Title:
Isolierter Flachleiter und Flachleiterverbund
Kind Code:
A1


Abstract:

Die vorliegende Erfindung stellt einen isolierten Flachleiter für ein Kraftfahrzeug mit einem Leiterabschnitt und mindestens zwei Anschlussabschnitten bereit, wobei der Flachleiter (A) zumindest abschnittsweise von einem Laminierverbund (C, D, E, F, G) umgeben wird, der eine Isolationsfolie (D), die den Flachleiter elektrisch isoliert, und eine Haftschicht (E) aufweist, welche die Isolationsfolie mit dem Flachleiter verbindet. Weiterhin stellt die Erfindung einen Flachleiterverbund aus mehreren Flachleitern und ein Verfahren zur deren Herstellung bereit.




Inventors:
Specht, Klaus, Dr. (84144, Geisenhausen, DE)
Sommavilla, Harald (Sankt Peter am Hart, AT)
Heigl, Christian (94559, Niederwinkling, DE)
Application Number:
DE102014119720A
Publication Date:
06/30/2016
Filing Date:
12/30/2014
Assignee:
Lisa Dräxlmaier GmbH, 84137 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102013101644A1N/A2014-08-21



Foreign References:
GB973211A1964-10-21
200701378792007-06-21
WO2013011449A22013-01-24
Claims:
1. Isolierter Flachleiter für ein Kraftfahrzeug mit einem Leiterabschnitt und mindestens zwei Anschlussabschnitten, wobei der Flachleiter (A) zumindest abschnittsweise von einem Laminierverbund (C, D, E, F, G) umgeben wird, der aufweist:
eine Isolationsfolie (D), die den Flachleiter elektrisch isoliert, und
eine Haftschicht (E), welche die Isolationsfolie mit dem Flachleiter verbindet.

2. Isolierter Flachleiter nach Anspruch 1, bei dem die Isolationsfolie (D) eine höhere Schmelztemperatur als die Haftschicht (E) aufweist, wobei die Schmelztemperatur der Isolationsfolie (D) vorzugsweise über 180°C liegt.

3. Isolierter Flachleiter nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Isolationsschicht (D) einen Thermoplast, bevorzugt PA12 und/oder PP, und/oder einen Duroplasten aufweist.

4. Isolierter Flachleiter nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Haftschicht (E) einen Schmelzbereich von 120°C bis 180°C aufweist.

5. Isolierter Flachleiter nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Haftschicht (E) einen Thermoplast aufweist, insbesondere niedermolekulares PP oder PE, PVC, Maleinsäureanhydrid, gepfropftes Polyolefin, wie z. B. MAH-PP oder MAH-PE, Polyolefin-Blends oder Polyamid, das mit MAH gepfropft sein kann.

6. Isolierter Flachleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Haftschicht (E) einen chemisch vernetzenden Polymerwerkstoff, insbesondere einen Schmelzklebstoff, aufweist.

7. Isolierter Flachleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Haftschicht (E) einen Duroplast aufweist, insbesondere ein schäumendes duroplastisches Polymersystem, wie z. B. Polyurethan.

8. Isolierter Flachleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Haftschicht (E) als Folie ausgebildet ist und mit der Isolationsfolie (D) einen Folienverbund ausbildet.

9. Flachleiterverbund mit mindestens zwei isolierten Flachleitern nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem zwei benachbarte Flachleiter durch mindestens eine Isolationsfolienlage getrennt sind.

10. Flachleiterverbund nach Anspruch 9, bei dem die Isolationsfolie von zumindest einem isolierten Flachleiterpaar Hafteigenschaften aufweist.

11. Herstellungsverfahren für einen isolierten Flachleiter oder einen isolierten Flachleiterverbund für ein Fahrzeug, das die Schritte umfasst:
– Bereitstellen eines Flachleiters (A),
– Bereitstellen einer Isolationsfolie (D) zur elektrischen Isolation des Flachleiters (A),
– Bereitstellen einer Haftschicht (E) und
– Auflaminieren der Isolationsfolie (D) auf den Flachleiter (A) mittels der Haftschicht (E).

12. Herstellungsverfahren nach Anspruch 11, das zudem ein Ausbilden von Anschlusselementen vor dem Laminieren umfasst.

13. Herstellungsverfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die Haftschicht (E) als Folie ausgebildet ist und mit der Isolationsfolie (D) als Folienverbund (C), bevorzugt als koextrudierter Folienverbund, auf den Flachleiter auflaminiert wird.

14. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem die Haftschicht als ein chemisch vernetzender Polymerwerkstoff, insbesondere als Schmelzklebstoff, aufgebracht wird.

15. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem die Haftschicht als schäumendes duroplastisches Polymersystem aufgebracht wird.

16. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei dem die Haftschicht durch Wärme aktiviert wird, wobei die Temperatur so gewählt ist, dass die Haftschicht eine vorbestimmte Viskosität erreicht, während der Aggregatzustand der Isolationsfolie unverändert bleibt.

17. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, bei dem das Laminieren unter Ausübung von Druck erfolgt, der bevorzugt mittels Walzen aufgebracht wird, wobei die Walzen vorzugsweise um eine Rotationsachse senkrecht zu ihrer Längsachse kippbar gelagert sind.

18. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, bei dem das Laminieren mit einer konturgebenden Form ausgeführt wird.

19. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, bei dem das Laminieren unter Vakuum ausgeführt wird.

20. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, bei dem vor dem Laminieren ein Zuschnitt der mindestens einen auf den Flachleiter aufzubringenden Folie erfolgt.

21. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 20, bei dem die Isolationsfolie mit der Haftschicht vor dem Laminieren zumindest abschnittsweise um den Flachleiter gefaltet wird.

Description:
GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft einen isolierten Flachleiter, einen isolierten Flachleiterverbund sowie ein Verfahren, mit dem diese hergestellt werden können.

STAND DER TECHNIK

Üblicherweise verwendete Kabelbäume weisen aufgrund der gestiegenen Anzahl an Verbrauchern heutiger Fahrzeuge eine erheblich gestiegene Kabelanzahl auf. Zudem ist auch der Durchmesser der Kabel aufgrund des höheren Energiebedarfs gestiegen. Beides hat ein gestiegenes Gewicht der Kabelbäume zur Folge und damit einen höheren Energiebedarf bei der Beschleunigung des Fahrzeugs. Außerdem steigt als weiterer ungewünschter Nebeneffekt der Platzbedarf dieser Kabelbäume an.

Aus diesem Grund steigt der Einsatz von Flachleitern, da durch ihre Verwendung der Einbauraum und das Leitergewicht, insbesondere bei der Verwendung von Aluminium als leitendes Material, stark reduziert werden können. Diese Vorteile sind vor allem bei Kabelbäumen spürbar, die entlang der Bodengruppenkontur vom Motorraum bis zum Heckbereich des Fahrzeugs verlaufen. Darüber hinaus hat die geometrische Form der Flachleiter auch elektrotechnische Vorteile gegenüber Rundleitern. So kann aufgrund des geringeren Gewichts und Platzbedarfs der Flachleiter mit diesen neben der Energie- und Signalversorgung auch die Masserückführung erfolgen. Dies ist vor allem für Fahrzeuge von Vorteil, bei denen nicht leitfähige Karosseriewerkstoffe eingesetzt werden, um beispielsweise Gewicht zu sparen. Hinzu kommt, dass durch den geschichteten, flachen Aufbau die elektromagnetischen Felder außerhalb des Mehrschichtleiters nahezu eliminiert und folglich der induktive Widerstand reduziert wird.

Damit ein Flachleiter oder Flachleiterverbund allerdings funktionsfähig ist, müssen die einzelnen Flachleiter zueinander wie auch zu ihrer Umgebung elektrisch isoliert sein. Die Herstellung der Isolationsschicht, um den Flachleiter zu isolieren, kann beispielsweise über Lackiertechniken, wie die Tauchlackierung, oder Extrusion erfolgen.

