(19) |
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(11) |
EP 3 025 356 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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11.01.2017 Patentblatt 2017/02 |
(22) |
Anmeldetag: 06.11.2014 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2014/073973 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2015/067717 (14.05.2015 Gazette 2015/19) |
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(54) |
LITZENLEITER UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON LITZENLEITERN
STRANDED CONDUCTORS AND METHOD FOR PRODUCING STRANDED CONDUCTORS
CONDUCTEUR MULTIBRINS ET PROCÉDÉ DE FABRICATION DE CONDUCTEURS MULTIBRINS
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL
NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
(30) |
Priorität: |
06.11.2013 DE 102013222529
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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01.06.2016 Patentblatt 2016/22 |
(73) |
Patentinhaber: LEONI Kabel Holding GmbH |
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90402 Nürnberg (DE) |
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Erfinder: |
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- SCHILL, Markus
80689 München (DE)
- STADLER, Wolfgang
91161 Hilpoltstein (DE)
- SAHINER, Yücel
90425 Nürnberg (DE)
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(74) |
Vertreter: FDST Patentanwälte |
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Nordostpark 16 90411 Nürnberg 90411 Nürnberg (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft einen Litzenleiter umfassend eine Anzahl von Einzeldrähten,
wobei mehrere gleichartig ausgestaltete Einzeldrähte als Außendrähte um einen zentralen
Innendraht angeordnet sind und wobei die Einzeldrähte einen Verbund ausbilden, der
von einer Isolierung umhüllt ist. Desweiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren
zur Herstellung entsprechender Litzenleiter.
[0002] Werden mehrere Einzeldrähte mit rundem Querschnitt zur Ausbildung eines Litzenleiters
als Außendrähte um einen zentralen Innendraht mit ebenfalls rundem Querschnitt angeordnet,
so bilden sich im Querschnitt betrachtet umfangsseitig zwischen den Außendrähten und
einer kreisförmigen Umfangslinie zwickelförmige Freiräume, nachfolgend als Zwickel
bezeichnet, aus. Wird nun ein solcher Einzeldraht-Verbund mit einer isolierenden Kunststoffummantelung
beispielsweise durch einen Extrusionsvorgang versehen, so werden dabei auch die Zwickel
mit dem Werkstoff der Kunststoffummantelung aufgefüllt. Infolgedessen hängt das Gewicht
der Kunststoffummantelung eines derartigen Litzenleiters von der Anzahl und der Größe
jener umfangsseitigen Zwickel ab.
[0003] In einigen Anwendungsbereichen, wie beispielsweise im Automobilbereich, ist ein möglichst
geringes Gewicht bei den eingesetzten Litzenleitern erwünscht oder gefordert, weswegen
in diesen Fällen ein Querschnitt für die Litzenleiter angestrebt ist, der einer Kreisform
möglichst nahe kommt und dementsprechend möglichst wenige sowie möglichst kleine Zwickel
aufweist. Zur Herstellung eines solchen Litzenleiters ist es bekannt, zunächst mehrere
Einzeldrähte mit rundem Querschnitt um einen zentralen Einzeldraht mit ebenfalls rundem
Querschnitt anzuordnen und diese Anordnung nachfolgend zu verpressen. Im Rahmen dieser
Kompaktierung werden die Einzeldrähte verformt und der Querschnitt dieses Einzeldraht-Verbundes
wird bei entsprechend gleichmäßiger Druckausübung über den Umfang hinweg an eine Kreisform
angenähert. Ein derartiger verpresster Litzendraht ist beispielsweise aus der
DE 11 2010 004 176 T5 oder auch der
GB 1 336 200 B zu entnehmen.
[0004] Infolge dieser mechanischen Druck-Behandlung des Einzeldraht-Verbundes ändern sich
die mechanischen Eigenschaften der Einzeldrähte, so dass eine Nachbehandlung, beispielsweise
ein Glühen als zusätzlicher Prozessschritt erforderlich ist. Zudem wird durch das
Kompaktieren die sogenannte Biegewechselbeständigkeit verringert.
[0005] Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen kompakten Litzenleiter
mit guter Biegewechselbeständigkeit sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen
Litzenleiters anzugeben.
[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Litzenleiter mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Bevorzugte
Weiterbildungen sind in den rückbezogenen Ansprüchen enthalten. Die im Hinblick auf
den Litzenleiter angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß
auch auf das Verfahren übertragbar und umgekehrt.
