DE1515453C - Flachbahnbündelleiter als Sammelschiene oder Kabelbaum - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flachbahnbündelleiter als Sammelschiene oder Kabelbaum, bestehend aus einer Schichtung von Metallbändern und Isolierkörpern.

Es ist bekannt (schweizerische Patentschrift 161620), Metallfolien mit Hilfe von thermoplastischen, als Kleber wirkenden Kunststoffen unter Anwendung von Druck und Temperatur miteinander zu verbinden. Weiter, ist es bekannt (deutsche Patentschrift831 311), Aluminiumfolien mit einem Äthylenpolymer nach einem Aufschmelzverfahren zu beschichten. Alle so hergestellten Metall-Kunststoffschichtungen dienen ausschließlich als Verpackungsmaterialien. Elektrische Isolier- und Festigkeitseigenschaften spielen dabei keine Rolle. Die hier verwendeten Kunststoffmaterialieri würden beispielsweise kaum eine hinreichende Spannungsfestigkeit aufweisen. Anders liegen die Verhältnisse bei Flachbahnbündelleitern. Die einzelnen Metallbänder dieser Leiter führen oft hohe Ströme oder stehen unter erheblichen Spannungen. Außerdem muß ihre räumliche Lage mit Rücksicht auf den Einbau in elektrischen Anlagen auf unbegrenzte Dauer genau fixiert sein..

. Bei Flachbahnbündelleitern liegt somit die neuartige Aufgabe vor, Metall bänder so unlöslich miteinander zu verbinden, daß sie sowohl elektrisch als auch mechanisch erheblichen Beanspruchungen gewachsen sind. Außerdem darf der Fertigungsaufwand aus Kostengründen gewisse Grenzen nicht überschreiten.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die,zwischen je zwei Metallbändern befindlichen Isolierkörper aus Einzelfolien mit unterschiedlichen thermoplastischen und elektrischen Eigenschaften in der Weise bestehen, daß jeweils zwei oder mehrere Einzelfolien zu zwei oder mehreren Verbindungsfolien zusammengefaßt sind, wovon mindestens eine der Verbindung der einzelnen Teile dienende Folie eine niedrige Erweichungstemperatur und eine zugehörige, als Träger dienende Folie eine höhere Erweichungstemperatur sowie eine die Gesamtspannungsfestigkeit der jeweiligen Verbindungsfolie bestimmende Durchschlagsfestigkeit bzw. einen entsprechenden Isolationswiderstand aufweist und daß die Schichtung von Metallbändern und Verbindungsfolien unter Anwendung von Druck und Temperatur nach einem an sich bekannten Folienauf schmelzverfahren bzw. nach einem an sich bekannten Gießsiegelverfahren unlösbar miteinander verbunden ist.

Die Verbindungsfolie kann als eine Trägerfolie mit hoher Erweichungstemperatur und aus einer Verbindung der einzelnen Teile der Sammelschiene dienenden Deckschicht mit niedriger Erweichungstemperatur bestehenden Zweischicht-Verbundfolie ausgebildet sein, oder sie besteht aus einer Dreischicht-Verbundfolie, deren mittlere Trägerfolie die höchste Erweichungstemperatur aufweist, während die äußeren der Verbindung dienenden Deckschichten niedrigere und von der Trägerfolie unterschiedliche Erweichungstemperaturen besitzen. ■..·-. _;

Mit besonderem Vorteil werden die letztgenannten Dreischicht-Verbundfolien zur Herstellung von Sammelschienen oder Kabelbäumen angewendet, deren Trägerfolie die höchste Erweichungstemperatur hat, während die äußeren Deckschichten niedrigere, gleiche oder verschiedene Temperaturen besitzen. Wenn die beiden Deckschichten bzw. Folienbestandteile verschiedene Erweichungstemperaturen aufweisen, kann es weithin vorteilhaft sein, diejenige mit der höheren Temperatur zuerst zu verarbeiten. So kann die Isov lierfolie vermittels der Verbindungsfolie mit dem höheren Erweichungspunkt auf das entsprechende Me-S tallteil aufgebracht werden. Anschließend kann das andere Metallteil auf die Seite mit der Verbindungsfolie, welche die niedrigere Erweichungstemperatur aufweist, aufgebracht und bei Anwendung entsprechend niedrigerer Temperatur mit dieser verbunden

