RS58877B1

RS58877B1 - Izolovani električni provodnik

Info

Publication number: RS58877B1
Application number: RS20190780A
Authority: RS
Inventors: Jürgen Hochstöger; Rudolf Schrayvogel; Ewald Koppensteiner
Original assignee: Gebauer & Griller Metallwerk Gmbh
Priority date: 2016-04-01
Filing date: 2017-03-20
Publication date: 2019-08-30
Also published as: JP2021122007A; KR20180128920A; TR201910192T4; KR20220137813A; KR102455180B1; US20190131037A1; MA44633A; JP7055496B2; CN109074918A; EP3394861B1; BR112018069576A2; ES2737298T3; EP3441986B1; PT3394861T; HUE056737T2; ES2704893T3; CA3019024A1; MA44174A; MD3441986T2; MX2018011979A

Description

OPIS PRONALASKA

PODRUČJE PRONALASKA

Pronalazak se odnosi na izolovani električni provodnik koji obuhvata jedan električni provodnik, prvenstveno od bakra ili aluminijuma, sa jednim izolacionim omotačem (oblogom), pri čemu omotač sadrži najmanje jedan spoljašnji izolacioni sloj od termoplastične veštačke mase, kao i na postupak za izradu jednog takvog izolovanog električnog provodnika.

STANJE TEHNIKE

Izolovani električni provodnik se ugrađuje u gotovo sve električne uređaje, kako bi se električna struja provodila bez izazivanja kratkog spoja, jer se kratak spoj može da izazove pomoć kontakta sa električno neizolovanim provodnikom. Takav izolovani električni provodnik sadrži jedan električni provodnik od bakra i jedan za električni provodnik odgovarajući izlacioni omotač, koji na uobičajen način ima jedan ili više slojeva. Da bi se obezbedila sigurna izolacija električnog provodnika izolacioni omotač sadrži jedan sloj od termoplastične veštačke mase.

Na osnovu iskustva u mnogobrojnim oblastima primene povoljno je, da se izvede slabo prijanjanje izolacionog omotača na električni provodnik, da bi se omogućilo lako skidanje izolacije sa električnog provodnika odnosno da se lako ogoli provodnik, mada je takođe u nekim drugim oblastima primene poželjno da se obezbedi što je moguće veće prijanjanje izolacione obloge na električni provodnik. Takve oblasti primene gde se traže dobra svojstva prijanjanja izolacionog omotača nalaze se na primer u gradnji električnih mašina i naročito kod elektromotora i transformatora, gde je izolovani električni provodnik takođe izložen povišenoj temperaturi. Radi pogodnosti za ugrađivanje izolovanog električnog provodnika zahteva se pri tome često jedno povišeno prijanjanje izolacionog omotača na električni provodnik, delimično takođe i pri visokim radnim temperaturama.

Da bi se ispitalo prijanjanje izvršiće se na uobičajen način kružni prorez na izolovanom električnom provodniku (kružno zasecanje izolacije) normalno na podužnu osu provodnika, pa će se oko 20 % provodnika istegnuti i pri tome će se meriti odvajanje izolacionog omotača od električnog provodnika. Ukoliko je manje odvajanja izolacionog omotača od električnog provodnika utoliko je bolje prijanjanje.

Kod uobičajenih izolovanih električnih provodnika koji imaju izolacioni omotač sa jednim izolacionim slojem, izolacioni sloj je izveden prvenstveno od materijala postojanog na visoku temperaturu, pri čemu je prijanjanje naročito između električnog provodnika, naročito provodnika od bakra, i izolacione obloge, naročito izolacionog sloja, ranije bilo slabo, jer je prijanjanje jedne veštačke plastične mase na provodnik slabo na osnovu površinskih karakteristika.

Patentni dokument JPH 03222210A opisuje jedan postupak za izradu jednog izolovanog električnog provodnika kod koga je površina električnog provodnika očišćena u jednom gasplazma postupku.

ZADATAK PRONALASKA

Na osnovu izloženog zadatak pronalaska je da predloži izolovani električni provodnik, kojim bi se otklonili svi nedostaci iz stanja tehnike i obezbedilo odnosno garantovalo jedno dobro prijanjanje između izolacionog omotača i električnog provodnika.

PRIKAZ SUŠTINE PRONALASKA

Električni provodnik shodno vrsti izolovanog električnog provodnika sastoji se od bakra ili jedne legure sa visokim udelom bakra ili aluminijuma ili ostalih električno provodnih materijala. Pod električnim provodnikom podrazumeva se ne samo jedan pojedinačni provodnik već isto tako električni provodnik sastavljen iz više pojedinačnih provodnika odnosno električni provodnik koji u sebi sadrži više upletenih tankih pojedinačnih provodnika (licne). Geometrija poprečnog preseka električnog provodnika, pri čemu je porečni presek izvršen normalno na podužnu osu električnog provodnika, može pri tome da ima bilo koju željenu formu: kvadratnu, pravougaonu, kružnu-okruglu ili eliptičnu, pri čemu je uobičajeno da je spoljna ivica eventualno zaobljena odnosno profilisana. Izolacija električnog provodnika izvedena pomoću najmanje jednog izolacionog sloja od termoplastične veštačke mase obezbeđuje jednu sigurnu izolaciju, pri čemu može najmanje jedan izolacioni sloj na povoljan način da bude izveden kao spoljašnji sloj izolacionog omotača. Ali je ovde takođe moguće, da se na ovaj najmanje jedan izolacioni sloj nanese jedan ili više daljih slojeva.

Kroz kontakt sa kiseonikom, osim ako je električni provodnik uklonjen iz atmosfere, gradi se jedan oksidni sloj, na primer od bakar-oksida ili aluminijum-oksida na površini električnog provodnika. Uzimajuči u obzir niz obavljenih proba-ispitivanja pokazalo se, da oksidni sloj na površini električnog provodnika negativno deluje na svojstva prijanjanja jednog sloja izolacionog omotača postavljenog na površinu električnog provodnika.

Kada se ipak ukloni oksidni sloj, poboljšava se prijanjanje na površinu električnog provodnika oslobođenu od oksidnog sloja, koja je merodavna za postavljanje sloja izolacionog omotača. Pokazalo se, da se oksidni sloj može u potpunosti ukloni pomoću postupka obrade plazmom u – oslobođenoj od kiseonika – zaštitnoj gasnoj atmosferi, pri čemu takođe mogu da se uklone i ostale nečistoće pomoću obrade plazmom. Čak je moguće, da se pomoću obrade plazmom nanesu glavni atomski slojevi električnog provodnika odnosno poveća površinska energija električnog provodnika.

Kod postupka obrade plazmom proizvodi se gas-plazma u zaštitnoj gasnoj atmosferi i električni provodnik se u plazmi bombarduje sa jonima zaštitnog gasa, da bi se izvršilo skidanje u najmanju ruku jednog oksidnog sloja pomoću bombardovanja sa jonima. Kao zaštitni gas odnosno kao procesni-tehnološki gas pogodan je na primer azot, argon ili vodonik. Obrada pomoću plazme pored odstranjivanja oksidnog sloja ima još dalje pozitivne efekte na izolovani električni provodnik: s jedne strane će se električni provodnik pomoću udarne energije jona snažno zagrejati na spoljnoj površini i može se tokom obrade plazmom izvršiti meko žarenje (termička obrada) provodnika, kako bi se izvršila rekristalizacija površinske strukture električnog provodnika i s druge strane može se pomoću bombardovanja jonima povećati površinska energija električnog provodnika, što dodatno poboljšava prijanjanje izolacionog omotača na površinu električnog provodnika. Može se slobodno reći da se u ovom zajedničkom sadejstvu vrši pozitivno aktiviranje površine električnog provodnika. Jedan dalji efekat obrade plazmom ogleda se u tome da se povećava mikrohrapavost površine električnog provodnika, koja isto tako deluje pozitivno na prijanjanje izolacionog omotača.

Da bi se sprečilo ponovno formiranje oksidnog sloja na površini električnog provodnika, biće najmanje jedan deo izolacionog omotača postavljen na površinu električnog provodnika u zaštitnoj gasnoj atmosferi, prvenstveno u istoj zaštitnoj gasnoj atmosferi u kojoj se sprovodi postupak obrade plazmom.

