CN110062985B - 用于传导电能的多相汇流排和制造其的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于传导电能的多相汇流排（1），包括由金属片制成的覆盖有第一绝缘层（6a）的第一导电层（2a）；安装到所述第一导电层（2a），在优选垂直于第一导电层（2a）的方向上延伸的第一导电引脚（4a）；由金属片制成的覆盖有第二绝缘层（6b）的第二导电层（2b），所述第二导电层（2b）包括第一针孔（8a）和第二导电引脚（4b），所述第一导电引脚（4a）通过所述第一针孔（8a）伸出，所述第二导电引脚（4b）通过所述第二绝缘层（6b）在与所述第一导电引脚（4a）平行的方向上延伸，其中所述导电层（2a、2b）的每个导电层包括在其相反端部分的第一和第二连接区（12）以便将所述导电层（2a、2b）电连接到电力供应和/或另外的多相汇流排（1）的连接区（12），其特征在于所述第一和第二绝缘层（6a、6b）具有一到若干毫米的厚度，具体地说1 mm到5 mm或多于5 mm，并且完全覆盖所述连接区（12）外的所述金属片，以及在于所述第一和第二绝缘层（6a、6b）被直接彼此叠加胶粘。

Description

用于传导电能的多相汇流排和制造其的方法
技术领域
本发明涉及用于传导电能的多相汇流排和制造该多相汇流排的方法。
背景技术
多相汇流排在开关板中被用来传导和分发交流电流到不同电装置，所述不同电装置通常被安装在开关柜中。为提供在单个汇流排中传导交流电流的所有三个相乃至更多相的可能性，已开发了多相汇流排，其包括基层和电绝缘材料的覆盖层，在两者之间借助于绝缘中间层布置了彼此电绝缘的两层或多于两层的导电金属片，尤其是铜。
在申请人的DE 10 2005 015 945 B4中描述了前面所述的汇流排，在其中不同层借助于液态树脂被彼此层压。层压的汇流排具有以下的优点：紧凑且不会由于排斥力而易于分层，所述排斥力由交流电流生成，所述交流电流在对于每个相位的不同导电层中传导并且在短路情况下能够是在几千安培（kA）范围中。
如DE 10 2005 015 945 B4中所描述的汇流排的一个问题是在层压过程本身中涉及到的成本，在层压过程中不同层借助于被施加到每个层的上面和下面并且在之后固化的液态树脂（像环氧树脂）被彼此粘合。由于用于层压过程的层压树脂通常是有毒的并且据说能造成过敏反应，因此，在生产过程中要求对员工采取具体安全预防措施，这显著增加了生产成本。
发明内容
相应地，本发明的目的是提供一种多相汇流排，其在不大量施加液态树脂到每个层以用于将层彼此粘合的情况下，能够以降低的工作和成本及在更短的时间内被制造。
此目的通过本发明提供的多相汇流排和制造该多相汇流排的方法而得以实现。
在本发明中还包含了本发明的另外的目的。
本发明具有的优点是：其上带有绝缘涂层的导电层能够在单独的生产步骤中被制造，这可被自动执行而人可能不必接触液态树脂。固化的涂敷的导电层随后能够作为独立单元处理以便组装最终的汇流排。层可通过粘合剂被胶粘在一起，而不是通过液态树脂进行不同层的层压，粘合剂能够被施加在干的绝缘涂层的底部或顶部表面上，并且可被覆盖有像箔的保护膜，所述保护膜在紧接着将两个或多于两个层彼此按压前被移除。
另外，本发明具有以下另外的优点：
-由于不要求复杂的模具，减少了处理步骤。
-无需围绕导电引脚的精密密封。
-如果使用适当的液态树脂，则能够在不使用真空的情况下执行铸造。
-铸造和固化过程能够通过采用UV透明模具和UV可固化液态树脂而被显著加快。
-总体上与当前使用的系统相比较，汇流排的生产成本更低且组装更快。