Beim Lackieren der Isolationsschicht auf den Flachleiter verursacht die sogenannte Kantenflucht jedoch eine starke Reduktion der Schichtdicke des Isolationslacks an der Flachleiterkante. Mit anderen Worten ist die Isolationsschicht genau da am geringsten, wo ein elektrischer Spannungsüberschlag am wahrscheinlichsten ist. Hinzu kommt, dass Abschnitte des Flachleiters, die einen elektrischen Kontakt herstellen sollen, nicht isoliert sein dürfen und aus diesem Grund entweder zuvor aufwändig abgeklebt oder an den entsprechenden Stellen wieder abisoliert werden müssen. Bei einem Flachleiterverbund müssen die einzeln lackierten Flachleiter zudem noch zu einem Flachleiterverbund montiert werden.

Im Falle der Isolation von Flachleitern mittels Extrusion erfolgt eine Ummantelung des Flachleiters prozessbedingt ohne Anschlusselemente, wie z. B. Anschlussfahnen, da lediglich eine im Querschnitt kontinuierliche Geometrie bei der Extrusion hergestellt werden kann. Folglich muss nach der Flachleiterextrusion auch hier die erzeugte Isolationsschicht wieder entfernt werden, bevor ein Kontakt- bzw. Anschlusselement zum Beispiel über einen Schweißprozess angebracht werden kann. Nach erfolgtem Anbringen des Kontaktelements ist es zudem im Regelfall notwendig, wieder eine Isolation von zumindest einem Teil des freigelegten Flachleiterbereichs sowie eines Abschnitts des Anschlusselements aufzubringen. Dies kann beispielsweise über eine Isolationslackierung geschehen, die aber die oben bereits genannten Nachteile mit sich trägt.

Bei beiden genannten Verfahren kommt es folglich zu redundanten Fertigungsschritten, um einen fertig isolierten Flachleiter oder auch Flachleiterverbund herzustellen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Folglich war es eine Aufgabe der Erfindung, einen Flachleiter sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung bereitzustellen, mit dem eine gleichmäßige Isolation erreichbar ist. Zudem war es ein weiteres Ziel, die Anzahl der für das Endprodukt notwendigen Fertigungsschritte zu verringern, indem insbesondere redundante Fertigungsschritte vermieden werden bzw. wegfallen.

Als Lösung definiert die vorliegende Erfindung in den unabhängigen Ansprüchen 1, 9 und 11 einen isolierten Flachleiter, einen Flachleiterverbund bzw. ein Herstellungsverfahren für einen Flachleiter oder einen isolierten Flachleiterverbund. Die jeweils von den unabhängigen Ansprüchen abhängigen Ansprüche definieren weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.

So stellt die vorliegende Erfindung einen isolierten Flachleiter für ein Kraftfahrzeug mit einem Leiterabschnitt und mindestens zwei Anschlussabschnitten bereit, wobei der Flachleiter zumindest abschnittsweise von einem Laminierverbund umgeben wird. Dabei weist der Laminierverbund eine Isolationsfolie, die den Flachleiter elektrisch isoliert, und eine Haftschicht auf, welche die Isolationsfolie mit dem Flachleiter verbindet.

Da die Isolationsfolie den Flachleiter zumindest abschnittsweise umgibt, gewährleistet diese dort eine Isolation, welche unabhängig von der Position auf dem Flachleiter zuverlässig eine Mindestdicke aufweist. Dies gilt vor allem für Kanten des Flachleiters sowie, falls vorhanden, den isolierten Teil der Anschlussabschnitte, möglicherweise mit Anschlusselementen, wo die Isolationsfolie anders als beispielsweise eine Lackierung ein Mindestmaß an durchgehender Isolation bereitstellt. Mit anderen Worten hat die Erfindung den Vorteil, dass auch an den kritischen Stellen, wo die Geometrie des Flachleiters Kanten oder hervorstehende Elemente aufweist und das Auftreten von Funkenüberschlag besonders wahrscheinlich ist, eine Isolationsschicht bereitgestellt wird, die dies verhindert.

Die Haftschicht kann bei dem Laminierverbund einen zuverlässigen Verbund zwischen der Isolationsschicht bzw. der Isolationsfolie und dem Flachleiter bereit stellen, so dass einer Verschiebung der Isolationsfolie relativ zum Flachleiter vorgebeugt wird. Dann stellt der erfindungsgemäße Laminierverbund auch dann eine zuverlässige elektrische Isolation an den geforderten Stellen bereit, wenn der Flachleiter bei der Montage im Fahrzeug verformt wird oder betriebsbedingten Belastungen widerstehen muss, die beispielsweise durch die Einwirkung von Wärme entstehen können.

Im Sinne der vorliegenden Offenbarung muss die Haftschicht im Ausgangszustand nicht zwangsläufig haftend oder klebend sein. Bei der Positionierung des Laminierverbundes auf dem Flachleiter kann ein Verrutschen für ein Positionsausrichten genutzt werden. Erst durch die Einwirkung von Druck und/oder Temperatur haftet die Haftschicht auf dem Flachleiter. Durch das Abkühlen oder Vernetzen der Haftschicht kann nachfolgend ein Verkleben erfolgen, wobei unter Verkleben insbesondere eine stoffliche Verbindung des Laminierverbundes zum Flachleiter verstanden werden kann.

Bei einem erfindungsgemäßen isolierten Flachleiter ist bevorzugt der gesamte Leiterabschnitt isoliert. Dagegen ist eine Isolation der Anschlussabschnitte, wenn überhaupt, nur da vorgesehen, wo keine elektrische Verbindung vorgesehen ist. Dies kann z. B. bei zusätzlich angebrachten elektrischen Anschlusselementen auf deren Außenseite oder ihrer Verbindungsstelle zum Flachleiter (beispielsweise Löt- oder Schweißstelle) der Fall sein.

Der Flachleiter ist bevorzugt aus einem Metall und im Hinblick auf sein Gewicht insbesondere aus Aluminium hergestellt. Die Länge des Flachleiters bewegt sich bevorzugter Weise in einem Bereich von 1 bis 4,5 m Länge. Die Querschnittsfläche des Flachleiters zur Übertragung der elektrischen Leistung beträgt zudem bevorzugt zwischen 20 und 80 mm2. Besonders bevorzugt sind Flachleiter mit einem Querschnitt von 1 × 60 mm.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Isolationsfolie eine höhere Schmelztemperatur als die Haftschicht auf, wobei die Schmelztemperatur der Isolationsfolie vorzugsweise über 180°C liegt.

Die höhere Schmelztemperatur der Isolationsfolie im Vergleich zur Haftschicht stellt beim Auflaminieren mit Hilfe von Wärme sicher, dass die Isolationsfolie beim Aufbringen auf den Flachleiter nicht aufgeschmolzen wird und somit eine durchgehende Isolierung erreicht wird. Gleichzeitig ist die Temperaturdifferenz zwischen der Haftschicht und der Isolationsfolie vorteilhafterweise so gewählt, dass sich die Isolationsfolie geschmeidig der Form des Flachleiters und eventuell vorhandener Anschlusselemente anpasst, sofern letztere für ein Einlaminieren vorgesehen sind. Im Betrieb sorgt die höhere Schmelztemperatur zudem dafür, dass auch dann eine zuverlässige Isolation des Flachleiters vorhanden ist, wenn die Umgebungstemperatur hoch ist, wie z. B. im Motorraum, durch Verbraucher oder durch Sonneneinstrahlung.

Außerdem erreicht die vorliegende Ausführungsform der Erfindung, dass die Nachgiebigkeit der Haftschicht durch äußere Temperatureinwirkungen zunehmen kann und somit in gewissen Grenzen eine relative Verschiebung des Flachleiters und der Isolationsfolie ermöglicht, sodass einer Beschädigung durch unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten der Laminierverbundkomponenten und der daraus resultierenden Spannung vorgebeugt wird.

Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Isolationsschicht (D) einen Thermoplast, bevorzugt PA12 und/oder PP, auf. Sie kann auch einen Duroplasten umfassen.

Thermoplasten haben sich in der Serienfertigung bewährt und weisen im Allgemeinen eine Duktilität auf, die insbesondere bei den in einem Fahrzeug im Regelfall auftretenden Schwankungen der Umgebungstemperatur von Vorteil ist. Thermoplasten sind also sowohl gut und einfach verarbeitbar und erweisen sich aufgrund ihrer Materialeigenschaften für die vorliegende Anwendung im Betrieb des isolierten Flachleiters als zuverlässiger elektrischer Isolator.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Haftschicht (E) einen Schmelzbereich zwischen 120°C bis 180°C auf.

Insbesondere in Verbindung mit einer Isolationsfolie, die einen höheren Schmelzbereich aufweist, kann eine Haftschicht dieser Ausführungsform eine gute Haftverbindung zwischen dem Flachleiter und der Laminierfolie gewährleisten, ohne das letztere beschädigt wird. Zudem kann die Haftfähigkeit der Laminierfolie dank einer Schmelztemperatur der Haftschicht in dieser Höhe mit der Haftschicht und damit auch dem Flachleiter verbessert werden. Mit anderen Worten kann als Isolationsfolie ein Thermoplast verwendet werden, der bei Erwärmung Hafteigenschaften aufweist, allerdings zu einem geringeren Maß als die Haftschicht des Laminierverbunds, sodass ein späteres Ankleben der Isolationsschicht des Flachleiters bei Betriebstemperatur vermieden wird. Allerdings kann auch das Gegenteil von Vorteil sein, um eine Haftung des Flachleiters an seiner Umgebung zu erhalten, sodass beispielsweise eine Geräuschbildung durch den sich bewegenden Leiter vermieden wird.

Dieser Temperaturbereich stellt dabei sicher, dass etwaige durch Geometriesprünge des Flachleiters und/oder der Anschlusselemente vorhandene Hohlräume mit dem Haftmittel aufgefüllt werden. Genauer gesagt ist mit diesem Temperaturbereich die Schmelztemperatur der Haftschicht so gewählt, dass die Viskosität niedrig genug ist, um Lufteinschlüsse zu beseitigen und unerwünschte Hohlräume aufzufüllen.

Folglich wird die Schichtdicke der Haftschicht so gewählt, dass sie zuverlässig eine durchgehende Haftschicht zur Verfügung stellen kann. Mit anderen Worten muss das Haftmittelvolumen, welches der Laminierverbund bereitstellt, ausreichen, um etwaige Hohlräume, Spalten oder Lücken bei der Isolation des Flachleiters aufzufüllen. Hierbei hat sich herausgestellt, dass Haftschichtdicken von 0,1 bis 1,0 mm besonders geeignet sind.

Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Haftschicht einen Thermoplast auf, insbesondere niedermolekulares PP oder PE, PVC, mit Maleinsäureanhydrid gepfropftes Polyolefin, wie z. B. MAH-PP oder MAH-PE, Polyolefin-Blends oder Polyamid, das mit MAH gepfropft sein kann.

Bei einer Haftschicht aus einem Thermoplasten werden bezüglich der Herstellung die gleichen Vorteile genutzt, die bereits im Zusammenhang mit der Isolationsfolie aus einem Thermoplasten genannt worden sind. Zudem haben sich einige Thermoplasten auch als Haftmittel bzw. Klebstoff bewährt. Dabei wird der Thermoplast bevorzugt als Einkomponenten-Haftsystem verwendet.

Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Haftschicht einen vernetzenden Kunststoff, d.h. einen Duroplast oder Elastomer auf. Hierbei kann die Haftschicht bevorzugt aus einem Schmelzklebstoff (Heißklebstoff, Hotmelt) bestehen, der erst bei Temperatureinwirkung in einen plastischen bzw. fließfähigen Viskositätsbereich übergeht und eine Verklebung zum Flachleiter sowie eine Polymervernetzung des Schmelzklebers ermöglicht. Hierbei wird ein Ausfüllen von Kantenbereichen oder Hohlräumen, z.B. im Übergangsbereich zu einem Anschlusselement, beim Laminiervorgang bewirkt und gleichzeitig eine beständige Vernetzungsreaktion ausgelöst. Je nach Basispolymer des Schmelzklebers kann die Aktivierungs- bzw. Reaktionstemperatur und Schmelztemperatur beispielsweise zwischen 140 °C und 200 °C eingestellt werden.

Der Einsatz eines Duroplasten als Haftschicht, insbesondere mit schäumenden Eigenschaften, ist ideal zum Ausfüllen von Hohlräumen beim Auflaminieren des Laminierverbunds geeignet. Dies ist insbesondere bei größeren Hohlräumen von Vorteil, die beispielsweise bei an dem Flachleiter angebrachten Anschlusselementen mit in der Regel größeren Geometriesprüngen auftreten können. Zudem können die Eigenschaften eines duroplastischen Systems auf die Anforderungen des isolierten Flachleiters gezielt angepasst werden, wie z. B. mit Hilfe von Füllstoffen.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Haftschicht als Folie ausgebildet und bildet mit der Isolationsfolie einen Folienverbund aus.

Da die Haftschicht dieser Ausführungsform wie die Isolationsschicht als Folie ausgebildet ist, kann eine durchgehende Haftschicht zwischen der Isolationsfolie und dem Flachleiter bereitgestellt werden. Weiterhin hat eine derartige erfindungsgemäße Haftschicht den Vorteil, dass sie als Haftschichtfolie in der Verarbeitung besonders einfach handhabbar ist. So lässt sie sich einfach an die Abmessungen und die Geometrie der Isolationsfolie anpassen und auftragen bzw. auflaminieren. Besonders bevorzugt sind die Isolationsfolie und die als Folie ausgebildete Haftschicht bereits koextrudiert, sodass sie sich beim Auflegen auf den Flachleiter nicht relativ zueinander verschieben können.

Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung einen Flachleiterverbund mit mindestens zwei isolierten Flachleitern bereit, bei dem zwei benachbarte Flachleiter durch mindestens eine Isolationsfolienlage getrennt sind.

Der erfindungsgemäße Flachleiterverbund kann Teilbereiche der besonders in der KFZ-Industrie üblichen Kabelbäume ersetzen. Dabei ist ein solcher Flachleiterverbund besonders montagefreundlich, da er beim Einbau durch den Laminierverbund auch mechanisch gegen Beschädigung geschützt ist. Weist der Flachleiterverbund zudem nur eine Isolationsfolienlage zwischen zwei Leitern auf, hat dies den Vorteil eines steiferen Verbundes, der besonders gut in für die Montage vorgesehene Zwischenräume eingeschoben werden kann. Andererseits kann durch eine Trennung zweier Leiter mit Hilfe von zwei Isolationsfolien einer Entstehung von Spannungen zwischen den Leitern vorgebeugt werden, da diese nicht oder nur sehr eingeschränkt aneinander haften. Folglich wird derartigen Spannungen aufgrund der zwischen den Isolationsfolien möglichen Relativbewegung entgegengewirkt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Isolationsfolie von zumindest einem isolierten Flachleiterpaar Hafteigenschaften auf.

Bei dieser Ausführungsform wird auch dann ein stabiler Flachleiterverbund bereitgestellt, wenn nur eine Isolationsfolienlage zwischen zwei benachbarten Flachleitern vorhanden ist. Weiterhin ist es bei einer derartigen Ausführungsform möglich, die Hafteigenschaften der Isolationsfolie je nach Bedarf gezielt oder auch gar nicht zu aktivieren. Im Falle einer Aktivierung weist die Isolationsfolie Hafteigenschaften zum benachbarten Flachleiter auf, während sie bei einer fehlenden Aktivierung während der Herstellung, z.B. bei einer Konturformgebung, eine Relativbewegung zur Umgebung, insbesondere zu einer weiteren Isolationsfolie, ermöglicht.

Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung ein Herstellungsverfahren für einen isolierten Flachleiter oder einen isolierten Flachleiterverbund für ein Fahrzeug zur Verfügung, das die Schritte umfasst: Bereitstellen eines Flachleiters, Bereitstellen einer Isolationsfolie zur elektrischen Isolation des Flachleiters, Bereitstellen einer Haftschicht und Auflaminieren der Isolationsfolie auf den Flachleiter mittels der Haftschicht.

Bei diesem Verfahren wird im Gegensatz zu anderen Verfahren, wie z.B. der zuvor erwähnten Lackiertechnik, keine Trockenzeit benötigt. Folglich kann der isolierte Fachleiter nach kurzer Abkühlung direkt nach dem Laminationsvorgang weiterverarbeitet werden. Zudem ermöglicht die Verwendung eines Laminierverbunds aus einer Isolationsfolie und einer Haftschicht eine zuverlässige elektrische Isolation gegen die Umgebung sowie auch eine zuverlässige Abdichtung gegen äußere Einflüsse.

Insbesondere wenn der Leiterabschnitt des Flachleiters vollständig einlaminiert ist, stellt der Laminierverbund auch eine Abdichtung gegen äußere Einflüsse zur Verfügung, sodass keine Feuchtigkeit bis zu dem Leiter vordringen kann. Dies ist vor allem bei Verwendung von Aluminium als Flachleitermaterial von Vorteil. Hinzu kommt, dass die Schnittkanten beim Einlaminieren genauso stark ummantelt werden, wie der Rest des Flachleiters. Die durch Biegung der Folie um den Flachleiter und etwaig vorhandene Anschlusselemente auftretende Querschnittsverengung ist dabei vernachlässigbar. Das heißt, es ist in den Randbereichen bzw. bei geometrischen Unstetigkeiten des möglicherweise mit Anschlusselementen vormontierten Flachleiters nicht notwendig, eine elektrische Isolation durch zusätzliche Nachbearbeitungsmaßnahmen sicherzustellen.

Auf der Oberfläche des Leiters kann zudem ein Haftvermittler aufgetragen werden. Weiterhin ist es möglich die Oberfläche des Leiters zu eloxieren und/oder zu anodisieren, um eine möglichst gute Haftung hervorzurufen. Besonders bevorzugt werden die Oberflächen des Flachleiters jedoch lediglich gründlich gereinigt, um eine Maskierung der Kontakt- bzw. Anschlussbereiche, wie sie z.B. beim Auftragen eines Haftvermittlers bzw. Primers erforderlich sind, zu vermeiden.

Es versteht sich, dass das Auflaminieren sowohl in einem Schritt, d.h. beidseitig, oder zunächst von einer Seite und dann von der anderen Seite erfolgen kann.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Herstellungsverfahren zudem ein Ausbilden von Anschlusselementen vor dem Laminieren.

Das besonders bevorzugte Ausbilden oder Anbringen von Anschlusselementen am Flachleiter vor dem Laminieren erreicht fertigungstechnisch eine Entkopplung der Metallverarbeitung von der Kunststoffverarbeitung. Dies ist vorteilhaft, da diese beiden Fertigungsverfahren normalerweise nur schwer in Einklang zu bringen sind. Beispielsweise ist es aufgrund der Wärmeentwicklung beim Anschweißen von Anschlusselementen mit Aufwand verbunden, sodass bereits vorhandene Kunststoffbereiche des Flachleiters nicht beschädigt werden.

Unter dem Ausbilden von Anschlusselementen wird erfindungsgemäß z.B. das Ausbilden von Fahnen durch Stanzen oder andere Trennverfahren wie auch das Verpressen oder Fügen von Anschlusselementen verstanden.

Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Haftschicht für das Herstellungsverfahren als Folie ausgebildet und wird mit der Isolationsfolie als Folienverbund, bevorzugt als koextrudierter Folienverbund, auf den Flachleiter auflaminiert.

Die Verwendung eines Folienverbunds, der aus einer Isolationsfolie und einer Haftfolie ausgebildet ist, ermöglicht während des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ein einfaches Platzieren des isolierenden Laminierverbunds auf der Leiteroberfläche. Ist zudem der Folienverbund aus Haftschicht und Isolationsfolie beispielsweise durch Koextrusion fest miteinander verbunden, wird außerdem einem Verrutschen der Haftschicht gegen die Isolationsfolie beim Auflaminieren wirkungsvoll entgegengewirkt.

Ein erfindungsgemäßer Folienverbund zur Isolierung eines Flachleiters kann zudem eine haftvermittelnde Zwischenschicht aufweisen, die eine weiter verbesserte Haftung zwischen der elektrisch isolierenden Isolationsfolie und der Haftschicht, d.h. im vorliegenden Fall der Haftfolie, bereitstellt. Außerdem ist es möglich, auf die Außenseiten des Folienverbunds mindestens eine abziehbare Schutzfolie vorzusehen, die besonders bevorzugt ebenfalls mit der Haftschicht und/oder der Isolationsschicht koextrudiert wird.

Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Haftschicht als schäumendes duroplastisches Polymersystem und/oder als ein chemisch vernetzender Polymerwerkstoff, insbesondere als Schmelzklebstoff, aufgebracht.

Die Verwendung eines schäumenden duroplastischen Polymersystems hat wie zuvor bereits erwähnt den Vorteil, dass etwaig vorhandene Hohlräume zwischen dem Flachleiter und der aufgelegten oder auch angeschmiegten Isolationsfolie aufgefüllt werden. Ein Auffüllen solcher Hohlräume wirkt dem Entstehen von Kondensationsfeuchtigkeit entgegen und somit einer Oxidation des Flachleiters oder Kontaktbereichen zwischen dem Flachleitermaterial und an ihm befestigten Anschlusselementen. Weiterhin wird durch die vorliegende Ausführungsform beim Auflaminieren ein zusätzlicher Druck beim Auflaminieren erzeugt, der zwischen dem Flachleiter und dem Laminationswerkzeug wirkt.

Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Haftschicht durch Wärme aktiviert, wobei die Temperatur zur Aktivierung der Haftschicht so gewählt ist, dass die Haftschicht eine vorbestimmte Viskosität erreicht, während der Aggregatzustand der Isolationsfolie unverändert bleibt.

Im Allgemeinen kann die Haftschicht durch einen Energieeintrag aktiviert werden. Dabei ist als Energieform insbesondere aufgrund der einfachen Prozesssteuerung die Verwendung von Wärme besonders vorteilhaft. Dabei wird durch die in dieser Ausführungsform vorgenommene Wahl der Temperatur ermöglicht, dass die Haftschicht die Viskosität erreicht, die notwendig ist, um an der Fläche des Flachleiters eine Verbindung mit der Isolationsfolie herzustellen und gleichzeitig etwaig vorhandene Zwischenräume zwischen der Isolationsfolie und dem Flachleiter sowie möglicherweise vormontierten Anschlusselementen aufzufüllen.

Auch wenn die Isolationsfolie im Gegensatz zur Haftschicht ihren Aggregatzustand nicht verändert, um eine möglichst gleichmäßige Isolationsschicht auf dem Flachleiter und/oder den Anschlusselementen zu erreichen, ist es dennoch von Vorteil, wenn die Isolationsfolie durch die Einwirkung der Aktivierungswärme für die Haftschicht geschmeidig gemacht wird, um ihre Anpassungsfähigkeit an die einzulaminierende Geometrie des Leiters besser anzupassen. Zudem kann sie, wie oben bereits beschrieben, hiermit für eine bessere Verbindung zur Haftschicht vorbereitet werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt das Laminieren unter Ausübung von Druck, der bevorzugt mittels Walzen aufgebracht wird, die noch bevorzugter um eine Rotationsachse senkrecht zu ihrer Längsachse kippbar gelagert sind.

Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass durch Ausübung von Druck die Isolationsfolie noch besser an die Geometrie des Flachleiters und eventuell vorhandene Anschlusselemente angepasst werden kann. Dabei ermöglicht eine Verwendung von Walzen einen kontinuierlich laufenden Laminationsprozess, der insbesondere für eine Serienproduktion erfindungsgemäßer Flachleiter oder Flachleiterverbünde besonders einfach und kosteneffizient durchführbar ist. Dabei wird bevorzugt, eine kippbare Lagerung der Walzen bzw. Konturwalzen zu verwenden, damit sich die Walzen optimal an die Außenkontur des zu isolierenden Flachleiters anpassen können. Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn sich an dem zu isolierenden Flachleiter bereits montierte Anschlusselemente befinden.

Als Walzen können entweder normale zylindrische Walzen oder auch Walzen verwendet werden, die eine Kontur aufweisen und im Weiteren als Konturwalzen bezeichnet werden. Solche Konturwalzen passen sich besonders gut an die Geometrie des zu isolierenden Flachleiters an.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Laminieren mit Unterstützung einer Form ausgeführt.

Das Laminieren mit einer Form bzw. einer Konturform ermöglicht ein gezieltes Aufbringen von Druck in den Bereichen, in denen eine größere Anpassung der Isolationsfolie an die Flachleitergeometrie bzw. die Geometrie der Anschlusselemente notwendig ist. Zudem haben derlei Formen den Vorteil, dass mit ihnen ein sicheres Platzieren der Komponenten zueinander beim Einlegen in die Form ermöglicht wird.

Weiterhin kann die Form dieser Ausführungsform in einer Doppelbandpresse eingesetzt werden, so dass auch hier der Vorteil einer laufenden Serienproduktion realisiert werden kann. Selbstverständlich ist es bei dieser Ausführungsform möglich, die Konturform nur zum Auflaminieren der Isolationsfolie auf eine Seite des Flachleiters zu verwenden und die andere Seite beispielsweise mit Hilfe von Walzen oder Konturwalzen einzulaminieren.

In einer Ausführungsform werden ein Stempel und eine Matrize verwendet, um den benötigten Druck und die benötigte Temperatur für das Laminieren bereitzustellen. Beispielsweise können der Stempel und die Matrize in einem Pressverfahren geradlinig relativ zueinander bewegt werden. Eine solche geradlinige Relativbewegung der Laminierwerkzeuge zueinander kann z.B. mit Hilfe einer Exzenterpresse, einer Kurbelpresse oder einer Kniehebelpresse erreicht werden.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Laminieren unter Vakuum ausgeführt.

Bei dem Laminieren mit Unterstützung durch Unterdruck, d. h. Vakuumkaschieren, wird einerseits die Isolationsfolie besonders gut an die Geometrie des Flachleiters und/oder etwaiger Anschlusselemente angepasst. Zudem wird es einfacher, mittels der Haftschicht vorhandene Leerräume oder Lücken aufzufüllen. Durch das Vakuumkaschieren erfolgt prinzipiell also eine Unterdruckversiegelung des Flachleiters, die jeglichen Einschlüssen vorbeugt, welche die Qualität des Flachleiters negativ beeinflussen könnten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt vor dem Laminieren ein Zuschnitt der mindestens einen auf den Flachleiter aufzubringenden Folie.

Im Gegensatz zum Auftrag einer flüssigen Isolationsschicht kann durch das Zuschneiden ein genaues Anpassen an den Flachleiter bereits vor dem Auftragen der Isolation auf den Flachleiter erfolgen. Der Zuschnitt erfolgt dabei im Regelfall mit einer Zugabe zu der Flachleitergeometrie, um ein vollständiges Einlaminieren in den Randbereichen des Flachleiters sicherzustellen. Erfolgt das Zuschneiden vor dem Laminiervorgang, kann bei entsprechend genauer Verarbeitung ein weiterer Zuschnittschritt nach dem Laminieren kostengünstig unterbleiben. Weiterhin ist das Zuschneiden vor dem Auflaminieren insbesondere bei der Verwendung einer Form von Vorteil, wie z.B. einer Konturform oder auch einer Konturwalze, da sich durch das Zuschneiden der Laminierverbund in die Form einpassen kann. Weiterhin entfällt durch das Zuschneiden vor dem Laminieren jegliches Abisolieren etwaiger Einschlusselemente des Flachleiters.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Isolationsfolie mit der Haftschicht vor dem Laminieren zumindest abschnittsweise um den Flachleiter gefaltet.

Das Falten der Isolationsfolie, vorzugsweise zusammen mit der ebenfalls als Folie ausgeführten Haftschicht, um den Flachleiter bevor das Laminieren ausgeführt wird, ermöglicht ebenfalls eine einwandfreie elektrische Isolation des Leiters von der Umgebung, da an der Stelle der Falz die beiden Seiten des Laminierverbundes nicht mehr verbunden werden müssen. Das Falten der Isolationsfolie und vorzugsweise auch der Haftschicht erfordert dabei unter Umständen ein vorheriges Ausbilden von Durchgängen, z. B. durch Ausstanzen oder Ausschneiden, um den Anschlussabschnitt des Flachleiters mit eventuell bereits vormontierten Anschlusselementen durch die Falz der gefalteten Isolationsfolie führen zu können.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die folgenden Figuren dienen zum Veranschaulichen beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In ihnen sind gleiche oder gleichwirkende Merkmale mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Die 1a bis 1c sind Schnittansichten, die verschiedene Laminierverbünde gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.

Die 2a und 2b sind Schnittansichten, die das beidseitige Laminieren zur Erzeugung einer Isolationsschicht auf einem Flachbandleiter unter Nutzung der Vakuumtechnik veranschaulichen.

3 veranschaulicht das Verfahrensprinzip beim beidseitigen Laminieren zur Erzeugung einer Isolationsschicht mittels eines konturzugeschnittenen Laminierverbunds.

4 veranschaulicht das Verfahrensprinzip beim beidseitigen Laminieren zur Erzeugung einer Isolationsschicht mit Hilfe einer Walze.

5 veranschaulicht in einer Schnittansicht das Einlaminieren eines Flachbandleiters mit einem gefalteten Laminierverbund.

6 veranschaulicht das Einlaminieren eines Flachbandleiters quer zur Flachleiterhauptrichtung mit Hilfe von zwei Laminierwalzen.

Die 7a und 7b veranschaulichen das Einlaminieren eines Flachbandleiters quer zur Flachleiterhauptrichtung mit Hilfe einer Laminierwalze und einer Konturform im Bereich eines Leiterabschnitts und im Bereich eines Anschlussabschnitts.

8 veranschaulicht das Einlaminieren eines Flachbandleiters mit Hilfe von zwei kippbaren Konturwalzen.

9 ist ein Querschnitt, der das Einlaminieren eines Flachbandleiters mit Hilfe von Konturform-Werkzeughälften veranschaulicht.

Die 10a und 10b veranschaulichen das Verfahrensprinzip beim Einlaminieren eines Flachleiters mit Hilfe von Konturformen in einer beheizten Doppelbandpresse.

11 veranschaulicht das Herstellen eines isolierten Flachleiterverbunds mit Hilfe von Konturwalzen, bei dem jeder Flachleiter eine eigene ihnen umgebende Isolationsfolie aufweist.

12 veranschaulicht ein Herstellungsverfahren zum Herstellen eines isolierten Flachleiterverbunds, bei dem zwei Konturform-Werkzeughälften exemplarisch vier Flachleiter zusammenlaminieren, wobei zwischen zwei benachbarten Flachleitern nur eine Isolationsfolie vorgesehen ist.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Wie in 6 bei den Kanten des Flachleiters im Bereich der Falz P zu erkennen, kann zwar beim Einlaminieren des Flachleiters mit einer Isolationsfolie eine Verdünnung auftreten, jedoch hat diese im Gegensatz zum Abtropfeffekt bei der Lackiertechnik keinen Einfluss auf die Isolationswirkung. Weiterhin beugt die Dicke der Isolationsfolie an derartigen geometrisch unstetigen Stellen auch vor, dass ein ungewollter elektrischer Kontakt aufgrund mechanischer Beschädigung erfolgen kann. Sie schützt den Leiter A also auf zweierlei Weisen.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die Aktivierung nur abschnittsweise vorzunehmen, um damit dem Flachleiterverbund in der zur flachen Fläche des Flachleiters senkrechten Ebene einen bestimmten Verlauf festzulegen.

