DE60025564T2 - Method for making a flexible conductor and a flexible conductor - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines flexiblen Leiters der Art, die in dem Oberbegriff von Anspruch 1 angegeben ist.The The present invention relates to a method for producing a flexible conductor of the kind defined in the preamble of claim 1 is specified.
Bekannte flexible Leiter bestehen aus geflochtenen, dünnen Kupferdrähten und unabhängig davon, ob der Leiter rund oder flach ist, sind sie in sogenannten Kabelschuhen an gegenüberliegenden Enden eingepasst, durch Andruck fixiert, oder mit Verbindungsanschlüssen versehen, wobei eine rohrförmige Hülse oder eine flache, schachtelförmige Hülse an den Enden des Leiters angepasst sind und mit diesen durch Kompression unter hohem Druck verbunden sind. Ferner ist dieses Verfahren zum Herstellen von Verbindungsabschlüssen durch Zinnverkleiden bekannt. Diese Verfahren sind jedoch sehr teuer, da sie zeitaufwändig zum Herstellen sind und sind ebenso minderwertig, da ein zu großer Übergangswiderstand aufgrund einer schlechten Verbindung entstehen kann, entweder zwischen der Hülse und den einzelnen Drähten des Leiters oder zwischen den einzelnen Drähten und einem möglichen Zinnüberzug.Known flexible conductors consist of braided, thin copper wires and independently of, Whether the conductor is round or flat, they are in so-called cable lugs at opposite ends fitted, fixed by pressure, or provided with connection connections, being a tubular Sleeve or a flat, box-shaped sleeve on the Ends of the conductor are adjusted and with these by compression are connected under high pressure. Further, this method is for manufacturing of connection terminations known by tin dressing. However, these methods are very expensive since they are time consuming for manufacturing are and are also inferior, because too much contact resistance due to a bad connection can arise, either between the sleeve and the individual wires of the conductor or between the individual wires and one possible one Tin coating.
Das Dokument D: US-A-1731218 offenbart einen flexiblen Leiter, der aus einer Mehrzahl von Kupferbändern hergestellt wird – mit einem Bindermaterial, das in Zwischenräumen zwischen den Bändern angeordnet ist – unter Druck bei einer Temperatur in etwa des Schmelzpunktes der Bänder, die zwischen 750° und 950° Celsius liegt.The Document D: US-A-1731218 discloses a flexible conductor consisting of a plurality of copper bands is produced - with a binder material arranged in spaces between the ribbons is - under Pressure at a temperature about the melting point of the bands, the between 750 ° and 950 ° Celsius lies.
In Verbindung mit elektrischen Verteilerschaltkästen, zum Beispiel Stahl eingeschlossen in Schaltschränken, wird eine sehr große Anzahl von permanenten Verbindungen zwischen den Führungssystemen und den vielfältigen eingebauten Komponenten, zum Beispiel Verbindern, Leistungsschaltern, Sicherungen, etc. verwendet. Diese permanenten Verbindungen können üblicherweise aus steifen Falzverbindungen aus Kupfer bestehen, die in vielfältigen Abmessungen, Längen und Formen für den allgemeinen Zweck eines Einbauens bevorratet werden müssen, da die aktuellen Falzverbindungen, die oft eher dick sind und oft eine komplizierte Form mit mehreren Falzungen aufweisen, nicht vor Ort sofort angepasst werden können, das heißt, eine mögliche Anpassung der verbindenden Falzverbindung benötigt eine Werkstatt.In Connection with electrical distribution boxes, for example steel included in control cabinets, will be a very big one Number of permanent connections between the management systems and the diverse ones built-in components, such as connectors, circuit breakers, Fuses, etc. used. These permanent connections can usually made of rigid folded joints made of copper, which in various dimensions, lengths and forms for the general purpose of installation must be stored, since the current seam connections, which are often rather thick and often one have complicated shape with multiple folds, not on site can be adjusted immediately this means, a possible adaptation The connecting seam connection requires a workshop.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren, der Art, die in der Einleitung angegeben ist, zu schaffen und eine Einrichtung für eine vereinfachte technische Maßnahme, die eine Herstellung eines neuen und verbesserten flexiblen Leiters ermöglicht, wodurch eine deutliche Reduzierung der Anzahl der Leiter in einem Vorrat ermöglicht wird.It It is an object of the invention to provide a method of the type which is disclosed in US patent no Introduction is provided, and a facility for a simplified technical measure, the manufacture of a new and improved flexible conductor allows, through a significant reduction in the number of conductors in a supply allows becomes.
