KR20230152737A - 전기 도체의 자동 잠금 접촉을 위한 접촉 스프링 어셈블리 - Google Patents

전기 도체의 자동 잠금 접촉을 위한 접촉 스프링 어셈블리 Download PDF

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다니엘 베쎌러
세르게이 치어
니콜레 슈필커
아르노 베스트팔
팀 마이로제
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Abstract

본 발명은, 전도성 재료로 형성된 지지 벽(24); 이 지지 벽에 대해 고정되어 보유된 베이스 레그(20)와, 상기 지지 벽(24)과 함께 삽입 방향으로 점차 가늘어지는, 도체 코어(28)용 삽입 리셉터클(26)을 형성하는 클램핑 레그(18)를 갖는 접촉 스프링(10);을 구비한, 전기 도체의 코어(28)의 자동 잠금 접촉을 위한 접촉 스프링 어셈블리에 관한 것으로, 상기 접촉 스프링 어셈블리는, 접촉 스프링의 베이스 레그(20)가, 지지 벽(24)에 대해 고정된 수용 샤프트(30) 내로 삽입되어 있고 베이스 레그에 대해 횡방향으로 반대 방향으로 돌출하는 2개의 래칭 러그(38)를 갖는 보유 레그(22; 22')로 이어지며, 상기 래칭 러그는 수용 샤프트의 벽에 있는 대응 윤곽부(34)와 래칭되는 것을 특징으로 한다.

Description

전기 도체의 자동 잠금 접촉을 위한 접촉 스프링 어셈블리
본 발명은, 전도성 재료로 형성된 지지 벽; 이 지지 벽에 대해 고정되어 보유된 베이스 레그와, 상기 지지 벽과 함께 삽입 방향으로 점차 가늘어지는 도체 코어용 삽입 리셉터클을 형성하는 클램핑 레그를 갖는 접촉 스프링;을 구비한, 전기 도체 코어의 자동 잠금 접촉을 위한 접촉 스프링 어셈블리에 관한 것이다.
이와 같은 유형의 접촉 스프링 어셈블리의 일례가 DE 20 2006 009 460 U1호에 기술되어 있다. 지지 벽은, 예를 들어 전력 레일(power rail) 또는 플러그 커넥터 접점과 같은 전도성 구조물의 부분일 수 있다. 도체의 코어를 이 구조물과 접촉시키기 위해, 코어(예컨대 구리 코어)의 피복 제거된 단부를 삽입 리셉터클 내부로 삽입한다. 이 경우, 코어의 단부가 클램핑 레그의 측면(flank) 위로 미끄러져서 이 클램핑 레그를 바깥쪽으로 편향시킨다. 스프링의 탄성 복원력으로 인해, 클램핑 레그의 자유 단부에 형성된 그립 에지가 구리 코어의 주연면 내로 파고든다. 이때 도체를 뒤로 당기려는 시도를 하면, 코어에 의해 그립 에지에 가해지는 힘은 클램핑 레그를 지지 벽의 방향으로 더 선회시키려는 경향 및 클램핑 레그를 코어에 대해 훨씬 더 단단히 압착하려는 경향을 갖게 되고, 그 결과 코어는 자동 잠금(self-locking) 방식으로 제 위치에 보유된다.
접촉을 다시 해제하기 위해, 해제 요소가 삽입 방향으로 변위됨에 따라, 작동 암이 클램핑 레그의 측면 위에 부딪치면서 클램핑 레그를 젖힌다. 이로 인해 도체의 코어가 릴리스됨에 따라, 도체가 삽입 리셉터클로부터 뒤로 당겨질 수 있다.
공지된 어셈블리에서는, 접촉 스프링의 베이스 레그가 전력 레일의 일부분과 리벳 결합됨에 따라, 접촉 스프링은 높은 인장력이 작용하는 경우에도 확실하게 제 위치에 보유된다.