Die in den 1a bis 1c gezeigten Laminatverbünde können jeweils alleine oder in Kombination als Laminierverbund zum Isolieren eines Flachleiters A oder Flachleiterverbunds eingesetzt werden. Dabei zeigt 1a die einfachste Form eines Laminierverbunds C gemäß der vorliegenden Erfindung, der eine elektrisch isolierende Folie, d. h. eine Isolationsfolie D, und eine haftvermittelnde Schicht E aufweist. Die haftvermittelnde Schicht E sorgt für eine Verbindung zwischen der Isolationsfolie D und dem in dieser Abbildung nicht gezeigten Flachleiter A. Bei der Haftschicht E handelt es sich bevorzugt ebenfalls um eine Folie. Allerdings ist es ergänzend oder auch alternativ möglich, für die Haftschicht ein Haftmittel wie den oben bereits aufgeführten Duroplasten einzusetzen, welcher bei einer Temperatur- und / oder Druckaktivierung zu einer Polymervernetzung führt.

Die Folien eines Laminierverbunds können entweder als einzelne Folien vor dem Laminieren auf den Flachleiter aufgelegt werden oder bevorzugt zusammen als koextrudierter Laminierverbund.

Als Material für einen erfindungsgemäßen Laminierverbund wird bevorzugt, wie oben bereits beschrieben, ein Polymer verwendet. Im Gegensatz dazu wird als Flachleitermaterial vorzugsweise ein Metall verwendet. Aufgrund seines geringen spezifischen Gewichts wie auch seiner elektrischen Leitfähigkeit kommt dabei insbesondere Aluminium bzw. eine Aluminiumlegierung zum Einsatz. Prinzipiell ist es allerdings genauso möglich andere Metalle, wie zum Beispiel Kupfer, Eisenlegierungen oder Silber zu verwenden. Selbstverständlich ist es prinzipiell auch möglich, leitfähige Kunststoffe als Flachleitermaterial einzusetzen.

Die 1b unterscheidet sich von der 1a lediglich dadurch, dass zwischen der Isolationsfolie D und der Haftschicht E eine haftvermittelnde Schicht F eingefügt ist. Ein derartiger Laminierverbund C wird eingesetzt, um eine Verbindung zwischen der Isolationsfolie D und der Haftschicht E zu verbessern oder unter Umständen sogar erst zu ermöglichen. Vorzugsweise handelt es sich auch bei der haftvermittelnden Schicht F um eine Folie, insbesondere eine thermoplastische Folie. Auch bei dieser Folie ist es möglich, sie durch Koextrusion von Anfang an in dem Laminierverbund C anzuordnen. Allerdings ist es genauso möglich, den gezeigten Laminierverbund herzustellen, indem die Isolationsfolie D über die haftvermittelnde Schicht F mit der Haftschicht E verklebt wird. Dabei kann es sich bei der haftvermittelnden Schicht F um ein einkomponentiges oder auch mehrkomponentiges, bevorzugt zweikomponentiges Haftmittelsystem handeln.

In der 1c werden dem Laminierverbund aus 1b zusätzlich beidseitig abziehbare Schutzschichten hinzugefügt. Dem Fachmann ist dabei ohne Weiteres verständlich, dass derartige abziehbare Schutzschichten G auch einseitig oder auch bei den anderen Laminierverbünden der 1 aufgebracht werden können.

Bevorzugterweise wird auch die abziehbare Schutzschicht G mit zumindest einem Teil des restlichen Laminierverbundes koextrudiert hergestellt. Die Schutzschicht G wird bevorzugt erst kurz vor der Verbindung des Laminierverbunds C mit dem Flachleiter A abgezogen, sodass der Gefahr einer Verunreinigung der Oberfläche des Laminierverbundes C, welche die Eigenschaften des Laminierverbundes C negativ beeinflussen kann, wirkungsvoll vorgebeugt wird.

Weiterhin kann es von Vorteil sein, eine abziehbare Schutzschicht G auf der Seite der Isolationsfolie D vorzusehen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Laminierverbund C nicht nur auf einer Seite, sondern beidseitig mit einem Flachleiter A in Verbindung ist. Dabei kann sich an die Isolationsfolie D ein weiterer Flachleiter A sowohl direkt als auch bevorzugt wiederum über eine weitere Haftschicht E anschließen.

Die 2a und 2b zeigen ein erstes bevorzugtes Herstellungsverfahren für einen isolierten Flachleiter A der vorliegenden Erfindung. Das Laminieren kann dabei, wie in der 2a durch die nach unten gerichteten Pfeile angedeutet, mit Unterstützung eines Unterdrucks erfolgen. Wie oben bereits beschrieben, hat dieses Vakuumkaschieren den Vorteil, dass Lufteinschlüssen zwischen dem Flachleiter A und dem Laminierverbund C weitgehendst vorgebeugt wird.

Wie in 2a gezeigt, wird der vorgefertigte Flachleiter A mit einer seiner breiten Kanten bzw. Flächen auf ein Gegenwerkzeug I aufgelegt. Das Gegenwerkzeug I kann, wie gezeigt, eine einfache Fläche sein. Genauso ist es möglich eine Form oder eine Walze zu verwenden, wie weiter unten näher beschrieben. Der auf das Gegenwerkzeug I aufgelegte Flachleiter A weist aufgrund der damit oben genannten Vorteile bevorzugt bereits Anschlusselemente B auf. Bei den in 2a gezeigten Anschlusselementen B handelt es sich dabei um einen Flachstecker, der entweder mit einem dem Fachmann geläufigen Verfahren zuvor an den Flachleiter A angebracht worden ist oder bereits einstückig als Teil des Flachleiters A ausgebildet worden ist.

Nach dem Auflegen auf das Gegenwerkzeug I wird auf die noch freie flache Seite des Flachleiters A ein Laminierverbund C aufgelegt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich hierbei um den in 1a gezeigten Laminierverbund C. Es versteht sich von selbst, dass auch ein anderer Flachleiterverbund verwendet werden kann. Anschließend wird der einzulaminierende Flachleiter A und der dazugehörige Laminierverbund C mit Hilfe des über das Gegenwerkzeug I aufgebrachten Unterdrucks nach Möglichkeit fixiert und/oder angepasst. Zum Einlaminieren wird über ein Laminierwerkzeug H, das einen Stempel bzw. eine Pressfläche aufweist, Druck auf den Laminierverbund C und damit den Flachleiter A ausgeübt, um den Leiter A fest einzulaminieren.

Wie in der 2a auf der Seite des Anschlusselements B zu sehen, erfolgt die Einlaminierung dabei lediglich in einem Teil des Anschlussabschnitts des Anschlusselements B, der nicht für einen elektrischen Kontakt zu einem Verbraucher oder einer Energiequelle vorgesehen ist. Hingegen weist der Laminierverbund C auf der dem Anschlusselement B gegenüberliegenden Seite des Flachleiters A einen Zuschnitt auf, der dafür sorgt, dass der Laminierverbund auch die schmale Kante bzw. Fläche des Flachleiters A bedeckt. Dieser Überstand sorgt außerdem beim Einsatz des Vakuumkaschierens dafür, dass der Laminierverbund C an den Flachleiter A „angesaugt“ wird.

Weiterhin wird bei dem Laminiervorgang bevorzugter Weise Energie eingesetzt, um die Hafteigenschaften des Laminierverbundes C zu aktivieren oder zu verbessern. Vorzugsweise wird dabei als Energie Wärme eingesetzt. Allerdings ist es denkbar, auch andere Energiequellen, wie z.B. Strahlung vorzusehen.