Da bi se u osnovi rešio na početku postavljeni zagatak, predviđeno je u skladu sa pronalaskom, da jedan izolovani električni provodnik obuhvata električni provodnik, koji je prvenstveno izveden od bakra ili aluminijuma, sa jednim izolacionim omotačem, pri čemu izolacioni omotač sadrži ili

najmanje jedan izolacioni sloj od termoplastične veštačke mase, ili

sadrži najmanje jedan izolacioni sloj od termoplastične veštačke mase i

sadrži jedan među-sloj od veštačke plastične mase, prvenstveno jedan sloj od plazmapolimera ili najmanje jedan sloj od fluoropolimera,

koji se izrađuje pomoću jednog postupka, u kome se električni provodnik pri jednoj zaštitnoj gasnoj atmosferi u jednoj gas-plazmi bombarduje sa jonima zaštitnog gasa, da bi se na površini provodnika otklonio formirani oksidni sloj i/ili povećala površinska energija električnog provodnika,

i posle toga se nanosi ili

najmanje jedan izolacioni omotač u zaštitnoj gasnoj atmosferi neposredno na površinu električnog provodnika,

ili, u slučaju, da izolacioni omotač sadrži jedan među-sloj od veštačke plastične mase, najmanje jedan među-sloj od veštačke plastične mase izolacionog omotača u zaštitnoj gasnoj atmosferi neposredno na spoljašnju površinu električnog provodnika.

Jedan izolovani električni provodnik izveden u skladu sa pronalaskom, koji pomoću jednog neposredno nanetog među-sloja od veštačke plastične mase izolacionog omotača ili pomoću ovog neposredno nanetog izolacionog sloja od termoplastične veštačke mase postavljenog na predhodno plazmom obrađenu i oslobođenu od oksidnog sloja površinu električnog provodnika, ima naročito dobro svojstvo prijanjanja koje je definisano na sledeći način: kada se sprovede kružno prosecanje na izolovanom električnom provodnik normalno na podužnu osu provodnika i kada se izvrši istezanje provodnik za oko 20 % i ukoliko na taj način dobijeni odvojeni deo izolacionog omotača od električnog provodnika mereno u pravcu podužne ose provodnika iznosi samo maksimalno 3 mm, prvenstveno maksimalno 2 mm i naročito samo maksimalno 1 mm, onda su svojstva prijanjanja dobra.

Efekat prijanjanja se znači postiže kod obe varijante pomoću toga, da se sloj od plastične mase, koji se prvenstveno sastoji od veštačke plastične mase, nanosi u zaštitnoj gasnoj atmosferi na površinu električnog provodnika, koji je predhodno očišćen pomoću plazme i oslobođen od oksidnog sloja. S jedne strane kod sloja od veštačke plastične mase može da se radi o najmanje jednom neposredno nanetom sloju od termoplastične veštačke mase, kada nisu predviđeni nikakvi među-slojevi. S druge strane kod sloja od veštačke plastične mase može takođe da se radi o jednom među-sloju koji u sebi sadrži veštačku plastičnu masu, prvenstveno sadrži jedan sloj od plazmapolimera ili najmanje jedan sloju od fluoropolimera. Kada izolacioni omotač ima jedan među-sloj od veštačke plastične mase, onda je najmanje jedan izolacioni sloj prvenstveno nanet neposredno na među-sloj od veštačke plastične mase. Ali je ovde takođe moguće, da se jedan ili više daljih među-slojeva predvide između međusloja od veštačke plastične mase i najmanje jednog izolacionog sloja.

Iako je istovremeno moguć veći broj različitih veštačkih plastičnih masa, koje su pogodne kao materijal za među-sloj od veštačke plastične mase izolacine obloge, ovde se prvenstveno radi kod među-sloja od veštačke plastične mase izolacione obloge o jednom sloju od plazmapolimera ili o najmanje jednom sloju od fluoropolimera.

Kada nije predviđen jedan među-sloj od veštačke plastične mase i izolacioni sloj je nanet neposredno na površinu električnog provodnika, tada je naročito povoljno, kada se izolaciona obloga sastoji od najmanje jednog izolacionog sloja, znači da nema daljih među-slojeva. Na jedan iznenađujući način se u okviru jednog serijskog ispitivanja pokazalo, da se pri skidanju izolacionog omotača na uobičajen način sa jednog električnog provodnika (test sa kružnim prorezom izolovanog električnog provodnika) ostaje dalje ispod 1 mm, naročito maksimalno 0,2 mm, prvenstveno maksimalno 0,1 mm, povoljno maksimalno 0,05 mm i naročito povoljno maksimalno 0,01 mm, kada je najmanje jedan izolacioni sloj nanet neposredno na površinu električnog provodnika. Naročito povoljni efekti mogu da se postignu pomoću toga, da se ovaj najmanje jedan izolacioni sloj sastoji od poliarileterketona (PAEK), naročito polietereterketon (PEEK) odnosno sadrži poliarileterketona (PAEK) ili polietereterketon (PEEK).

Prema tome po pravilu jedan izolovani električni provodnik sadrži jedan električni provodnik, prvenstveno izveden od bakra ili aluminijuma, sa jednim izolacionim omotačem,

pri čemu izolacioni omotač sadrži ili

najmanje jedan izolacioni sloj od termoplastične veštačke mase,

ili

najmanje jedan izolacioni sloj od termoplastične veštačke mase i jedan među-sloj od veštačke plastične mase, koji sadrži prvenstveno jedan sloj od plazmapolimera ili najmanje jedan sloj od fluoropolimera,

pri čemu je jedan formirani sloj oksida na površini električnog voda odstranjen, prvenstveno pomoću bombardovanja električnog provodnika sa jonima jednog zaštitnog gasa pri jednoj zaštitnoj gasnoj atmosferi u jednoj gas-plazmi,

i nakon toga sledi nanošenje ili

najmanje jednog izolacionog sloja na površinu električnog provodnika oslobođenu od oksida,

ili, u slučaju, da izolacioni omotač sadrži jedan među-sloj od veštačke plastične mase, najmanje jedan među-sloj od veštačke plastične mase izolacionog omotača neposredno na površinu električnog provodnika oslobođenu od oksida.

Jedna povoljno izvedena varijanta pronalaska ogleda se u tome, da se provodnik do nanošenja izolacionog omotača nalazi prolazno raspoređen u zaštitnoj gasnoj atmosferi, kako bi se sprečilo formiranje novog oksidnog sloja na površini električnog provodnika. Takođe je moguće da više zaštitnih gasovitih atmosfera prolaze u nizu jedna za drugom, dok god se plazmom obrađenom provodniku ne prekine raspoređivanje unutar zaštitne gasne atmosfere. Kod jedne dalje varijante izvođenja pronalaska je predviđeno, da se za bombardovanje električnog provodnika u jednoj gas-plazmi koristi plazma sa niskim pritiskom, prvenstveno se radi o jednom pritisku ispod 80 mbar, koji se uspostavlja na poznati način. Pored toga mogući su na primer pritisci ispod 50 mbar ili čak ispod 20 mbar.

Da bi se omogućilo korišćenje izolovanog električnog provodnika u jednom okruženju sa povišenom temperaturom, na primer kod električnih mašina sa visokim pogonskim temperaturama, predviđeno je kod jedne dalje izvedene varijante pronalaska, da izolacioni omotač, naročito najmanje jedan izolacioni sloj, ima temperaturnu postojanost (izdržljivost) od najmanje 180<0>C, prvenstveno od najmanje 200<0>C, naročito od najmanje 220<0>C.

Naročito dobra svojstva u pogledu temperaturne postojanosti i otpornost na veliki broj organskih i hemijskih rastvarača, naročito takođe protih hidrolize, postižu se pomoću jedne povoljne varijante u skladu sa pronalaskom za izvođenje jednog izolovanog električnog provodnika i prema postupku izvedenom u skladu sa pronalaskom, da je termoplastična veštačka masa za najmanje jedan izolacioni sloj izabrana iz grupe koja se sastoji od poliarileterketona (PAEK), polimida (PI), poliamidimida (PAI), polieterimida (PEI), polifenilen-sulfid (PPS) ili kombinacije od njih. Podrazumeva se samo po sebi, da termoplastična veštačka mase može da sadrži jednu ili više gore navedenih veštačkih plastičnih masa, kao i u datom slučaju neke dalje sastavne materije, kao što su vlaknaste materije, materije za ispunu ili neke dalje veštačke plastične mase.

Poliarileterketon (PAEK) se uspostavlja pomoću kiseoničkog mosta, dakle eterska grupa ili ketonska grupa, se spajaju zajedno sa fenolskom grupom, pri čemu je promenljiv broj i redosled eterske odnosno ketonske grupe unutar poliarileterketona. Poliamidi su veštačke plastične mase, čija je najvažnija strukturna karakteristika njegova imid-grupa. Pri tome tu spadaju, pored drugih, polisucinimid (PSI), polibismaleinimid (PBMI) i polioksadiazobenzimidazol (PBO), polimidsulfon (PISO) i polimetakrilimid (PMI).