Das Verfahren nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Kupferband, vorzugsweise von einer Spule, einem zweiteiligen Schmiedewerkzeug in einer Presse zugeführt wird, zum Beispiel einer Exzenterpresse, dass ein Schutzgas (Stickstoff) dem Schmiedewerkzeug zugeführt wird, um die Struktur des Kupfers zu schützen und Sauerstoff zu verdrängen und ein Verfärben des Kupferbandes zu verhindern, dass das Kupferband einer großen Stromstärke zwischen Punkten auf jeder Seite des Schmiedewerkzeugs derart ausgesetzt wird, dass ein Teil des Kupferbandes, der in dem Schmiedewerkzeug angeordnet ist, in einen rotglühenden Zustand erhitzt wird, dass der Strom abgeschaltet wird und dass die Presse simultan aktiviert wird, um die Werkzeugteile zum Komprimieren und Schmieden des Teiles des Kupferbandes zusammengebracht werden, so dass es nachträglich als ein festes und homogenes Kupferstück erscheint, aus dem Verbindungsanschlüsse gebildet werden, entweder durch eine unmittelbar nachfolgende Bearbeitung oder durch eine spätere Bearbeitung.The Method according to the invention is characterized in that a Copper band, preferably from a coil, a two-part forging tool fed in a press is, for example, an eccentric that a protective gas (nitrogen) supplied to the forging tool, to protect the structure of copper and displace oxygen and a discoloration of copper tape to prevent the copper tape from a large current between Exposed to points on each side of the forging tool that part of the copper band that is in the forging tool is arranged, in a red-hot state is heated, that the power is turned off and that the press is activated simultaneously to compress the tool parts and Forging the part of the copper band are brought together, so that it is retrospective appears as a solid and homogeneous piece of copper, formed from the connection terminals either by an immediately following processing or through a later Processing.
Hierdurch wird mittels einfacher technischer Maßnahmen erreicht, dass es möglich wird, einen neuen und verbesserten flexiblen Leiter herzustellen, der eine sehr wesentliche Reduktion der Anzahl von zu bevorratender Leiter impliziert, da der Leiter gemäß der Erfindung gemäß dem Bedarf aus mehreren parallelen, vorzugsweise identischen, Kupferbändern mit integrierten Anschlüssen aus festem und homogenen Kupfer bestehen kann.hereby is achieved by means of simple technical measures that it becomes possible to to manufacture a new and improved flexible conductor, the a very substantial reduction in the number of stocks to be stocked Ladder implies that the ladder according to the invention is according to the needs from several parallel, preferably identical, copper bands with integrated connections can consist of solid and homogeneous copper.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann nach dem Bedarf geändert werden, in solch einer Weise, dass zwei, vorzugsweise identische, Kupferbänder verwendet werden, die dem Werkzeug in der Presse jeweils von ihrer Spule zugeführt werden und dass die Kupferbänder an jeder Seite des Werkzeugs mittels quetschenden Klauen mit der zweiten Wicklung eines Umformers verbunden werden.The Method according to the invention can be changed as needed in such a way that two, preferably identical, copper strips used in each press of their tool Coil fed and that the copper bands on each side of the tool by means of squeezing claws with the second winding of a converter can be connected.