Ist der Flachleiter A auf einer Seite laminiert, wird er, wie in 2b gezeigt, nunmehr vorlaminiert in ein Konturwerkzeug eingelegt. Bei dem Konturwerkzeug L handelt es sich um eine Negativform, welche den bereits laminierten Abschnitt des Flachleiters A aufnehmen kann.

Als nächstes wird auf den Flachleiter A ein weiterer Laminierverbund C aufgelegt, und zwar auf die bis zu diesem Zeitpunkt noch nicht einlaminierte Seite. Dabei kann, wie in 2b gezeigt, wiederum der zuvor verwendete Laminierverbundaufbau verwendet werden oder auch ein davon abweichender. Beispielsweise wird bevorzugt ein anderer Laminierverbund verwendet, wenn ein weiterer Flachleiter A dem ersten isolierten Flachleiter A zugefügt werden soll.

Nach dem Platzieren wird mittels eines Laminierwerkzeugs H Druck auf den nun in dem Laminierverbund C eingebetteten Leiter A ausgeübt. Auch hier wird wiederum bevorzugt Wärme zur Unterstützung des Laminiervorgangs eingesetzt.

Falls für die Haftschicht ein Duroplast insbesondere ein schäumender Duroplast, verwendet wird, kann dieser, wie oben bereits beschrieben, zusätzlich dafür sorgen, dass während des Laminiervorgangs Druck ausgeübt wird. Dieser Vorteil ist bei sämtlichen Herstellungsverfahren dieser Erfindung nutzbar.

Abschließend kann der erfindungsgemäß hergestellte isolierte Flachleiter A, falls erforderlich, weiter zugeschnitten werden. Mit diesem Schritt werden insbesondere überstehende Laminierverbundreste C entfernt. Wie oben bereits beschrieben, kann dieser Schritt durch entsprechendes Zuschneiden vor dem Laminieren jedoch vorteilhafterweise umgangen werden.

3 veranschaulicht einen vor dem Laminierschritt zugeschnittenen Laminierverbund C, der oberhalb und unterhalb eines Flachleiters A positioniert wird. Wie weiterhin in 3 zu erkennen, weist der Flachleiter A einstückig verbundene oder auch vormontierte Anschlusselemente B auf. Dies kann auf vorteilhafte Weise bereits durch den zugeschnittenen Laminierverbund C berücksichtigt werden. Dieser umschließt im vorliegenden Ausführungsbeispiel den Leiterabschnitt des Flachleiters A vollständig, sowie die zwei Anschlussabschnitte B zu einem Ausmaß, sodass jedoch weiterhin ein elektrischer Kontakt mit ihnen ermöglicht wird.

In 4 wird der Laminiervorgang mittels einer vorzugsweise beheizten Laminierwalze H veranschaulicht. Wie in 4 zu erkennen, wird hierfür zunächst der Flachleiter A einschließlich seiner Anschlusselemente B auf einem Laminierverbund C in das Konturformwerkzeug L gelegt.

Anschließend wird auf die noch nicht mit einem Laminierverbund C versehenen Seite des Flachleiters A ein zweiter Laminierverbund C aufgelegt. Das Auflegen kann, wie in 4 veranschaulicht, mit Hilfe einer Laminierwalze H erfolgen. In diesem Fall erfolgt das Auflegen und Laminieren folglich simultan. Selbstverständlich ist es genauso möglich, zunächst den Flachleiter A als auch die zum Einlamineren vorgesehenen Laminierverbünde C relativ zueinander zu platzieren und erst dann mittels der Laminierwalze H zu einem isolierten Flachleiter zu verarbeiten.

5 zeigt eine bevorzugte Möglichkeit, den Flachleiter A relativ zu dem Laminierverbund C zu platzieren, welches mittels eines Einlegeschritts in nur einem Schritt durchführbar ist. Hierfür wird der Laminierverbund C vor oder beim Einlegen des Flachleiters A gefaltet oder gebogen. Falls Anschlusselemente B auf der Seite der Falz bzw. Biegung vorgesehen sind, werden hierfür bevorzugt zuvor Löcher, Öffnungen oder Schnitte in den Laminierverbund eingebracht.

6 zeigt, wie ein zuvor beschriebener in einen Laminierverbund C eingelegter Flachleiter A anschließend laminiert werden kann. Hierzu wird der so für eine Isolation vorbereitete Flachleiter zwischen zwei Laminierwalzen H durchgeführt. Dabei üben die Laminierwalzen H Druck und/oder Wärme auf den auf dem Flachleiter A befindlichen Laminierverbund C aus. Der Vorteil dieses Fertigungsverfahrens liegt insbesondere darin, dass durch die Bewegung der Walzen jegliche Lufteinschlüsse zwischen dem Flachleiter A und dem Laminierverbund C vermieden werden, da Luft quasi vor den Laminierwalzen H bzw. vor dem durch die Laminierwalzen H ausgebildeten Laminierspalt N hergetrieben werden.

In 7a ist eine alternative Herstellungsweise zum Laminieren des für die Laminierung vorgesehenen Flachleiters A gezeigt. Auch wenn wie in 6 von einem in einen Laminierverbund C eingefalteten Leiter ausgegangen wird, ist es selbstverständlich bei beiden gezeigten Verfahren genauso möglich, das Laminieren mit einem wie im Zusammenhang mit der 2 beschriebenen Auflegen des Laminierverbunds C durchzuführen.

In der 7a wird der in den Laminierverbund C eingelegte Flachleiter A in einem Konturformwerkzeug L platziert und anschließend mit Hilfe einer Laminierwalze H zu einem isolierten Flachleiter verarbeitet, die sich über die breite Fläche des Flachleiters A bzw. den Laminierverbund C hinwegbewegt, die dem Konturformwerkzeug L gegenüberliegt.

7b entspricht im Wesentlichen 7a, zeigt jedoch den Flachleiter A im Querschnitt auf der Höhe eines Anschlusselements B. Wie bereits im Zusammenhang mit der 2b beschrieben, wird das Anschlusselement B nicht in einem Bereich einlaminiert, der für einen elektrischen Kontakt vorgesehen ist.

Da sich ein Anschlusselement B auch in der zur Zeichenebene senkrechten Richtung erstrecken kann, werden vorzugsweise kippbare Laminierwalzen H verwendet, die sich um eine Achse senkrecht zu der Längsachse der Laminierwalze H rotieren bzw. kippen lassen, um ein zuverlässiges Laminieren trotz Anschlusselementen B ausführen zu können, die funktionsbedingt eine andere Dicke bzw. Höhe als der Flachleiter A aufweisen können. Damit wird einer Beschädigung des Flachleiters A, des Laminierverbunds C und/oder des Laminierwerkzeugs vorgebeugt, ohne dabei völlig auf Druck beim Laminieren verzichten zu müssen.

8 ist eine Schnittansicht durch ein Konturwalzenpaar K mit einem dazwischen befindlichen Laminierspalt N. Wie in 8 zu erkennen, ist der Laminierspalt N über die Form der Laminierwalzen bzw. Konturwalzen K der Kontur des durch einen Laminierverbunds C umgebenen Flachleiters A angepasst. Die Laminierrichtung liegt folglich senkrecht zur Zeichnungsebene. Die in der 8 gezeigte Ausführungsform ähnelt damit der in 6 gezeigten Ausführung einer Laminiervorrichtung. Allerdings wird der in 6 gezeigte Laminiervorgang bevorzugt quer zur Längsrichtung des Flachleiters und mit einfachen Laminierwalzen H ausgeführt.

Beim Laminiervorgang wird der von zwei Seiten mit einem Laminierverbund C bereitgestellte Flachleiter A durch die zwei Konturwalzen K geführt. Auf diese Weise wird der Laminierverbund C in einem fortlaufenden Prozess an den Flachleiter A angepasst und auflaminiert. Diese Laminiertechnik ist insbesondere für eine Serienfertigung von Vorteil.