根据本发明，用于传导电能的多相汇流排至少包括由金属片制成的覆盖有第一绝缘层的第一导电层；安装到所述第一导电层，在优选垂直于第一导电层的方向上延伸的第一导电引脚；由金属片制成的覆盖有第二绝缘层的第二导电层。所述第二导电层包括第一针孔和第二导电引脚，所述第一导电引脚通过所述第一针孔伸出，所述第二导电引脚通过所述第二绝缘层在与所述第一导电引脚平行的方向上延伸。所述导电层的每个导电层包括在其相反端部分的第一和第二连接区，其用于将相应导电层电连接到电力供应和/或另外的多相汇流排的连接区。根据本发明，所述第一和第二绝缘层具有一毫米到若干毫米的厚度，并且完全覆盖所述连接区外的所述金属片，所述第一和第二绝缘层被直接彼此叠加胶粘，以及所述第二绝缘层包括在所述第二导电层中所述第一针孔内布置的绝缘材料的套筒，所述绝缘材料的套筒被粘合到覆盖所述第二导电层的顶部和底部表面的绝缘材料。
在本发明的优选实施例中，汇流排总共包括四个导电层，每个导电层具有安装在其处的至少一个导电引脚和施加到其的绝缘涂层的层。然而，在本发明的此优选实施例中，除最低导电层外的所有导电层包括针孔，更低层的导电引脚通过所述针孔延伸。
本多相汇流排的特征在于第一和第二绝缘层具有一毫米到若干毫米的厚度，并且尤其是1 mm到5 mm乃至多于5 mm，并且完全覆盖连接区外的金属片，以及在于第一和第二绝缘层被直接彼此上下或叠加胶粘。为将绝缘层胶粘在一起，可使用已知的粘合剂，其能够借助于施用辊（例如毛辊）或备选地双面胶带或通过喷涂而被施加到绝缘层的上侧和/或下侧。
在本发明的该优选实施例中，第二绝缘层包括例如增强纤维玻璃或增强塑料材料的绝缘材料的套筒，其至少被布置在所述第二导电层中的所述第一针孔内。绝缘材料的套筒优选地被胶粘到覆盖第二导电层的顶部和底部表面的绝缘材料，或者在将绝缘材料施加到相应导电层时被附到绝缘材料。
在此实施例中，套筒可有利地由与被施加到第二导电层的顶部和底部表面的绝缘材料相同的绝缘材料制成。如申请人已发现的，使用的绝缘材料优选是固化的铸造树脂，例如环氧树脂或UP树脂，其可包含另外增强的纤维以便增大最终的汇流排的机械强度。
根据本发明的另一目的，所述第一绝缘层和/或所述第二绝缘层以及安装在其上的所有另外的绝缘层中的每个包括绝缘喷涂材料或绝缘浸涂材料的至少第一和第二子层。喷涂材料可以是液态热固树脂或液态光可固化树脂，其分别在将树脂施加到关联导电层后通过加热和/或将树脂暴露到UV光下而被固化。通过使用UV光，固化时间能够被显著降低，并且固化的定时能够根据需要来选择。
在本发明的备选实施例中，第一绝缘层和/或第二绝缘层并且优选是所有其它绝缘层可由各自是粉末颗粒的至少两个子层组成。子层中包含的颗粒被彼此粘合以便形成除在连接区外完全覆盖关联导电层的连续绝缘层。粉末可以是胶和塑料粉末的混合物或树脂粉末，其包含被喷涂到要涂敷的表面上的粘性部分固化颗粒。
根据本发明的另一目的，第一和/或第二导电引脚可覆盖有由电绝缘材料制成并且向所述第一和/或第二导电层的金属片外伸出的另外的套筒。优选被安装到汇流排的导电引脚中的每个引脚并且从相应导电层的表面延伸到在引脚的相反端的非绝缘接触区（开关板组件中的电装置可连接到该接触区）的另外的套筒提供汇流排的改进电绝缘。另外，由于不同绝缘层的胶粘连接，该另外的管套消除了用液态树脂填充针孔以便使层彼此绝缘和粘合的要求。
根据本发明又一方面，如本文中前面所描述的制造多相汇流排的方法包括以下步骤：
提供由金属片制成，具有安装到其的第一导电引脚的第一导电层；提供由金属片制成，具有安装到其的第二导电引脚的第二导电层；在所述第二导电层中形成第一针孔；将保护罩安装到所述第一和第二导电层中的每个的相反端部分，以提供第一和第二连接区；在所述第一针孔内安装电绝缘材料的套筒并将所述电绝缘材料的套筒粘合到覆盖所述第二导电层的顶部和底部表面的绝缘材料；密封所述套筒的内部以防止绝缘涂料的进入；将绝缘涂料或喷涂材料施加到第一和第二导电层并且使所述涂料变干以便形成连续的绝缘层；将带有在其处形成的绝缘层的所述第一和第二导电层相对于彼此对齐，以便第一导电引脚延伸通过在第二导电层中的第一针孔；以及将第二绝缘层的底部表面胶粘到第一绝缘层的顶部表面。在分别具有另外的导电层和另外的导电引脚和安装在其处的绝缘层的多相汇流排中，其它导电层也以前面所述方式涂敷有绝缘材料，并且在涂料固化后，通过粘合剂被彼此粘合，其中导电引脚延伸通过分别在第三和第四导电层中形成的另外的针孔。