[0007] Ein entsprechender Litzenleiter umfasst dabei eine Anzahl von Einzeldrähten, wobei
mehrere gleichartig ausgestaltete Einzeldrähte als Außendrähte um einen zentralen
Innendraht angeordnet sind und wobei die Einzeldrähte einen Einzeldraht-Verbund oder
kurz einen Verbund ausbilden, der von einer Isolierung umhüllt ist. Als Außendrähte
werden dabei Außendrähte mit einem unrunden Querschnitt verwendet, wobei die Ausdehnung
der Außendrähte vom Innendraht ausgehend radial nach außen im Querschnitt betrachtet
zunimmt. Das heißt, dass die Einzeldrähte, die als Außendrähte für einen entsprechenden
Litzenleiter bestimmt sind, mit einem unrunden Querschnitt vorgefertigt werden und
als solche insbesondere um einen zentralen Innendraht oder um eine innere Lage von
Einzeldrähten zur Ausbildung des Litzenleiters angeordnet und somit mit einem bereits
unrunden Querschnitt verseilt werden.
[0008] Der Einzeldraht-Verbund und damit auch die Außendrähte des Litzenleiters sind im
fertiggestellten Litzenleiter unverpresst, werden also nicht erst nachträglich durch
ein Verpressen oder durch eine Kompaktierung des Einzeldraht-Verbundes aus ursprünglich
runden Einzeldrähten in die unrunde Geometrie verformt. Der unrunde Querschnitt der
Außendrähte ist dabei so gewählt, dass der gegebene Raum oder Platz möglichst vollständig
ausgenutzt wird und dass der Querschnitt des Einzeldraht-Verbundes zumindest im Umfangsbereich
möglichst kreisrund ist. Hierdurch sind die umfangsseitig verbleibenden Zwickel zumindest
deutlich reduziert im Vergleich zu runden Einzeldrähten.
[0009] Da der Einzeldraht-Verbund nicht verpresst und somit keiner nachträglichen Kompaktierung
und daher keiner Kaltverformung unterzogen wird, kann und wird bei der Herstellung
des Litzenleiters auf einen im Falle einer Kompaktierung üblichen Glühprozess für
den Einzeldraht-Verbund verzichtet, sodass die Fertigung entsprechender Litzenleiter
weniger aufwendig ist. Zudem weist ein solcher unverpresster Verbund aus Einzeldrähten
eine hohe Wechselbiegebeständigkeit auf, was für eine Vielzahl von Anwendungen von
Vorteil ist. Unter einer hohen Wechselbiegebeständigkeit oder Biegewechselbeständigkeit
wird dabei verstanden, dass der Litzenleiter relativ vielen Biegewechselprozessen
standhält, also geringe Ermüdungserscheinungen bei einer Biegewechselbeanspruchung
zeigt. Für eine weitergehende Begriffserläuterung sei an dieser Stelle auf die ASTM
B470 und die Veröffentlichung "
Schymura M.A., Fischer A.: Beitrag zur Untersuchung der Ermüdungseigenschaften dünner
Drähte aus Kupferbasiswerkstoffen unter Biegewechselbeanspruchung nach ASTM B470 -
02. Metall, 66, 11 (2012), S.514-517, ISSN 0026-0746" verwiesen.
[0010] Diese hohe Wechselbiegebeständigkeit wird im Vergleich zu kompaktierten Litzenleiter
gerade durch den Verzicht auf den Kompaktierschritt und der gleichzeitigen Verwendung
von im Ausgangszustand vor dem Verlitzen unrunden Einzeldrähten erreicht. Die Einzeldrähte
liegen nämlich - im Vergleich zu kompaktierten Litzenleiter - vergleichsweise lose
aneinander an, so dass sie reibungsarm relativ zueinander beweglich sind. Im Unterschied
hierzu sind die Einzeldrähte beim kompaktierten Litzenleiter durch die Kompaktierung
derart verformt, dass sie flächig aneinander gepresst und dadurch quasi miteinander
an ihren Oberflächen verzahnt sind. Gleichzeitig wird der Vorteil von kompaktierten
Litzenleitern beibehalten, nämlich einen möglichst runden Außenquerschnitt der Litze
zu erhalten, so dass nur eine geringe und möglichst homogene Wandstärke der (Ader)-Isolation
ermöglicht ist.
[0011] Ein derartiger Litzenleiter wird insbesondere als superdünne Leitung, insbesondere
Fahrzeugleitung eingesetzt.
