DE112006001439T5

DE112006001439T5 - Kabelsystem

Info

Publication number: DE112006001439T5
Application number: DE112006001439T
Authority: DE
Inventors: David A. Croix Galey; Dennis L. Floyds Knobs Heinz; Michael J. Greenville Pruzin; Yoshiji New Albany Kinoshita; Mark A. Jeffersonville Adams; Troy J. New Albany Hickman; Patrick M. Floyds Knobs Houghlin; John R. Georgetown Herron
Original assignee: Hitachi Cable Indiana Inc
Current assignee: PROTERIAL CABLE AMERICA, INC., PURCHASE, US
Priority date: 2005-06-03
Filing date: 2006-05-31
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2026-06-01
Also published as: WO2006132881A1; DE112006001439B4; JP2008543017A; CA2609762A1; KR101045723B1; US20060272845A1; KR20080025702A; GB2441677B; GB2441677A; GB0723026D0; JP5282186B2; MX2007015040A; CA2609762C; US7439447B2

Abstract

Verlegbare Leiteranordnung für die Übertragung von Elektrizität, die umfasst:
ein Kernelement zum Leiten von Elektrizität;
eine erste Beschichtung, die koaxial um das Kernelement angeordnet ist, um das Kernelement zu isolieren;
einen Polytetrafluorethylen-Isolator, der koaxial um die erste Beschichtung angeordnet ist, um dem Kernelement eine Isolation und Druckfestigkeit zu verschaffen;
ein bewehrtes Schlauch- bzw. Rohrelement, das koaxial um den Polytetrafluorethylen-Isolator angeordnet ist; und
eine Beschichtung, die koaxial um das bewehrte Rohrelement angeordnet ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Kabelsystem für die Übertragung elektrischer Leistung zwischen zwei Punkten und insbesondere auf eine starre Leiteranordnung, die einen Kernleiter mit mehreren isolierenden dielektrischen Schichten und einer bewehrten äußeren Schicht besitzt und die verlegt werden kann, um eine elektrische Übertragung, beispielsweise eine Übertragung in einem Hybridfahrzeug, auszuführen. Die Leiteranordnung der vorliegenden Erfindung enthält einen Übergang von einem flexiblen Abschnitt zu einem starren Abschnitt, der gebogen oder geformt werden kann, um sich spezifischen Verlegungskonfigurationen anzupassen, die für die Leistungsübertragung bei einer breiten Vielfalt von kraftfahrtechnischen und industriellen Anwendungen erforderlich sind, und dabei einen Stoßschutz und einen Schutz gegen elektromagnetische Störbeeinflussung zu bieten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung schafft ein starres verlegbares Kabelsystem für die Übertragung elektrischer Leistung, das in seiner Konstruktion relativ einfach und für eine automatisierte Montage durch moderne Fertigungstechniken geeignet ist. Die Erfindung verwendet ein Kernleiterelement aus massivem oder verseiltem elektrisch leitendem Material, beispielsweise Kupfer oder eine Legierung davon, das ohne weiteres geformt oder gebogen werden kann und dadurch unter Minimierung der damit verbundenen Laborkosten mühelos verlegt und installiert werden kann. Ferner sind mehrere konzentrische dielektrische Schichten, die das Kernleiterelement umgeben, vorgesehen, um die Festigkeit, die Sicherheit und die Bearbeitbarkeit der Anordnung zu verbessern.
Ein Kernelement, das aus massivem Kupfer bestehen kann, wird zuerst über seine gesamte Länge mit einer ersten Beschichtung versehen, die eine elektrische Isolierung verschafft und ferner als dielektrisches Material dient. Über der ersten Beschichtung kann dann eine zweite Beschichtung angeordnet werden, die gleichfalls eine Hochspannungsisolierung und dielektrische Eigenschaften verleiht. Als Nächstes wird über der zweiten Beschichtung eine im Folgenden als Teflon^® bezeichnete Tetrafluorethylen-Isolierschicht vorgesehen, die als ein weiteres Dielektrikum für das darunter liegende Kernleiterelement dient und der gesamten Anordnung Druckfestigkeit verleiht.
Alternativ kann das Kernelement aus einem verseilten Kupferlegierungsleiter bestehen, auf der eine Fluorelastomer- oder Fluorkautschukbeschichtung angeordnet ist, um eine Beständigkeit gegen Hitze und chemische Bestandteile zu verleihen. Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung fördert die Übertragung elektrischer Leistung ohne die Begleiterscheinung wärmebezogener Energieverluste, die mit der Verwendung von Massivleitern verbunden sind.
