DE2940339C2

DE2940339C2 -

Info

Publication number: DE2940339C2
Application number: DE2940339A
Authority: DE
Inventors: Donald H. Mesa Ariz. Us De Vries
Original assignee: Mektron Nv Gent Be
Current assignee: MEKTRON N.V., GENT, BE
Priority date: 1978-10-10
Filing date: 1979-10-04
Publication date: 1989-04-27
Also published as: JPS6233686B2; JPS5553009A; BE879298A; FR2438933B1; GB2035665B; DE2940339A1; US4236046A; IT1193831B; GB2035665A; CA1127254A; IT7926398A0; FR2438933A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromsammelschiene mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Patentanspruch 1.

Stromsammelschienen dieser Art sind aus der USA-Patentschrift 37 78 735 bekannt. Die zwischen den Sammelschienenleitern der bekannten Stromsammelschiene befindlichen und durch leitfähigen Klebstoff befestigten, Keramikmaterial enthaltenden Plättchen bestehen aus einem Schichtenverband, der nur in seinen von den Sammelschienenleitern entfernten Bereichen das Keramikmaterial aufweist, während angrenzende Schichten, welche geringen Widerstand aufweisen, diejenigen Schichten sind, welche über leitfähige Bindemittelschichten an die Sammelschienenleiter an grenzen.

Nachdem bei der bekannten Stromsammelschiene das Dielektrikum in Gestalt der keramischen Schichten durch Reoxidieren hergestellt ist, besteht die Gefahr, daß bei Fehlerhaftigkeit die Sammelschienenleiter über die angrenzenden Schichten niedrigeren spezifischen Widerstandes kurzgeschlossen werden.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Stromsammelschiene mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Patentanspruch 1 so auszugestalten, daß bei vergleichsweise einfacher Herstellung ein Kurzschluß der Sammelschienenleiter über Schichten niedrigeren Widerstandes sicher vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die gekennzeichneten Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen bzw. ein Verfahren zur Herstellung einer Stromsammelschiene der vorliegend angegebenen Art sind in den Ansprüchen 2-7 gekennzeichnet.

Die vorgeschlagene Stromschiene hat die wichtige Eigenschaft, daß sogar beim Bruch der keramischen Plättchen, sei es bei der Herstellung oder der Handhabung der Stromschiene, die Kapazität der Schiene nicht beeinträchtigt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen, in welchen gleiche Teile mit den gleichen Referenzzahlen versehen sind, dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht der Stromschiene;

Fig. 2 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Stromschiene nach Fig. 1;

Fig. 3 eine gegenüber Fig. 1 in vergrößertem Maßstab gezeichnete Frontansicht einer Stromschiene, bei welcher das Bindemittel ein mit einem leitenden Klebstoff getränkter Textilstreifen ist;

Fig. 4 eine gegenüber Fig. 1 in vergrößertem Maßstab wiedergegebene Frontansicht der bevorzugten Ausgestaltung, bei welcher das Bindemittel eine Mischung aus leitendem Klebstoff und Mikropartikeln ist.

Die Beschreibung erfolgt unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die Fig. 1, 2, 3 und 4. Eine Stromschiene 10, enthält eine erste leitende Platte oder ein erstes leitendes Element 11 und eine zweite leitende Platte oder ein zweites leitendes Element 12. Jedes Element 11 und 12 ist mit einer Mehrzahl von Kontaktzinken 13 versehen. Die leitenden Platten bestehen vorzugsweise aus 0,25 mm starkem Kupfermetall.

