Ausführliche Erläuterung des professionellen Branchenwissens zu flexiblen Kupferschienen

Die flexible Kupferschiene ist eine flexible leitfähige Komponente, die aus mehreren Schichten ultradünner Kupferfolie oder Kupfergeflecht besteht, die an den Enden durch Diffusionsschweißen, Druckschweißen oder Laminierverfahren verschmolzen sind. Seine beiden Enden sind starre Verbindungsbereiche, die verschweißt wurden, und der mittlere Bereich behält die Trennung zwischen den Schichten oder eine geflochtene Struktur bei. Dadurch behält der gesamte Körper die inhärente hohe Leitfähigkeit von Kupfer und erhält eine mechanische Flexibilität ähnlich einem Seil. Im Gegensatz zu herkömmlichen starren Kupfer-Sammelschienen sind flexible Kupfer-Sammelschienen nicht auf eine einzige Dicke eines massiven Querschnitts angewiesen, um den Strom zu transportieren, sondern erreichen die Stromführungsfunktion durch eine parallele Kombination einer großen Anzahl unabhängiger leitender Einheiten. Der direkte Vorteil dieser Struktur besteht darin, dass sie in mehrere Richtungen frei gebogen werden kann und der minimale Biegeradius normalerweise etwa das Fünffache der Dicke des Produkts selbst erreichen kann, was viel kleiner ist als der Biegeraum, der für starre Kupferstäbe mit der gleichen Querschnittsfläche erforderlich ist.

 

Im Gegensatz zur Querschnittsform haben runde geflochtene flexible Kabel einen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt, der für den Einsatz in Situationen mit freier Biegung in mehreren Winkeln geeignet ist, beispielsweise bei Stromübertragungsleitungen, die sich mit den Gelenken von Roboterarmen drehen müssen. Die flexiblen Steckverbinder mit flachem Kupfergeflecht haben dagegen einen flachen, streifenförmigen Querschnitt, was in Umgebungen mit begrenzter Raumhöhe, aber ausreichender Breite vorteilhafter ist, beispielsweise bei der Zwischenschichtverbindung zwischen dem internen Leistungsmodul eines Photovoltaik-Wechselrichters und dem Sammelschienenkondensator. Darüber hinaus unterstreicht der Name Braided Wire Flexible Copper die Handwerkskunst seiner Flechtstruktur -mehrere Stränge feiner Kupferdrähte sind in bestimmten Abständen kreuz-geflochten.

 

Diese Struktur hat eine bessere Ermüdungslebensdauer als eine laminierte Struktur, wenn sie hin- und hergehender Biegung ausgesetzt wird. Für Anwendungen, die hochfrequente Biegung oder große Schwankungen erfordern, sind flexible Rundlitzenkabel mit ihrer kreisförmigen Querschnittssymmetrie und isotropen Biegeeigenschaften zur bevorzugten Lösung für die Verbindung beweglicher und fester Teile geworden. In der technischen Praxis können Länge, Endform (flach, konvex oder mit Befestigungslöchern), Biegewinkel und Oberflächenbehandlung flexibler Kupferschienen entsprechend der tatsächlichen Größe und Richtung des Installationsraums angepasst werden, ohne auf Standardlängen gerader Abschnitte beschränkt zu sein oder auf komplexe Biegeformen wie starre Kupferschienen angewiesen zu sein.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Es gibt zwei Hauptformen leitfähiger Basismaterialien für flexible Kupfersammelschienen: Kupferfolienlaminate und Kupfergeflechtbänder. Die Materialauswahl beider basiert auf hochreinem Elektrokupfer. Für die laminierte Struktur wird elektrolytische Kupferfolie oder gewalzte Kupferfolie mit einem Kupfergehalt von größer oder gleich 99,95 % und einer Leitfähigkeit von größer oder gleich 97 % IACS verwendet. Die Dicke der Kupferfolie liegt normalerweise zwischen 0,03 mm und 0,3 mm, und die Anzahl der Schichten reicht von Dutzenden bis Hunderten von Schichten. Die gesamte Querschnittsfläche bestimmt die aktuelle Tragfähigkeit des Produkts. Für die Flechtstruktur werden mehrere Stränge aus Kupfermonofilamenten mit einem Durchmesser von 0,05 mm bis 0,20 mm verdrillt und geflochten. Der Flechtabstand und die Flechtdichte wirken sich direkt auf die Flexibilität und die leitfähige Querschnittsfläche des Produkts aus. Bei der Herstellung flexibler Kupfergeflechtdrähte ist der Glühzustand des Kupfermonofilaments selbst von entscheidender Bedeutung. - Harter Kupferdraht ist nach dem Flechten nicht flexibel genug, und übermäßiges Glühen führt zu einer Abnahme der Festigkeit. Daher muss er in einem geeigneten Bereich zwischen halbhart und weich kontrolliert werden.

