DE10019073A1 - Langgestrecktes elektrisches Kontaktelement - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird der Aufbau eines langgestreckten Kontaktelementes mit elastischen Eigenschaften, das eine leitfähige Umhüllung aufweist. DOLLAR A Solche Kontaktelemente dienen der elektrischen Flächen-Kontaktierung zwischen einer festen und einer beweglichen metallischen leitfähigen Komponente u. a. für den Einsatzzweck der Hochfrequenzschirmung an verschließbaren Öffnungen. DOLLAR A Das neu entwickelte Kontaktelement weist folgende Hauptmerkmale auf. DOLLAR A Als Kernmaterial wird ein stangenförmiges Material und kein bandförmiges Material eingesetzt. DOLLAR A Für die metallisierte Umhüllung bzw. Ummantelung des Kontaktelements wird ein Vlieswerkstoff mit chemischer Verfestigung eingesetzt. Durch die chemische Verfestigung des Vlieses wird im Gegensatz zur thermischen Verfestigung die Abfaserung von (leitfähigen) Teilen ausgeschlossen, wodurch eine unkontrollierte und nicht reproduzierbare Kontaktierung hinfällig ist und Systemauslösung oder Kurzschlüsse entfallen. DOLLAR A Das Aufbringen der Beschichtung zur Metallisierung des Vlieswerkstoffes erfolgt mittels Elektronenstrahlverfahren über Lichtbogeneinsatz. Dadurch kann ein höherer Metallgehalt auf den Vlieswerkstoff aufgebracht werden, ohne daß das Material spröde wird. Der höhere Metallgehalt des Vlieses führt wiederum zur besseren Leitfähigkeit und zur höheren Stromtragfähigkeit des neuen Kontaktelements.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf den Aufbau eines langgestreckten Kontaktelementes mit elastischen Eigenschaften, das eine leitfähige Umhüllung aufweist.

Solche Kontaktelemente dienen der elektrischen Flächen-Kontaktierung zwischen einer festen und einer beweglichen metallischen leitfähigen Komponente u. a. für den Einsatzzweck der Hochfrequenzschirmung an verschließbaren Öffnungen.

Aus dem Stand der Technik DE 198 02 504 C1; US-PS 5,603,514; US-PS 4,857,668; DE 690 24 707.9 sind mehrere Dichtungen zur Hochfrequenzschirmung bekannt. Die prinzipielle Lösung bei diesen Dichtungen besteht aus einem elastischen und elektrisch nicht leitfähigen Kernmaterial, das von einem metallischen oder metallisierten Gewebe umgeben ist.

Der Hauptnachteil bei der Verwendung eines Gewebes für die Umhüllung des Kern­ materials besteht darin, daß beim Zuschneiden der Dichtung zwecks Anpassung an die Einbaugeometrie das Gewebe ausfranst oder abfasert.

Gewebe hat eine feste Faserstrukturrichtung, auf der unvermeidlichen Schneidlinie kommt es immer zu einer ungewollten Ausfaserung.

Um das Ausfransen beim Schneiden der Dichtung zu vermeiden, wurde bei der in US- PS 5,603,514 beschriebenen Lösung vorgeschlagen, die Verbindung der Gewebefäden untereinander mittels eines Klebers herzustellen und zu sichern.

Diese Vorgehensweise ist in ihrer Wirkung nur unvollkommen; dazu kommt der Nachteil des Klebereinsatzes, der einen chemischen Prozeß zwischen den eingesetzten Materialien auslösen kann und die Flexibilität der Umhüllung reduziert.

Die bekannten für die Herstellung der Dichtungen eingesetzten Materialien sind nicht ausreichend formstabil, sie werden aber zu "endlosen" Bändern verarbeitet. Im Ergebnis dieser Behandlung knicken die bandförmigen Materialien; diese Knicke bleiben zumindest zum Teil bestehen und verursachen dann Schlitze, durch die der elektrische Kontakt nicht mehr an allen Stellen gesichert ist.

Alle bisher bekannten Verfahren der metallischen Beschichtung von Textilien erfolgen ausschließlich auf der Basis einer galvanischen Beschichtung. Dieses Verfahren führt bei hoher Materialdicke und damit guter Leitfähigkeit zur Sprödigkeit des Materials und in deren Folge zu einem Abplatzen der Metallschicht von den Fasern.

Darüber hinaus wird bei den bekannten Lösungen die Verbindung des Kernmaterial mit der metallisierten Gewebehülle durch irgendeine Form der Verklebung hergestellt. Dabei erfolgt entweder ein Extrudieren von Schaum im Gewebe oder ein Umkleben mit einem Permanent- oder Naßkleber. Häufig wird von den Gewebebeschichtern Acryl als Kleber eingesetzt, dieser Kleber bewirkt durch seine ständige Feuchte einen chemischen Prozeß zwischen dem Metall der Beschichtung und den Schwefelanteilen im Kernmaterial. Diese chemischen Prozesse führen zur Verringerung der Leitfähigkeit in Abhängigkeit der vorhandenen Wasseranteile. Damit ist aber auch eine extreme Einschränkung der Flexibilität der Kernmaterialien gegeben. Um diese Verluste und Einschränkungen gering zu halten, wird der Einsatz von Sperrschichten versucht. Die erwünschte Flexibilität erfordert eine funktionierende Sperrschicht mit der Konsequenz, daß die Dichtung schlecht leitfähig und spröde wird. Schon die kleinste Vibration zerstört die Dichtheit der Sperrschicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kontaktelement zu entwickeln, das in seinem Aufbau die Nachteile des Standes der Technik überwindet und insbesondere eine nicht abfasernde Umhüllung aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Das neu entwickelte Kontaktelement weist folgende Hauptmerkmale auf. Als Kernmaterial wird ein stangenförmiges Material und kein bandförmiges Material eingesetzt.