Die dielektrische Schicht 14 besteht aus einer Mehrzahl von Plättchen aus einem keramischen Dielektrikum mit einer relativ hohen Dielektrizitätskonstante. Die keramischen Dielektrikumplättchen haben eine Dicke in der Größenordnung zwischen 0,12 mm bis 0,4 mm und eine Fläche in der Größenordung von 5 mm auf 5 mm bis etwa 5 mm auf 75 mm. Das keramische Material sollte eine verhältnismäßig hohe Dielektrizitätskonstante aufweisen und zwar eine solche von mehr als 8000. Das keramische Material, welches normalerweise für die Herstellung von Kondensatoren verwendet wird, kann auch bei der vorgeschlagenen Stromschiene Verwendung finden. Ein sehr gutes keramisches Material für die Verwendung bei der vorgeschlagenen Stromschiene ist Bariumtitanat sowie Verbindungen mit Bariumtitanat. Die Plättchen sind auf beiden Seiten ganz mit einer dünnen, dichtanliegenden Schicht eines leitenden Belages versehen. Der Belag kann entweder aus Metall bestehen oder aus einem leitenden Polymer. Jedes Plättchen kann als kleiner Kondensator betrachtet werden. Die dielektrischen Plättchen 15 werden zwischen die leitenden Platten 11 und 12 gebracht und mit Klebestreifen 16 und 17 an diesen festgeklebt. Die Klebestreifen 16 und 17 sind elektrisch leitend, so daß eine leitende Verbindung zwischen den Kupferplatten 11 und 12 und dem leitenden Belag auf der Oberfläche der Plättchen 15 besteht. Um Kurzschlüsse zwischen den Platten 11 und 12 zu vermeiden, ist es notwendig, daß die leitenden Klebestreifen 16 und 17 sich an keiner Stelle berühren.

In Fig. 3 ist eine erste Ausgestaltung der Klebestreifen 16 und 17 gezeigt. Diese Klebestreifen 16 und 17 bestehen aus einem Textilstreifen, welcher mit einem leitenden Klebstoff imprägniert ist. Der Textilstreifen besteht vorzugsweise aus einem Gewebe und weist Hohlräume auf, welche das Imprägnieren mit dem leitenden Klebstoff begünstigen. Als Material für die in Fig. 3 gezeigten Textilstreifen kann Glasfaser verwendet werden.

In Fig. 4 ist die bevorzugte Ausgestaltung der Stromschiene gezeigt. Die Kebestreifen 16 und 17 bestehen aus einem leitenden Klebstoff, welcher mit einem Partikelmaterial, wie Mikroblasen oder Mikropartikeln, vermischt ist, wobei diese Partikel vorzugsweise gleichmäßig in diesem leitenden Klebstoff verteilt sind. Für die Materialpartikel können beispielsweise Mikrokugeln aus Glas Verwendung finden.

Die in Verbindung mit den Ausgestaltungen nach den Fig. 3 oder 4 verwendeten Klebstoffe können aus einer Reihe von bekannten Klebstoffen ausgewählt werden. Beispielsweise können folgende Klebstoffe in Verbindung mit der vorgeschlagenen Stromschiene Verwendung finden: Polyesterharze, Epoxydharz, Acrylharz und elastomere Bindemittel. Die elektrische Leitfähigkeit des Klebstoffs kann durch Mischung desselben mit leitendem Material z. B. Silberflocken, silberbeschichtete Glaskugeln, Metall- oder Kohlepartikeln hergestellt werden. Bei einem bevorzugten Herstellungsverfahren wird ein leitender Harzklebstoff in Form einer abgestuften Folie gegossen und in Folienstreifen 16 und 17 von gewünschter Größe geschnitten. Die verschiedenen Teile werden sodann durch Erhitzen miteinander verklebt.

Die Textilstreifen und die Mikropartikel gewährleisten die notwendige räumliche Trennung der leitenden Elemente 11 und 12. Wenn diese sich nämlich berühren, entstehen unerwünschte Kurzschlüsse.

Die dielektrischen Keramikplättchen 15 werden in einer Ebene an einandergereiht (siehe Fig. 2) und können direkt aneinanderstoßen oder auch mit mehr oder weniger großen Zwischenräumen aneinander anschließen. Werden solche Zwischenräume vorgesehen, so werden diese vorteilhafterweise mit einem Kunststoffolienmaterial, wie etwa Polyester, aufgefüllt. Das Folienmaterial weist Vertiefungen zur Aufnahme der Keramikplättchen auf.