Wie durch die halbkreisförmigen Pfeile an den Außenseiten der Konturwalzen K angedeutet, sind diese um eine senkrecht zur Walzenachse stehende Rotationsachse drehbar bzw. kippbar. Hierdurch wird sichergestellt, dass im Falle eines Anschlusselements B die Walzen ausweichen können, um einerseits den Flachleiter A mit dem Laminierverbund C und andererseits die Konturwalzen K nicht zu beschädigen. Trotz des Kippens kann weiterhin, wenn auch in verringertem Ausmaß, Druck auf den Laminierverbund C ausgeübt werden. Dabei kannn auch nur eine der Konturwalzen K kippbar vorgesehen sein.

Weiterhin wird in 8 durch die nach oben und unten zeigenden Pfeile an den Walzenenden angedeutet, dass beide Konturwalzen K aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können, um den für eine qualitativ hochwertige Laminierung vorteilhaften Druck auf den Flachleiter A und den Laminierverbund C aufzubringen. Auch hier ist es möglich eine Verschiebbarkeit von nur einer Konturwalze K in Richtung des Laminierspalts N oder von diesem weg vorzusehen.

Auch wenn in 8 die Vorrichtung zur Herstellung des isolierten Leiters mit zwei Konturwalzen K dargestellt ist, ist es genauso möglich, eine Konturwalze K mit einer einfachen Laminierwalze H zu verwenden. In der in 8 gezeigten beispielhaften Ausführungsform würde dabei lediglich der Laminierverbund C auf der der Konturwalze K zugewandten breiten Seite des Flachleiters A an Schmalkanten des Flachleiters A entlanggeführt, ähnlich wie in den 2a, 2b bzw. 4 gezeigt.

9 zeigt eine im Ergebnis zur 8 gleiche Laminierung eines Flachleiters A, die im Unterschied jedoch über ein Laminierwerkzeug H mit einem zwei Konturformhälften aufweisenden Konturformwerkzeug L erzeugt worden ist. Um während des Laminiervorgangs einen Druck auf den Flachleiter A und den auf ihm angeordneten Laminierverbund C aufzubringen, ist mindestens eine der beiden Werkzeughälften auf die jeweils andere zu oder von dieser weg bewegbar. Der Vorteil der Verwendung eines solchen Konturformwerkzeugs L ist, dass Anschlusselemente B ebenfalls in der Konturform abgebildet werden können, sodass eine sehr gleichmäßige Laminierung erreicht werden kann. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Flachleiter A vor dem Einlaminieren bereits soweit vormontiert ist, dass er nicht nur einen länglich geformten Flachleiter A aufweist, sondern zudem an diesem mindestens ein weiterer abstehender Flachleiter montiert ist, der elektrische Energie von dem Flachleiter A abzweigt.

In den 10a und 10b erfolgt ähnlich wie in 9 das Einlaminieren des Flachleiters A einschließlich seiner Anschlusselemente B in den Laminierverbund C mittels eines Konturformwerkzeugs L. Allerdings werden der Leiter A mit den möglicherweise vormontierten Anschlusselementen B und dem Laminierverbund C zunächst zwischen den Konturformwerkzeughälften positioniert. Diese werden anschließend durch eine Bandpresse geführt, die zum Erzeugen eines qualitativ hochwertigen Laminats einen vorbestimmten Druck und einen vorbestimmten Temperaturverlauf auf den Flachleiter A mit dem darauf befindlichen Laminierverbund C ausübt.

11 zeigt ähnlich wie 8 das Einlaminieren mittels zweier gegenläufiger Konturwalzen K. Im Unterschied zur 8 werden hier jedoch zwei Flachleiter A gleichzeitig durch das Aufbringen eines Laminierverbunds C einlaminiert und elektrisch isoliert. Dabei werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel auf den breiten Kanten der Flachleiter A jeweils gleiche Laminierverbünde C aufgebracht. Mit anderen Worten werden zwei isolierte Flachleiter A zu einem Falchleiterverbund zusammengefügt.

Dies hat zur Folge, dass sich zwischen den beiden Flachleitern zwei Isolationsfolien D ohne Haftschicht gegenüberliegen. Damit die isolierten Leiter A dennoch aneinander haften, kann daher entweder eine zusätzliche Haftschicht oder ein Haftvermittler zwischen den aneinanderliegenden Isolationsfolien D eingefügt oder die Isolationsfolien D weisen selbst vorzugsweise aktivierbare Hafteigenschaften auf. Diese Hafteigenschaften werden bevorzugt durch Wärme aktiviert oder auch durch eine andere Energiequelle, wie zum Beispiel Strahlung. Wie bei der Strahlung kann es für die Aktivierung dabei notwendig sein, diese nicht erst durch das Laminierwerkzeug (Walze, Fläche, Konturform), sondern bereits vor dem Zusammenfügen durchzuführen. Letzteres kann aber auch bei der Wärmeaktivierung von Vorteil sein, damit zumindest die Isolierfolie des Laminierverbunds C sich einfacher an die Form des Flachleiters A anschmiegt.

Dabei kann es bei der Ausführungsform der 11 von Vorteil sein, eine geringere Haftkraft zwischen den isolierten Flachleitern A vorzusehen als zwischen einem Flachleiter A und dem jeweiligen Laminierverbund C. Hierdurch können sich die beiden isolierten Flachleiter A sowohl während der Herstellung als auch am späteren Einsatzort des isolierten Flachleiterverbunds in gewissen Grenzen relativ zueinander verschieben, wodurch innere Spannungen in dem Flachleiterverbund vermieden werden und somit der Gefahr einer Verwerfung des Leiters vorgebeugt wird.

Wie bereits im Zusammenhang mit 8 beschrieben, können die Konturwalzen K auf verschiedene Weisen kippbar und verschiebbar vorgesehen sein, um ebenso ein optimales Arbeitsergebnis bei dem Flachleiterverbund zu erzielen.

12 zeigt ebenfalls die Herstellung eines Flachleiterverbunds mit mehreren Flachleitern A und Laminierverbünden C. Allerdings wird hier im Gegensatz zur 11 und ähnlich wie in 9 ein Konturformwerkzeug L verwendet. Zudem unterscheidet sich der Laminierverbund dadurch, dass zwischen zwei Flachleitern A jeweils nur eine Isolationsfolie D vorhanden ist. Infolgedessen wird ein fester Verbund zwischen den einzelnen Flachleitern A hergestellt, so dass diese nicht gegeneinander verschiebbar sind bzw. eine Verschiebbarkeit nur im Rahmen der Nachgiebigkeit des Laminierverbunds, insbesondere der Haftschicht, zur Verfügung steht.

Wie außerdem in der 12 gezeigt, kann die Teilung zwischen den zwei Konturformwerkzeughälften so vorgesehen sein, dass sie dort entlang läuft, wo sich die Anschlusselemente B befinden.

Bei jeder der beschriebenen Ausführungsformen kann durch die vorliegende Erfindung ein isolierter Flachleiter oder können mehrere isolierte Flachleiter in einem Flachleiterverbund mit einer durchgehenden und zuverlässigen elektrischen Isolation gegenüber ihrer Umgebung bereitgestellt werden. Sie tragen deswegen gerade in Fahrzeugen zu deren Betriebssicherheit bei.

BEZUGSZEICHEN

  • A
    Flachleiter
    B
    Anschlusselement
    C
    Laminierverbund
    D
    elektrisch isolierende Folie bzw. Isolationsfolie
    E
    Haftschicht oder Laminierschicht
    F
    Haftvermittelnde Schicht
    G
    Abziehbare Schutzschicht
    H
    vorzugsweise beheiztes Laminierwerkzeug, wie z. B. ein Lamnierstempel oder eine Laminierwalze
    I
    Gegenwerkzeug zum Laminierwerkzeug
    K
    Konturformwalze
    L
    Konturformwerkzeug bzw. Einlegelaminierform
    M
    Doppelbandpresse
    N
    Laminierspalt
    P
    Falz