U jednoj naročito povoljnoj varijanti izvredenoj u skladu sa pronalaskom za izolovani električni provodnik i u postupku za njegovu izradu, koji je izveden takođe u skladu sa pronalaskom, predviđeno je, da termoplastična veštačka masa najmanje jednog izolacionog sloja je jedan poliarileterketon (PAEK) izabran iz grupe sastavljene od polieterketona (PEK), polieterketonketona (PEKK), polietereterketonketona (PEEKK), polieterketoneterketonketona (PEKEKK) i kombinacije od njih.

Kao naročito povoljan materijal za najmanje jedan izolacioni sloj označen je polietereterketon (PEEK).

U jednoj dalje izvedenoj varijanti pronalaska predviđeno je, da najmanje jedan izolacioni sloj ima prvenstveno debljinu između 10 µm i 1000 µm, prvenstveno između 25 µm i 750 µm, povoljno između 30 µm i 500 µm i naročito povoljno između 50 µm i 250 µm. Podrazumeva se samo po sebi, da su moguće takođe i neke druge debljine izolacionog sloja koje mogu da iznose, na primer 40 µm, 60 µm, 80 µm, 100 µm ili 200 µm. Samo po sebi je takođe razumnljivo, da date vrednosti debljine se odnose kako na jedan pojedinačni izolacioni sloj tako isto i na ukupnu debljinu izolacionih slojeva, kada izolacioni sloj sadrži više od jednog sloja.

Ovaj najmanje jedan izolacioni sloj se može izraditi veoma brzo i sa niskom cenom u slučaju, kada se postavi pomoću jednog ekstruzionog procesa (proces istiskivanja), znači da je sloj ekstrudovan. Zato je dalje predviđena jedna povoljno izvedena varijanta pronalaska, u kojoj se ovaj, prvenstveno spoljašnji, izolacioni sloj može da izrađuje pomoću jednog ekstruzionog postupka.

Kada se izolacioni omotač sastoji najmanje od jednog izolacionog sloja i kada se ovaj najmanjem jedan izolacioni sloj postavi neposredno na površinu električnog provodnika, omogugućava se na taj način jedna veoma jednostavna i po ceni povoljna izrada jednog izolovanog električnog provodnika izvedenog u skladu sa pronalaskom, pri čemu je prijanjanje najmanje jednog izolacionog sloja na površinu električnog provodnika već tako dobro izvedeno zahvaljujući obradi pomoću plazme, tako da nisu potrebni nikakvi međuslojevi na električnom provodniku.

Zato jedna naročito povoljna dalje izvedena varijanta pronalasaka predviđa, da se jedan izolacioni omotač sastoji od najmanje jednog izolacionog sloja i da se kod neposredno na površinu električnog provodnika nanetog sloja radi o jednom među-sloju od veštačke plastične mase kao najmanje jednom izolacionom sloju.

Prema tome naročito povoljno izvedena varijanta koja se odnosi na jedan izolovani električni provodnik sadrži jedan električni provodnik, prvenstveno od bakra ili aluminijuma, sa jednim izolacionim omotačem, pri čemu se izolacioni omotač sastoji od najmanje jednog izolacionog sloja od termoplastične veštačke mase, koji se može dobiti pomoću jednog postupka, u kome je električni provodnik pod jednom zaštitnom gasnom atmosferom u jednoj gas-plazmi bombardovan jonima zaštitnog gasa, da bi se otklonio na površini električnog provodnika formirani oksidni sloj i/ili povećala površinska energija električnog provodnika, i ovaj najmanje jedan izolacioni sloj se nanosi neposredno na površinu električnog provodnika, pri čemu se ovaj najmanje jedan izolacioni sloj nanosi u jednoj zaštitnoj gasnoj atmosferi na površinu električnog provodnika.

U jednoj iste vrste i na isti način izvedene naročito povoljne varijante pronalaska tretira se takođe jedan izolovani električni provodnik sastavljen od jednog električnog provodnika, prvenstveno od bakra ili aluminijuma, sa jednim izolacionim omotačem, pri čemu se izolacioni omotač sastoji od najmanje jednog izolacionog sloja od termoplastične veštačke mase, pri čemu je u skladu sa pronalaskom predviđeno, da se jedan oksidni sloj formiran na površine električnog provodnika otkloni pri jednoj zaštitnoj gasnoj atmosferi u jednoj gasplazmi pomoću bombardovanja električnog provodnika sa jonima jednog zaštitnog gasa i posle toga se najmanje jedan izolacioni sloj nanosi na površinu električnog provodnika oslobođenu od oksidnog sloja.

Izolacioni omotač može na primer da se sastoji samo od jednog jedinog izolacionog sloja, koji je nanet neposredno na površinu električnog provodnika, čime se omogućava jedna naročito jednostavna izrada.

Da bi se ipak verovatnoća pojave jedne greške u izolovanom omotaču, na primer pojava jednog segment električnog provodnika koji nije pokriven izolacionim omotačem što je posledica greške u postupku za izradu jednog izolacionog sloja, mogla drastično da umanji, predviđeno je u jednoj naročito povoljno izvedenoj varijanti, da se izolacioni omotač sastoji najamnje od dva ili više od dva sloja, na primer od tri ili četiri izolaciona sloja. Pri tome se svakako jedan najniži izolacioni sloj (prvi sloj nanet uz električni provodnik) nanosi neposredno na površinu električnog provodnika, pri čemu se dalji izolacioni sloj nanosi na ovaj predhodno naneti izolacioni sloj. Ukoliko kod jednog najnižeg izolacionog sloja nastupi greška, dakle znači da jedan segment električnog provodnika nije pokriven sa najnižim izolacionim sloje, tako će se pomoću ovih narednih izolacionih slojeva verovatnoća, da upravo ovaj pogrešni segment najnižeg izolacionog sloja takođe nije otklonjena narednim izolacionim slojem, redukovati nadalje jednom eksponencijalnom funkcijom. Ukoliko je veći broj izolacionih slojeva utoliko se smanjuje verovatnoća, da se nađe jedan segment električnog provodnika koji nema izrađen izolacioni omotač. Da bi se postiglo poboljšano prijanjanje sledećeg po redu izolacionog sloja na električnom provodniku, biće svi izolacioni slojevi naneti u zaštitnoj gasnoj atmosferi, tako da se na taj način poboljšava prijanjanje svakog narednog izolacionog sloja nanetog na predhodni izolaciloni sloj u području sa oštećenim segmentom.

U osnovi može se na izolacioni omotač odnosno na ovaj izolacioni omotač sastavljen od najmanje jednog izolacionog sloja naneti najmanje jedan, znači na primer jedan, dva, tri ili četiri dalja izolaciona sloja od termoplastične veštačke mase. Ovaj najmanje jedan dalji izolacioni sloj je pri tome prvenstveno analogan predhodno nanetom najmanje jednom izolacionom sloju, tako da je termoplastična veštačka masa najmanje jednog daljeg izolacionog sloja izabrana iz grupe plastičnih veštačkih masa sastavljene iz poliarileterketona (PAEK), naročito polietereterketon (PEEK), polifenilen-sulfid (PPS) i kombinacije iz toga. Pošto se kod oštećenog segmenta najmanje jednog izolacionog sloja po pravilu radi o srazmerno maloj površini, ovde je takođe moguće, da najmanje jedan dalji izolacioni sloj bude nanet izvan zaštitne gasne atmosfere na izolacioni omotač, kako bi se eventualno prekrio oštećeni segment izolacionog omotača, tako da u području oštećenog segmenta izolacionog omotača nije poboljšano prijanjanje narednog izolacionog sloja. Naravno da se može takođe naneti sledeći izolacioni sloj, kada je potrebna jedna veća debljina izolacije. Zato je u jednoj dalje izvedenoj varijanti pronalaska predviđeno, da prvenstveno jedan, prvenstveno jedan, dva, tri, dalja izolaciona sloja budu naneta na izolacioni omotač, pri čemu je najmanje jedan dalji izolacioni sloj nanet izvan zaštitne gasne atmosfere.