Die Leiteranordnung umfasst ferner ein bewehrtes, leitendes Schlauch- bzw. Rohrelement, das längs des Leiters über der Isolierschicht angeordnet ist, um der Anordnung Festigkeit zu verschaffen. Abschließend kann das Rohrelement mit einer umgebenden, schützenden Beschichtung überzogen sein, um Korrosion und Auswirkungen eines versehentlichen Kontakts mit Fremdobjekten zu verhindern.
Die Leiteranordnung der vorliegenden Erfindung kann ferner an beiden Enden des Kernleiterelements einen integrierten Abschlussansatz aufweisen, um die Anbringung des Leiters an einem Anschluss zu erleichtern. Dieses Merkmal der Erfindung ermöglicht schnelle Abschlüsse von Leistungsleitern und bietet dabei wesentliche Kosteneinsparungen gegenüber im Stand der Technik bekannten Abschlussverfahren. Ferner bewirkt der integrierte Abschlussansatz eine sichere und elektrisch wirksame Verbindung des Leiters mit einem Anschluss.
Demgemäß schafft die Leiteranordnung der vorliegenden Erfindung eine verlegbare Leiteranordnung, die äußerst haltbar und beständig gegen mechanische Beanspruchungen ist. Ferner bietet die Anordnung über ihre gesamte Länge eine Abschirmung gegen elektromagnetische Störbeeinflussung, was sie zur Verwendung in Umgebungen, in denen elektronische Komponenten, die empfindlich gegen elektromagnetische Strahlung sein können, verwendet werden müssen, sowie zum Schützen des Leiters innerhalb der Anordnung in Umgebungen, die hohe Pegel elektromagnetischer Strahlung enthalten, die andernfalls die elektrische Übertragung stören würde, geeignet macht.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSFIGUREN
1 ist eine Querschnittsansicht einer Einzelleiteranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine isometrische Ansicht mehrerer gemeinsam verwendeter Leiteranordnungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Teil-Querschnittsansicht eines Endes einer Einzelleiteranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Blockdiagramm eines Systems zum Konstruieren der Leiteranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Blockdiagramm eines Systems und Verfahrens zum Konstruieren der Leiteranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In 1 umfasst gemäß einer bevorzugten konstruierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine verlegbare Leiteranordnung 10 für die Übertragung elektrischer Leistung einschließlich einer Hochspannungs-Leistungsübertragung ein Kernleiterelement 20, das aus massivem Metall oder massiver Metalllegierung als gutem Leiter für elektrische Leistung wie beispielsweise aus Kupfer und dessen Legierungen bestehen kann. Alternativ kann das Kernleiterelement 20 aus verseiltem Metall oder verseilter Metalllegierung als gutem elektrischen Leiter bestehen. Ferner ist das Kernleiterelement 20 ausreichend dehnbar und streckbar, um gebogen oder geformt zu werden, wie es erforderlich ist, damit der Leiter 10 eine vorgegebene Route durchlaufen kann. Das Kernelement 20 kann auf eine vorgegebene Länge zugeschnitten sein, wie weiter unten ausführlicher beschrieben wird.
Wenn ein Massivleiter-Kernelement 20 verwendet wird, ist eine erste Beschichtung 40 konzentrisch zu dem Kernelement 20 und bedeckt dieses über im Wesentlichen dessen gesamte Länge. Die erste Beschichtung 40 kann irgendeine Polymerfolienbeschichtung oder Isolierlackbeschichtung sein, die Temperaturen von wenigstens 200 Grad Celsius aushalten kann. In einer Ausführungsform der Erfindung schafft die erste Beschichtung 40 einen Isolator für Spannungen von bis zu wenigstens 2500 Volt. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann ein Isolierlack der Wechselrichtergüteklasse als erste Beschichtung 40 verwendet werden, um einen Isolationsschutz von bis zu 4000 Volt bei 200 Grad Celsius zu verschaffen. Diese Ausführungsform der Erfindung sieht eine erste Beschichtung 40 vor, die sogleich an dem Kernelement 20 haftet und ein guter Isolator ist. Außerdem kann eine THEIC-(Trihydroxyethylisocyanurat)-modifizierte Polyfolienbeschichtung als erste Beschichtung 40 verwendet werden, um eine größere Beständigkeit gegen Feuchtigkeit und hohe Temperaturen, die das Kernelement 20 beschädigen können, zu verschaffen. Eine THEIC-modifizierte Beschichtung, die unter dem Namen Armored Poly-Thermaleze^® vertrieben wird, ist von der Firma Phelps Dodge erhältlich.