본 발명의 과제는, 더 간단히 조립될 수 있는 접촉 스프링 어셈블리를 제공하는 것이다.
상기 과제는 본 발명에 따라, 접촉 스프링의 베이스 레그가, 지지 벽에 대해 고정된 수용 샤프트 내로 삽입되어 있고 베이스 레그에 대해 횡방향으로 반대 방향으로 돌출하는 2개의 래칭 러그를 갖는 보유 레그로 이어지며, 이들 래칭 러그가 수용 샤프트의 벽에 있는 대응 윤곽부와 래칭됨으로써 해결된다.
지지 벽을 형성하는 구조물 내에 접촉 스프링을 삽입하고 고정하는 것은 간단한 선형 운동으로 수행될 수 있으며, 이 선형 운동에서 보유 레그는 래칭 러그가 자동으로 대응 윤곽부에 래칭될 때까지 수용 샤프트 내부로 삽입된다. 따라서 조립 과정은, 복잡한 이동 방식이 필요하지 않아 높은 사이클 비율로 동작할 수 있는, 간단히 구성된 자동 조립 기계에 의해 수행될 수 있다. 래칭 러그 및 대응 윤곽부는, 정상 작동 중에 예상되는, 보유 레그를 다시 수용 샤프트로부터 외부로 당기는 경향을 갖는 인발력을 래칭부가 견디도록 구성될 수 있다. 그렇기 때문에, 간단한 조립 과정에도 불구하고 접촉 스프링의 확실한 고정이 달성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예 및 개선예는 종속 청구항들에 명시되어 있다.
일 실시예에서, 지지 벽은 접촉 스프링의 보유 레그를 위한 수용 샤프트도 형성하는 전기 전도성 구조물의 부분이다. 이로써, 래칭에 의해 동시에 접촉 스프링과 전도성 구조물 간의 전기적 접촉도 개선된다.
수용 샤프트는 예를 들어, 포크 형상으로 형성된 보유 레그의 2개의 래칭 암이 맞물리는 2개의 평행한 그루브(groove)에 의해 형성될 수 있다. 이들 그루브는 절삭 가공으로 간단히 제조될 수 있다. 대응 윤곽부는 예를 들어, 그루브가 끝나는 단부면에 의해 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 수용 샤프트 및 대응 윤곽부는 금속체의 변형에 의해서도, 예를 들어 전도성 구조물의 적어도 일부분이 대응 그루브 프로파일을 갖는 프로파일 스트랜드(profile strand)로부터 제조됨으로써, 형성될 수 있다.
접촉 스프링은 스탬핑 굽힘 부품으로서 간단하고 효율적으로 제조될 수 있다. 이때, 래칭 러그는 스탬핑 시 하나의 작업 공정에서 각각의 원하는 형상으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 래칭 러그가 바브(barb)로서 형성될 수 있음으로써, 수용 샤프트 내에서 보유 레그의 형상 결합식 또는 자동 잠금식 로킹이 가능해진다.
일 실시예에서, 보유 레그가 수용 샤프트 내부로 삽입되는 삽입 방향은 도체 코어용 삽입 리셉터클의 삽입 방향에 평행하다. 접촉 스프링 어셈블리는 주로 이 삽입 방향으로 이동할 수 있는 액추에이터도 구비하며, 이 액추에이터는, 코어가 릴리스되어야 하는 경우 접촉 스프링의 클램핑 레그를 도체의 코어로부터 멀어지는 방향으로 구부려서 클램핑을 해제하는 데 이용된다. 이 경우, 액추에이터 조립 시의 운동과 접촉 스프링 조립 시의 운동이 동일한 방향으로 수행됨으로써, 자동화된 제조의 추가적인 합리화가 가능해진다.