[0012] Die Anzahl an Einzeldrähten, die als Außendrähte um einen zentralen Innendraht angeordnet
werden, ist hierbei vorteilhafterweise an den jeweiligen Anwendungszweck angepasst.
Bei einem zweilagigen Litzenleiter mit einem zentralen Innendraht und einer Außenlage
aus Außendrähten besteht dieser bevorzugt aus dem einen Innendraht und sechs Außendrähten.
Bei Litzenleitern mit mehreren Außenlagen ist zumindest die äußerste Lage aus den
Außendrähten mit dem unrunden Querschnitt gebildet. Die Außendrähte umgeben in diesem
Fall den Innendraht mittelbar unter Zwischenanordnung von ein oder mehreren Zwischenlagen
an Einzeldrähten, die rund oder vorzugsweise ebenso wie die äußerten Außendrähte unrund
ausgebildet sind.
[0013] Wie bereits erwähnt weisen die vorgeformten Einzeldrähte Querschnittsformen derart
auf, dass der Querschnitt des Einzeldraht-Verbundes möglichst rund ist und somit einem
Kreis möglichst nahe kommt. Im einfachsten Fall wird dabei für die Außendrähte eine
an eine dreieckige Querschnittsform zumindest angenäherte Querschnittsform gewählt,
wobei die Form eines gleichseitigen Dreiecks bevorzugt ist. Im Einzeldraht-Verbund
sind die Außendrähte dann derart angeordnet, dass im Querschnitt betrachtet eine Ecke
eines jeden Außendrahtes radial nach innen in Richtung zum Innendraht zeigt und dabei
quasi punktförmig am Innendraht bzw. am Einzeldraht der Zwischenlage anliegt. Zwischen
den Außendrähten und dem Innendraht ist somit im Wesentlichen eine Punktauflage realisiert,
aufgrund derer eine hohe Flexibilität und eine hohe Wechselbiegebeständigkeit des
Einzeldraht-Verbundes und letztenendes auch des Litzenleiters gegeben ist. Im Unterschied
hierzu sind bei kompaktierten Litzenleitern im Querschnitt betrachtet linienförmige
Kontaktzonen gebildet. Insbesondere sind die Einzeldrähte in etwa nach Art eines Trapezes
ausgebildet, wobei insbesondere die zum Innendraht orientierte Trapezfläche konkav
gewölbt ist und sich an die Rundung des Innenleiters anschmiegt.
[0014] Zweckdienlicherweise wird des Weiteren für die Außendrähte eine dreieckige Querschnittsform
gewählt, bei der die Ecken abgerundet sind. Eine derartige Querschnittsform lässt
sich unter anderem leichter realisieren.
[0015] In vorteilhafter Weiterbildung sind die Seiten des dreieckigen Querschnitts nach
außen gewölbt und somit bogenförmig gestaltet. Auf diese Weise berühren sich die Außendrähte
untereinander quasi punktuell, was wiederum eine hohe Flexibilität und eine hohe Wechselbiegebeständigkeit
des Einzeldraht-Verbundes nach sich zieht.
[0016] Bevorzugt wird desweiteren eine Ausführung des Litzenleiters, bei der die Außendrähte
eine Querschnittsform nach Art eines Reuleaux-Dreiecks mit abgerundeten Ecken aufweisen.
Eine derart gestaltete Querschnittsform zeichnet sich durch konvex nach außen gewölbte
Seitenflächen sowie abgerundete Ecken aus. Sowohl an den Seitenflächen als auch an
den Ecken liegen die Einzeldrähte daher (im Querschnitt betrachtet) an benachbarten
Litzenleiter nur punktförmig an. Diese Ausgestaltung ist im Hinblick auf die gewünschte
hohe Biegewechselfähigkeit besonders vorteilhaft.
[0017] Für den Innendraht hingegen wird ein runder Querschnitt bevorzugt.
[0018] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Litzenleiters liegen die Außendrähte
im Wesentlichen punktuell am Innendraht an und sind zudem derart geformt und angeordnet,
dass zwischen benachbarten Außendrähten ebenfalls in guter Näherung eine Punktauflage
gegeben ist. Infolgedessen bilden die Außendrähte zusammen eine den Innendraht umhüllende
und einschließende Außenlage aus, welche im Querschnitt gesehen einen im Wesentlichen
kreisförmigen Umfang zeigt. Diese Außenlage wird dann bevorzugt mit einer isolierenden
Ummantelung oder Isolierung beispielsweise aus Kunststoff überzogen, wobei die Wandstärke
der Isolierung aufgrund des nahezu kreisförmigen Umfangs der Außenlage in Umfangsrichtung
gesehen nahezu gleichbleibend ist.