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ein verseiltes Kernleiterelement 20 verwendet wird, ist die erste Beschichtung 40 eine Fluorelastomerbeschichtung, die über dem Kernelement 20 angeordnet ist. Als ein Beispiel einer geeigneten Fluorelastomerbeschichtung kann eine Fluonlex^®-Isolierung als erste Beschichtung 40 über einem Kernelement 20 aus verzinntem und vergütetem verseiltem Kupferdraht verwendet werden. Alternativ kann die erste Beschichtung 40 aus einer Teflon^®-Beschichtung oder einem Teflon^®-Rohr bzw. -Schlauch oder aus einem elektrisch isolierenden Band oder einer elektrisch isolierenden Umwicklung bestehen. In dieser Ausführungsform der Erfindung kann zwischen dem Kernelement 20 und der ersten Beschichtung 40 ein Zwischenelement angeordnet sein, um der Anordnung 10 eine zusätzliche dielektrische Schicht hinzuzufügen. Das Zwischenelement (nicht gezeigt) erleichtert das Abstreifen der Isolierschicht von dem Kernelement 20, falls erforderlich. Wie einem Fachmann wohlbekannt ist, kann das Zwischenelement aus einem Papierband oder dergleichen bestehen und wird dazu verwendet, das Abstreifen der Isolierschicht von dem Kernelement 20 zu erleichtern.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist über im Wesentlichen die gesamte Länge der Leiteranordnung 10 eine zweite Beschichtung 50 über der ersten Beschichtung 40 angeordnet, um eine zusätzliche dielektrische und schützende Schicht daran vorzusehen. Die zweite Beschichtung 50 kann entweder aus Polyester oder aus einer Polyesterfaser/Glasfaser-Beschichtung wie etwa Daglas^®, das von der Firma Phelps Dodge hergestellt wird, bestehen. Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht eine weitere dielektrische Schicht über dem Kernelement 20 vor, die gegen Abrieb und Abscheuern beständig ist, wodurch dem Kernelement 20 ein zusätzlicher Schutz verliehen wird und dieses in die Lage versetzt wird, Temperaturen von über 200 Grad Celsius auszuhalten.
Über der zweiten Beschichtung 50 ist eine dritte Beschichtung 60 aus einem Fluorpolymer angeordnet, um eine zusätzliche Isolierschicht zu schaffen, dem Leiter 10 Druckfestigkeit zu verleihen und dabei eine zusätzliche Feuchtigkeitsbarriere zu bieten. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die dritte Beschichtung 60 ein Fluorpolymerrohr bzw. -schlauch, beispielsweise ein Tetrafluorethylen-(Teflon^®)-Rohr, das so bemessen ist, dass es über die vorhergehenden Schichten der Leiteranordnung 10 geschoben werden kann. Teflon^® kann vorteilhaft verwendet werden, weil es ein ausgezeichnetes dielektrisches Material ist, gegen Chemikalien und Lösungsmittel beständig ist und eine hohe Druckfestigkeit verleiht, da es nicht dünner (oder wesentlich dicker) wird, wenn es einer mechanischen Einwirkung wie etwa einem Knicken oder Biegen unterzogen wird. Außerdem erlaubt die durch Teflon^® gebotene Beständigkeit gegen hohe Temperaturen die Verwendung der vorliegenden Erfindung bei Extremtemperaturanwendungen. Ferner verhindert dieses Merkmal der vorliegenden Erfindung ein Zusammendrücken des Kernelements 20 beim Biegen, wodurch ein sicheres und einfaches Konfigurieren der Leiteranordnung 10 zu einem gewünschten Leit- bzw. Verlegmuster ermöglicht wird. Das Überschieben des Teflon^®-Rohrs über die vorhergehenden Schichten der Leiteranordnung 10 ermöglicht ein Expandieren und Kontrahieren der Teflon^®-Beschichtung mit einer Rate, die von jener der anderen Schichten der Anordnung 10 verschieden ist, ohne deren Festigkeit zu beeinträchtigen.
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Schlauch bzw. ein Rohr, das aus einer Kombination aus Teflon^® und Glasfaser, beispielsweise einem geflochtenen Glasfaserrohr mit einer Teflon^®-Beschichtung, besteht, als dritte Beschichtung 60 verwendet werden. Wenn die Glasfaser/Teflon-Beschichtung verwendet wird, muss die Glasfaser keine leitenden Verunreinigun gen aufweisen, um die isolierenden und dielektrischen Eigenschaften der dritten Beschichtung herabzusetzen.
