DE10019073B4 - Langgestrecktes elektrisches Kontaktelement - Google Patents

Abstract

Langgestrecktes elektrisches Kontaktelement,
das einen stangenförmigen, aus elastischem und formstabilem Material bestehenden Kern und eine mit dem Kernmaterial verbundene leitfähige Umhüllung aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähige Umhüllung ein metallisierter Vlieswerkstoff ist, wobei der Vlieswerkstoff chemisch verfestigt und die Metallisierung des Vlieswerkstoffes mittels Elektronenstrahlverfahren erfolgt ist, und
dass die Verbindung des metallisierten Vlieswerkstoffes mit dem Kernmaterial durch thermisches Verschweißen hergestellt ist.

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 5,603,514 A US 4,857,668 ; DE 69 024 707 T2 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 Kernmaterials besteht darin, daß beim Zuschneiden der Dichtung zwecks Anpassung an dieEinbaugeometrie das Gewebe ausfranst oder abfasert.
• Gewebe hat eine feste Faserstrukturrichtung, auf der unvermeidlichen Schneidlinie kommt es immer zu einer ungewollten Ausfaserung.
• Alternativ ist aus WO 97/08779 A1 ein stangenförmiges Kontaktelement mit Fiberglaskern bekannt, bei dem um den elastischen Kern ein flexibler geschlossener Film angeordnet ist. Der Film besteht z.B. aus einem Polyimid-Material geeigneter Dicke, auf dem durchgehende Spuren aus leitfähigem Material aufgebracht sind.
• Die bisher benannten 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.
• Aus der DE 699 00 366 T2 ist ein EMV-gerechtes Dichtungsmaterial bekannt, bei dem für die leitfähige Umhüllung auch ein Vlieswerkstoff verwendet werden kann.
• Die chemische Verfestigung eines Vlieswerkstoffes ist u.a. Gegenstand von DE 199 39 084 C1 .
• In der DE 694 14 436 72 wird im Zusammenhang mit der Herstellung von metallisierten Vliesstoff-Bahnen beschrieben, wie die Metallisierung derartiger Vlieswerkstoffe durch Elektronenstrahl-Behandlung (Elektronenstrahlverfahren) oder durch Plasmabehandlung (Lichtbogen) erfolgen kann.
• 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, bei dem in Weiterentwicklung des Standes der Technik die Verbindung einer nicht abfasernden ,leitfähigen Umhüllung mit einem Kernmaterial auf neuartige Weise gelöst wird.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst, der Unteranspruch zeigt 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. 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 (2)

1. Langgestrecktes elektrisches Kontaktelement, das einen stangenförmigen, aus elastischem und formstabilem Material bestehenden Kern und eine mit dem Kernmaterial verbundene leitfähige Umhüllung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähige Umhüllung ein metallisierter Vlieswerkstoff ist, wobei der Vlieswerkstoff chemisch verfestigt und die Metallisierung des Vlieswerkstoffes mittels Elektronenstrahlverfahren erfolgt ist, und dass die Verbindung des metallisierten Vlieswerkstoffes mit dem Kernmaterial durch thermisches Verschweißen hergestellt ist.
2. Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernmaterial aus einem handelsüblichen Gummi, Moosgummi, aus PE oder PU-Schaum besteht.