[0019] Es lässt sich somit eine sehr dünne Wandstärke realisieren, sodass ein entsprechend
gestalteter Litzenleiter ein verhältnismäßig geringes Gewicht und einen verhältnismäßig
geringen Bauraumbedarf aufweist. Entsprechende Litzenleiter sind dabei insbesondere
für den Kraftfahrzeugbereich vorgesehen und dementsprechend bevorzugt für diesen Anwendungszweck
ausgelegt. Bei den Litzenleitern handelt es sich insbesondere um superdünne Fahrzeugleitungen,
beispielsweise sogenannte FLRY Leitungen (Nomenklatur gemäß ISO 6722).
[0020] Typisch und daher bevorzugt sind dabei Litzenleiter, die aus dem zentralen Innendraht,
mehreren, insbesondere 6 Außendrähten (1+6-Verbund) und der Isolierung bestehen. Die
Außendrähte sind also in einer einzigen Außenlage um den zentralen Innendraht angeordnet
und diese Außenlage ist mit der dünnwandigen Isolierung überzogen ist.
[0021] Der Verbund aus Einzeldrähten weist hierbei vorteilhafterweise eine Querschnittsfläche
kleiner 2,5 mm
2 und insbesondere kleiner 1,5 mm
2 auf. Besonders verbreitet sind vor allem mit Querschnittsflächen von 0,35 mm
2, 0,75 mm
2 und 1 mm
2, die auch vorliegend vorzugsweise verwendet sind.
[0022] Der Litzenleiter weist zweckdienlicherweise eine Schlaglänge auf, die bevorzugt 10
mm bis 30 mm beträgt. Unter Schlaglänge wird die axiale Länge des Litzenleiters verstanden,
die für eine 360°-Wicklung eines jeweiligen Einzeldrahtes benötigt wird. Im Unterschied
zu herkömmlichen Litzen mit runden Einzeldrähten ist die Schlaglänge deutlich geringer,
insbesondere etwa um den Faktor 2. Insbesondere ist die Schlaglänge auch zumindest
weitgehend unabhängig von dem jeweiligen Durchmesser des Verbundes aus Einzeldrähten.
Litzenleiter unterschiedlicher Durchmesser weisen daher gleiche oder zumindest vergleichbare
Schlaglängen auf, die in dem angegebenen Bereich liegen. Bei herkömmlichen Verbünden
variiert die Schlaglänge mit den Durchmessern. Untersuchungen haben ergeben, dass
diese verkürzte Schlaglänge von besonderem Vorteil ist und ein unerwünschtes Verdrehen
der unrunden Einzeldrähte um ihre Mittenachse aus der gewünschten Drehorientierung
vermieden ist. Dadurch ist die definierte, gewünschte Ausrichtung der Einzeldrähte
im Verbund sichergestellt.
[0023] Auf der Basis der hier vorgestellten Grundidee, also der Verwendung von vorgeformten
Einzeldrähten mit unrundem Querschnitt, lassen sich darüber hinaus auch Litzenleiter
realisieren, die mehrere Lagen an Außendrähten aufweisen, wobei die einzelnen Lagen
konzentrisch zum Innendraht angeordnet sind. Auch bei diesen Litzenleitern lässt sich
durch dieses Konzept eine bessere Raumausnutzung erreichen.
[0024] Unabhängig von der Anzahl der Lagen aus Außendrähten erfolgt im Rahmen der Herstellung
entsprechender Litzenleiter zunächst eine Vorfertigung der Einzeldrähte mit unrundem
Querschnitt, insbesondere durch einen üblicherweise mehrstufigen Ziehprozess. Nachfolgend
werden die so in Form gebrachten Einzeldrähte bevorzugt einer Glühprozedur (Weichglühen)
unterzogen, um die gewünschten biegeelastischen Eigenschaften der Einzeldrähte zu
gewährleisten. In der Folge werden die Einzeldrähte dann verlitzt oder verseilt und
schließlich mit der Isolierung versehen, wobei hierfür beispielsweise ein Extruder
einer Verlitzmaschine unmittelbar nachgelagert ist. Eine Verpressung der Einzeldrähte
oder des Verbundes aus Einzeldrähten sowie eine weitere Glühprozedur nach dem Verlitzen
wird nicht vorgenommen.