Die bisherigen Materialien sind nicht formstabil und werden als endlose Bänder hergestellt und vertrieben. Nach der Erfindung werden diese Kontaktelemente in einer formstabilen maximalen Länge von etwa 1,80 Meter hergestellt. Diese Teile werden ausschließlich nach Kundenwunsch - abhängig von der Einsatzgeometrie - in Längen von ca. 0,08 m bis ca. 1,80 m hergestellt.

Die Auslieferung erfolgt aus den genannten Qualitätsgründen in Stangenform und nicht getrommelt oder "endlos".

Für die metallisierte Umhüllung bzw. Ummantelung des Kontaktelements wird ein Vlieswerkstoff mit chemischer Verfestigung eingesetzt. Durch die chemische Verfestigung des Vlieses wird im Gegensatz zur thermischen Verfestigung die Abfaserung von (leitfähigen) Teilen ausgeschlossen, wodurch eine unkontrollierte und nicht reproduzierbare Kontaktierung hinfällig ist und Systemauslösung oder Kurzschlüsse entfallen.

Das Aufbringen der Beschichtung zur Metallisierung des Vlieswerkstoffes erfolgt mittels Elektronenstrahlverfahren über Lichtbogeneinsatz. Hierbei vollzieht sich die Metallisierung nicht über die Anreicherung von Metall an der Faser wie bei der Galvanisierung, sondern die Metallanteile diffundieren durch die hohe Partikelgeschwindigkeit auch in die Fasern ein. Die Folge ist eine im Vergleich zur Galvanisierung dünnere Haut, die eine formschlüssige Verbindung mit den Partikeln in der Faser eingeht. Dadurch kann eine höherer Metallgehalt auf den Vlieswerkstoff aufgebracht werden, ohne das das Material spröde wird. Der höhere Metallgehalt des Vlieses führt wiederum zur besseren Leitfähigkeit und zur höheren Stromtragfähigkeit des neuen Kontaktelements. Diese höhere Stromtragfähigkeit der Kontaktstelle bewirkt eine effizientere Ableitung von HF-Energie von dem beweglichen Element auf das feste Element der langgestreckten Flächen-Kontaktverbindung. Das Ergebnis dieser sehr niederohmigen Verbindung ist eine sehr gute HF-Dichtheit.

Für die Verbindung der aus metallisiertem Vlieswerkstoff bestehenden Umhüllung mit dem Kernmaterial wird erfindungsgemäß kein Kleber eingesetzt. Das leitfähige Vlies wird mit dem Kernmaterial durch thermisches Verschweißen verbunden.

Bei dem erfindungsgemäß eingesetzten Kernmaterial handelt es sich um kein Kernmaterial im bisherigen Sinne. Alle bisherigen Hersteller bieten eine EMV- Dichtung mit nicht variablen mechanischen Eigenschaften an, d. h. die Kernmaterialien sind auf Grund des fest vorgegebenen Herstellungsverfahrens in ihren Parametern, insbesondere hinsichtlich ihrer elastischen Eigenschaften nicht flexibel. Dabei wird als Herstellungsverfahren das Extrusionsverfahren eingesetzt, wobei man im Schlauch gelegtes Gewebe in Polyurethan aufquellen läßt.

Das erfindungsgemäß eingesetzte Kernmaterial wird vorzugsweise aus einem handelsüblichen und bei vielen Anwendern bereits genutzten Gummi, Moosgummi, aus PE oder PU-Schaum hergestellt. Damit ist in vielen Fällen für den Anwender keine Um- oder Neukonstruktion notwendig, da alle mechanischen Eigenschaften wie Schließdruck, Verwindungsversteifung, Rückstellkraft, chemische Eigenschaften u. a. übernommen werden.

Claims (6)

1. Langgestrecktes elektrisches Kontaktelement, das ein Kernmaterial und eine mit dem Kernmaterial verbundene leitfähige Umhüllung aufweist, gekennzeichnet durch folgenden Aufbau

• a) ein stangenförmiges Material, das Formstabilität und Elastizität aufweist, als Kernmaterial
• b) ein metallisierter Vlieswerkstoff zur Umhüllung des Kontaktelements, wobei der Vlieswerkstoff chemisch verfestigt wurde und die Metallisierung des Vlieswerkstoffes durch Elektronenstrahlverfahren mittels Lichtbogen erfolgt,
• c) die Verbindung des metallisierten Vlieswerkstoffes mit dem Kernmaterial ist durch thermisches Verschweißen hergestellt.

2. Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das stangenförmige Kernmaterial - abhängig von der Einsatzgeometrie - Längen von ca. 0,08 m bis ca. 1,80 m aufweist.

3. Kontaktelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernmaterial in Stangenform bereitgestellt wird.

4. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Elektronenstrahlverfahren auf den Vlieswerkstoff aufgebrachte Metallisierungshaut eine formschlüssige Verbindung mit den Faserpartikeln des Vlieswerkstoffes aufweist

5. Kontaktelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vlieswerkstoff ohne Versprödung dieses Materials der Umhüllung des Kontaktelements einen höheren Metallgehalt besitzt.

6. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernmaterial aus einem handelsüblichen Gummi, Moosgummi, aus PE oder PU-Schaum besteht.