또 다른 한 실시예에서, 보유 레그의 삽입 방향은 삽입 리셉터클의 삽입 방향에 대해 직각으로 연장된다. 이 경우, 클램핑력에 대항하여 도체의 코어를 삽입 리셉터클로부터 빼내려는 시도를 할 때, 접촉 스프링에 작용하는 인장력이 수용 샤프트 내부로의 보유 레그의 맞물림에 의해 형상 결합 방식으로 흡수됨에 따라, 상대적으로 약한 래칭으로도 이미 보유 레그를 고정하는 데 충분하다.
하기에서는 도면을 참조하여 실시예들을 더 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 접촉 스프링 어셈블리의 사시도이다.
도 2는 접촉 스프링 어셈블리의 전기 전도성 지지 구조물의 사시도이다.
도 3은 도 2의 단면 평면(Ⅲ에서 지지 구조물을 절단한 단면도이다.
도 4는 접촉 스프링의 축단면도이다.
도 5는 접촉 스프링을 도 4의 좌측으로부터 바라보고 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 접촉 스프링을 지지 구조물 내로 삽입할 때의 여러 단계를 도시한 도면이다.
도 9는 또 다른 일 실시예에 따른 접촉 스프링의 축단면도이다.
도 10은 도 9에 따른 접촉 스프링을 위한 지지 구조물의 일부분의 측면도이다.
도 11은 접촉 스프링 및 도 10에 따른 지지 구조물의 분해도이며, 여기서 지지 구조물은 도 10의 평면(XI-XI)에서 절단한 단면도로 도시되어 있다.
도 12는 접촉 스프링이 지지 구조물에 래칭된 위치에 있을 때의 모습을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 접촉 스프링 어셈블리는 금속으로 된 접촉 스프링(10) 및 전기 전도성 지지 구조물(12)을 가지며, 이 지지 구조물은 도시된 예에서 소켓 접점(14) 및 이 소켓 접점에 축방향으로 연결되는, 전력 레일이라고도 지칭되는 케이지(16)를 형성한다. 접촉 스프링(10)은 클램핑 레그(18) 및 베이스 레그(20)를 가지며, 이 베이스 레그는 U자형 만곡부를 통해 클램핑 레그(18)와 연결되어 있고, 반대쪽 단부에서 납작한 보유 레그(22)로 이어진다.
접촉 스프링(10)은 그의 보유 레그(22)에 의해, 클램핑 레그(18)가 케이지 내부로 경사지게 돌출하도록, 그리고 접촉 스프링 반대편의 케이지 지지 벽(24)과 함께 전기 도체의 코어(28)를 위한 삽입 리셉터클(26)을 형성하도록, 케이지(16)상에 보유되며, 이러한 방식으로 상기 전기 도체는 케이지 내에 기계적으로 고정되어 지지 구조물(12)과 전기적으로 연결된다. 코어(28)는 클램핑 레그(18)와 지지 벽(24) 사이에 클램핑 방식으로 보유되며, 클램핑 레그가 코어에 경사지게 맞물리기 때문에, 인장력이 인출 방향으로 코어(28)에 작용하는 경우 코어는 자동 잠금 방식으로 케이지 내에 고정된다.
케이지(16)는 지지 벽(24)의 반대편에 놓인 측에 수용 샤프트(30)를 형성하며, 이 수용 샤프트는 삽입 리셉터클(24)의 삽입 방향으로 연장되고, 접촉 스프링(10)의 포크 형상으로 형성된 보유 레그(22)가 도 1에서 상부로부터 상기 수용 샤프트 내부로 삽입되어 있다. 수용 샤프트(30)는 케이지(16)의 외표면에 있는 2개의 평행한 그루브에 의해 형성되며, 이들 그루브는 삽입 리셉터클로부터 먼 쪽을 향하는 측에서 브래킷(32)에 의해 범위 한정된다. 이 브래킷은, 보유 레그(22)의 포크 암 사이의 슬롯(36)을 통과해서 연장되는 웨브(34)를 통해서만 케이지(16)의 주요 부분과 연결된다. 보유 레그(22)의 포크 암은 각각 그의 자유 단부의 영역에서 서로를 향하는 2개의 래칭 러그(38)를 형성하며, 이들 래칭 러그가 웨브(34)의 하부에 맞물려서 보유 레그(22)를 수용 샤프트(30) 내에 래칭 방식으로 고정한다.
