软母线的制作方法
【专利摘要】一种软母线包括：中央导体（一般为矩形截面，包括多层薄铝、铜或具有优良的电气性能（导电性）的其它合金））；以及套管，在内部表面上具有形状，以使得当软母线被弯曲、折叠或扭曲时能够减小导体和套管这两者之间的粘合。这提高了软母线的柔性。
【专利说明】软母线
[0001]本申请根据美国法典第35卷第119条要求2011年9月19日提交的美国临时申请第61/536，222号的优先权，其通过引用的方式整体并入此处。
【技术领域】
[0002]本发明涉及电绝缘母线的【技术领域】，并且尤其涉及用于在电气系统中进行连接的软母线的【技术领域】。
【背景技术】
[0003]通常，母线以被护套或绝缘材料所遮盖、一般为矩形截面的中央导体的形式出现。在软母线被设计为容易弯曲或扭曲的情况下，这些软母线使用多层薄铝、铜或具有优良的电气性能(导电性)的其它合金。
[0004]在以前的软母线中，四种不同的方法的任一种用于给软母线提供电绝缘。在第一种方法中，如图1所示，通过挤压过程产生的护套包覆(coating)来实现母线(多个薄的导体层)的电绝缘。图1示出现有技术母线10，母线10包括在通常由一叠板条或层压板16构成的中央导体14四周挤压而成的绝缘材料12、PVC或无卤化合物或绝缘化合物(例如橡胶)。绝缘材料12的两个最大的内表面是平滑的并且能够被按压在中央导体14 (一叠的导体层16)上。中央导体14与绝缘材料12之间的接触面积可能会最大化，从而在中央导体14和绝缘材料12之间产生粘合，并因此减少软母线10的柔性。虽然在挤压过程期间，在中央导体14和绝缘材料12之间存在间隙，然而，间隙会消失，并且当母线10被弯曲或扭曲时，将会减少柔性。
[0005]在图2A和图2B所示的第二种方法中，现有技术母线20具有与热塑性的柔性板条26 (优选地，四个热塑性的柔性板条)绝缘的中央导体24。柔性板条26具有的尺寸大于与中央导体对应的外部尺寸，并且柔性板条26和中央导体沿它们的纵向边缘通过焊接或粘合被接合在一起。这些热塑性的柔性板条的表面是平滑的或具有小的粗糙度。护套的平滑内部(或小的粗糙度)也使得护套与中央导体之间的接触面积最大化，从而当软母线20被弯曲、折叠或扭曲时，在护套与中央导体之间产生粘合，因此减少软母线20的柔性。如图2A所示，板条26可以包括叠置在侧板条32和34的边缘的顶部板条28和底部板条30。可选择地，如图2B所示，板条26可以包括边缘被侧板条42和44所叠置的顶部板条38和底部板条40。
[0006]如图3所示，另一种可能是使用绝缘材料构成的热收缩套管。现有技术母线50包括绝缘材料构成的热收缩套管或护套52。热收缩套管或护套52具有平滑的内部，使得护套52与中央导体54之间的接触面积最大化，从而在护套52和中央导体54之间产生粘合。热缩管52具有的缺点在于向中央导体54施加压力。这减少了软母线50的柔性。
[0007]第四种可能是使用预挤压套管(pre-extruded sleeve)。护套的平滑内部也使得护套与中央导体之间的接触面积最大化，从而在护套与中央导体这两者之间产生粘合。预挤压套管需要显著大于中央导体，以能够相对中央导体容易地推动或拉动套管。将套管放置在中央导体上的过程主要是手动过程并且是昂贵的。
[0008]通过前述内容，可以理解的是，期望对于软母线进行改进。尤其是，期望具有柔性得以改善的母线。
【发明内容】
[0009]软母线具有绝缘套管的内部形状，以改善中央导体与绝缘材料之间的滑动。通过将条纹或凹槽添加到绝缘套管的内表面，减小了中央导体与绝缘材料之间的接触表面。这使得软母线的柔性得以改善。
[0010]根据本发明的方案，一种软母线包括:中央电导体；以及柔性电绝缘套管，包围该导体，其中套管具有面对导体的内表面。该内表面不是平滑的。该母线可以具有一个或多个以下特征:该内表面是有皱纹的表面；该有皱纹的表面具有图案化的皱纹；该有皱纹的表面具有不规则的(无图案的)的皱纹；该内表面具有凸起和/或凹槽；该内表面具有至少
