KR20220133179A

KR20220133179A - 측면 케이블 콘센트를 가진 소켓 콘택

Info

Publication number: KR20220133179A
Application number: KR1020227021572A
Authority: KR
Inventors: 노어버트 크로피브닉키
Original assignee: 하르팅 일렉트릭 슈티프퉁 운트 코우. 카게
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2020-11-23
Publication date: 2022-10-04
Also published as: US11909162B2; EP4066321A1; CN114731000A; WO2021104572A1; US20220393374A1; DE102019132127A1

Abstract

본 발명은 대전류(high current)를 전달하기 위한 전기 접촉 요소(1)에 관한 것으로, 이 전기 접촉 요소(1)는 연결 영역(A) 및 접촉 영역(K)을 가지며, 연결 영역(A)은 원통형 개구(2)를 갖고, 접촉 영역(K)은 원통형 관통 개구(3)를 가지며, 개구(2)와 관통 개구(3)는 서로 직교하도록 정렬되며, 상기 원통형 관통 개구(3) 내부에 주연 접촉 밴드(4)가 배치되는, 전기 접촉 요소.

Description

측면 케이블 콘센트를 가진 소켓 콘택

본 발명은 독립 청구항 제1항의 카테고리에 따른 전기 접촉 요소에 관한 것이다.

이러한 접촉 요소는 특히 철도 산업에서 대전류의 전달을 위해 사용된다. 이러한 접촉 요소는 종종 1000암페어 이상의 전류 세기에 노출된다.

EP 2 569 825 B1호는 소켓 또는 핀 콘택(pin contact)으로 구현될 수 있는 접촉 요소를 보여준다. 소켓 콘택의 경우, 연결 영역의 개구와 접촉 영역의 개구가 평행하게 연장된다. 소켓 콘택의 접촉 적층판들(contact laminations)은 정합 핀 콘택과의 접점을 정의한다. 이를 통해 각각의 소켓 콘택은 정확히 하나의 핀 콘택과 전기 전도성으로 접촉할 수 있다.

독일 특허청은 본 출원과 관련된 우선권 출원에서 하기의 선행 기술을 조사하였다:

FR 2 932 613 A1, DE 20 2004 005 593 U1, CN 206 585 111 U 및 US 2003/0068931 A1.

본 발명의 과제는, 설치 공간이 협소한 상황에서도 사용될 수 있는 고성능 전기 접촉 요소를 제공하는 것이다.

상기 과제는 독립 청구항들의 대상에 의해 해결된다.

본 발명의 바람직한 실시예들은 종속 청구항들 및 하기의 설명부에 명시되어 있다.

본 발명에 따른 전기 접촉 요소는 대전류를 전달하기 위해 제공된다. 이 경우, 종종 1000암페어 이상의 전류 세기가 발생한다.

전기 접촉 요소는 연결 영역 및 접촉 영역을 갖는다. 연결 영역은 원통형 개구를 갖고, 바람직하게는 크림프 연결부(crimp connection)를 형성한다. 접촉 영역은 원통형 관통 개구를 갖는다. 접촉 영역은, 핀 콘택 요소의 정합 콘택 핀(mating contact pin)이 관통 개구로 삽입되는 삽입측(plugging side)을 갖는다. 접촉 영역은 삽입측의 반대편에 핀 콘택 요소의 콘택 핀이 다시 배출되는 출구측(outlet side)을 갖는다.

연결 영역 또는 크림핑 영역의 개구와 접촉 영역의 관통 개구는 서로 직교하도록 연장된다. 이는 개구들의 확장된 방향 벡터가 직교함을 의미한다.

소켓 콘택과 이에 정합하는 핀 콘택 사이의 면 접촉(areal contact)이 플러그 연결부의 상당한 가열을 초래할 수 있다. 그렇기 때문에 원통형 관통 개구 내부에 주연 접촉 밴드가 배치된다. 접촉 밴드를 통해, 본 발명에 따른 소켓 콘택과 핀 콘택 사이의 구체적인 접점이 정의된다. 그로 인해 플러그 연결의 접촉 저항이 감소한다.

접촉 밴드는 전체 관통 개구 내에서 확장되지 않는다. 바람직하게 주연 접촉 밴드는 연결 영역의 원통형 관통 개구 내에서 대략 중앙에 배치된다. 이를 통해 콘택 핀의 이른바 요동(wobbling)이 가능한 한 방지된다.

바람직하게는 접촉 밴드가 베릴륨을 함유하는 재료로 형성된다. 이러한 재료는 콘택 핀과 콘택 소켓 사이의 안정적인 전류 브리지를 보장한다. 이 경우, 베릴륨구리(beryllium copper) 또는 구리베릴륨(copper beryllium)과 같은 합금이 특히 바람직하다.