Kod jedne prve alternativno izvedene varijante pronalaska, radi poboljšanja prijanjanja izolacionog omotača na površinu električnog provodnika predviđeno je, da izolacioni omotač ima neposredno na površinu električnog provodnika nanet sloj sa plazmapolimerom sastavljen od lanaca umreženih makro-molekula različite dužine, pri čemu se ovaj sloj sa plazmapolimerom izrađuje pomoću polimerizacije jednog u obliku gasa monomera u jednoj gas-plazmi, prvenstveno u gas-plazmi koja služi za bombardovanje provodnika. Drugim rečima kod neposredno nanetog sloja na površinu električnog provodnika radi se o jednom među-sloju od termoplastične veštačke mase izolacionog omotača, pri čemu se u ovom izvedenom primeru radi se o jednom sloju od plazmapolimera. Sloj od plazmapolimera služi kao među-sloj i s jedne strane odlikuje se odličnim prijanjanjem na površini električnog provodnika i s druge strane omogućava jedno poboljšano prijanjanje sloja izolacionog omotača nanetog na sloj od plazmapolimera, na primer najmanje jednog izolacionog sloja. Jedna dalja varijanta izvođenja prve alternativne varijante predviđa, da sloj od plazmapolimera ima debljinu sloja od 1 µm ili manju. Moguće je da se pri tome debljina sloja kreće do stotog dela mikrometra kao donja granica. Pomoću male debljine sloj od plazmapolimera ne utiče bitno na ukupnu debljinu izolovanog električnog provodnika.

Kod jedne dalje izvedene varijante prve alternativno izvedene varijante u vezi sa monomerom za izradu sloja od plazmapolimera radi se o jednom etilenu, butenolu, acetonu ili tetrafluormetanu (CF4). Pomoću ovih monomera formirani sloj od plazmapolimera u plazmi odlikuje se naročito dobrim svojstvima za prijanjanje. Naročito se pokazalo povoljnim u slučaju, kada sloj od plazmapolimera treba da ima slične osobine kao politetrafluor-etilen (PTFE) ili perfluoretilen-propilen (FEP), da se u toj varijanti upotrebi CF4kao monomer. Kod jedne druge izvedene alternativne varijante predviđeno je, da izolacioni omotač ima jedan sloj neposredno postavljen na površinu električnog provodnika, prvenstveno sloj sa fluoropolimerom, koji prvenstveno sadrži politetrafluor-etilen (PTFE) ili perfluoretilenpropilen (FEP). Sloj sa fluoropolimerom odlikuje se takođe sa već gore istaknutom dobrom osobinom prijanjanja, kako na električni provodniku tako isto takođe omogućava dobro prijanjanje sledećem izolacionom sloj nannet na ovaj sloj sa fluoropolimerom i on pri tome služi kao među-sloj izolacionog omotača. Takođe je moguće, da se više slojeva sa fluoropolimerom postave jedan preko drugoga na električni provodnik. Naročito povoljno svojstvo prijanjanja postiže se tada, kada debljina najmanje jednog sloja sa fluoropolimerom iznosi između 1µm i 120 µm, prvenstveno između 5 µm i 100 µm, povoljno između 10 µm i 80 µm i naročito povoljno između 20 µm i 50 µm.

Da bi se postiglo predhodno opisano poboljšanje svojstva prijanjanja za nanete slojeve izolacionog omotača na sloj od plazmapolimera odnosno na najmanje jedan sloj od fluorpolimera, naročito za najmanje jedan izolacioni sloj postavljen na površinu električnog provodnika, pa shodno tome da se poveća prijanjanje sledećeg sloja u području oštećenog segmenta postavljenog na predhodni sloj na električnom provodniku, biće ukupni izolacioni omotač nanet u jednoj zaštitnoj gasnoj atmosferi u skladu sa jednom naročito povoljno izvedenom varijantom pronalaska.

Da bi se broj različitih slojeva u izolacionom omotaču električnog provodnika redukovao, da se sa tim vezana cena izrade održi niskom, predviđeno je u jednoj dalje izvedenoj varijanti pronalaska, da se najmanje jedan izolacioni sloj postavi neposredno na sloj od plazmapolimera ili da se postavi najmanje na jedan sloj sa fluorpolimerom. Drugim rečima potrebno je da se izolacioni omotač sastoji najmanje od dva sloja: prvi sloj, nanet kao donji neposredno postavljen sloj na električni provodnik, koji je izveden u skladu sa prvom ili drugom alternativno izvedenom varijantom pronalaska i drugi gornji sloj postavljen iznad ovog predhodno navedenog sloja u formi najmanje jednog izolacionog sloja izrađen od termoplastične veštačke mase. Spoljašnji sloj izolacionog omotača može pri tome da bude ili izveden samostalno pomoću najmanje jedno izolacionog sloja ili da bude izveden pomoću jednog ili više daljih slojeva.

Pronalazak se odnosi dalje na jedan postupak za izradu izolovanog električnog provodnika, koji ima sledeće radne korake:

- Bombardovanje jednog električnog provodnika raspoređenog unutar zaštitne gasne atmosfere, prvenstveno električnog provodnika od bakra ili aluminijuma, sa jonima zaštitnog gasa u jednoj gas-plazmi, prvenstveno sa plazmom koja je pod niskim pritiskom, da bi se otklonio jedan sloj oksida formiran na površini električnog provodnika i/ili povećala površinska energija provodnika;

- Nanošenje izolacionog sloja na površinu električnog provodnika u zaštitnoj gasnoj atmosferi, pri čemu izolacioni omotač sadrži

najmanje jedan izolacioni sloj od termoplastične veštačke mase

ili

najmanje jedan izolacioni sloj od termoplastične veštačke mase i

jedan među-sloj od termoplastične veštačke mase, prvenstveno sadrži sloj od plazmapolimera ili najmanje jedan sloj od fluorpolimera

pri čemu je ili

najmanje jedan izolacioni sloj pod zaštitnom gasnom atmosferom nanet neposredno na površinu električnog provodnika

ili, u slučaju, da omotač sadrži jedan od veštačke plastične mase među-sloj,

najmanje jedan među-sloj od veštačke plastične mase pod zaštitnom gasnom atmosferom je nanet neposredno na površinu električnog provodnika.

Električni provodnik, prvenstveno od bakra ili aluminijuma, u obliku trake ili žiće biće podvrgun proizvodnom postupku. Pri tome će se električni provodnik obraditi ili "in line" postupkom, znači direkno priključen na izradu električnog provodnika (eventualno pomoću hladnog oblikovanja ili pomoću ekstruzije), što odgovatra postupku obrađivanja izvedenom u skladu sa pronalaskom ili će se električni provodnik obraditi raspoređen u namotanom obliku preko odmotavanja sa kalema. Po pravilu će se električni provodnik pre obrade plazmom podvrgnuti još jednom mehaničkom i/ili hemijskom prehodnom čišćenju. Obrada plazmom će se sprovesti analogno predhodno navedenom izvođenju, pri čemu će se električni provodnik kontinualno obrađivati pomoću zahtevane obrade plazmom sprovedene u jednoj jedinici za obradu plazmom. Pomoću povoljnog izbora procesnih paramatara omogućava se debljina nanetog sloja na električnoi provodnik, koja je tačno podešena pomoću procesa obrade plazmom. Dopunski uz to se ostvaruje takođe temperatura za meko žarenje i ova na taj način definisana i povezana rekristalizacija strukture električnog provodnika.

Posle obrade plazmom, znači da je otklonjen oksidni sloj i svaka nečistoća sa površine električnog provodnika, pri čemu takođe mogu da budu samostalno naneti tanki slojevi (manji od 1 µm, prvenstveno manji od 0,1 pm) na površinu električnog provodnik, koji su postavljeni bombardovanjem sa jonima u jednoj gas-plazmi odnosno aktivacijom površine provodnika, pristupa se nanošenju izolacionog omotač na obrađenu površinu električnog provodnika. Izolacioni omotač se drži, na osnovu predhodno otstranjenog oksidnog sloja odnosno pomoću aktivizaciju površine i kroz povećanje površinske energije provodnika, naročito dobro na površini električnog provodnika. Da bi se sprečilo formiranje novog oksidnog sloja na površinu električnog provodnika, koje je efektima izvedenim prema pronalsaku prekinuto odnosno u najmanju ruku je dalje pojavljivanje jako oslabljeno, biće ili najmanje jedan izolacioni sloj ili najmanje jedan među-sloj od veštačke plastične mase izolacionog omotača, znači naročito sloj od plazmapolimera ili najmanje jedan sloj od fluoropolimera, postavljeni u zaštitnoj gasnoj atmosferi na površinu električnog provodnika predhodno oslobođenog od oksidnog sloja. Pri tome je naročito od koristi, kada se električni provodnik do nanošenja omotača nalazi prolazno raspoređen unutar zaštitne gasne atmosfere. Pri tome se podrazumeva samo po sebi, ukoliko su predviđena dva, tri ili više izolacionih slojeva od termoplastične veštačke mase, da će u svakom slučaju prvi izolacioni sloj biti postavljen neposredno na površinu električnog provodnika i naredni izolacioni slojevi će se postaviti makar delimično na ovaj ispod ležeći izolacioni sloj.