0.8微米的粗糙度(通过DIN4768测量的Ra值);少于20%的该内表面与中央导体接触；该套管由塑性材料制成；该套管由PVC制成；该套管由硅化合物制成；该套管被挤压而成；该套管由柔性板条组装而成；该板条由热塑性材料制成；相对于具有平滑内表面的在先套管，该套管与导体的粘合减少；该套管可以被形成为热塑性的柔性板条的组装，该热塑性的柔性板具有减小接触表面的凸起和/或凹槽；导体由导电材料构成的板条的层压板制成；该导体由铜制成；和/或该导体由铝制成。
[0011]根据本发明的另一个方案，一种与软母线进行电连接的方法包括:将软母线弯曲或扭曲成形；以及在弯曲或扭曲之后，将软母线的端部连接至各电导体；其中该弯曲或扭曲包括相对于母线的绝缘体套管滑动母线的中央导体。
[0012]为了实现前述目的和相关目的，本发明包括在下文中完全描述且在权利要求书中特别指出的特征。在本发明的特定示例性实施例中详细列出在以下说明书和附图中。然而，这些实施例表明了可以采用本发明的原理的各种方式的几种。通过以下结合附图考虑的本发明的详细说明，本发明的其它目的、优点以及新颖特征将变得显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]附图不一定是按比例绘制的，示出了本发明的各种方案。
[0014]图1为第一现有技术软母线的斜视图。
[0015]图2A为第二现有技术母线的斜视图。
[0016]图2B为第三现有技术母线的斜视图。
[0017]图3为第四现有技术母线的斜视图。
[0018]图4为根据本发明的实施例的母线的斜视图。
[0019]图5A为图4的母线的端视图(end view)。
[0020]图5B为图5A的区域5B的详细视图。
[0021]图6为本发明的第一可替换实施例的一部分的可替换套管的端视图。
[0022]图7为本发明的第二可替换实施例的一部分的可替换套管的端视图。
[0023]图8为示出本发明的第三可替换实施例的一部分的套管的套管内表面上的表面粗糙度的视图。[0024]图9为图4的实施例的多个母线的斜视图，示出额外的可行配置。
[0025]图10为图4的实施例的多个母线的斜视图，示出另外的可行配置。
[0026]图11为图4的实施例的多个母线的斜视图，示出再另外的可行配置。
【具体实施方式】
[0027]—种软母线包括:中央导体(一般为矩形截面，包括多层薄铝、铜或具有优良的电气性能(导电性)的其它合金)；以及套管，在内部表面上具有形状，以当软母线被弯曲、折叠或扭曲时减小导体和套管这两者之间的粘合。这提高了软母线的柔性。
[0028]套管的内部表面可以具有凸起和/或凹槽，用于减小套管与导体之间的接触表面并因此减小它们之间的粘合。套管可以通过挤压形成，该套管具有在轮廓中产生的突出和/或凹槽，以使得即使在弯曲、折叠或扭曲之后，也能减小中央导体与套管之间的接触表面(粘合)，并保证柔性。可选择地，套管可以通过对热塑性的柔性板条进行组装而形成，该热塑性的柔性板条具有粗糙度为至少0.8微米的内部表面(不规则表面)。对于不规则表面，该表面可以具有>10的粗糙度，例如具有20的粗糙度。这是与标准PVC片材的4的粗糙度进行比较的。作为另一个替换方式，这些套管可以被形成为热塑性的柔性板条的组装，其具有减小接触表面的凸起和/或凹槽。该具有凸起和/或凹槽(或其它表面特征)的材料可以手动和/或通过机器而围绕导体。
[0029]根据标准所要求的绝缘等级来选择套管的原料。绝缘材料的硬度可以小于99肖氏A。适合的材料的示例包括高电阻、自灭性聚氯乙烯(PVC)或娃化合物。导电芯可以通过多层的电解铜形成，其可以是纯铜的或镀有锡。可以使用其它适合的导电材料，例如铝。