위에서 이미 언급했듯이, 접촉 요소의 접촉 영역은 삽입측과 출구측을 갖는다. 바람직하게는 삽입측에 오목부(recess)가 도입되고, 출구측에는 융기부(elevation)가 제공된다. 오목부와 융기부는 서로 상보적으로 구성된다. 이를 통해, 본 발명에 따른 복수의 접촉 요소가 서로 형상 결합 방식으로 정렬될 수 있다.

본 발명의 특히 바람직한 실시예에서, 접촉 영역의 오목부 및 융기부는 실질적으로 직사각형인 단면을 갖는다. 이를 통해, 접촉 요소들이 서로 90°만큼 또는 그 배수만큼 오프셋되도록 정렬될 수 있다.

바람직하게는 전기 접촉 요소가 실질적으로 구리로 구성된다. 이로써 특히 예를 들어 황동과 같은 다른 재료에 비해 우수한 전기 전도성이 보장된다. 접촉 요소의 구리 기재 본체의 표면은 은 층 또는 은 합금 층으로 코팅된다. 그 결과, 접촉 요소의 전류 용량이 재차 크게 증가한다.

바람직하게는 전기 접촉 요소가 회전대칭형이다. 결과적으로 접촉 요소는 중실 재료(solid material)로부터 한 번의 기계가공 작업으로 간단히 제조될 수 있다.

본 발명의 실시예가 도면들에 도시되어 있고 하기에서 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 접촉 요소의 사시도이다.
도 2는 접촉 밴드의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 접촉 요소의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 접촉 요소 및 그에 정합되는 상대 접촉 요소(핀 콘택)의 사시도이다.
도 5는 상대 접촉 요소가 결합된 본 발명에 따른 접촉 요소의 사시도이다.
도 6은 상대 접촉 요소와 전기 전도성으로 연결된 본 발명에 따른 복수의 접촉 요소의 다양한 조합 변형예의 사시도이다.
도 7은 서로 결합된 2개의 접촉 요소의 개략적 평면도이다.

도면들은 부분적으로 단순화된 개략적 도해들을 포함하고 있다. 어떤 경우에는 유사한, 그러나 경우에 따라 동일하지는 않은 요소들에 동일한 참조 부호가 사용된다. 동일한 요소를 상이한 관찰 방향에서 도시한 도해는 상이하게 스케일링될 수도 있다.

"왼쪽", "오른쪽", "위쪽" 및 "아래쪽"과 같은 방향 지시어는 개별 도면과 관련해서 이해되어야 하며, 도시된 대상과 비교하여 개별 도해에서 다를 수 있다.

도 1에는 본 발명에 따른 접촉 요소(1)의 한 가능한 실시예가 도시되어 있다. 접촉 요소(1)는 중실형으로 구성되고, 예를 들어 한 번의 기계가공 작업에서 중실 구리 공작물로부터 가공된다. 따라서 접촉 요소(1)는 대전류를 전달하는 데 특히 적합하다.

전기 접촉 요소는 그의 대칭축(SA)을 기준으로 회전대칭형으로 형성된다. 접촉 요소(1)는 연결 영역(A) 및 접촉 영역(K)을 갖는다. 연결 영역(A)은 원통형 개구(2)를 갖고, 접촉 영역(K)은 원통형 관통 개구(3)를 갖는다. 개구(2)와 관통 개구(3) 또는 이들의 주 대칭축은 서로 직교하도록 연장된다. 원통형 관통 개구(3) 내부에는 대략 중앙에 주연 접촉 밴드(4)가 배치되며, 이는 도 2에 조금 더 확대되어 도시되어 있다.

접촉 요소(1)는, 도 4에서 볼 수 있듯이, 삽입 방향(SR)으로 상대 접촉 요소(5)를 향해 안내된다. 접촉 밴드(4)는 링을 형성하도록 결합된 격자형 기본 구조를 갖는다. 접촉 밴드(4)는, 정합되는 상대 접촉 요소(5), 이 경우에는 콘택 핀이 접촉 요소(1), 이 경우에는 소켓 콘택과 함께 형성하는 전기 접점을 정의한다.

접촉 밴드(4)는 바람직하게 베릴륨 함유 재료로 형성된다. 도 4 및 도 5에서 접촉 요소(1)는, 접촉 영역(K)에 배치된 접촉 밴드(4)가 보일 수 있도록 투명하게 형성되어 있다. 도 5에서는, 결합 상태에서 접촉 밴드(4)가 관통 개구(3)를 관통하는 핀 콘택(5)을 접촉식으로 둘러싼다는 것을 알 수 있다. 그에 따라 접촉 밴드(4)는 소켓 콘택(1)과 핀 콘택(5) 사이에 접촉 브리지(contact bridge)를 형성한다.