Mit der Absicht eine Verfärbung der Kupferbänder zu vermeiden und eine mechanische Last auf das Schmiedewerkzeug zu minimieren, wird nach einer Ausführungsform der Erfindung eine Betriebstemperatur von etwa 90° Celsius durch Heizen und/oder Kühlen aufrechterhalten.With the intention of discoloration the copper bands avoid and apply a mechanical load on the forging tool to minimize, according to one embodiment of the invention, a Operating temperature of about 90 ° Celsius by heating and / or cooling maintained.
Zum Abschirmen der mechanischen Umgebung gegen magnetische Felder, die während des Aufheizens des Kupferbandes auftreten, wird in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ein wassergekühltes Schmiedewerkzeug verwendet, das durch Aluminium (90%)/Stahl (10%) eingeschlossen ist, und die Einschließung während des ganzen Prozesses (Heizen, Schmieden und Kühlen) zum Schützen der Kupferstruktur und zum Verdrängen von Sauerstoff um das Kupferband gefüllt wird, so dass die Eigenschaften des Kupfers erhalten bleiben und eine Verfärbung des Kupfers vermieden wird.In order to shield the mechanical environment from magnetic fields which occur during the heating of the copper strip, in one embodiment of the method according to the invention a water-cooled forging tool is used, which is enclosed by aluminum (90%) / steel (10%), and the enclosure during the entire process (heating, forging, and cooling) to protect the copper structure and displace oxygen around the copper strip so that the properties of the copper are preserved ben and discoloration of the copper is avoided.
Die Erfindung betrifft ebenso einen flexiblen Leiter, der durch das angegebene Verfahren hergestellt wird und mit verbindenden Anschlüssen an gegenüberliegenden Enden versehen ist, der ein oder mehrere flexible geflochtene Kupferbänder aufweist, wobei der flexible Leiter dadurch gekennzeichnet ist, dass er aus einem Kupferband besteht, auf dem verbindende Anschlüsse durch Pressen und Schmieden eines Teiles des Bandes entsprechend dem Zweifachen der Länge eines Verbindungsanschlusses zwischen zwei Leitern hergestellt werden, wobei der Teil des Bandes in einen rotglühenden Zustand aufgeheizt wird, bevor das Schmieden durch Durchleiten einer sehr großen Stromstärke durch es aufgeheizt wird, und dass die individuellen Verbindungsanschlüsse durch Abteilen des Teils der Länge und vorzugsweise gleichzeitiges Bilden von Verbindungslöchern gebildet sind.The The invention also relates to a flexible conductor, which by the specified method is produced and with connecting terminals opposite End having one or more flexible braided copper strips, wherein the flexible conductor is characterized in that it consists of a Copper band exists on the connecting connections by pressing and forging one Part of the band corresponding to twice the length of one Connection terminals are made between two conductors, wherein the part of the strip is heated to a red-hot state, before forging by passing a very large current through it is heated, and that the individual connection connections through Dividing the part of the length and preferably forming concurrent connection holes are.
Der flexible Leiter nach der Erfindung kann geeignet entworfen werden, so dass er aus zwei, vorzugsweise identischen, Kupferbändern besteht, die mit ihren flachen Seiten gegeneinander gelegt sind und die am entgegengesetzten Ende mit einheitlichen, üblichen, eingebauten Endanschlüssen aus massiven und/oder homogenen Kupfer ausgebildet sind.Of the flexible conductor according to the invention can be suitably designed so that it consists of two, preferably identical, copper bands, which are laid with their flat sides against each other and the am opposite end with uniform, usual, built-in end connections of solid and / or homogeneous copper are formed.