[0030]图4示出相对于在先母线具有改善的柔性的软母线100的示例。母线100具有包围中央电导体104的绝缘套管或护套102。中央导体104可以与中央导体14 (图1)相同，是由电解铜构成的多个板条或层压板，其可以是纯铜或镀有锡，和/或其它适合的导电材料，例如铝。
[0031]现在参考图5A和图5B，绝缘套管102具有非平滑的内表面110。内表面110是非平滑的意思是套管102面对中央导体104的内表面的至少一部分不是平滑的，尽管内表面110的其它部分可以是平滑的。图5A和图5B示出减小中央导体104与套管102之间的接触表面(粘合)的内部形状(空心或浮雕形)的示例。套管102的内表面110具有相对的主(major)内表面112和114，相对的主内表面112和114具有交替的凸起116和凹槽118。凸起116可以具有接触中央导体104的主表面122和124的圆端120。套管的主内表面112和114与导体的主表面122和124之间的接触面积可以通过套管的主内表面112上的不平滑表面被极大地减小。与可比较的平滑表面相比，套管的主表面112和114与导体的主表面122和124之间的接触可以被减小至少80% (是可比较的平滑表面的接触面积的20%或更小)，或可以被减小至少90% (是可比较的平滑表面的接触面积的10%或更少)，或可以被减小至少95% (是可比较的平滑表面的接触面积的5%或更少)。当软母线100被弯曲或扭曲时，表面区域的减小有利于导体104相对于柔性套管102的滑动。通过允许导体104与套管102之间的滑动，即使母线100经受一些弯曲、折叠或扭曲，也可以保持母线100的柔性。
[0032]套管102具有次(minor)内表面132和134面向导体104的次表面142和144。套管的次内表面132和134彼此相对，跨越导体104的宽度彼此面对，并且可以垂直于套管的主表面112和114。在套管102中，套管的次内表面132和134是平滑的，但可选择地，套管的次内表面能够具有突出、凹槽或某种非平滑的粗糙度。由于导体104可以由平行的层压板构成，比起主表面之间的接触，对次表面之间的接触的担忧更少。可选择地，套管的次内表面132和134可以具有非平滑的表面。
[0033]套管102的多种多样的可替换配置是可行的。图6和图7示出套管的可替换截面形状的示例。图6示出沿其主表面具有弯曲波形形状164的套管162。图7示出沿其主表面具有锯齿形状174的套管172。对于可行的许多套管的截面形状，仅例举了一些示例。为了减少中央导体与套管之间的粘合，其形状可以是空心或浮雕形，并且可以是线性或非线性的。
[0034]图8示出另一个可替换方式，其中内部表面具有例如所示的粗糙表面190，以减小接触表面。粗糙表面190可以具有任意各种图案，或者可以是无图案(不规则)表面。粗糙表面190可以是所示的卵石形表面(pebbled surface)。粗糙表面190可以位于套管的内表面的全部或一部分上，例如位于套管的主内表面上。示出的表面可以具有大约20的粗糙度。更广泛地，该表面可以具有10或更大的粗糙度。
[0035]这一新的内部形状的使用避免了套管与一个或多个中央导体之间的过度粘合(粘结)。当发生粘结时，该母线更加刚硬，这是因为在母线的例如弯曲、扭曲或折叠的变形期间，导体不能在套管中滑动。这种刚硬在使用期间的缺点在于其要求用户施加更多的力以弯曲、扭曲或折叠软母线。通过减少导体与绝缘材料之间的接触表面，能够降低粘结问题，使得软母线的总柔性得以改善，这对终端用户来说是有利的。这一柔性的提高得以实现，而无需将任何物质(例如，在套管与中央导体或导体之间的减少摩擦的物质(润滑剂))添加到软母线。
[0036]图4和图9-11示出利用本发明的母线(例如，母线100)可以实现的变形的示例。图4示出具有各种弯曲202和扭曲204的母线100的各种示例。图9也示出具有弯曲202的母线100。图10示出具有弯曲和扭曲的母线100的更多示例。图11示出具有弯曲和/或扭曲的母线100的另外的示例。图11示出利用结220链接在一起的一组210母线100。图4和图9-11所示的母线100可以使用从美国俄亥俄州梭伦的ERICO国际公司获得的各种已知的适合工具(未示出)被切割为某一长度，使它们的绝缘材料剥离、弯曲以及扭曲。