Als Nächstes wird eine Schicht 70 aus bewehrtem Schlauch bzw. Rohr über der dritten Beschichtung 60 angeordnet, um den gesamten inneren Schichten der Leiteranordnung 10 eine Bewehrung, eine elektromagnetische Abschirmung, eine Steifigkeit und eine Korrosionsbeständigkeit zu verschaffen. Die Schicht 70 aus bewehrtem Rohr kann ein Rohr aus Aluminium oder Aluminiumlegierung sein, das so bemessen ist, dass es über die vorhergehenden Schichten der Leiteranordnung 10, die oben besprochen worden sind, geschoben werden kann. Obwohl verschiedene Materialien wie etwa Silber, Kupfer, Titan oder Stahl als Schicht 70 aus bewehrtem Rohr verwendet werden können, ist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Aluminiumrohr mit einer eloxierten Beschichtungsschicht 80 über die vorhergehenden Schichten der Leiteranordnung 10 geschoben. Diese Ausführungsform der Erfindung schafft eine Schicht 70 aus bewehrtem Rohr, die beispielsweise bei kraftfahrtechnischen Anwendungen verwendet werden kann, da sie die Anforderungen für kraftfahrtechnische Verwendung erfüllt oder übertrifft. Ferner dient das Aluminiumrohr dazu, die elektromagnetische Störbeeinflussung, die durch die durch das Kernelement 20 übertragene elektrische Leistung erzeugt wird, zu unterdrücken, was die vorliegende Erfindung für eine Verwendung bei Anwendungen wie etwa der Kraftfahrzeug- und Flugzeugkonstruktion, wo eine empfindliche elektronische Einrichtung in nächster Nähe einer Anordnung 10, die möglicherweise Hochspannungsleistung befördert, angeordnet werden muss, geeignet macht.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Beschichtungsschicht 80 aus einer Nylonbeschichtung bestehen, die längs der Leiteranordnung 10 über der Metallrohrschicht 70 angeordnet ist, um eine zusätzliche Beständigkeit gegen Korrosion und Beschädigung durch Fremdobjekte zu verschaffen. Die Nylonbeschichtungsschicht 80 kann in Verbindung mit der Schicht 70 aus bewehrtem Rohr als Endprodukt zugeführt werden. Ein mit Nylon beschichtetes Aluminiumrohr ist von mehreren Herstellern und Lieferanten im Handel erhältlich.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, kann dann, wenn ein Massivleiter-Kernelement 20 verwendet wird, an einem Ende der Leiteranordnung 10 eine einheitliche Anschlussfahne 22 ausgebildet sein. In dieser Ausfüh rungsform der Erfindung sind die äußeren Schichten der Leiteranordnung 10 an einem Abschnitt von ihr in der Nähe eines Endes entfernt, womit ein Endabschnitt des Kernelements 20 frei belassen ist. Dieser Endabschnitt kann so gestanzt oder gepresst sein, dass er eine einheitliche Anschlussfahne 22 bildet, der sowohl den schnellen und kostengünstigen Abschluss der Leiteranordnung 10 fördert als auch ein hochfestes, elektrisch wirksames Abschlusssystem schafft.
In einer nochmals weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann zwischen der ersten Beschichtung 40 und der dritten Beschichtung 60 eine rohrförmige geflochtene Abschirmung angeordnet sein, um eine zusätzliche Abschirmung des Kernelements 20 gegen elektromagnetische Störbeeinflussung zu bewirken. In einer Ausführungsform der Erfindung kann die geflochtene Abschirmung aus verzinntem Kupfer bestehen.
Um nun auf die 4 und 5 Bezug zu nehmen, wird ein Verfahren zur Produktion des hier beschriebenen Leiters 10 durch Abspulen und Ausrichten einer Spule aus massivem Kupfer- oder Kupferlegierungsdraht, der als Kernelement 20 dient, begonnen. Das ausgerichtete bzw. geradegerichtete Kernelement 20 wird dann, wie oben besprochen worden ist, mit der ersten Beschichtung 40 bzw. der zweiten Beschichtung 50 beschichtet. In einer alternativen Ausführungsform kann das Kernelement 20 mit der bereits daran angebrachten ersten und zweiten Beschichtung von einem Lieferanten bezogen werden. Ferner kann dann, wenn die zweite Beschichtung 50 aus einer Polyesterfaser/Glasfaser-Beschichtung wie etwa Daglas^® besteht, das Kernelement 20 zusammen mit der Daglas^®-Beschichtung maschinell gewickelt sein.