Nachdem die verschiedenen Komponenten der Stromschiene in ihrer ordnungsgemäßen Lage aufeinandergelegt sind, wird die Schiene auf die notwendige Temperatur erhitzt, um den Klebstoff zu erweichen; die Schiene wird dann zusammengedrückt, um ein festes Anhaften der Elemente 11 und 12 an den Plättchen 15 zu gewährleisten. Während des Zusammenpressens der Schiene sichern die Textilstreifen und die Mikropartikel einen bestimmten Abstand zwischen den Elementen 11 und 12 und vermindern oder verhindern die Möglichkeit des Fließens des Klebstoffes und das Entstehen einer Verbindung zwischen den leitenden Lagen 16 und 17.

Sind die verschiedenen Komponenten der Schiene auf diese Weise aneinander befestigt worden, so kann die ganze Schiene mit Ausnahme der Kontaktzinken 13 in bekannter Weise isoliert werden, z. B. durch einen isolierenden Belag oder eine Schicht aus Epoxydharz. Die vorgeschlagene Stromschiene wurde mit Bezug auf zwei leitende Platten 11 und 12 beschrieben. Selbstverständlich können jedoch Stromschienen der vorgeschlagenen Art auch drei oder mehr leitende Platten aufweisen, zwischen welchen dielektrischer Werkstoff vorgesehen ist.

Die vorgeschlagene Stromschiene hat eine verhältnismäßig hohe Kapazität. Sie besitzt darüberhinaus den Vorteil, daß selbst beim Bruch von keramischen Plättchen, sei es bei der Herstellung oder bei der Handhabung der Stromschiene, die Kapazität der Stromschiene erhalten bleibt.

Die folgenden Komponenten der Stromschiene können auf der Grundlage der vorstehenden Ausführungen zu einer Stromschiene zusammengebaut werden:

(1) zwei Kupferelemente (5×200 mm)
(2) eine Mehrzahl von Keramikplättchen mit folgenden Abmessungen:

Breite|5 mm

Länge 40 mm

Dicke 0,25 mm

und versehen mit einem leitenden Metallbelag
(3) leitende, abgestufte Bindemittelstreifen aus einer Mischung aus Polyesterharz, Kohlepartikeln und silberbeschichteten Mikroglaskugeln.

Die Komponenten werden zum Aushärten des Harzes während 20 Sekunden auf 200°C erhitzt und dabei die leitenden Elemente fest zusammengepreßt, um eine sichere Adhäsion der Stromschienenkomponenten aneinander zu gewährleisten.

Claims

1. Stromsammelschiene, insbesondere Ministrimsammelschiene, mit mindestens zwei in bestimmtem Abstand nebeneinander verlaufenden Leiterelementen (11, 12) und dazwischen angeordneten, keramisches Material enthaltenden Plättchen (15), welche mittels Schichten (16, 17) von leitendem Bindemittel beidseitig mit den Leiterelementen (11, 12) verklebt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das keramische Material der Plättchen (15) beidseitig über die Schichten (16, 17) aus leitfähigem Bindemittel mit den Leiterelementen (11, 12) verbunden ist.

2. Stromsammelschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Bindemittel (16, 17) ein mit einem leitenden Klebstoff imprägniertes Gewebe ist.

3. Stromsammelschiene nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe aus Glasfaser besteht.

4. Stromsammelschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Bindemittel (16, 17) aus einer Mischung von leitendem Klebstoff und Mikropartikeln besteht.

5. Stromsammelschiene nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikropartikel gläserne Mikrokugeln begreifen.

6. Stromsammelschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Plättchen (15) beidseitig ganz mit einer gleichmäßigen, dünnen Schicht aus leitendem Material belegt sind.

7. Verfahren zur Herstellung der Stromsammelschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß leitende Klebestreifen (16, 17) auf jedes der beiden Leiterelemente (11, 12) gelegt werden, wobei die leitenden Klebestreifen (16, 17) Aussparungen aufweisen, daß die Plättchen (15) aus einem Dielektrikum zwischen die beiden Leiterelemente (11, 12) gebracht werden, und daß die leitenden Klebestreifen (16, 17) auf die beiden Seiten der Plättchen (15) aufgeklebt werden, wobei vermieden wird, daß eine elektrische Verbindung zwischen den Leiter elementen (11, 12) entsteht.