[0025] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer schematischen
Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
- FIG 1
- in einer Querschnittsdarstellung einen Litzenleiter mit einem Innen-draht und mit
mehreren Außendrähten,
- FIG 2
- in einer vergrößerten Querschnittsdarstellung einen der Außendrähte sowie
- FIG 3
- in einer Querschnittsdarstellung einen Litzenleiter mit verpressten Einzeldrähten
nach dem Stand der Technik.
[0026] Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
[0027] Ein nachfolgend exemplarisch beschriebener und in FIG 1 skizzierter Litzenleiter
2 ist aus sieben Einzeldrähten aufgebaut, wobei sechs Einzeldrähte als Außendrähte
4 um einen zentralen Innendraht 6 angeordnet sind. Der Innendraht 6 weist hierbei
einen kreisförmigen Querschnitt auf und die Außendrähte 4 sind nach Art einer Gleichteilung
um diesen Innendraht 6 herum positioniert.
[0028] Die Außendrähte 4 sind identisch gestaltet und weisen einen Querschnitt auf, der
in guter Näherung die Form eines Reuleaux-Dreiecks mit abgerundeten Ecken zeigt. Diese
Querschnittsform ist in FIG 2 vergrößert dargestellt und zu Vergleichszwecken zusammen
mit einem gleichseitigen Dreieck mit einer Seitenlänge L abgebildet. Auf diese Weise
ist zu erkennen, dass der Querschnitt der Außendrähte 4 ausgehend von einer Dreiecksform
abgerundete Ecken aufweist. Zudem sind die Seiten nach außen gewölbt.
[0029] Anders beschrieben ist die Querschnittsform der Außendrähte 4 aus zwei unterschiedlichen
Kreissegmentformen aufgebaut, wobei die Ecken der Reuleaux-Dreiecks-Form jeweils durch
eine Kreissegmentform mit einem Radius R
E gebildet werden und wobei die Seiten der Reuleaux-Dreiecks-Form jeweils durch eine
Kreissegmentform mit einem Radius R
S gebildet werden.
[0030] Bei einem Litzenleiter 2 für ultradünne Fahrzeugleitungen liegt die Seitenlänge L
beispielsweise im Bereich von 0,25 mm - 0,6 mm, insbesondere bei etwa 0,4 mm. Der
Radius R
S beträgt etwa das 10-fache des Radius R
E und liegt beispielsweise bei 0,6 mm bis 1 mm, insbesondere bei 0,8 mm.
[0031] Der Einzeldraht-Verbund aus Außendrähten 4 und dem Innendraht 6 ist derart gestaltet,
dass im Querschnitt betrachtet eine Ecke eines jeden Außendrahtes 4 punktuell am Innendraht
6 anliegt und dass zwischen benachbarten Außendrähten 4 ebenfalls eine Punktauflage,
also eine punktuelle Berührung, gegeben ist.
[0032] Die Außendrähte 4 bilden zusammen eine geschlossene Außenlage 8 aus, durch die der
Innendraht 6 vollständig eingeschlossen ist. Die Außenlage 8 weist weiter im Querschnitt
betrachtet einen in guter Näherung kreisförmigen Umfang auf, wobei jedoch jeweils
im Zwischenbereich zwischen zwei Außendrähten 4 umfangsseitig ein verbleibender Zwickel
10 gebildet ist. Diese Zwickel 10 sind allerdings im Vergleich zu einem Litzenleiter
nach dem Stand der Technik, bei dem Außendrähte mit einem kreisförmigen Querschnitt
um einen Innendraht mit ebenfalls kreisförmigem Querschnitt angeordnet sind, verhältnismäßig
klein.
[0033] Der Litzenleiter 2 weist außerdem eine die Außenlage umgebende Isolierung 12 auf,
die üblicherweise durch eine Extrusion aufgebracht wird. Durch die gewählte Querschnittsform
der Außendrähte 4 und die infolgedessen relativ geringe Größe der Zwickel 10 ist die
Wandstärke 14 der Isolierung 12 in Umfangsrichtung 16 gesehen in guter Näherung gleichbleibend
und kann insbesondere sehr dünn eingestellt werden.