ίο werden, ohne daß zu befürchten ist, daß die erste Verbindung dabei sich wieder ablöst. Selbstverständlich können auch in diesem Fall beide Verbindungen, d. h. die Gesamtverbindung zwischen den beiden Metallteilen gleichzeitig also in einem Arbeitsgang durchgeführt werden. Es sind auch Fälle denkbar, in denen es beispielsweise aus fertigungstechnischen Gründen günstiger ist, die Verbindung mit niedrigerer Erweichungstemperatur zuerst durchzuführen.

Der Flachbahnbündelleiter als Sammelschiene oder als Kabelbaum unterscheidet sich vom Stand der Technik noch dadurch, daß jeweils zwischen den Verbundfolien zur Erhöhung der Isolation und zur Sicherung des Isolationswertes eine thermoplastische \ Isolierfolie mit der gleichen oder mit einer höheren Erweichungstemperatur als die Trägerfolie der Verbundfolie eingelegt ist. Falls besonderer Wert auf eine unbedingte, auf jeden Fall durchschlagsichere Isolation des Fiachbahnbündelleiters gelegt wird, muß die Isolierfolie aus duroplastischem Kunststoff

bestehen. \ .

Die Isolierfolie kann aus thermoplastischem oder duroplastischem Material bestehen. Dagegen müssen die Verbindungsfolien aus thermoplastischem Mate- : rial bestehen, das beim Schmelzen auf der Isolierfolie und den Metallteilen gut haftet. Dadurch, daß die Verbindungsfolien bzw. die Verbundfolien so ge-■ wählt sind, daß sie bei niedrigerer Temperatur erweichen als die Isolierfolie, ist sichergestellt, daß die Isolierfolie auf alle Fälle als Schicht zwischen den Metallteilen erhalten bleibt. Um die Isolationseigen- - schäften zu verbessern, kann die Isolierfolie mehrfach vorgesehen sein. Dabei wird jeweils zwischen zwei Isolierfolien eine weitere Verbundfolie aus thermoplastischem Material vorgesehen.. '. . t

; Der Flachbahnbündelleiter kann mehrere zwischen zwei Metallbändem bzw. Metallfolien liegende Iso-

'"■' lierfolien, zwischen denen je eine Verbindungsfolie liegt, enthalten. Als Isolierfolie kann in weiterer Ausbildung der Erfindung auch eine Faser- oder Gewebe-Schicht verwendet werden, z.B. Papier, Filz, eine Glasfasermatte, eine Glasgewebeschicht od. dgl.

Bei solchen Sammelschienen oder Kabelbäumen kommt es jedoch nicht nur darauf an, die einzelnen Leiterfolien isoliert miteinander zu verbinden. Auch jdie Außenflächen sollen abgedeckt, d. h. isoliert sein. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß auf den jaußenliegenden Seitenflächen der Sammelschienen joder der Kabelbäume eine niedriger schmelzende ^thermoplastische Verbindungsfolie und darauf eine

60/erst bei höherer Temperatur erweichende oder sich [zersetzende Isolierfolie angewandt. Auch hierbei kön-

inen mehrschichtige Kunststoffolien, d.h., es können mehrere Isolierfolien, jeweils mit zwischengelegten Verbindungsfolien, vorgesehen sein. Dasselbe wird auch mit Zweischicht- oder Dreischicht-Verbundfolien erreicht.