根据本发明的优选实施例，导电层在至少两个连续周期中被涂敷有涂料的至少两个子层，以形成通过仅施加涂料的一个层不可获得的增大均匀厚度的绝缘层。
作为通过喷涂或浸涂来施加绝缘层的备选，第一和/或第二导电层和另外的导电层的绝缘涂层可通过铸造过程被施加，在铸造过程中，所述层被插入模具中，其之后被以液态树脂填充达到某个水平高度，该水平高度比绝缘层的上表面超出相应绝缘层的涂料的厚度。液态树脂例如通过施加热量或者在使用UV可固化树脂时施加UV光被固化，并且相应导电层在树脂已经被完全固化后从模具中被取出。UV可固化液态树脂的使用提供固化时间能够被显著降低的另外的优点。
在方法的此实施例中，如果绝缘材料的套筒被布置在相应导电层的每个导电层中的针孔中，则可以是有利的，关联导电引脚在最终的汇流排中平行延伸通过所述针孔。为避免在针孔中树脂残余物的出现，在将相应导电层插入模具中前，套筒的内部可被覆盖有柔性可去除插件，例如硅或橡胶塞。在模具中的树脂已完全被固化后，去除插件。本发明的此实施例提供的优点是绝缘层的涂层与套筒被整体形成，并且每个套筒的内部无可阻止关联导电引脚被插入关联针孔的树脂残余。
附图说明
下文将参照附图描述本发明。在图中
图1是根据本发明的4相汇流排的示意性部分横截面视图，
图2是在其中带有导电引脚的导电层通过树脂铸造而涂有绝缘涂层的模具的示意图，
图3是图2的模具的顶视图，
图4是在将层彼此胶粘性粘合前的第一和第二涂敷的导电层的示意说明，以及
图5是在由绝缘材料制成的另外的套筒另外电绝缘的第一导电引脚的区域中本发明的4相汇流排的部分横截面视图。
具体实施方式
如图1到5中所示出的，用于传导电能的多相汇流排1包括至少第一导电层2a，其由金属片制成，优选是铜，其能够具有1到5 mm乃至更大的厚度。第一导电层2a包括至少一个第一导电引脚4a，其在垂直于第一导电层2a的方向上延伸，并且或者在制造导电层4a时与其被整体形成，或者被焊接或通过螺丝接合或夹紧被机械地附到金属片。
如从图1和5能够进一步看到的，汇流排1包括优选由与第一导电层2a相同的金属片制成并且包括安装到其的第二导电引脚4b的第二导电层2b。在图1和2中示出的实施例中，第一导电层2a形成汇流排1的基底，其可传导保护接地电位，而第二导电层2b可传导借助于在导电层2a、2b的相反端部分形成的连接区12而被馈送到汇流排1的交流电流的相之一。
在设计用于传导三个不同相和保护接地的示出的汇流排1的情况下，两个另外的导电层2c、2d被布置在前两个导电层2a、2b的上方。
如从图1和5能进一步看到的，第二导电层2b包括第一针孔8a，第一导电引脚4a在垂直于第一导电层2a的平坦且均匀薄片材料的方向上延伸通过所述第一针孔8a。同样地，另外的针孔8b和8c在第三导电层2c和第四导电层2b中被形成，第二导电层2b的关联导电引脚4b和第三导电层2c的第三导电引脚4c延伸通过所述另外的针孔8b和8c。导电层2a到2d的每个导电层被覆盖有涂料的绝缘层6a到6d，其除在连接区外完全覆盖每个导电层2。绝缘层6a到6d的涂料具有优选大于5 mm的厚度以便提供耐受几百kV的击穿电压的电绝缘。涂料优选是也可包含增强纤维的固化的液态树脂20，以便提供汇流排1的更高机械阻力。
如由在两个邻接绝缘层6之间的细双线所进一步指示的，绝缘层6借助于粘合剂（像在双面胶带中使用的粘合剂或已知接触型粘合剂）被彼此胶粘，粘合剂能够由涂布辊施加到邻接导电层6（例如层6a和6b）的上侧和下侧，并且可被在将该层安装到另外的层时能够被脱去的可移除保护膜或箔（未示出）覆盖。
为提供利用绝缘材料的导电层2的完全覆盖，套筒10（其具有对应于在关联绝缘层6的下表面区域与上表面区域之间的距离的高度）在每个针孔或开口8a到8c中被插入，以便使相应导电层2的环形表面绝缘，防止火花放电。在将涂料施加到导电层2的顶部表面和底部表面时，套筒（其优选地由与绝缘层6相同绝缘材料组成）优选被粘合到绝缘层6的材料或者与其整体形成。