[0034] In Fig. 3 ist für einen gegenüberstellenden Vergleich zudem noch ein Litzenleiter
2' nach dem Stand der Technik gezeigt, bei dem der Einzeldraht-Verbund nach dem Verlitzen
der Einzeldrähte 4', 6' verpresst wurde. Hier berühren sich die näherungsweise trapezförmigen
Einzeldrähte 4' nicht punktuell sondern großflächig. Die Einzeldrähte 4', 6' scheinen
auf den ersten Blick geradezu miteinander verschmolzen zu sein, so dass zwischen den
Einzeldrähten 4', 6' keine Grenzen mehr ausgemacht werden können. Dies wirkt sich
auch auf die Eigenschaften des Litzenleiters 2' aus, der unter anderem eine geringere
Wechselbiegefähigkeit aufweist, als ein Litzenleiter 2, wie er in Fig. 1 abgebildet
ist.
[0035] Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.
Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet
werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle
im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzelmerkmale auch auf
andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste
[0036]
- 2
- Litzenleiter
- 4
- Außendraht
- 6
- Innendraht
- 8
- Außenlage
- 10
- Zwickel
- 12
- Isolierung
- 14
- Wandstärke
- 16
- Umfangsrichtung
- 2'
- Litzenleiter nach dem Stand der Technik
- 4'
- Außendraht nach dem Stand der Technik
- 6'
- Innendraht nach dem Stand der Technik
- 12'
- Isolierung nach dem Stand der Technik
1. Litzenleiter (2) umfassend eine Anzahl von Einzeldrähten (4,6), wobei mehrere gleichartig
ausgestaltete Einzeldrähte (4) als Außendrähte (4) um einen zentralen Innendraht (6)
angeordnet sind und wobei die Einzeldrähte (4,6) einen Verbund ausbilden, der von
einer Isolierung (12) umhüllt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Außendrähte (4) Außendrähte (4) mit einem unrunden Querschnitt verwendet sind,
sodass die Ausdehnung der Außendrähte (4) vom Innendraht (6) ausgehend radial nach
außen im Querschnitt betrachtet zunimmt, und dass der Verbund aus Einzeldrähten (4,6)
unverpresst ist.
2. Litzenleiter (2) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Querschnittsform der Außendrähte (4) dreieckig ist.
3. Litzenleiter (2) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Querschnittsform der Außendrähte (4) abgerundete Ecken aufweist.
4. Litzenleiter (2) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Querschnittsform der Außendrähte (4) nach außen gebogene Seiten aufweist.
5. Litzenleiter (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Querschnittsform der Außendrähte (4) nach Art eines Reuleaux-Dreiecks gestaltet
ist, bei dem die Ecken abgerundet sind.
6. Litzenleiter (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Außendrähte (4) den Innendraht (6) jeweils punktuell berühren.
7. Litzenleiter (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich jeweils zwei benachbarte Außendrähte (4) punktuell berühren.
8. Litzenleiter (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Innendraht (6) einen runden Querschnitt aufweist.
9. Litzenleiter (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass sechs Außendrähte (4) um einen zentralen Innendraht (6) angeordnet sind.
10. Litzenleiter (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Außendrähte (4) zusammen eine Außenlage (8) ausbilden, die mit der Isolierung
(12) überzogen ist, wobei die Wandstärke (14) der Isolierung (12) in Umfangsrichtung
(16) gesehen gleichbleibend ist.
11. Litzenleiter (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass dieser aus dem zentralen Innendraht (6), mehreren Außendrähten (4) und der Isolierung
(12) besteht, wobei die Außendrähte (4) in einer einzigen Außenlage (8) um den zentralen
Innendraht (6) angeordnet sind und wobei die Außenlage (8) mit der Isolierung (12)
überzogen ist,
12. Litzenleiter (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verbund aus Einzeldrähten (4,6) eine Querschnittsfläche kleiner 2,5 mm2 und insbesondere kleiner 1,5 mm2 aufweist.
13. Litzenleiter (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einzeldrähte (4,6) eine Schlaglänge im Bereich von 10-30 mm aufweisen, wobei
die Schlaglänge vorzugsweise unabhängig ist von dem Durchmesser des Verbundes der
Einzeldrähte (4,6).