접촉 요소(1)의 접촉 영역(K)은 삽입측(ST) 및 그 반대편의 출구측(AS)을 갖는다. 삽입측(ST)에는 오목부(6)가 제공되고, 출구측(AS)은 오목부(6)에 대해 상보적으로 구성된 융기부(7)를 갖는다. 오목부(6) 및 융기부(7)는 실질적으로 직사각형인 단면을 갖는다. 그로 인해, 서로 다른, 그러나 유사한 유형의 접촉 요소(1, 1', 1")의 연결 영역(A) 내 개구들(2, 2', 2")이 서로 각도(α)를 형성할 수 있다. 이 각도 위치는 도 7에 개략적으로 도시되어 있다.

오목부(6) 및 융기부(7)의 실질적으로 정사각형인 단면으로 인해, 각도(α)는 90° 또는 90°의 배수일 수 있다. 다른 단면 형상의 경우, 상응하게 다른 각도 위치가 달성될 수 있다. 서로 정렬된 접촉 요소(1, 1', 1") 사이의 다양한 배향이 도 6에 도시되어 있다.

도면들에 본 발명의 상이한 양태들 또는 특징들이 각각 조합되어 도시되어 있더라도, -달리 명시되지 않는 한- 도시되고 논의된 조합만이 유일하게 가능한 것은 아니라는 점은 통상의 기술자에게 명백하다. 특히, 상이한 실시예들의 상호 대응하는 유닛들 또는 특징 복합체들은 서로 교환될 수 있다.

1 접촉 요소
2 개구
3 관통 개구
4 접촉 밴드
5 상대 접촉 요소
6 오목부
7 융기부
A 연결 영역
K 접촉 영역
ST 삽입측
AS 출구측
SR 삽입 방향
α 각도
SA 대칭축

Claims

대전류를 전달하기 위한 전기 접촉 요소(1)이며,
이 전기 접촉 요소(1)는 연결 영역(A) 및 접촉 영역(K)을 가지며, 연결 영역(A)은 원통형 개구(2)를 갖고, 접촉 영역(K)은 원통형 관통 개구(3)를 가지며, 개구(2)와 관통 개구(3)는 서로 직교하도록 정렬되며, 상기 원통형 관통 개구(3) 내부에 주연 접촉 밴드(4)가 배치되는, 전기 접촉 요소.
제1항에 있어서, 연결 영역(A)은 크림프 연결부로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 전기 접촉 요소.
제1항 또는 제2항에 있어서, 주연 접촉 밴드(4)는 연결 영역(A)의 원통형 관통 개구(3) 내에서 대략 중앙에 배치되는 것을 특징으로 하는, 전기 접촉 요소.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 접촉 영역(K)은 삽입측(ST)과 출구측(AS)을 가지며, 삽입측(ST)은 오목부(6)를 갖고 출구측(AS)은 융기부(7)를 가지며, 오목부(6)와 융기부(7)는 서로 상보적으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 전기 접촉 요소.
제4항에 있어서, 오목부(6) 및 융기부(7)는 실질적으로 직사각형, 삼각형 또는 별 모양인 단면을 갖는 것을 특징으로 하는, 전기 접촉 요소.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 접촉 요소(1)가 실질적으로 구리로 형성되고, 접촉 요소(1)의 표면이 은 층 또는 은 합금 층으로 코팅되는 것을 특징으로 하는, 전기 접촉 요소.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 접촉 밴드(4)는 베릴륨을 함유하는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는, 전기 접촉 요소.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 접촉 요소(1)가 회전대칭형인 것을 특징으로 하는, 전기 접촉 요소.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 적어도 2개의 전기 접촉 요소(1, 1', 1")로 구성된 시스템이며,
제1 접촉 요소(1, 1', 1")의 출구측(AS)의 융기부(7)는 제2 접촉 요소(1, 1', 1")의 삽입측(ST)의 오목부(6) 내로 삽입되는, 시스템.
제9항에 있어서, 제1 접촉 요소(1, 1', 1") 및 제2 접촉 요소(1, 1', 1")의 관통 개구(3)가 서로 평행하게 정렬되는 것을 특징으로 하는, 시스템.
제9항 또는 제10항에 있어서, 제1 접촉 요소(1, 1', 1") 및 제2 접촉 요소(1, 1', 1")의 연결 영역(A)의 개구(2, 2', 2")가 서로 각도(α)를 형성하고, 이 각도(α)는 90° 또는 90°의 배수인 것을 특징으로 하는, 시스템.