Wenn ein Kernelement 20 aus verseiftem Leiter verwendet werden soll, beispielsweise bei Wechselstrom-Leistungsübertragungsanwendungen, kann ein mit einem Fluorelastomer beschichteter verseilter Leiter, beispielsweise ein mit Fluonlex^® beschichtetes verseiftes Kupferkabel, das von Hitachi Cable Indiana, Inc. erhältlich ist, verwendet werden. Dieses Merkmal der vorliegenden Erfindung schafft ein Kernelement 20, das gegen hohe Temperaturen und viele korrosive Chemikalien beständig ist, und macht es daher für Anwendungen in aggressiver Umgebung wie etwa kraftfahrtechnische, luftfahrtechnische und schiffstechnische Anwendungen geeignet. In dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es nicht notwendig, die zweite Beschichtung 50, wie sie oben dargelegt worden ist, zu verwenden. In einer nochmals weiteren alternativen Ausführungsform der vorliegen den Erfindung, bei der ein Kernelement 20 aus verseiltem Leiter in Verbindung mit einer Fluorelastomerbeschichtung wie etwa jener, die oben besprochen worden ist, verwendet wird, kann die Anordnung 10 der vorliegenden Erfindung ohne Verwendung der dritten Beschichtung 60 produziert werden.
Eine Spule aus Fluorpolymerschlauch bzw. -rohr, das als dritte Beschichtung 60 dient, wird gleichfalls abgespult, ausgerichtet und dann auf die gewünschte Länge der Anordnung 10 zugeschnitten. Zum Zweck der vorliegenden Beschreibung der Erfindung wird ein Teflon^®-Rohr verwendet, obwohl ein Fachmann erkennen wird, das eine breite Vielfalt von Fluorpolymerbeschichtungen verwendet werden kann. Als Nächstes wird eine Länge des beschichteten Kernelements 20 in einer Einschiebkonstruktion in die Länge des Fluorpolymerrohrs 60 eingeführt und daraufhin zu einer vorgegebenen Länge zugeschnitten. Der Prozess des Abspulens und Ausrichtens bzw. Geraderichtens sowohl des Kernelements 20 als auch des Fluorpolymerrohrs 60 kann durch eine speicherprogrammierbarer Steuerung oder eine ähnliche Prozessautomatisierungs-Steuereinheit automatisiert sein, wodurch die Laborkosten minimiert werden und die Geschwindigkeit der Produktion der Leiteranordnung 10 erhöht wird.
Als Nächstes wird das Metallrohr 70 auf eine vorgegebene Länge, die ausreicht, um einen Abschnitt der durch das Rohr 70 zu schützenden Kernelement-20-Anordnung zu bedecken, zugeschnitten. Mit anderen Worten, es ist nicht unbedingt erforderlich, dass die Länge der Metallrohrschicht 70 so lang wie die Länge des Kernelements 20 ist, da ein Abschnitt des Kernelements 20 an dessen beiden Enden frei liegen kann und daraufhin an einem Anschluss oder einem anderen Abschlusspunkt abgeschlossen werden kann. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Metallrohr 70 mit der bereits angeordneten Nylonbeschichtungsschicht 80 von einem geeigneten Lieferanten bezogen werden.
Wie in 3 am besten zu sehen ist, ist gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ein Anschlag- oder Randwulst 74 an einem Ende 72 des Metallrohrs 70 ausgebildet, da das Rohrende 72 einem Stoß unterzogen wurde, wodurch unmittelbar an dem gestoßenen Ende das Bilden einer Ausbauchung oder eines Wulstes herbeigeführt wurde. Außerdem kann entweder vor dem Schritt des Bildens des Anschlagwulstes 74 oder danach eine Rohr- bzw. Schlauchmutter 76, an der in Umfangsrichtung um einen Abschnitt von ihr her kömmliche Schraubengewinde angeordnet sind, über dem Rohr 70 angeordnet werden, indem die Mutter 76 über das Ende 72 des Rohrs 70, das keinen Anschlagwulst 74 aufweist, geschoben wird.
Die Rohrmutter 76 wird dann so positioniert, dass ein innerer Abschnitt 78 der Mutter 76 den Anschlagwulst 72 an einem Ende des Rohrs 70 kontaktiert, wobei sich das Gewinde in Richtung des Rohrendes 72 über den Wulst 74 erstreckt und somit zum Befestigen des Rohrendes 72 (und daher des Leiters 10) an einem Verbinder oder dergleichen, der ein entsprechend abgestimmtes Gewinde besitzt, verwendet werden kann. Dieses Merkmal der vorliegenden Erfindung ermöglicht ein schnelles und zwangsschlüssiges Koppeln und Entkoppeln der Leiteranordnung 10 an einem Gehäuse oder dergleichen an einem Punkt, an dem gefordert sein kann, dass das Kernelement 20 weiter in das Gehäuse zu einem Abschlusspunkt, beispielsweise dem Eingang zu einem Getriebegehäuse eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs, führt.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Rohrabschnitt zwischen dem Rohrende 72 und dem Anschlagwulst 74 unbeschichtet gelassen, so dass die Abschirmung eines passenden Leiters gecrimpt werden kann, um einen zwangsschlüssigen elektrischen Kontakt mit der Rohr 70 herzustellen. Dieses Merkmal der Erfindung verschafft eine Durchgängigkeit der Abschirmung gegen elektromagnetische Störbeeinflussung von der Anordnung 10 bis zu einem passenden Kabel oder Leiter.
Sobald das Metallrohr 70 in der Länge zugeschnitten ist, wird in dieses die Anordnung aus dem Teflon^®-Rohr 60 und dem Kernelement 20 eingeführt. Dieser Einführprozess sowie der oben beschriebene Prozess des Bildens des Endes können gleichfalls unter Verwendung herkömmlicher Prozessautomatisierungssteuerungen vollzogen werden. Als Nächstes kann überschüssiges Teflon^®-Rohr 60 oder überschüssige Daglas^®-Isolierung an beiden Enden des Kernelements 20 abgestreift werden, um einen Zugang zu dem Kernelement 20 für irgendeine erforderliche Abschlusshardware zu schaffen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der das Kernelement 20 ein Massivleiter ist, ist eine einheitliche Anschlussfahne 22, die einen schnellen und kostengünstigen Abschluss des Leiters 10 fördert, an einem Ende 22 des Kernelements 20 ausgebildet und in dieses gestanzt. Die Anschlussfahne 22 kann einen oder mehrere abgewinkelte Abschnitte 24 aufweisen, um eine genaue Leiterpositionierung an einem Abschlusspunkt zu bieten. Alternativ, wenn ein Kernelement 20 aus verseiltem Leiter verwendet wird, kann eine herkömmlicher Anschlussfahne auf eines oder beide seiner Enden gecrimpt werden, um den Abschluss der Anordnung 10 zu erleichtern.
Falls erforderlich kann die Leiteranordnung 10 so gebogen werden, dass sie mit einem bestimmten Weg durch eine Anordnung oder Struktur, beispielsweise einen Leistungsverdrahtungsweg zwischen einem Motor und einem Getriebe in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug oder zwischen einem Generator und einer Leistungsunterstation oder dergleichen, übereinstimmt. Wenn mehrere Leiteranordnungen 10 verwendet werden, beispielsweise in einer Mehrphasen-Leistungsanwendung, kann jede Anordnung 10 (in der Länge) so bemessen und so gebogen werden, dass sie mit dem notwendigen Weg übereinstimmt. Diese Merkmal der vorliegenden Erfindung ist nützlich zum Verlegen und Installieren mehrerer Leiteranordnungen 10, da die Anordnungen in einfacher Weise in einer beabstandeten Beziehung gehalten werden können und durch einfache Befestigungsschellen 90 an einer stationären Struktur befestigt werden können, wie in 2 zu sehen ist.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden einzelne Leiteranordnungen 10 unter Verwendung einer geeignet programmierten computergestützten, numerisch gesteuerten (CNC) Roboterbiegevorrichtung geformt, wobei eine gerade Leiteranordnung 10 horizontal gehalten wird und nacheinander um mehrere Matrizen gebogen wird, bis die gewünschte Wegform erreicht ist. Ferner ermöglicht dieses Merkmal der vorliegenden Erfindung die Massenproduktion einer starren verlegbaren Mehrphasen-Leiteranordnung, da mehrere einzelne gebogene Leiteranordnungen 10 so geformt werden können, dass sie miteinander übereinstimmen, und daraufhin unter Verwendung von Schellen aneinander befestigt werden können, bevor sie (falls erwünscht) verpackt und an einen Endverbraucher versandt werden.