도 2에는 접촉 스프링(10)이 없는 지지 구조물(12)이 도시되어 있으므로, 수용 샤프트(30)를 더 명확하게 볼 수 있다.
도 3은, 도 2에 일점쇄선으로 표시된 단면 평면(Ⅲ에서 절단한 케이지(16)의 단면을 보여주며, 브래킷(32)의 정확한 단면 형상과, 웨브(34)와, 수용 샤프트(30)를 형성하는 그루브를 식별할 수 있게 해준다. 선택적으로, 케이지 또는 전체 지지 구조물이 도 3에 도시된 프로파일을 갖는 프로파일 스트랜드로부터 제조될 수 있다.
도 4에는 접촉 스프링(10)이 축단면도로 도시되어 있는 한편, 도 5는 접촉 스프링의 베이스 레그(20) 및 보유 레그(22)의 정면도를 보여준다. 슬롯(36) 및 바브로서 형성된 래칭 러그(38)의 윤곽 형상은 도 5에서 식별할 수 있다.
도 6은, 보유 레그가 수용 샤프트 내부로 삽입되기 전의 상태에서 접촉 스프링(10) 및 지지 구조물(12)을 확대도로 보여준다. 여기서 지지 구조물(12)은 웨브(34)를 관통하는 단면 평면에서 절단된 단면도로 도시되어 있다.
도 7은, 보유 레그(22)의 자유 단부가 수용 샤프트(30) 내부로 삽입되고 래칭 러그(38)의 측면이 웨브(34)의 상부 에지 위에 부딪치는 상태에 있는 접촉 스프링(10) 및 지지 구조물(12)을 보여준다. 이 단계에서는, 접촉 스프링의 (도 7에서는 보이지 않는) 클램핑 레그가 이미 삽입 리셉터클(24) 내부에 맞물려 있으며, 이로 인해 접촉 스프링이 안내를 받아 그의 슬롯(36)에 의해 웨브(34) 상에 센터링된다. 이때 접촉 스프링(10)이 더 아래로 가압되면 약간 더 큰 저항이 극복되어야 하는데, 그 이유는 래칭 러그(38)가 웨브 위를 가로질러 미끄러질 수 있을 때까지, 보유 레그(22)의 포크 암이 웨브(34)에 의해 탄성적으로 팽창되기 때문이다.
도 8은, 보유 레그(22)의 포크 암이 다시 탄성적으로 그의 원래 위치로 되돌아가서 웨브(34)의 하부면과 맞물리게 되는 최종 상태를 보여준다. 따라서, 웨브의 상기 하부면은 래칭 러그(38)를 위한 대응 윤곽부를 형성한다. 이와 같은 대응 윤곽부 그리고 그에 접하는 래칭 러그(38)의 상부면이 삽입 방향에 대해 직각으로 연장됨에 따라, 접촉 스프링에 상향 인발력이 작용하면 보유 레그(22)는 그의 수용 샤프트 내부에 형상 결합 방식으로 로킹된다.
도 9 내지 도 12에는 접촉 스프링 어셈블리의 한 변형 실시예가 도시되어 있다.
도 9는 접촉 스프링(10')의 축단면도를 보여주며, 이 접촉 스프링은, 자유 단부에서 클램핑 레그(18)의 측면에 대해 직각으로 꺾인 보유 레그(22')로 이어지는, 더 길어진 베이스 레그(20')를 갖는다는 점에서 전술한 접촉 스프링(10)과 다르다.