14. Verfahren zur Herstellung eines Litzenleiters (2), insbesondere eines Litzenleiters
(2) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem mehrere Einzeldrähte (4) als Außendrähte
(4) um einen Einzeldraht (6) als zentralen Innendraht (6) angeordnet werden, so dass
die Einzeldrähte (4,6) einen Verbund ausbilden, der dann mit einer Isolierung (12)
umhüllt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Außendrähte (4) Einzeldrähte (4) mit unrundem Querschnitt verwendet werden, wobei
die Ausdehnung der Außendrähte (4) vom Innendraht (6) ausgehend radial nach außen
im Querschnitt betrachtet zunimmt, und dass der Verbund aus Einzeldrähten (4,6) unverpresst
belassen wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass zunächst die Einzeldrähte (4,6) mit unrundem Querschnitt durch Ziehen hergestellt
werden, dass die Einzeldrähte (4,6) mit unrundem Querschnitt nach dem Ziehen einer
Glühprozedur unterzogen werden und dass die Einzeldrähte (4,6) mit unrundem Querschnitt
nach der Glühprozedur schließlich verlitzt und mit der Isolierung (12) versehen werden,
wobei auf eine Verpressung der Einzeldrähte (4,6) sowie auf eine weitere Glühprozedur
nach dem Verlitzen verzichtet wird.
1. Stranded conductor (2) comprising a number of single wires (4, 6), wherein several
similarly formed single wires (4) are arranged as outer wires (4) around a central
inner wire (6), and wherein the single wires (4, 6) form a composite that is encased
by insulation (12),
characterised in that
outer wires (4) having a non-circular cross-section are used as outer wires (4) so
that the expansion of the outer wires (4) starting from the inner wire (6) increases
radially outwards when viewed in cross-section, and that the composite of single wires
(4, 6) is not compacted.
2. Stranded conductor (2) according to claim 1,
characterised in that
the cross-sectional shape of the outer wires (4) is triangular.
3. Stranded conductor (2) according to claim 2,
characterised in that
the cross-sectional shape of the outer wires (4) has rounded corners.
4. Stranded conductor (2) according to claim 3,
characterised in that
the cross-sectional shape of the outer wires (4) has sides that are bent outwards.
5. Stranded conductor (2) according to one of the claims 1 to 4,
characterised in that
the cross-sectional shape of the outer wires (4) is shaped according to the form of
a Reuleaux triangle in which the corners are rounded.
6. Stranded conductor (2) according to one of the claims 1 to 5,
characterised in that
the outer wires (4) each touch the inner wire (6) at points.
7. Stranded conductor (2) according to one of the claims 1 to 6,
characterised in that
each of the two adjacent outer wires (4) touch each other at points.
8. Stranded conductor (2) according to one of the claims 1 to 7,
characterised in that
the inner wire (6) has a round cross-section.
9. Stranded conductor (2) according to one of the claims 1 to 8,
characterised in that
six outer wires (4) are arranged around a central inner wire (6).
10. Stranded conductor (2) according to one of the claims 1 to 9,
characterised in that
the outer wires (4) together form an outer layer (8) that is covered by the insulation
(12), wherein the wall thickness (14) of the insulation (12) is unvarying when viewed
in the circumferential direction (16).
11. Stranded conductor (2) according to one of the claims 1 to 10,
characterised in that
this consists of the central inner wire (6), several outer wires (4) and the insulation
(12), wherein the outer wires (4) are arranged in a single outer layer (8) around
the central inner wire (6), and wherein the outer layer (8) is covered with the insulation
(12).
12. Stranded conductor (2) according to one of the claims 1 to 11,
characterised in that
the composite of single wires (4, 6) has a cross-sectional area smaller than 2.5mm2 and in particular smaller than 1.5 mm2
13. Stranded conductor (2) according to one of the claims 1 to 12,
characterised in that
the single wires (4, 6) have a lay length in the range of 10-30mm, wherein the lay
length preferably does not depend on the diameter of the composite of single wires
(4,6).
14. Method for producing a stranded conductor (2), in particular a stranded conductor
(2) according to one of the preceding claims, in which several single wires (4) are
arranged as outer wires (4) around a single wire (6) as a central inner wire (6) so
that the single wires (4,6) form a composite which is then encased with insulation
(12),
characterised in that
single wires (4) having a non-circular cross-section are used as outer wires (4),
wherein the expansion of the outer wires (4) starting from the inner wire (6) increases
radially outwards when viewed in cross-section, and that the composite of single wires
(4, 6) remains not compacted.
15. Method according to claim 14,
characterised in that
firstly the single wires (4, 6) having a non-circular cross-section are produced by
drawing, that the single wires (4, 6) having a non-circular cross-section are subjected
to an annealing procedure after drawing and that the single wires (4, 6) having a
non-circular cross-section are finally stranded after the annealing procedure and
provided with the insulation (12), wherein the single wires (4, 6) are not pressed
and no additional annealing procedures are undertaken after stranding.