Die Erfindung wird nachfolgend näher in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert, in welchen:The Invention will become more apparent below explained in conjunction with the drawings, in which:
Die
Einrichtung, die in
Vor
der Exzenterpresse ist ein anpassbarer Umformer
Das
Schmiedewerkzeug
Wie
klarer aus den
Ferner
und am klarsten in
In
den
Die
Auf
der linken Seite in
Das
simultane Pressen und Schmieden des Teiles der Länge von einem oder mehreren
Kupferbändern
erfolgt in der folgenden Weise:
An jeder Seite des Schmiedewerkzeugs
wird ein angepasster Strom von einem Umformer durch zwei wassergekühlte Klauen
geleitet, zwischen denen das Kupferband oder die Bänder befestigt
sind, die sich durch das Schmiedewerkzeug erstrecken. Der Strom des
Umformers wird mittels einer Schweißsteuerung derart gesteuert,
dass der Strom abgeschaltet wird, wenn das Kupferband oder die Bänder glühend rot (um
1050° Celsius)
sind. Das Signal, das den Strom des Umformers abschaltet, ist gleichzeitig
das Startsignal für
die Exzenterpresse, die dann einen Zyklus durchläuft. Das Ergebnis ist, dass
das Kupferband oder die Bänder
des Teils, der sich zwischen dem unteren und dem oberen Teil des
Schmiedewerkzeugs erstreckt, gepresst wird und zu einem massiven
und homogenen Kupferstück
geschmiedet wird, da eine flüssige
Grenzlinie jedoch zwischen dem flexiblen und dem festen Kupfer existiert.
Der geschmiedete immer noch kohärente
Leiter kann dann auf einer Speicherspule für ein späteres Finishing aufgewickelt werden.
Alternativ kann der Leiter direkt zu einer kombinierten Schlag/Abrundungs/Schneidewerkzeug
in einer nachfolgenden Exzenterpresse weitergeleitet werden, wo
die Endanschlüsse
simultan auf zwei benachbarten Leitern durchgeführt werden. Abschließend kann
eine angepasste/gekürzte
Isolation an den flexiblen Teil des Leiters (den Flexleiter) angepasst
werden.The simultaneous pressing and forging of the part of the length of one or more copper tapes takes place in the following manner:
On either side of the forging tool, a customized stream is passed from a converter through two water-cooled claws, between which the copper band or bands extending through the forging tool are secured. The current of the converter is controlled by means of a welding control such that the current is switched off when the copper strip or the bands are glowing red (around 1050 ° Celsius). The signal that shuts down the transformer current is also the starting signal for the eccentric press, which then cycles through. The result is that the copper strip or bands of the part extending between the lower and upper parts of the forging tool are pressed and forged into a solid and homogeneous piece of copper, since there is a liquid boundary between the flexible and the solid copper exist. The forged, still coherent conductor can then be wound up on a storage spool for later finishing. Alternatively, the conductor may be forwarded directly to a combined punch / fillet / cut tool in a subsequent eccentric press, where the end connections are made simultaneously on two adjacent conductors. Finally, an adapted / shortened insulation can be adapted to the flexible part of the conductor (the flex conductor).
Der
Leiter ist aus flexiblen, geflochtenen Kupferbändern hergestellt, zum Beispiel
mit den folgenden Abmessungen
Typ A: 1 × 25 mm2 (160
A)
Typ B: 2 × 25
mm2 (250 A)
Typ C: 2 × 120 mm2 (630 A)The conductor is made of flexible, braided copper bands, for example with the following dimensions
Type A: 1 × 25 mm 2 (160 A)
Type B: 2 × 25 mm 2 (250 A)
Type C: 2 × 120 mm 2 (630 A)
Um
für die üblichen
Stromstärken
auszureichen, können
die Leitertypen kombiniert werden, zum Beispiel
ein Leiter
für einen
Strom von 160 A kann aus einem Typen A bestehen,
ein Leiter
für einen
Strom von 250 A kann aus zwei Typen A bestehen,
ein Leiter
für einen
Strom von 315 A kann aus zwei Typen B bestehen,
ein Leiter
für einen
Strom von 400 A kann aus zwei Typen B bestehen,
ein Leiter
für einen
Strom von 800 A kann aus zwei Typen C bestehen,
etc.To suffice for the usual currents, the conductor types can be combined, for example
a conductor for a current of 160 A may consist of a type A,
a conductor for a current of 250 A can consist of two types A,
a conductor for a current of 315 A may consist of two types B,
a conductor for a current of 400 A can consist of two types B,
a conductor for a current of 800 A can consist of two types C,
Etc.
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