Tako izrađen izolovani električni provodnik pomoću neposredno nanetog jednog među-sloja od veštačke plastične mase izolaciono omotača ili pomoću neposredno nanetog najmanje jednog izolacionog sloja od termoplastične veštačke mase na površinu električnog provodnika, koji je predhodno obrađen plazmom i oslobođen od oksidnog sloja, ima naročito dobro svojstvo prijanjanja koje je definisano na sledeći način: kada se sprovede kružno prosecanje na izolovanom električnom provodnik normalno na podužnu osu provodnika i kada se izvrši istezanje provodnik za oko 20 % i ukoliko na taj način dobijeni odvojeni deo izolacionog omotača od električnog provodnika mereno u pravcu podužne ose provodnika iznosi samo maksimalno 3 mm, prvenstveno maksimalno 2 mm i naročito samo maksimalno 1 mm, onda su svojstva prijanjanja dobra.

Kada je najmanje jedan izolacioni sloj od termoplastične veštačke mase postavljen neposredno na površinu električnog provodnika, utvrđeno je, da pri testu skidanja izolacionog omotača sa jednog električnog provodnika na uobičajen način ostaje dalje ispod 1 mm, naročito maksimalno 0,2 mm, prvenstveno maksimalno 0,1 mm, povoljno maksimalno 0,05 mm i naročito povoljno maksimalno 0,01 mm. Naročito povoljni efekti prijanjanja mogu da se postignu u slučaju, kada je termoplastična veštačka masam najmanje jednog izolacionog sloja izabrana iz grupe koja se sastoji od poliarileterketona (PAEK), naročito polietereterketon (PEEK), odnosno sadrži poliarileterketona (PAEK) ili polietereterketon (PEEK), polimida (PI), poliamidimida (PAI), polieterimida (PEI), polifenilen-sulfid (PPS) ili kombinacije od njih.

Jedna izvedena varijanta postupka karakteriše se time, da se najmanje jedan izolacioni sloj izrađuje ekstruzijom. Ekstruzija predstavlja jedan po ceni veoma povoljan postupak za nanošenje izolacionog sloja i podesna je za nanošenje prvenstveno slojeva od poliarileterketona (PAEK), naročito polietereterketon (PEEK) i polifenilen-sulfid (PPS) veštačke plastične mase. Najmanje jedan izolacioni sloj biće pri tome takođe na jednostavan način nanet kao spoljašnji sloj izolacionog omotača električnog provodnika.

Pomoću predhodnog zagrevanja električnog provodnika ostvaruje se povoljnost, pri čemu ovaj postupak predgrevanja pokazuje naročitu prednos tada, kad se najmanje jedan izolacioni sloj odnosno izolacioni omotač dirkno ekstrudira na površinu električnog provodnika, jer će se nepovoljno naglo hlađenje ekstrudovanog među-sloja od veštačke plastične mase redukovati pri kontaktu sa zagrejanim električnim provodnikom i na taj način će se minimizirati negativni upliv na prijanjanje-držanje izolacije. Na isti način može da bude predviđeno, da se električni provodnik hladi pre postavljanja izolacionog omotačem, da bi se pri jakom zagrevanju električnog provodnika umanjilo eventualno topljenje među-sloja od veštačke plastične mase u kontaktu sa električnim provodnikom. Zato je kod jedne dalje izvedene povoljne varijante postupka u skladu sa pronalaskom predviđeno, da se električni provodnik pre nanošenja izolacionog omotača predhodno zagreje na najmanje 200<0>C, prvenstveno najmanje na 400<0>C.

U jednoj dalje izvedenoj varijanti pronalaska predviđeno je, da se izolovani električni provodnik posle ekstrudovanja najmanje jednog izolacionog sloja hladi u zavisnosti od dostignute čvrstoće ovog najmanje jednog izolacionog sloja. Podešavanje mehaničkih karakteristika najmanje jednog izolacionog sloja, naročito mehaničke čvrstoće, sledi pored drugih elemenata i pomoću definisanja brzine hlađenja električnog provodnika i njeno je podešavanje uslovljeno stepenom kristalizacije i naročito je bitno, kada se kod najmanje jednog izolacionog sloja radi o spoljašnjem izolacionom sloju izolacionog omotača. Ukoliko se na primer električni provodnik hladi lagano, kada se eventualno hladi na vazduhu, dobija se visoki stepen kristalizacije najmanje jednog izolacionog sloja. Moguće je takođe sprovesti hlađenje potapanjem u vodeno kupatilo, znači jedno naglo hlađenje ili je moguće jedno kombinovano hlađenje sastavljeno od naglog i laganog hlađenja.

Da bi se dalje poboljšalo prijanjnje izolacionog omotača na električni provodnik, naročito kada se najmanje jedan izolacioni sloj direkno nanosi na površinu električnog provodnika, predviđeno je u jednoj povoljnoj varijanti postupka izvedenoj u skladu sa pronalaskom, da se izolovani električni provodnik posle ekstrudovanja najmanje jednog izolacionog sloja namota na kalem, prvenstveno da se namotavanje izvrši pod pritiskom na kalem. Ovo ima naročitu korist u slučaju, kada najmanje jedan izolacioni sloj formira spoljašnji sloj izolacionog omotača. Jedno gusto odnosno zbijeno vođenje izolovanog provodnika preko namotavanja pod pritiskom na kalem, pri čemu se vrši sabijanja odnosno upresovanje izolovanog električnog provodnika tokom namotavanja pomoću pritiska, vodi ka jednom naročito dobrom prijanjanju izolacionog omotača odnosno naročito dobrom prijanjanju najmanje jednog izolacionog sloju na površinu električnog provodnika. Pri tome će se granične površine izolacionog omotača između pojedinačnih slojeva, ukoliko se radi o više slojeva i/ili granična površina između jednog najnižeg sloja izolacionog omotača i površine električnog provodnika, ukoliko se radi o jednom sloju, međusobno jedan uz drugoga upresovati i na taj nači će se povećati adhezioni efekti.

U jednoj naročito povoljno izvedenoj varijanti pronalaska, koja se odlikuje naročito dobrim svojstvom prijnjanja, predviđeno je, da se izolacioni omotač sastoji od najmanje jednog izolacionog sloj i da se ovaj najmanje jedan izolacioni sloj izveden kao među-sloj od veštačke plastične mase izolacionog omotača nanese u zaštitnoj gasnoj atmosferi neposredno na površinu električnog provodnika. Za izradu sprovode se sledeći odgovarajući radni koraci: nanošenje jednog izolacionog omotača na površinu električnog provodnika, pri čemu se izolacioni omotač sastoji od najmanje jednog izolacionog sloja od termoplastične veštačke mase i pri čemu je najmanje jedan izolacioni sloj nanet u zaštitnoj gasnoj atmosferi neposredno na površinu električnog provodnika.

Pomoću ovog postupka će u svakom slučaju biti pri testiranju dostignuto prijanjanje pre toga pomenuto kao naročito povoljno odnosno ostvaruće se malo odvajanje izolacije manje od 1 mm.

Da bi se, kako je to pre toga pomenuto, verovatnoća pojave jedne greške u izolacionom omotaču značajno smanjila, u jednoj dalje izvedenoj varijanti pronalaska predviđena je, da se izolacioni omotač sastoji od najmanje dva, prvenstveno od tačno dva izolaciona sloja izrađena postupkom tandemekstruzije (koekstruzija) pod zaštitnom gasnom atmosferom. Pomoću tandemekstruzije će se izraditi najmanje dva izolaciona sloja u zavisnosti jedan od drugoga, tako da prekrivanje odnosno nagomilavanje plastične mase ekstruzionim alatom na električnom provodniku može da izazove samo jednu grešku u jednom izolacionom sloju. Na taj način će se sa velikom verovatnoćom ovaj segment sa greškom prekriti pomoću narednog ekstruzionog koraka.

Kada je, kod pre toga sprovedenog postupka, u osnovi greška na srazmerno maloj površini, može se odustati od jednog poboljšanja prijanjanja ili je potrebno postaviti jedan deblji izolacioni omotač, pri čemu je u jednoj dalje izvedenoj varijanti pronalaska predviđeno, da se najmanje jedan dalji izolacioni sloj od termoplastične veštačke mase ekstrudira pomoću tandemekstruzije na izolacioni omotač, pri čemu se ekstruzija daljeg izolacionog sloja ne odvija u zaštitnoj gasnoj atmosferi.

Prvenstveno je termoplastična veštačka masa najmanje jednog izolacionog sloja izabrana iz grupe koja se sastoji od poliarileterketona (PAEK), naročito polietereterketon (PEEK), polimida (PI), poliamidimida (PAI), polieterimida (PEI), polifenilen-sulfid (PPS) ili kombinacije od njih.