In einer nochmals weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Ende 24 des Kernelements 20 an einem flexiblen verseilten Leiter 100, beispielsweise einem Fluonlex^®-Kabel oder einem Äquivalent hiervon, unter Verwendung eines Pressklemmenabschlusses 110 abgeschlossen werden, wobei sowohl das Kernelement 20 als auch der verseilte Leiter 100 in die Pressklemme eingeführt werden und daraufhin gecrimpt werden. Dieses Merkmal der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine größere Flexibilität beim Abschließen eines Endes 24 des Kernelements 20, da der flexible verseilte Leiter 100 einfacher als die starre verlegbare Leiteranordnung 10, die gebogen oder geformt werden muss, zu einem geforderten Abschlusspunkt verlegt werden kann. Ferner kann der flexible, verseilte Leiter 100 an einem seiner Enden einen herkömmlichen Anschluss für Crimpen auf einen Ansatz bzw. eine Fahne aufweisen.
Die vorangegangene genaue Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung ist in erster Linie der Klarheit und des Verständnisses wegen präsentiert worden, wobei daraus weder unnötige Begrenzungen entnommen werden können noch auf solche geschlossen werden kann. Fachleuten werden beim Lesen dieser Offenbarung Abänderungen an der vorliegenden Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen offenbar, die vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung und den beigefügten Ansprüchen abzuweichen.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung ist eine verlegbare starre Leiteranordnung 10 mit einem Kernleiter 20 mit mehreren isolierenden dielektrischen Schichten und einer bewehrten äußeren Schicht 70, der verlegt werden kann, um eine elektrische Übertragung zu beispielsweise einem Hybridfahrzeug-Elektromotor auszuführen. Die Leiteranordnung 10 der vorliegenden Erfindung kann so geformt werden, dass sie mit spezifischen Wegkonfigurationen, die für die Leistungsübertragung in einer breiten Vielfalt industrieller Anwendungen erforderlich sind, übereinstimmt und dabei dem Leiter innerhalb der Anordnung einen Stoßschutz verschafft.

Claims

Verlegbare Leiteranordnung für die Übertragung von Elektrizität, die umfasst: ein Kernelement zum Leiten von Elektrizität; eine erste Beschichtung, die koaxial um das Kernelement angeordnet ist, um das Kernelement zu isolieren; einen Polytetrafluorethylen-Isolator, der koaxial um die erste Beschichtung angeordnet ist, um dem Kernelement eine Isolation und Druckfestigkeit zu verschaffen; ein bewehrtes Schlauch- bzw. Rohrelement, das koaxial um den Polytetrafluorethylen-Isolator angeordnet ist; und eine Beschichtung, die koaxial um das bewehrte Rohrelement angeordnet ist.
Verlegbare Leiteranordnung nach Anspruch 1, bei der die erste Beschichtung eine Polymerfolienbeschichtung ist.
Verlegbare Leiteranordnung nach Anspruch 1, bei der die Beschichtung des bewehrten Rohrelements eine eloxierte Beschichtung ist.
Verlegbare Leiteranordnung nach Anspruch 1, bei der die Beschichtung des bewehrten Rohrelements eine Nylonbeschichtung ist.
Verlegbare Leiteranordnung nach Anspruch 2, die ferner eine Polyesterbeschichtung umfasst, die koaxial um die Polymerfolienbeschichtung angeordnet ist.
Verlegbare Leiteranordnung nach Anspruch 1, die ferner einen Wulst umfasst, der in Umfangsrichtung um das bewehrte Rohrelement unmittelbar an einem Ende von diesem angeordnet ist, wobei der Wulst an eine darauf abgestimmte Oberfläche anstößt und mit dieser elektrische Durchgängigkeit herstellt.
Verlegbare Leiteranordnung nach Anspruch 6, die ferner eine Rohrmutter umfasst, die über dem bewehrten Rohrelement angeordnet ist.
Verlegbare Leiteranordnung nach Anspruch 1, bei der das bewehrte Rohrelement aus eloxiertem Aluminiumrohr besteht.
Verlegbare Leiteranordnung nach Anspruch 6, bei der das bewehrte Rohrelement aus eloxiertem Aluminiumrohr besteht.
Verlegbare Leiteranordnung nach Anspruch 9, bei der der Abschnitt des bewehrten Rohrs zwischen dem Wulst und dem Ende des Rohrs nicht eloxiert ist.
Verlegbare Leiteranordnung nach Anspruch 1, bei der das Kernelement ein massiver elektrischer Leiter ist.
Verlegbare Leiteranordnung nach Anspruch 1, bei der das Kernelement ein massiver Kupferlegierungsleiter ist.