[0037]上文描述的用于例如母线100的母线的各种绝缘套管可以例如通过挤压形成为单件或多件。类似于图2A和图2B所示的这些现有技术套管，具有多组件的套管可以通过对热塑性的柔性板条进行组装而形成。
[0038]虽然已针对特定的优选实施例或多个实施例而示出及描述本发明，但显然其他本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将能够想出等效变换和改型。具体地，关于由上述元件(部件、组件、装置、组分等)执行的各种功能，除非另有说明，否则用于描述这些元件的术语(包括所提及的“意思”)旨在对应于任何执行所述元件的特定功能(即，在功能上等效)的元件，即使在结构上不等效于所公开的执行本文在本发明的一个或多个示例性实施例中所示出的功能的结构。另外，在仅针对数个所示实施例的一个或多个而描述本发明的特定特征时，如果可以期待于和有益于任何给定或特定的应用，这些特征可以与其他实施例的一个或多个其他特征相结合。
【权利要求】
1.一种软母线，包括: 中央电导体；以及 柔性电绝缘套管，包围所述导体，其中所述套管具有面对所述导体的内表面； 其中所述内表面不是平滑的。
2.根据权利要求1所述的软母线，其中，所述内表面是有皱纹的表面。
3.根据权利要求2所述的软母线，其中，所述有皱纹的表面具有图案化的皱纹。
4.根据权利要求2所述的软母线，其中，所述有皱纹的表面具有不规则(无图案)的皱纹。
5.根据权利要求1所述的软母线，其中，所述内表面具有凸起和/或凹槽。
6.根据权利要求1所述的软母线，所述内表面具有至少0.8微米的粗糙度。
7.根据权利要求1所述的软母线，其中，少于20%的所述内表面与所述中央导体接触。
8.根据权利要求1所述的软母线， 其中所述内表面包括与所述中央导体的主表面接触的一对相对的主内表面以及与所述导体的次表面接触的一对相对的次内表面， 其中所述主内表面是非平滑的表面。
9.根据权利要求8所述的软母线，其中，所述次内表面是平滑表面。
10.根据权利要求1所述的软母线，其中，所述套管由塑性材料制成。
11.根据权利要求10所述的软母线，所述套管由聚氯乙烯(PVC)制成。
12.根据权利要求1所述的软母线，其中，所述套管由硅化合物制成。
13.根据权利要求1所述的软母线，其中，所述套管被挤压而成。
14.根据权利要求1所述的软母线，其中，所述套管是柔性套管板条的组装。
15.根据权利要求14所述的软母线，其中，所述套管板条由热塑性材料制成。
16.根据权利要求1所述的软母线，其中，当所述软母线被弯曲或扭曲时，所述导体相对于所述柔性套管滑动。
17.根据权利要求1所述的软母线，其中，所述导体由导电材料的板条的层压板制成。
18.根据权利要求1所述的软母线，其中，所述导体由铜制成。
19.根据权利要求1所述的软母线，其中，所述导体由铝制成。
20.根据权利要求1所述的软母线，包括根据权利要求2至19的任何组合的附加特征。
21.一种与根据权利要求1至19的任意一个所述的软母线进行电连接的方法，所述方法包括: 将所述软母线弯曲或扭曲成形；以及 在所述弯曲或扭曲之后，将所述软母线的端部连接至各电导体； 其中所述弯曲或扭曲包括相对于所述母线的所述绝缘体套管滑动所述母线的所述中央导体。
【文档编号】H01B5/02GK103797545SQ201280044728
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年5月16日 优先权日:2011年9月19日
【发明者】罗德·哈迪, 吉恩·克劳德·富克斯, 克里斯托弗·杜泽, 帕斯卡尔·戈达尔, 吉恩·保罗·宾卡兹 申请人:爱瑞柯国际公司