Der erfindungsgemäße Aufbau ist weiter gekennzeichnet durch die Anordnung von Druck und in den

I 515 453

Erweichungsbereichen der Verbindungsfolien oder der Verbundfolien liegenden Temperaturen zur Herstellung des Verbundes zwischen den Stromschienen bzw. den Metallbändern oder den Metallfolien und den mehrschichtigen Kunststoffolien. Der aufzubringende Druck richtet sich nach der Dicke der zusammenzustellenden Sammelschienen- oder der Kabelbaumeinheiten. Die angewendeten Temperaturen dagegen, entsprechen den Erweichungstemperaturen der thermoplastischen Folien und dem angewendeten Schmelzverfahren. Die Metallbänder und die bandförmige mehrschichtige Kunststoffolie werden mit dem nötigen Druck und einer Temperatur in einer Höhe von 140 bis 150° C in einem an sich bekannten. Folienschmelzverfahren bzw. in. einem an sich bekannten Heißsiegelverfahren schwerlösbar miteinander verbunden.

Zum Pressen wird vorzugsweise eine Preßvorrichtung benutzt, in die eine bzw. auch mehrere Anordnungen aufgenommen, werden können. Der erforderliche Druck wird durch definiertes Anziehen von Schrauben bewirkt. Zu diesem Zweck können selbstverständlich auch Exzenter, Keile od. dgl. mechanische Mittel dienen. Die Preßvorrichtung kann so ausgebildet sein, daß sie zum Heizen als Ganzes in einen Ofen verbracht wird. Weitere wesentliche Mittel zur Wärmebehandlung sind beheizte Formen, oder durch Anschluß der einseitig überbrückten Metallbänder an einen Stromkreis.

Durch diese Anordnung entsteht *an Stelle der bisher verwendeten Einzelleiter oder einzelnen isolierten Drähte^ die mit relativ geringem Raumausnutzungsfaktor zu Sammelschienen oder Kabelbäumen zusammengefaßt wurden, ein Flachbahnbündelleiter, der eine Reihe von Vorteilen aufweist. Er ist selbsttragend niederinduktiv und hochkapazitiv. Er nimmt ferner einen sehr geringen Raum ein, ist deshalb platzsparend und baut besonders flach, was für verschiedene Anwendungszwecke außerordentlich ausschlaggebend ist U

Es gibt eine große Anzahl von Kunststoffen, die als Folien zur Durchführung der Erfindung in Frage kommen. Im allgemeinen werden als Isolierfolien plastische Kunststoffe verwendet, die mit hohen Temperature^ beansprucht werden können, und Thermoplaste als Verbundfolien, deren ν Erweichungstemperatur weit tiefer liegen, wobei die Verbundfolie verschiedene Polymerisationsgrade und damit verschiedene Erweichungstemperaturen aufweisen . muß.' 'v;;": ·':'■■' ,. .■' "V.'-- ■ ' ■ - . · .·■ ' '

Ein weiterer Vorteil bei der Herstellung derartiger Sammelschienen oder Kabelbäume ist darin zu sehen, daß die Kanten der Sammelschiene oder des Kabelbaumes mit einer Kunststoffschicht versiegelt sind. Dadurch entsteht ein nach allen Seiten isoliertes und gut einzubauendes Bauteil.

Sollten doch noch Kabelbäume z.B. aus Rundoder Profildrähten hergestellt werden, so können die einzelnen Drähte mäanderförmig von einer bandförmigen mehrschichtigen Kunststoffolie umgeben sein, die in der vorbeschriebenen Weise unter Druck und Temperatur zusammengepreßt werden. Meistenteils sind die Breitseiten des Kabelbaumes noch mit einer Verbundfolie abgedeckt

Diese Art des Aufbaues beschränkt sich nicht nur auf spezielle Sammelschienenanordnungen oder auf die Anordnung eines Kabelbaumes, sondern kann sinngemäß auch bei ähnlich aufgebauten Anordnungen, beispielsweise bei Hochspannungskondensatoren, mit Vorteil verwendet werden.