Verlegbare Leiteranordnung nach Anspruch 1, bei der das Kernelement ein verseilter elektrischer Leiter ist
Verlegbare Leiteranordnung nach Anspruch 1, bei der das Kernelement ein verseilter Kupferlegierungsleiter ist.
Verlegbare Leiteranordnung nach Anspruch 13, bei der die erste Beschichtung eine Fluorelastomerbeschichtung ist.
Verlegbare Leiteranordnung nach Anspruch 14, bei der die erste Beschichtung eine Fluorelastomerbeschichtung ist.
Verlegbare Leiteranordnung zur Verwendung beim Elektroenergietransport, die umfasst: mehrere verlegbare Leiter, wobei jeder der Leiter geformt wird, um zwischen einem ersten Punkt und einem zweiten Punkt verlegt zu werden; und wenigstens eine Befestigungsschelle, die geeignet ist, die mehreren verlegbaren Leiter in einer beabstandeten Beziehung aneinander zu befestigen.
Verlegbare Leiteranordnung zur Verwendung beim Elektroenergietransport nach Anspruch 17, die ferner umfasst: mehre Anschlüsse, die an wenigstens einem Ende eines jeden der verlegbaren Leiter befestigt werden, um die Leiter an einem Anschluss abzuschließen.
Verlegbare Leiteranordnung zur Verwendung beim Elektroenergietransport nach Anspruch 17, bei der die mehreren verlegbaren Leiter umfassen: ein Kernelement zum Leiten von Elektrizität; eine erste Beschichtung, die koaxial um das Kernelement angeordnet ist, um das Kernelement zu isolieren; einen Polytetrafluorethylen-Isolator, der koaxial um die erste Beschichtung angeordnet ist, um dem Kernelement eine Isolation und Druckfestigkeit zu verschaffen; ein bewehrtes Schlauch- bzw. Rohrelement, das koaxial um den Polytetrafluorethylen-Isolator angeordnet ist; und eine eloxierte Beschichtung, die koaxial um das bewehrte Rohrelement angeordnet ist.
Verlegbare Leiteranordnung zur Verwendung beim Elektroenergietransport nach Anspruch 17, bei der die mehreren Leiter geformt werden, um zwischen einem Leistungswechselrichter und einem Elektromotor eines Hybridfahrzeugs verlegt zu werden.
Verlegbare Leiteranordnung zur Verwendung beim Elektroenergietransport nach Anspruch 17, bei der wenigstens einer der mehreren Leiter geformt wird, um zwischen einer Batterie und einem Wechselrichter eines Hybridfahrzeugs verlegt zu werden.
Verfahren zum Produzieren eines verlegbaren Leiters, das die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitstellen eines Kernleiterelements mit einer isolierenden Beschichtung; b) Einführen des beschichteten Kernleiterelements von Schritt a in einen rohrförmigen Tetrafluorethylen-Isolator; und c) Einführen des Kernleiterelements und des Tetrafluorethylen-Isolators von Schritt c in ein bewehrtes Rohrelement.
Verfahren zum Produzieren eines verlegbaren Leiters nach Anspruch 22, das den folgenden zusätzlichen Schritt umfasst: Einführen des Kernleiterelements mit einer isolierenden Beschichtung von Schritt a in eine rohrförmige geflochtene Abschirmung vor dem Schritt b.
Verfahren zum Produzieren eines verlegbaren Leiters nach Anspruch 22, das den folgenden zusätzlichen Schritt umfasst: Biegen des verlegbaren Leiters von Schritt c derart, dass er mit einem vorgegebenen Leitweg übereinstimmt.
Verfahren zum Produzieren eines verlegbaren Leiters nach Anspruch 22, bei dem das Kernleiterelement ein massiver elektrischer Leiter ist.
Verfahren zum Produzieren eines verlegbaren Leiters nach Anspruch 22, bei dem das Kernleiterelement eine massive Kupferlegierung ist.
Verfahren zum Produzieren eines verlegbaren Leiters nach Anspruch 22, bei dem das Kernleiterelement ein verseilter elektrischer Leiter ist.
Verfahren zum Produzieren eines verlegbaren Leiters nach Anspruch 22, bei dem das Kernleiterelement ein verseilter Kupferlegierungsleiter ist.
Verfahren zum Produzieren eines verlegbaren Leiters, das die folgenden Schritte umfasst: a) Beschichten eines verseilten Kernleiterelements mit einer isolierenden Beschichtung; und b) Einführen des verseilten Kernleiterelements in ein bewehrtes Schlauch- bzw. Rohrelement.