同样地，绝缘材料（其优选地与绝缘层6a到6d的材料是相同绝缘材料）的套筒16能够布置在导电引脚4a到4c的周围，其中每个套筒16的上端向上延伸到汇流排1的最上绝缘层6d的上表面，而与其中包含多少层6无关，如在图1中所示出的。
为将绝缘层6的绝缘材料施加到导电层2a到2d的金属片的外表面，可使用下文参照图2到4基于示例解释的方法，其中出于简化原因，仅两个导电层2a、2b被制造并且彼此胶粘。
为对导电层2进行涂敷，借助于保护罩14而覆盖了在导电层2的相反侧的每个侧上的连接区12，保护罩可以是块形橡胶元件或硅元件，在其中形成了以密封方式接纳导电层2的端部的袋（pocket）。同样地，固化的绝缘材料（例如固化的增强纤维材料）的套筒10（其具有跨在关联绝缘层6的涂层的底部表面与顶部表面之间距离的高度）被插入在关联导电层2中的针孔或开口8中，并且套筒10的内部被柔性可移除插件15覆盖。
在下一步骤中，带有安装在其上的保护罩14的导电层2和带有插入其中的插件15的套筒10被插入模具18中，如关于第二导电层2b所示范示出的。可选地，由与绝缘层6和/或套筒10相同的绝缘材料制成的另外的套筒16可被安装在导电引脚4b上。
接着，将液态可固化态树脂20填充到模具18中，直至树脂20的上水平高度匹配在第二绝缘层2b顶上的绝缘层6b的希望厚度，例如，其可以是在导电层2的每侧上5 mm或更大的厚度。
在已经达到液态树脂20的希望水平高度时，例如通过施加热量和/或压力和/或UV光到模具的上侧和下侧来固化树脂，模具可因此由对UV光透明的材料制成。
在固化树脂（其在固化状态中形成覆盖导电层2a到2d的绝缘层6a到6d的绝缘材料）后，固化的布置被作为单元从模具18取出，并且保护罩14和插件15被去除。
类似地，表示在最终的汇流排1的层的堆栈中的基底的至少第一导电层2a被涂敷有液态树脂20，不同之处是由于第一导电层2a未包括针孔8，因此不必采用插件15。然而，在包含第三和第四导电层2c、2d的汇流排1（如例如在图1和图5中示出的汇流排）的情况下，可在每个针孔8a到8c中使用另外的柔性插件15和套筒10以提供在针孔8周围的导电层2的完整持续绝缘。
在以如本文中前面所述的方式已制造汇流排1的所有涂敷的导电层2a到2d后，在如前面所提及地借助于粘合剂将两个层最终粘合在一起前，如在图4中对于层2a和2b所示范示出的，将层彼此对齐。
附图标记列表
1 汇流排
2a 第一导电层
2b 第二导电层
2c 第三导电层
2d 第四导电层
4a 第一导电引脚
4b 第二导电引脚
4c 第三导电引脚
4d 第四导电引脚
6a 第一中间层
6b 第二中间层
6c 第三中间层
6d 第四中间层
8a 第一针孔
8b 第二针孔
8c 第三针孔
10 绝缘材料的套筒
12 连接区
14 保护罩
15 柔性插件
16 另外的套筒
18 模具
20 液态树脂。

Claims (14)

1.用于传导电能的多相汇流排（1），包括:
由金属片制成的覆盖有第一绝缘层（6a）的第一导电层（2a）；
安装到所述第一导电层（2a），在垂直于所述第一导电层（2a）的方向上延伸的第一导电引脚（4a）；
由金属片制成的覆盖有第二绝缘层（6b）的第二导电层（2b），所述第二导电层（2b）包括第一针孔（8a）和第二导电引脚（4b），所述第一导电引脚（4a）通过所述第一针孔（8a）伸出，所述第二导电引脚（4b）通过所述第二绝缘层（6b）在与所述第一导电引脚（4a）平行的方向上延伸，其中所述第一和第二导电层（2a、2b）分别包括在其相反端部分的第一和第二连接区（12）以便分别将所述第一和第二导电层（2a、2b）电连接到电力供应和/或另外的多相汇流排（1）的连接区（12），
其特征在于
所述第一和第二绝缘层（6a、6b）具有一毫米到若干毫米的厚度，并且完全覆盖所述连接区（12）外的所述金属片，