 

Für Anwendungen, die Korrosionsbeständigkeit oder eine verbesserte Kontaktleistung erfordern, werden flexible Drahtverbinder aus geflochtenem, zinnbeschichtetem Kupfer und flexible Steckverbinder aus geflochtenem, zinnbeschichtetem Kupfer galvanisiert oder feuerverzinnt, nachdem das Flechten oder Laminieren abgeschlossen ist. Die Dicke der Zinnschicht beträgt üblicherweise 3 µm bis 10 µm. Die Oberfläche des verzinnten Produkts ist silber-weiß matt. Die Zinnschicht schützt nicht nur die Kupfermatrix vor Oxidation, sondern füllt durch plastische Verformung beim Anziehen der Schrauben auch die mikroskopischen Lücken auf der Kontaktfläche und verringert so den Kontaktwiderstand. Bei Produkten mit rundem-Abschnitt wie runden, geflochtenen flexiblen Litzenkabeln und runden flexiblen Litzenkabeln sind sie normalerweise auf der Außenschicht mit einer isolierenden Ummantelung versehen. Das Mantelmaterial kann Silikonkautschuk (Temperaturbeständigkeit -60 Grad bis +200 Grad), Polyvinylchlorid (Temperaturbeständigkeit -20 Grad bis +70 Grad) oder thermoplastisches Elastomer (Öl- und Verschleißbeständigkeit) sein. Die Farbe des Mantels kann je nach Phasenfolge oder Schaltungsverwendung unterschieden werden.

 

Bei der tatsächlichen Anwendung von rundgeflochtenen flexiblen Kabeln wirken sich die Wandstärke und die Materialhärte des Mantels direkt auf den Biegeradius und die Verschleißfestigkeit des Produkts aus, und es muss eine angemessene Auswahl basierend auf dem Risiko mechanischer Abnutzung in der Installationsumgebung getroffen werden. Da Produkte mit flachem Querschnitt wie flexible Flachkupfergeflecht-Steckverbinder normalerweise in Geräten installiert werden und keinen direkten Kontakt durch das Personal erfordern, werden sie in den meisten Fällen in Form von blankem Kupfer geliefert und die Enden sind nur dann verzinnt oder vernickelt, wenn sie an Aluminiumklemmen angeschlossen sind.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Flexible Kupfersammelschienen verwenden je nach Strukturform differenzierte Herstellungsverfahren. Bei Produkten mit laminierter Struktur ist der Kernprozess das Diffusionsschweißen oder Pressschweißen. - Mehrere Schichten dünner Kupferfolie werden entsprechend der vorgesehenen Anzahl von Schichten sauber aufeinander gestapelt, an beiden Enden mit speziellen Klammern befestigt und in einen Diffusionsschweißofen geschickt, wo sie auf nahezu die Rekristallisationstemperatur des Kupfers (ca. 700 bis 850 Grad) erhitzt werden. Gleichzeitig wird über das Hydrauliksystem Druck auf die Enden des Stapels ausgeübt. Unter der kombinierten Wirkung von hoher Temperatur und hohem Druck diffundieren Atome an der Kontaktschnittstelle der Kupferfolie zueinander und bilden eine metallurgische Bindung. Nach Abschluss des Schweißens wird das Ende zu einem dichten Kupferblock, dessen mechanische Eigenschaften und elektrische Leitfähigkeit im Wesentlichen dem ursprünglichen Kupfermaterial entsprechen. Anschließend werden die Befestigungslöcher im Schweißbereich gemäß den Zeichnungen gestanzt, die Enden gefräst, angefast und weitere Endbearbeitungen durchgeführt. Für Produkte, die in L--Form, Z--Form oder Bogenform gebogen werden müssen, werden nach Abschluss des Schweißens spezielle Formen zum Kaltbiegen verwendet.

 

