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Die Erfindung bezieht sich auf einen Flachbahnbündelleiter als Sammelschiene
oder Kabelbaum, bestehend aus einer Schichtung von Metallbändern und Isolierkörpern.
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Es ist bekannt (schweizerische Patentschrift 161620), Metallfolien
mit Hilfe von therrnoplastischen, als Kleber wirkenden Kunststoffen unter Anwendung
von Druck und Temperatur miteinander zu verbinden. Weiter ist es bekannt (deutsche
Patentschrift 831 31l), 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 Kunststoffmaterialien 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
Lagc mit Zücksicht auf den Einbau in elektrischen Anlagen auf unbegrenzte Dauer
genau fixiert sein.
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Bei Flachbahnbündelleitern liegt somit die neuartige Aufgabe vor,
Metallbänder 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.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch @tyelö st, 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 zugehörig=e, 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 Folienaufschmelzverfahren
bzw. nach einem an sich bekannten Gießsiegelverfahren unlösbar miteinander verbunden
ist.
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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 niedri--ere und von der Trägerfolie unterschiedliche Erweichungstemperaturen
besitzen.
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Mit besonderem Vorteil werden die letztgenannten Dreischicht-Verbundfolien
zur Herstellung von Samrnclschienen oder Kabelbäumen angewendet, deren Trägerfolie
die höchste Erweichungstemperatur hat, w 'ihrend 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 Isolierfolie vermittels der Verbindungsfolie mit dem höheren Erweichungspunkt
auf das entsprechende Metallteil 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 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.
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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 Flachbahnbündelleiters gelegt wird,
muß die Isolierfolie aus duroplastischem Kunststoff bestehen.
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Die Isolierfolie kann aus thermoplastischem oder duroplastischem Material
bestehen. Dagegen müssen die Verbindungsfolien aus thermoplastischem Material bestehen,
das beim Schmelzen auf der Isolierfolie und den Metallteilen gut haftet. Dadurch,
daß die Verbindungsfolien bzw. die Verbundfolien so gewählt 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 Isolationseigenschaften
zu verbessern, kann die Isolierfolie mehrfach vorgesehen sein. Dabei wird jeweils
zwischen zwei Isolierfolien eine weitere Verbundfolie aus thermoplastischem Material
vorgesehen.
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Der Flachbahnbündelleiter kann mehrere zwischen zwei Metallbändern
bzw. Metallfolien liegende Isolierfolien, zwischen denen je eine Verbindungsfolie
liegt, enthalten. Als Isolierfolie kann in weiterer Ausbildung der Erfindung auch
eine Faser-oder Gewebeschicht verwendet werden, z. B. Papier, Filz, eine Glasfasermatte,
eine Glasg ewebeschicht od. dgl.
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Bei solchen Sammelschienen oder Kabelbäumen kommt es jedoch nicht
nur darauf an, die einzelnen Leiterfolien isoliert miteinander zu verbinden. Auch
die Außenflächen sollen abgedeckt, d. h. isoliert sein. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß
auf den außenliegenden Seitenflächen der Sammelschienen oder der Kabelbäume eine
niedriger schmelzende thermoplastische Verbindungsfolie und darauf eine erst bei
höherer Temperatur erweichende oder sich zersetzende Isolierfolie angewandt. Auch
hierbei können mehrschichtige Kunststoffolien, d. h., es können mehrere Isolierfolien,
jeweils mit zwischengelegten Verbindungsfolien, vorgesehen sein. Dasselbe wird auch
mit Zweischicht- oder Dreischicht-Verbundfolien erreicht.
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Der erfindungsgemäße Aufbau ist weiter gekennzeichnet durch die Anordnung
von Druck und in den
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 da-Oegen
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
Heißsieaelverfahren schwerlösbar miteinander verbunden.
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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
selbstcrständlich auch Exzenter, Keile od. d21. mechani-,.
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sche Mittel dienen. Die Preßvorrichtuna kann so auscebildet 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.
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Durch diese Anordnung entsteht an Stelle der bisher verwendeten Einzelleiter
oder einzelnen isolierten Drähten, die mit relativ geringem Raumausnutzungsfaktor
zu Sammelschienen oder Kabelbäumen zusammengefaßt wurden, ein Flachbahnbündelleiter,
der eine Reihe von Vorteilen aufweist. Er ist selbsttragend niederinduktiv Lind
hochkapazitiv. Er nimmt ferner einen sehr geringen Raum ein, ist deshalb platzsparend
und baut besonders flach, was für verschiedene Anwendungszwecke außerordentlich
ausschlaggebend ist.
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Es@cibt 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 Temperaturen beansprucht werden können, und
Thermoplaste als Verbundfolien, deren Erweichungstemperatur weit tiefer liegen,
wobei die Verbundfolie verschiedene Polymerisationsgrade und damit verschiedene
Erweichungstemperaturen aufweisen muß.
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Ein weiterer Vorteil bei der Herstclltin2 derarti-#=er 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 cut einztibaucndes Bauteil.
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Sollten doch noch Kabelbäume z. B. aus Rund-oder Profildrähten hergestellt
werden, so können die einzelnen Drähte mäanderförini- 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.
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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.
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Nachfolgend wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der in den F
i g. 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel eines Flachbahnbündelleiters als Kabelbaum
in der erfindungsgemäßen Weise dargestellt ist.
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Die Stromschienen des Kabelbaumes, die als dünne Blechstreifen ausgebildet
sind, sind in den F i g. 1 und 2 mit 1 bezeichnet. Sie sind an ihren Enden abgewinkelt
und führen zu den entsprechenden Verbindungsstellen im 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 Verbundfolien sind mit 3 bezeichnet.
Die Figur ist nicht maßstäblich. Tatsächlich sind die Isolierfolien und die Verbundfolien
sehr dünn, nur einige Hundertstel- bis Zehntelmillimeter stark, so daß die Leiterfolien
dicht aufeinander liegen und nur sehr geringe Induktivität bei großen Kapazitäten
aufweisen.