所述第一和第二绝缘层（6a、6b）被直接彼此叠加胶粘，以及
所述第二绝缘层（6b）包括在所述第二导电层（2b）中所述第一针孔（8a）内布置的绝缘材料的套筒（10），所述绝缘材料的套筒（10）被粘合到覆盖所述第二导电层（2b）的顶部和底部表面的绝缘材料。
2.根据权利要求1所述的多相汇流排，其特征在于所述第一和第二绝缘层（6a，6b）具有1 mm到5 mm或多于5 mm的厚度。
3.根据权利要求1所述的多相汇流排，其特征在于所述套筒（10）由与覆盖所述第二导电层（2b）的所述顶部和底部表面的所述绝缘材料相同的绝缘材料制成。
4.根据权利要求1-3的任一项所述的多相汇流排，
其特征在于覆盖所述第一绝缘层和/或第二绝缘层是固化的铸造树脂（20）。
5.根据权利要求1所述的多相汇流排，
其特征在于所述第一绝缘层（6a）和/或所述第二绝缘层（6b）各自包括绝缘喷涂材料或绝缘浸涂材料的至少第一和第二子层。
6.根据权利要求5所述的多相汇流排，
其特征在于，所述至少第一和第二子层由固化的热固树脂（20）或固化的光可固化树脂（20）制成。
7.根据权利要求5所述的多相汇流排，
其特征在于所述第一绝缘层（6a）和/或所述第二绝缘层（6b）各自由粉末颗粒的至少第一和第二子层组成，所述颗粒被彼此粘合以形成连续的绝缘层（6a、6b）。
8.根据权利要求7所述的多相汇流排，
其特征在于所述粉末颗粒是塑料粉末颗粒或树脂粉末颗粒。
9.根据前面权利要求1-3和5-8中的任一项所述的多相汇流排，
其特征在于所述第一和/或第二导电引脚（4a、4b）被由绝缘材料制成并且向所述第一和/或第二导电层（2a、2b）的所述金属片外伸出的另外的套筒（16）覆盖。
10.制造根据权利要求1-9中任一项所述的多相汇流排的方法，
其特征在于以下方法步骤：
- 提供由金属片制成，具有安装到其的第一导电引脚（4a）的第一导电层（2a），
- 提供由金属片制成，具有安装到其的第二导电引脚（4b）的第二导电层（2b），
- 在所述第二导电层（2b）中形成第一针孔（8a），
- 将保护罩（14）安装到所述第一和第二导电层（2a、2b）中的每个的相反端部分，以提供第一和第二连接区（12），
- 在所述第一针孔（8a）内安装绝缘材料的套筒（10），
- 密封所述套筒（10）的内部以防止绝缘涂料（20）的进入，
- 将绝缘涂料（20）施加到所述第一和第二导电层（2a、2b）并且使所述绝缘涂料（20）变干以便形成连续的绝缘层（6a、6b），
- 将所述绝缘材料的套筒（10）粘合到覆盖所述第二导电层（2b）的顶部和底部表面的绝缘材料，
- 将所述第一和第二导电层（2a、2b）相对于彼此对齐，以便所述第一导电引脚（4a）延伸通过在所述第二导电层中的所述第一针孔（8a），以及
- 将所述第二绝缘层（6b）的底部表面胶粘到所述第一绝缘层（6a）的顶部表面。
11.如权利要求10所述的方法，
其特征在于所述涂料在至少两个连续周期中被施加到所述第一和/或第二导电层（2a、2b）以形成增大厚度的绝缘层（6a、6b）。
12.如权利要求10所述的方法，
其特征在于为了在所述第一和/或第二导电层（2a、2b）上形成所述绝缘层，所述第一和/或第二导电层（2a、2b）被插入模具（18）中，所述模具（18）被填充有液态树脂，所述液态树脂被固化并且所述第一和/或第二导电层（2a、2b）从所述模具（18）中被取出。
13.如权利要求12所述的方法，
其特征在于所述套筒（10）被布置在所述第一针孔（8a）中并且在将所述第二导电层（2b）插入所述模具（18）中前，所述套筒（10）的所述内部被覆盖有柔性可移除插件（15），在固化所述树脂后所述插件（15）从所述套筒（10）中被移除。
14.如权利要求10的方法，
其特征在于
所述绝缘涂料（20）是喷涂材料。
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