Bei geflochtenen Strukturprodukten beginnt der Prozess mit dem Drahtziehen. - Kupferstäbe werden zu Kupfermonofilamenten mit dem erforderlichen Durchmesser gezogen, die geglüht und verdrillt werden, um Stränge zu bilden. Anschließend werden die mehreren Stränge in einem festgelegten Abstand auf einer Flechtmaschine kreuz-geflochten, um ein röhrenförmiges oder bandförmiges Geflecht zu bilden. Nach Abschluss des Flechtens werden beide Enden durch Druckschweißen oder Kupferpulversintern zu starren Anschlüssen geformt und anschließend werden die Befestigungslöcher gemäß den Zeichnungen gestanzt. Bei runden geflochtenen flexiblen Kabeln und runden verseilten flexiblen Kabeln müssen die geflochtenen oder verseilten Halbzeuge durch einen Extrusions- oder Wickelprozess mit einer isolierenden Hülle umwickelt werden. Das Mantelmaterial wird durch Hochtemperaturschmelzen extrudiert und fest mit der Außenschicht des Geflechts verbunden. Nach dem Abkühlen bildet sich eine gleichmäßige Isolierschicht. Für Produkte, die eine Verzinnung erfordern, werden geflochtene, zinnbeschichtete Kupfer-Flexible-Draht-Steckverbinder und Geflochtene, zinnbeschichtete Kupfer-Flexible-Steckverbinder nach dem Weben oder Laminieren dem Galvanisierungsprozess zugeführt. Zuerst werden Entfettung und Beizen durchgeführt, um Oberflächenoxide zu entfernen, und dann erfolgt die Elektroplattierung oder Feuerverzinnung in einer Galvanisierungslösung, die Zinnionen enthält. Nach dem Plattieren ist eine Reinigung und Trocknung mit reinem Wasser erforderlich.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Flexible Kupferschienen haben in vielen Industriebereichen ein ausgereiftes Anwendungsparadigma gebildet. Im Bereich der neuen Energien ist die Gleichstromverbindung zwischen dem Photovoltaik-Wechselrichter und dem Batteriespeichersystem ein typisches Szenario. - Der vom Photovoltaik-Array abgegebene Strom gelangt über den Generatorkasten in den Wechselrichter und der Batteriesatz dehnt sich während des Lade- und Entladezyklus in Richtung der Zelldicke aus und zusammen. Gleichzeitig führen Temperaturänderungen im Inneren des Akkupacks auch zu einer relativen Verschiebung der Verbindungspunkte. Durch die Verwendung einer flexiblen Kupferlitzenverbindung kann dieser Teil der Verschiebung effektiv absorbiert werden, ohne dass es zu einer Belastung der Polklemmen kommt. Bei Windkraftanlagen müssen die Leistungsmodule zur Wartung und Inspektion regelmäßig herausgezogen werden. Starre Verbindungen können die Anforderungen des Herausziehhubs nicht erfüllen, während flexible Verbindungen es den Modulen ermöglichen, die elektrische Verbindung aufrechtzuerhalten, nachdem sie auf den Gleitschienen um eine bestimmte Strecke herausgezogen wurden.

 

Nach Abschluss der Wartung können sie zurückgeschoben werden, um ihren ursprünglichen Zustand wiederherzustellen. Im Bereich des Schienenverkehrs ist die elastische Stromversorgungsverbindung zwischen dem Stromabnehmer und der elektrischen Ausrüstung auf dem Dach des Wagens eine weitere ausgereifte Anwendung. - Der Stromabnehmer muss während des Hebevorgangs mit der Höhenänderung der Oberleitung schwingen, und auch die Vibrationen und Stöße während des Zugbetriebs wirken weiterhin auf den Verbindungspunkt ein. Geflochtene, zinnbeschichtete flexible Kupferdrahtverbinder sind in diesem Szenario aufgrund ihrer Ermüdungsbeständigkeit und Vibrationsfestigkeit zu einer Standardkonfiguration geworden. Darüber hinaus verwenden die Überbrückungskabel zwischen den Waggons auch eine große Anzahl rundgeflochtener flexibler Litzenkabel mit kreisförmigen Querschnitten, um wiederholtem Biegen standzuhalten, ohne zu brechen, wenn die Kupplungen verbunden und getrennt werden. Im Bereich der intelligenten Fertigung benötigen Industrieroboter eine kontinuierliche Kraftübertragung an den Gelenken ihrer Manipulatoren, wobei der Bewegungsbereich der Gelenke oft mehr als 180 Grad beträgt. Mit flexiblen Rundlitzenkabeln können Stromleitungen und Signalleitungen in kompakte kreisförmige Hüllen integriert werden, die sich bei der Drehung der Verbindungen biegen. Gleichzeitig sorgt die durch die Flechtstruktur gebotene Flexibilität dafür, dass die leitende Querschnittsfläche auch nach Zehntausenden von Betriebszyklen nicht abnimmt.

 

Im Bereich von Rechenzentren wird bei Stromverteilungslösungen zwischen dichten Schränken flexibles Kupfergeflecht verwendet, um die Buskanäle oder Stromverteilungseinheiten benachbarter Schränke zu verbinden. Dank seiner flexiblen Eigenschaften können die Schränke in ihrer Position angepasst oder ausgetauscht werden, ohne dass die Verbindungsreihe neu erstellt werden muss. Der Installateur vor Ort-muss nur entsprechend der tatsächlichen Abweichung entsprechende Biegungen vornehmen, um die Montage abzuschließen. Für Außen- oder feuchte Umgebungen, die zusätzliche Korrosionsbeständigkeit erfordern, verzögern flexible Steckverbinder aus geflochtenem, zinnbeschichtetem Kupfer effektiv den Oxidationsprozess, indem sie die Oberfläche des Kupfergeflechts mit einer Zinnschicht überziehen. Gleichzeitig kann die Zinnschicht auch die Kontaktleistung bei Kupferklemmen oder Aluminiumklemmen verbessern.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wir können individuelles Design und Musterproduktion anbietenCU Flex-SammelschieneBasierend auf Ihrem Installationsraum, den Anforderungen an die Stromführung und der Biegehäufigkeit stellen wir sicher, dass jedes Produkt genau zu Ihren Geräteanschlüssen passt. Gerne stellen wir Ihnen Bauraumskizzen oder Fehlerbeschreibungen bestehender starrer Verbindungen zur Verfügung, unsere Anwendungstechniker geben Ihnen gerne Vorschläge für flexible Modifikationen.