Nachfolgend wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der in den Fig. 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel eines Flachbahnbündelleiters als Kabelbaum in der erfindungsgemäßen Weise dargestellt ist. Die Stromschienen des Kabelbaumes, die als dünne Blechstreifen ausgebildet sind, sind in den Fig. 1 und 2 mit 1 bezeichnet. Sie sind an ihren Enden abgewinkelt und führen zu den entsprechenden Verbindungsstellen jm Gerät. Zwischen den einzelnen Stromschienen liegen die Isolierfolien. Außerdem sind die Außenflächen im mittleren Bereich isoliert. Die Isolierfolien 2 bestehen aus einem Material, das sich bei der Behandlungstemperatur weder erweicht noch zersetzt, so daß bei der Herstellung beim Pressen mit Sicherheit eine Isolierschicht zwischen den einzelnen Leiterfolien erhalten bleibt. Die die Verbindung herstellenden Verbündfolien sind mit 3 bezeichnet.. Die Figur ist nicht maßstäblich. Tatsächlich sind die Isolierfolien und die Verbundfolien sehr dünn, nur einige Hundertstel- bis. Zehntelmillimeier stark, so daß die Leiterfolien dicht aufeinander liegen und" nur sehr geringe Induktivität bei großen Kapazitäten aufweisen. '

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Flachbahnbündelleiter als Sammelschiene oder Kabelbaum, bestehend aus einer Schichtung vonMetallbändern und Isolierkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen je zwei Metallbändern befindlichen Isolierkörper aus Einzelfolien mit unterschiedlichen thermoplastischen und elektrischen Eigenschaften in der Weise bestehen, daß jeweils zwei oder mehrere Einzelfolien zu zwei oder mehreren Verbindungsfolien zusammengefaßt sind, wovon mindestens eine der Verbindung der einzelnen Teile dienende Folie eine niedrige Erweichungstemperatur und eine zugehörige, als Träger dienende Folie eine höhere . Erweichungstemperatur sowie eine die Gesamt-' Spannungsfestigkeit der jeweiligen Verbindungsfolie . bestimmende Durchschlagsfestigkeit bzw. einen entsprechenden Isolationswiderstand aufweist, und daß die Schichtung von Metallbändern und Verbindungsfolien unter Anwendung von Druck und Temperatur nach einem an sich bekannten Folienaufschmelzverfahren bzw. nach einem an sich bekannten Gießsiegelverfahren unlösbar miteinander verbunden ist.

2! Flachbahnbündelleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsfolie aus einer Dreischicht-Verbundfolie besteht, deren mittlere Trägerfolie die höchste Erweichungstemperatur aufweist, während die äußeren der Verbindung dienenden Deckschichten niedrigere und von der ^Λ Trägerfolie unterschiedliche Erweichungstemperaturen besitzen.

3. Flachbahnbündelleiter nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mehrschichtige zwischen den Metallbändern bzw. Stromschienen angeordnete Kunststoffolie mindestens zwei Dreischicht-Verbundfolien aufweist, zwischen denen jeweils eine Isolierfolie mit der gleichen oder mit einer höheren Erweichungstemperatur als die Trägerfolie der Verbundfolie eingelegt ist.

4. Flachbahnbündelleiter nach Anspruch 1

und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mehrschichtige Kunststoffolie aus zwei Dreischicht-Verbundfolien mit einer zwischenliegenden Isolierfolie aus duroplastischem Kunststoff besteht. 5. Flachbahnbündelleitcr nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flachbahnbündellciter an seinen Seitenflächen durch eine Zweischicht-Verbundfolie oder durch eine Dreischicht-Verbundfolie und eine darüberliegende Isolierfolie bedeckt ist.

6. Flachbahnbündelleiter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der Flachbahnbündelleiter mit einer Kunststoffschicht versiegelt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen