[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung mit mindestens einer elektrische Leitung
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
[0002] Eine solche Anordnung geht beispielsweise aus der
DE 199 07 675 A1 hervor.
[0003] Derartige Anordnungen mit elektrischen Leitungen werden mit mindestens einem isolierten
elektrischen Leiter für unterschiedlichste Anwendungsfälle seit Jahren weltweit eingesetzt.
Der elektrisch wirksame Schirm der Leiter solcher Leitungen besteht überwiegend aus
Kupferdrähten, die als Geflecht oder Umseilung um die Isolierung eines Leiters herumgeformt
sind. Das Gewicht einer solchen Leitung wird im wesentlichen durch den Leiter und
den Schirm bestimmt. Das macht sich bei Kraftfahrzeugen ungünstig bemerkbar, in denen
eine größere Anzahl von elektrischen Leitungen vorhanden ist, die beispielsweise in
Kabelbäumen oder Kabelsätzen zu Einheiten zusammengefaßt sind.
[0004] Die Hersteller von Kraftfahrzeugen sind seit Jahren bemüht, das Gewicht derselben
insgesamt herabzusetzen, um insbesondere den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren. Dazu
ist es beispielsweise bekannt, Karosserien aus Kunststoff zu verwenden oder für die
Leitungen Leiter aus Aluminium bzw. aus einer Aluminiumlegierung einzusetzen. Geschirmte
Leitungen mit Leitern, die beispielsweise aus Aluminium bestehen, gehen zum Beispiel
aus der
EP 1 921 635 B1 hervor.
[0005] Die eingangs erwähnte
DE 199 07 675 A1 betrifft einen Kabelschirm aus Faserverbundwerkstoff mit hohem Anteil an elektrisch
leitfähigen Fasern zur elektromagnetischen Abschirmung. Als Kabel sind ein verdrillter
Doppelleiter und ein Koaxialkabel beschrieben. Der Doppelleiter ist durch ein denselben
umgebendes, mit Gummilösung getränktes Kohlefasergeflecht elektromagnetisch geschirmt.
Der Außenleiter des Koaxialkabels besteht aus einem Kohlefasergeflecht. Ein entsprechendes
System führt zu einem geringeren Gewicht einer Verkabelung. Es ermöglicht bei Landfahrzeugen
höhere Geschwindigkeiten.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Gewicht einer für den Einsatz in Kraftfahrzeugen
bestimmten geschirmten elektrischen Leitung herabzusetzen.
[0007] Diese Aufgabe wird entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst.
[0008] Ein Kohlenstofffasern enthaltender Kunststoff wird umgangssprachlich als "Carbon"
bezeichnet. Diese Kurzfassung wird im folgenden beibehalten. Beim Carbon handelt es
sich um einen Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff, bei dem Kohlenstofffasern in eine
Kunststoff-Matrix eingebettet sind. Die Matrix kann beispielsweise aus einem Duromer,
zum Beispiel Epoxidharz, oder aus einem Thermoplast oder aus Keramik bestehen. Carbon
ist thermisch und elektrisch gut leitfähig. Es hat allerdings gegenüber Kupfer eine
deutlich geringere elektrische Leitfähigkeit. Diese liegt beispielsweise bei 0,0625
x 10
6 Sm/m. Die Leitfähigkeit des Carbons ist für eine wirksame Schirmung des umschlossenen
Leiters im Automobilbereich aber ausreichend. Da das Carbon leichter als Kupfer ist,
hat eine Leitung mit Leitern, die mit diesem Material geschirmt sind, gegenüber einer
Leitung mit einem die Leiter umgebenden Kupferschirm ein geringeres Gewicht. Dieser
Effekt macht sich besonders dann vorteilhaft bemerkbar, wenn eine größere Anzahl von
Leitungen in einem Kraftfahrzeug vorhanden ist. Das Gewicht der Leitung ist dadurch
weiter verringert, daß die Isolierung des Leiters bzw. der Leiter aus einem aufgeschäumten
Kunststoff besteht. Eine Kontaktierung des Schirms wird mit Vorteil ohne metallische
Kontaktelemente vorgenommen, und zwar mittels eines elektrisch leitenden Klebers,
durch welchen der Schirm mit vorgegebenen "Erdungsstellen" des Kraftfahrzeugs verbunden
wird, beispielsweise mit der Karosserie desselben.
[0009] Eine noch weitergehende Verminderung des Gewichts der Leitung ist dann gegeben, wenn
als Leitermaterial in bekannter Technik Aluminium oder eine Aluminiumlegierung eingesetzt
wird.
[0010] Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstands ist in den Zeichnungen dargestellt.
[0011] Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer elektrischen Leitung mit abschnittsweise entfernten
Schichten.
Fig. 2 einen Schnitt durch Fig. 1 längs der Linie II - II.
Fig. 3 in schematischer Darstellung eine Kontaktstelle für eine Leitung nach den Fig.
1 und 2.
[0012] In Fig. 1 ist das Ende einer elektrischen Leitung L dargestellt, die einen elektrischen
Leiter 1 aufweist. Der Leiter 1 kann beispielsweise aus Kupfer oder aus Aluminium
bzw. aus einer Aluminiumlegierung bestehen. Er kann als Massivleiter, aber auch als
Litzenleiter ausgeführt sein, in dem eine Anzahl von aus dem Leiterwerkstoff bestehenden
Drähten miteinander verseilt ist. Der Leiter 1 ist von einer aus einem Kunststoff
bestehenden Isolierung 2 umgeben. Der isolierte Leiter wird im Folgenden als "Ader
A" bezeichnet. Um die Isolierung 2 ist rundherum ein elektrisch wirksamer Schirm 3
angebracht, der von einer Schicht 4 aus Isoliermaterial umgeben ist. Die Schicht 4
dient als Berührungsschutz. Sie kann daher relativ dünn ausgeführt sein. Die Leitung
L kann auch mehr als eine mit einem Schirm 3 versehene Ader A aufweisen.
[0013] Für die Isolierung 2 und die Schicht 4 geeignete Materialien sind beispielsweise
Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid und Polyurethan. Die Schicht 4 kann, wie
schon erwähnt, dünn sein. Ihre Dicke wird materialabhängig nach Maßgabe ihrer Abriebfestigkeit
eingestellt.
[0014] Der Schirm 3 besteht aus Carbon, mit den im Vorangehenden beschriebenen elektrischen
Eigenschaften. Das Carbon liegt beispielsweise in Form von Fasern oder Fäden vor,
die mit Vorteil beispielsweise mittels einer handelsüblichen Flechtmaschine als Geflecht
oder in anderer Ausführungsform als Umseilung um die Isolierung 2 der Ader A herumgeformt
werden können. Es ist auch möglich, aus dem Carbon zunächst ein Band zu formen, das
um die Isolierung 2 der Ader A lückenlos oder auch mit Überlappung herumgewickelt
werden kann.
[0015] In einer weiteren Variante kann das Carbon auch als Schlauch vorgeformt werden, in
welchen die Ader A eingezogen bzw. hineingeschoben wird. Ein solcher Schlauch kann
anschließend durch Zugbelastung bis zur Anlage an der Isolierung 2 der Ader A herunter
gezogen werden. Er kann abschließend beispielsweise durch das Auftragen von Epoxidharz
oder Polyesterharz verfestigt werden. Die Schicht 4 kann in allen geschilderten Ausführungsbeispielen
nach Fertigstellung des Schirms 3 beispielsweise mittels eines Extruders auf denselben
aufgebracht werden.
[0016] Die Isolierung 2 der Ader A besteht gemäß Fig. 2 aus einem aufgeschäumten Kunststoff,
beispielsweise aus Polyethylen, das in bekannter Technik chemisch aufgeschäumt werden
kann.
[0017] Wenn eine Leitung L in dem Kraftfahrzeug beispielsweise an Masse angeschlossen werden
soll, dann braucht an einer entsprechenden Stelle im Verlauf der Leitung L, die gezielt
vorgegeben werden kann, nur die über dem Schirm 3 einer Ader A liegende Schicht 4
entfernt zu werden. Der Schirm 3 liegt dann an dieser Stelle frei. Er kann danach
entsprechend der schematischen Darstellung in Fig. 3 mittels eines elektrisch leitenden
Klebers 5 an ein Bauteil 6 des Kraftfahrzeugs angeklebt werden, mit Vorteil an die
Karosserie desselben.
1. Anordnung mit mindestens einer elektrischen Leitung, welche mindestens einen von einer
Isolierung (2) umgebenen elektrischen Leiter (1) aufweist, bei welcher über der Isolierung
(2) des Leiters (1) ein elektrisch wirksamer, aus einem Kohlenstofffasern enthaltenden
Kunststoff bestehender Schirm (3) angebracht ist, der von einer Schicht (4) aus Isoliermaterial
umgeben ist, und welche für eine elektrisch leitende Verbindung für ein Fahrzeug eingesetzt
ist,
dadurch gekennzeichnet,
- daß die Isolierung (2) des Leiters (1) aus einem aufgeschäumten Kunststoff besteht und
- daß der Schirm (3) innerhalb eines Kraftfahrzeugs an mindestens einer vorgegebenen Stelle
durch Entfernung der Schicht (4) aus Isoliermaterial freigelegt und mittels eines
elektrisch leitenden Klebers (5) mit einem Bauteil (6) des Kraftfahrzeugs verbindbar
ist, vorzugsweise mit der Karosserie desselben.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter der Leitung aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht.
1. An assembly with at least one electrical lead, which has at least one electrical conductor
(1) surrounded by an insulation (2), in which an electrically effective screen (3)
consisting of a plastic containing carbon fiber is applied over the insulation (2)
of the conductor (1), which screen is surrounded by a layer (4) made of insulation
material, and which is used for an electrically conductive connection for a vehicle
characterized in
- that the insulation (2) of the conductor (1) consists of a foamed plastic and
- that the screen (3) is exposed within a motor vehicle at at least one predetermined point
by removal of the layer (4) made of insulation material and can be connected by means
of an electrically conductive adhesive (5) to a component (6) of the motor vehicle,
preferably with the body of the same.
2. An assembly according to Claim 1, characterized in that the conductor of the lead consists of aluminum or an aluminum alloy.
1. Assemblage avec au moins une ligne électrique, laquelle présente au moins un conducteur
(1) électrique entouré d'une isolation (2), dans lequel un blindage (3) composé d'une
matière plastique contenant des fibres de carbone et électriquement efficace est mis
en place sur l'isolation (2) du conducteur (1) et est entouré d'une couche (4) de
matériau isolant, et qui est utilisé pour un raccordement électriquement conducteur
destiné à un véhicule automobile,
caractérisé en ce que
- l'isolation (2) du conducteur (1) se compose d'une matière plastique expansée et
- en ce que, à l'intérieur d'un véhicule automobile, le blindage (3) est exposé au moins dans
un emplacement prédéterminé par enlèvement de la couche (4) de matériau isolant et
peut être raccordé à un composant (6) du véhicule automobile, de préférence à la carrosserie
de ce dernier, au moyen d'un adhésif (5) électriquement conducteur,
2. Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conducteur de la ligne se compose d'aluminium ou d'un alliage d'aluminium.