도 10은 관련 지지 구조물(12')의 상부를 보여준다. 이 지지 구조는, 케이지(16')의 하단부의 영역에서 수평으로 연장되는 보유 레그(22')용 수용 샤프트(30')를 형성한다.
도 11이 보여주는 바와 같이, 케이지(16')의 상부는, 동시에 소켓 접점(14)의 상단부를 형성하는 케이지의 하부와 짧은 원통형 웨브(34')에 의해서만 연결된다. 보유 레그(22')는 재차 포크 형상으로 형성되어 있고, 웨브(34')의 주연면에 대해 상보적인 원 세그먼트 형상의 2개의 팽창부(40)를 갖는 슬롯(36')을 갖는다. 보유 레그의 자유 단부를 향해 놓인 이들 팽창부(40)의 단부가 래칭 러그(38')를 형성한다.
보유 레그(22')가 수용 샤프트(30) 내부에 삽입되어 있으면, 도 12에 도시된 바와 같이, 래칭 러그(38')는 웨브(34)의 주연면 뒤에 래칭 방식으로 맞물리고, 이로써 웨브의 주연면은 래칭 러그를 위한 대응 윤곽부를 형성한다.

Claims (8)

  1. 전도성 재료로 형성된 지지 벽(24); 이 지지 벽에 대해 고정되어 보유된 베이스 레그(20; 20')와, 상기 지지 벽(24)과 함께 삽입 방향으로 점차 가늘어지는, 도체 코어(28)용 삽입 리셉터클(26)을 형성하는 클램핑 레그(18)를 갖는 접촉 스프링(10; 10');을 구비한, 전기 도체의 코어(28)의 자동 잠금 접촉을 위한 접촉 스프링 어셈블리에 있어서,
    상기 접촉 스프링의 베이스 레그(20; 20')가, 지지 벽(24)에 대해 고정된 수용 샤프트(30; 30') 내로 삽입되어 있고 베이스 레그에 대해 횡방향으로 반대 방향으로 돌출하는 2개의 래칭 러그(38; 38')를 갖는 보유 레그(22; 22')로 이어지며, 상기 래칭 러그는 수용 샤프트의 벽에 있는 대응 윤곽부(34; 34')와 래칭되는 것을 특징으로 하는, 접촉 스프링 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 수용 샤프트(30; 30')는 지지 벽(24)도 형성하는 전기 전도성 지지 구조물(12; 12') 내에 형성된, 접촉 스프링 어셈블리.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 수용 샤프트(30; 30')는 하나 이상의 단부에서 개방된 2개의 평행한 그루브에 의해 형성되며, 상기 접촉 스프링의 보유 레그(22; 22')는 포크 형상으로 형성된, 접촉 스프링 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서, 래칭 러그(38; 38')를 위한 대응 윤곽부는 웨브(34; 34')상에 형성되어 있고, 상기 웨브는 보유 레그(22; 22')의 포크 암 사이에 형성된 슬롯(36; 36')을 관통하는, 접촉 스프링 어셈블리.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 수용 샤프트(30)는 삽입 리셉터클(26)의 삽입 방향에 대해 평행하게 연장되는, 접촉 스프링 어셈블리.
  6. 제5항에 있어서, 래칭 러그(38)는 바브(barb)로서 형성된, 접촉 스프링 어셈블리.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 수용 샤프트(30')는 삽입 리셉터클(26)의 삽입 방향에 대해 직각으로 연장되는, 접촉 스프링 어셈블리.
  8. 제4항 및 제7항에 있어서, 보유 레그(22')의 슬롯(36')은 서로 대향하여 놓인 2개의 팽창부(40)에 의해 국부적으로 확장되어 있고, 래칭 러그(38')가 상기 팽창부 중 하나의 일측 단부에 각각 형성된, 접촉 스프링 어셈블리.
KR1020237033738A 2021-03-10 2022-02-28 전기 도체의 자동 잠금 접촉을 위한 접촉 스프링 어셈블리 KR20230152737A (ko)

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