Kada izolacioni omotač sadrži najmanje jedan izolacioni sloj od fluoropolimera, koji je kao među-sloj od veštačke plastične mase nanet neposredno na površinu električnog provodnika, omogućava se time redukcija potrebnih radnih koraka za izradu izolacionog omotača odnosno omogućeno je da se najmanje jedan izolacioni sloj i jedan sloj od fluoropolimera izrade pomoću koekstruzije ili tandemekstruzije. Na taj način je moguće da se oba sloja izrade u samo jednom jedinom radnom koraku i da se izrade pomoću jedne ekstruzione jedinice.

Za poboljšane prijanjanja izolacionog omotača na električni provodnik predviđeno je u jednoj dalje izvedenoj varijanti pronalaska, da se neposredno na površinu električnog provodnika nanese jedan sloj od polimerplazme kao među-sloj od veštačke plastične mase proizveden pomoću polimerizacije jednog u obliku gasa monomera u jednoj gas-plazmi.

Jedna dobra postojanost na visokim temperaturama i jedno visoko prijanjanje izolacionog omotača na električni provodnik igraju naročito bitnu ulogu u izradi električnih mašina, pa je u skladu sa pronalaskom predviđeno, da se jedan izolovani električni provodnik prema pronalasku kao namotana žica upotrebi za izradu električnih mašina, prvenstveno za elektromotore i transformatore.

KRATAK OPIS SLIKA NACRTA

Pronalazak će biti biže objašnjen uz pomoć izvedenih primera. Crtreži su dati kao primeri i treba doduše da prikažu zamisao pronalaska ali niukom slučaju ne treba da zamisao ograničavaju ili da je daju u konačnoj formi.

Oni prikazuju:

Slika 1 jedan šematski prikaz jednog postupka izvedenog u skladu sa pronalaskom; Slika 2a jedna prva varijanta izvođenja jednog izolovanog električnog provodnika sa pravougaonim poprečnim presekom;

Slika 2b jedna druga varijanta izvođenja jednog izolovanog električnog provodnika sa pravougaonim poprečnim presekom;

Slika 2c jedna treća varijanta izvođenja jednog izolovanog električnog provodnika sa pravougaonim poprečnim presekom;

Slika 3a-3c prva do treće varijante izvođenja sa okruglim poprečnim presekom provodnika.

NAČINI ZA OSTVARIVANJE PRONALASKA

Na slici 1 je dat šematski prikaz jednog postupka za izradu jednog izolovanog električnog provodnika, pri čemu je sam provodnik prikazan na slikama 2a do 2c odnosno na slikama 3a do 3c. Izolovani elekrični provodnik obuhvata jedan električni provodnik 1 od bakra, pri čemu su takođe mogući i drugi materijali za izradu kao što je na primer aluminijum, i jedan izolacioni omotač 2, koji ima najmanje jedan izolacioni sloj 3 od termoplstične veštačke mase, prvenstveno otporne na visoku temperaturu. U sledećem izvedenom primeru je najmanje jeda izolacioni sloj 3 formiran kao spoljašnji izolacioni sloj 3 i samim tim formira spoljašnji sloj izolacionog omotača 2. Ovde se podrazumeva samo po sebi, da u alternativnoj varijanti izvođenja mogu da se nanesu na izolacioni sloj 3 jedan ili više daljih slojeva, prvenstveno izolacionih slojeva, koji tada formiraju spoljašnje slojeve izolacoonog omotača 2.

Električni provodnik 1 je u prikazanom primeru izveden kao traka ili okrugla žica koja se preko kalema 7 sa namotajim kontinualno vodi kroz uređaje tokom procesa, pri čemu žica može biti proizvedena pomoću postupka hladnog oblikovanja, kao što je postupak vučenja, valjanja ili ekstrudovanja žice ili može biti proizvedena na primer pomoću postupka Conform®-tehnologije (Conform®-Technologie). Ovde se podrazumeva samo po sebi, da proces izveden u skladu sa pronalaskom može da bude sproveden takođe kao "in-line", dakle direkno priključen-nastavljen na proizvodni postupak za izradu provodnika. U jednom prvom radnom koraku će se električni provodnik 1 u jednoj jedinici 8 za predhodno čišćenje mehanički očistiti, eventualno pomoću jednog postupka brušenja, ili očistiti-odmastiti hemijski, eventualno pomoću odgovarajućeg rastvarača ili kiselina, da bi se otklonile grube nečistoće sa električnog provodnika 1.

U sledećem proizvodnom koraku će prispeli predhodno očišćeni električni provodnik 1 biti podvrgnut obradi u jednoj jedinici 9 za obradu plazmom u kojoj vlada jedna zaštitna gasna atmosfera izvedena pomoću azota, argona ili vodonika i u jedinici 9 će biti proizvedena jedna gas-plazma u obliku plazme niskog pritiska sa pritiskom manjim od 20 mbar. Plazma niskog pritiska prema potrebi može biti proizvedena takođe i pri jednom pritisku manjem od 80 mbar. U ovoj plazmi niskog pritiska će se površina električnog provodnika bombardovati sa jonima zaštitnog gasa da bi se razorio odnosno otklonio jedan oksidni sloj formiran na površini električnog provodnika 1. Istovremeno će električni provodniku 1 pomoću obrade plazmom biti podvrgnut mekom žarenju i na taj način će se povećati površinska energija električnog provodnika 1 dakle biće električni provodnik površinski aktiviran.

Pomoću odstranjivanja oksidnog sloja i skidanja svake nečistoće sa površine električnog provodnika 1, pri čemu čak može da bude predviđeno, da se veoma tanki slojevi skinu samo sa površine električnog provodnika 1, i da pri tome povećana površinska energija može nesumnjivo da poboljša prijanjanje između električnog provodnika 1 od bakra i izolacionog omotača 2 nanetog na površinu električni provodnik 1.

U prvoj varijanti izvođenja električnog izolovanog provodnika u skladu sa pronalaskom, koji je prikazan na slici 2a kao trakasti provodnik sa pravougaonim poprečnim presekom i prikazan na slici 3a sa okruglim poprečnim presekom, izolacioni omotač 2 se sastoji samo od jednog spoljašnjeg izolacionog sloja 3. Ovaj spoljašnji izolacioni sloj 3 ima pri tome temperaturnu postojanost na temperaturi od preko 180<0>C, prvenstveno na temperaturi većoj od 220<0>C, tako da se izolovani električni provodnik 1 može da koristi takođe i pri visokim radnim temperaturama. Spoljašnji izolacioni sloj 3 se pri tome sastoji od polietereterketona (PEEK), koji pri tome ima kako visoku temperaturnu postojanost tako isto ima dobru otpornost na dejstvo velikog broja organskih i neorganskih supstanci. Alternativno se može spoljašnji izolacioni sloj 3 sastojati takođe od polifenilen-sulfida (PPS) ili da sadrži PEEK i/ili PPS.

Da bi se postiglo dobro prijajanje-držanje između električnog provodnika 1 i spoljašnjeg izolacionog sloja 3, dotični električni provodnik 1 posle obrade plazmomu u jedinici 9 dolazi u jedinicu 11 za ekstruziju u kojoj će se izvršiti ekstrudovanje izolacionog sloja 3 na površinu električnog provodnika 1. Pri tome će se izvršiti predhodno zagrevanje električnog provodnika 1 na jednu temeraturu od najmanje 200<0>C, prvenstveno na jednu temperaturu od najmanje 300<0>C. Da bi se sprečilo novo formiranje oksidnog sloja, sledi kako ekstruzija tako isto i transport električnog provodnika u jedinicu 12 za ekstruziju pod zaštitnom gasnom atmosferom. Jedno takvo izvođenje izolovanog električnog provodnika 1 može da protiče kao namotana žica, na engleskom naznačeno takođe kao "magnet wire", i može se koristiti kod jedne električne mašine, kao što je jedan elektromotor ili jedan transformator. Debljina spoljašnjeg izolacionog sloja 3 u datom izvedenom primeru iznosi oko 30 µm.

Kada se naročito jedan izolacioni sloj sastoji od poliarileterketona (PAEK), kao što je polietereterketon (PEEK), biće time postignuto naročito dobro prijanjanje. Na taj način pri skidanju izolacionog sloja 3 sa jednog električnog provodnika 1 na uobičajen način ostaje dalje ispod 1 mm, naročito maksimalno 0,2 mm, prvenstveno maksimalno 0,1 mm, povoljno maksimalno 0,05 mm i naročito povoljno maksimalno 0,01 mm. Takođe kada se kod izolacionog sloja 3 od termoplastične veštačke mase radi o jednom polimidu (PI), poliamidimidu (PAI), polieterimidua (PEI), polifenilen-sulfidu (PPS), omogućeno je takođe postizanje veoma visokog svojstva prijanjanja.

U opštem slučaju može najmanje jedan izolacioni sloj 3 da sadrži dva, tri, četiri ili više pojedinačnih izolacionih slojeva 3, koji su sveukupno proizvedeni u zaštitnoj gasnoj atmosferi u jedinici 11 za ekstruziju. Pomoću toga se drastično povećava verovatnoća redukovanja pojave greške na izolacionom omotaču 2 odnosno povećava se verovatnoća da je odstranjena greška unutar izolacionog sloja 3 pomoću sledećeg nanetog izolacionog sloja. Za jednu takvu izradu naročito je povoljan postupak sa tandemekstruzijom.

Dodatno ili umesto toga može takođe da se predvidi, da se formira dalji izolacioni sloj, koji je analogan najmanje jednom izolacionom sloju 3, dakle naročito se sastoji od jednog poliarileterketona (PAEK) kao što je polietereterketon (PEEK) ili od neke druge pre toga navedene veštačke plastične mase, pri čemu se izolacioni sloj 3 nanosi spolja u zaštitnoj gasnoj atmosferi na izolacioni omotač 2 u jednoj daljoj ekstruzionoj jedinici 12.

Da bi se povećalo prijanjanje između izolacionog omotača 2 i električnog provodnika 1 kao alternativa za prvu izvedenu varijantu, izolacioni omotač 2 pored spoljašnjeg izolacionog sloja 3 od PEEK i/ili PPS sadrži jedan među-sloj od veštačke plastične mase u obliku jednog sloja 4 sa plazmapolimerom, kako je to prikazano na slikama 2b i 3b u drugoj izvedenoj varijanti. Ovaj sloj 4 sa plazmapolimerom može da se proizvede u skaldu sa postupkom izvedenim prema pronalasku u jedinici 10 za polimerizaciju plazme, koja je raspoređena posle jedinice 9 za obradu plazmom, a pre jedinice 11 za ekstruziju. Takođe je moguće, da se obrada plazmom i polimerizacija plazme sprovedu u jednom kombinovanom uređaju. Posle otklanjanja oksidnog sloja i povećanja površinske energije, što je navedeno u gore opisanom postupku, izgrađuje se u jedinici 10 za polimerizaciju plazme jedan sloj 4 sa plazmapolimerom na površini električnog provodnika 1, pri čemu je u jedinici 10 za polimerizaciju plazme postavljen jedan monomer u obliku gasa, kao što je etilen, butenol, aceton ili tetrafluormetan (CF4), koji se aktivira plazmom i formiraju se na taj način visoko umreženi makro molekuli sa lancima različite dužine i jednim udelom za slobodno formirane radikale, koji se kao sloj 4 od plazmapolimera talože na površinu električnog provodnika 1. Ovaj tako formiran sloj 4 sa plazmapolimerom u narednom izvedenom primeru ima debljinu manju od 1 µm i prijanja odnosno drži se naročito dobro na površini električnog provodnika 1, koji je pri tome aktivirana i oslobođena od oksidnog sloja.

Spoljašnji izolacioni sloj 3 s druge strane biće ekstrudovan na sloj 4 sa plazmapolimerom u jedinici 11 za ekstruziju kako je to gore već opisano, pri čemu je takođe prijanjanje između sloja 4 sa plazmapolimerom i spoljašnjeg izolacionog sloja 3 veoma visoko.

U jednoj trećoj varijanti izvođenja prikazanoj na slikama 2c i 3c, izolacioni omotač 2 sadrži pored spoljašnjeg izolacionog sloja 3 od PEEK–a i jedan sloj 5 od fluoropolimera izveden od politetrafluor-etilena (PTFE) ili od perfluoretilen-propilena (FEP) formiran kao među-sloj od veštačke plastične mase, koji je neposredno postavljen na površinu električnog provodnika 1 i na taj način dalje poboljšavaju prijanjanje između električnog provodnika 1 i spoljašnjeg izolacionog sloja 3. Ovaj sloj 5 od fluoropolimera se može proizvesti zajedno sa spoljašnjim izolacionim slojem 3 u jedinici 11 za ekstruziju pomoću jednog koekstruzionog postupka ili jednog tandemekstruzionog postupka. Debljina sloja 5 od fluoropolimera iznosi pri tome u prikazanom izvedenom primeru oko 30 µm.

Posle ekstrudovanja spoljašnjeg izolacionog sloja 3 izolovani električni provodnik se kontrolisano hladi, na primer pomoću hlađenja sa vazduhom, i vodi se preko jednog niza upresovanih namotaja, koji vršenjem pritiska na izolovani električni provodnik 1 dalje poboljšava prijanjanje izolacionog omotača. Na kraju će izolovani električni provodnik 1 biti namotan na jedan kalem 13 za namotavanje.

Kod jednog postrojenja prikazanog na slici 1 radi se o jednom pregledu raspoređenih uređaja, u kome su prikazani svi uređaji, koji su potrebni za izradu predhodno navedenih pojedinačnih varijanti. Dakle prikazana je kolona serijski raspoređenih uređaja, od desna ka levo, pri čemu je raspored uređaja izvršen u zavisnosti od varijante izvođenja ali u svakom slučaju ma koja bila varijanta mora se sprovesti obrada plazmom u jedinici 9 i ekstruzija u jedinici 11, pri čemu se kod polimerizacije plazme u jedinici 9 i daljoj ekstruziji u jedinici 12 radi o jednom opcionom usmeravanju procesa, koji dolaze u obzir za korišćenje samo za izradu nekih specifično izvedenih varijanti. Podrazumeva se samo po sebi, da umesto jednog koekstruzionog ili tandemekstruzionog postupka može da se više pojedinačnih ekstruzija sprovede sekventno.

Lista pozicija i njihove oznake na crtežima

1 električni provodnik

2 izolacioni omotač

3 izolacioni sloj

4 sloj sa plazmapolimerom

5 sloj sa fluoropolimerom

6 metalni sloj

7 kalem sa namotajima

8 jedinica za čišćenje

9 jedinica za obradu plazmom 10 jedinica za plimerizaciju plazme 11 jedinica za ekstruziju

12 dalja jedinica za ekstruziju

13 kalem za namotavanje

Claims

PATENTNI ZAHTEVI

1. Izolovani električni provodnik koji sadrži

jedan električni provodnik (1), prvenstveno od bakra ili aluinijuma, sa jednim izolacionim omotačem (2),

pri čemu se izolacioni omotač (2) sastoji od ili

najmanje jednog izolacionog sloja (3) od termoplastične veštačke mase,

ili

sadrži najmanje jedan izolacioni sloj (3) od termoplastične veštačke mase i

sadrži jedan među-sloj (4,5) od veštačke plastične mase, prvenstveno jedan sloj (4) od plazmapolimera ili najmanje jedan sloj (5) od fluorpolimera,

koji se može dobiti pomoću jednog postupka, u kome je električni provodnik (1) pod zaštitnom gasnom atmosferom bombardovan u jednoj gas-plazmi sa jonima zaštitnog gasa, da bi se otklonio oksidni sloj formiran na površini električnog provodnika (1) i/ili povećala površinska energija električnog provodnika (1),

i posle toga sledi nanošenje ili

najmanje jednog izolacioni sloj (3) u jednoj zaštitnoj gasovitoj atmosferi neposredno na površinu električnog provodnika (1),

ili, u slučaju, da izolacioni omotač (2) sadrži jedan među-sloj (4,5) od veštačke plastične mase,

najmanje jednog među-sloj (4,5) od veštačke plastične mase pod zaštitnom gasnom atmosverom neposredno na površinu električnog provodnika (1).

2. Izolovani električni provodnik prema zahtevu 1, naznačen time, da je električni provodnik (1) pri nanošenju jedno izolacionog omotača (2) prolazno raspoređen unutar zaštitne gasne atmosfere, da bi se sprečilo formiranje novog oksidnog sloja na površini električnog provodnika (1).

3. Izolovani električni provodnik prema nekom zahtevu 1 ili 2, naznačen time, da se kod jedne gas-plazme za bombardovanje električnog provodnika (1) radi o jednoj plazmi niskog pritiska, prvenstveno sa jednim pritiskom ispod 80 mbar.

4. Izolovani električni provodnik prema nekom zahtevu od 1 do 3, naznačen time, da izolacioni omotač (2), naročito najmanje jedan izolacioni sloj (3), ima jednu temperaturnu postojanost od najmanje 180<0>C, prvenstveno od najmanje 200<0>C, naročito povoljno od najmanje 220<0>C.

