 후에, 그리고 크림프 영역(11, 21)의 압축 이전에, 핀(113, 213)이 크림프 영역(11, 21)의 중공 챔버(111, 211) 내에서 리츠선의 삽입 방향 반대로 나사 결합되는 것을 특징으로 하는, 크림프 접촉부의 사용 방법. - 제14항에 있어서, 리츠선은 핀(113, 213)의 나사 결합시에, 중공 챔버(111, 211)의 추가의 내측 나사산(112, 212)을 통해 특별하게 큰 마찰력으로 중공 챔버(111, 211) 내에 보유되는 것을 특징으로 하는, 크림프 접촉부의 사용 방법.
- 제14항 또는 제15항에 있어서, 리츠선의 리츠 와이어는 핀(113, 213)의 나사 결합을 통해 압축되어 내측으로부터 크림프 영역(11, 21)에 대해 압축되며, 이에 의해 리츠 와이어의 산화층이 더 파괴됨으로써, 횡방향 전도성이 증대되는 것을 특징으로 하는, 크림프 접촉부의 사용 방법.
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