5. Izolovani električni provodnik prema nekom zahtevu od 1 do 4, naznačen time, da je termoplastična veštačka masa najmanje jednog izolacionog sloja (3) izabrana iz grupe sastavljene od poliarileterketona (PAEK), polimida (PI), poliamidimida (PAI), polieterimida (PEI), polifenilen-sulfida (PPS) i kombinacije od njih.

6. Izolovani električni provodnik prema nekom zahtevu od 1 do 5, naznačen time, da je termoplastična veštačka masa najmanje jednog izolacionog sloja (3) jedan poliarileterketon (PAEK) izabrana iz grupe sastavljene od polieterketona (PEK), polietereterketona (PEEK), polieterketonketona (PEKK), polietereterketonketona (PEEKK), polieterketon-eterketonketona (PEKEKK) i kombinacije od njih.

7. Izolovani električni provodnik prema nekom zahtevu od 1 do 6, naznačen time, da najmanje jedan izolacioni sloj (3) ima debljinu sloja između 10 µm i 1000 µm, prvenstveno između 25 µm i 750 µm, posebno povoljno između 30 µm i 500 µm, naročito povoljno između 50 µm i 250 µm.

8. Izolovani električni provodnik prema nekom zahtevu od 1 do 7, naznačen time, da se najmanje jedan izolacioni sloj (3) može izraditi pomoću jednog ekstruzionog postupka.

9. Izolovani električni provodnik prema nekom zahtevu od 1 do 8, naznačen time, da se izolacioni omotač (2) sastoji od najmanje jednog izolacionog sloja (3).

10. Izolovani električni provodnik prema zahtevu 9, naznačen time, da se izolacioni omotač (2) sastoji od jednog izolacionog sloja (3).

11. Izolovani električni provodnik prema zahtevu 9, naznačen time, da se izolacioni omotač (2) sastoji od najmanje dva, prvenstveno tačno od dva izolacionog sloja (3).

12. Izolovani električni provodnik prema nekom zahtevu od 1 do 11, naznačen time, da je najmanje jedan dalji izolacioni sloj od termoplastične veštačke mase nanet na izolacioni omotač (2), pri čemu najmanje jedan dalji izolacioni sloj nije nanet pod zaštitnom gasnom atmosferom.

13. Izolovani električni provodnik prema zahtevu 12, naznačen time, da je termoplastična veštačka masa najmanje jednog daljeg izolacionog sloja izabrana iz grupe sastavljene od poliarileterketona (PAEK), prvenstveno od polietereterketona (PEEK), polimida (PI), poliamidimida (PAI), polieterimida (PEI), polifenilen-sulfida (PPS) i kombinacije od njih.

14. Izolovani električni provodnik prema nekom zahtevu od 1 do 8, naznačen time, da izolacioni omotač (2) ima najmanje jedan sloj (5) od fluoropolimera

i da se kod ovog među-sloju od veštačke plastične mase nanetog neposredno na električni provodnik (1) radi o jednom sloju (5) od fluoropolimera.

15. Izolovani električni provodnik prema zahtevu 14, naznačen time, da sloj (5) od fluoropolimera sadrži politetrafluor-etilen (PTFE) ili perfluoretilen-propilen (FEP).

16. Izolovani električni provodnik prema zahtevu 14, naznačen time, da debljina najmanje jednog sloja (5) od fluoropolimera iznosi između 1µm i 120 µm, prvenstveno između 5 µm i 100 µm, posebno povoljno između 10 µm i 80 µm i naročito povoljno između 20 µm i 50 µm.

17. Izolovani električni provodnik prema nekom zahtevu od 1 do 16, naznačen time, da je ceo izolacioni omotač (2) nanet na površinu električnog provodnika (1) pod zaštitnom gasnom atmosverom.

18. Postupak za izradu jednog izolovanog električnog provodnika, koji ima sledeće proizvodne korake:

- bombardovanje jednog električnog provodnika (1) raspoređenog unutar zaštitne gasne atmosfere, prvenstveno od bakra ili aluminijuma, sa jonima zaštitnog gasa u jednoj gas-plazmi, prvenstveno sa plazmom koja je pod niskim pritiskom, da bi se otklonio jedan sloj oksida formirani na površini električnog provodnika (1) i/ili povećala površinska energija električnog provodnika (1);

- nanošenje jednog izolacionog omotača (2) na površinu električnog provodnika (1), pri čemu izolacioni omotač (2) sadrži ili

najmanje jedan izolacioni sloja (3) od termoplastične veštačke mase,

ili

najmanje jedan izolacioni sloj (3) od termoplastične veštačke mase i

jedan među-sloj (4,5) od veštačke plastične mase, prvenstveno jedan sloj (4) od plazmapolimera ili najmanje jedan sloj (5) od fluoropolimera,

pri čemu se ili

najmanje jedan izolacioni sloj (3) pod zaštitnom gasnom atmosverom nanosi na površinu električnog provodnika (1)

najmanje jedan među-sloj (4,5) od veštačke plastične mase se nanosi pod zaštitnom gasnom atmosverom neposredno na površinu električnog provodnika (1).

19. Postupak prema zahtevu 18, naznačen time, da je termoplastična veštačka masa najmanje jednog izolacionog sloja (3) izabrana iz grupe sastavljene od poliarileterketona (PAEK), polimida (PI), poliamidimida (PAI), polieterimida (PEI), polifenilen-sulfida (PPS) i kombinacije od njih.

20. Postupak prema zahtevu od 18 do 19, naznačen time, da termoplastična veštačka masa najmanje jednog izolacionog sloja (3) je poliarileterketona (PAEK) izabran iz grupe sastavljene od polieterketona (PEK), polietereterketona (PEEK), polieterketonketona (PEKK), polietereterketonketona (PEEKK), polieterketon-eterketonketona (PEKEKK) i kombinacije od njih.

21. Postupak prema zahtevu od 18 do 20, naznačen time, da je najmanje jedan izolacioni sloj (3) ekstrudiran.

22. Postupak prema zahtevu od 18 do 21, naznačen time, da je električni provodnik (1) pre nanošenja izolacionog omotača (2) predhodno zagrejan na najmanje 200<0>C, prvenstveno na najmanje 400<0>C.

23. Postupak prema zahtevu 21 ili 22, naznačen time, da se električni provodnik (1) posle ekstrudovanja najmanje jednog izolacionog sloja (3) hladi u zavisnostiod od postignute čvrstoće najmanje jednog izolacionog sloja (3).

24. Postupak prema nekom zahtevu od 21 do 23, naznačen time, da se izolovani električni provodnik (1) posle ekstrudovanja najmanje jednog izolacionog sloja (3) vodi preko kotura, prvenstveno se presuje pod pritiskom na kotur.

25. Postupak prema nekom zahtevu od 21 do 24, naznačen time, da se izolacioni omotač (2) sastoji od najmanje jednog izlacionog sloja (3).

26. Postupak prema zahtevu 25, naznačen time, da se izololacioni omotač (2) sastoji od najmanje dva, prvenstveno tačno dva, izolaciona sloja (3) i izololacioni omotač (2) se izrađuje pomoću tandemekstruzije u zaštitnoj gasnoj atmosferi.

27. Postupak prema nekom zahtevu 25 ili 26, naznačen time, da se najmanje jedan dalji izolacioni sloj od termoplastične veštačke mase ekstrudira pomoću tandemekstruzije na izolacioni omotač (2), pri čemu se ekstruzija najmanje jednog daljeg izolacionog sloja ne dešava u zaštitnoj gasnoj atmosferi.

28. Postupak prema zahtevu 27, naznačen time, da je termoplastična veštačka masa najmanje jednog daljeg izolacionog sloja izabrana iz grupe sastavljene od poliarileterketona (PAEK), prvenstveno od polietereterketona (PEEK), polimida (PI), poliamidimida (PAI), polieterimida (PEI), polifenilen-sulfida (PPS) i kombinacije od njih.

29. Postupak prema nekom zahtevu od 21 do 24, naznačen time, da se izolacioni omotač (2) sastoji od najmanje jednog sloja odnosno sadrži najmanje jedan sloja (5) od fluoropolimera

i da se sloj (5) od fluoropolimera kao među-sloj od veštačke plastične mase izolacionog omotača (2) nanosi pod zaštitnom gasnom atmosferom neposredno na površinu električnog provodnika (1).

30. Postupak prema zahtevu 29, naznačen time, da se najmanje jedan od najmanje jednog sloja (5) od fluoropolimera i najmanje jedan izolacioni sloj (3) izrađuju koekstruzijom ili tandemekstruzijom.