1. Conducteur multibrins (2) comprenant un certain nombre de fils individuels (4, 6),
plusieurs fils individuels (4) de même configuration étant agencés en tant que fils
extérieurs (4) autour d'un fil intérieur (6) central, et les fils individuels (4,
6) formant un ensemble composite, qui est enveloppé par une isolation (12),
caractérisé
en ce que les fils extérieurs (4) utilisés sont des fils extérieurs (4) présentant une section
transversale non circulaire, de manière à ce que l'étendue des fils extérieurs (4),
vus en section transversale, augmente radialement vers l'extérieur à partir du fil
intérieur (6), et en ce que l'ensemble composite constitué par les fils individuels
(4, 6) n'est pas compressé.
2. Conducteur multibrins (2) selon la revendication 1,
caractérisé
en ce que la forme de section transversale des fils extérieurs (4) est triangulaire.
3. Conducteur multibrins (2) selon la revendication 2,
caractérisé
en ce que la forme de section transversale des fils extérieurs (4) présente des coins ou sommets
arrondis.
4. Conducteur multibrins (2) selon la revendication 3,
caractérisé
en ce que la forme de section transversale des fils extérieurs (4) présente des côtés cintrés
vers l'extérieur.
5. Conducteur multibrins (2) selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé
en ce que la forme de section transversale des fils extérieurs (4) est d'une configuration
du type triangle de Reuleaux dont les sommets sont arrondis.
6. Conducteur multibrins (2) selon l'une des revendications 1 à 5,
caractérisé
en ce que les fils extérieurs (4) touchent le conducteur intérieur (6) chacun respectivement
de manière ponctuelle.
7. Conducteur multibrins (2) selon l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé
en ce que les fils extérieurs (4) respectivement voisins se touchent respectivement de manière
ponctuelle.
8. Conducteur multibrins (2) selon l'une des revendications 1 à 7,
caractérisé
en ce que le fil intérieur (6) présente une section transversale ronde.
9. Conducteur multibrins (2) selon l'une des revendications 1 à 8,
caractérisé
en ce qu'il est formé par l'agencement de six fils extérieurs (4) et d'un fil intérieur (6)
central.
10. Conducteur multibrins (2) selon l'une des revendications 1 à 9,
caractérisé
en ce que les fils extérieurs (4) forment ensemble une couche extérieure (8), qui est revêtue
par l'isolation (12), l'épaisseur de paroi (14) de l'isolation (12) restant identique,
vu dans la direction périphérique (16).
11. Conducteur multibrins (2) selon l'une des revendications 1 à 10,
caractérisé
en ce que celui-ci est constitué par le fil intérieur (6) central, plusieurs fils extérieurs
(4) et par l'isolation (12), les fils extérieurs (4) étant agencés selon une seule
couche extérieure (8) autour du fil intérieur (6) central, et la couche extérieure
(8) étant revêtue par l'isolation (12).
12. Conducteur multibrins (2) selon l'une des revendications 1 à 11,
caractérisé
en ce que l'ensemble composite constitué des fils individuels (4, 6) présente une surface de
section transversale inférieure à 2,5 mm2 et notamment inférieure à 1,5 mm2.
13. Conducteur multibrins (2) selon l'une des revendications 1 à 12,
caractérisé
en ce que les fils individuels (4, 6) présentent un pas de toronnage se situant dans une plage
de 10-30 mm, le pas de toronnage étant de préférence indépendant du diamètre du composite
constitués par les fils individuels (4, 6).
14. Procédé de fabrication d'un conducteur multibrins (2), notamment d'un conducteur multibrins
(2) selon l'une des revendications précédentes, d'après lequel on agence plusieurs
fils individuels (4) en guise de fils extérieurs (4) autour d'un fil individuel (6)
en guise de fil intérieur (6) central, de manière à ce que les fils individuels (4,
6) forment un ensemble composite, que l'on enveloppe alors avec une isolation (12),
caractérisé
en ce que les fils extérieurs (4) utilisés sont des fils individuels (4) présentant une section
transversale non circulaire, l'étendue des fils extérieurs (4), vus en section transversale,
augmentant radialement vers l'extérieur à partir du fil intérieur (6), et en ce qu'on
laisse l'ensemble composite constitué par les fils individuels (4, 6), non compressé.
15. Procédé selon la revendication 14,
caractérisé
en ce que l'on fabrique tout d'abord les fils individuels (4, 6) à section transversale non
circulaire, par étirage, en ce que l'on soumet les fils individuels (4, 6) à section
transversale non circulaire à un processus de recuit après l'étirage, et en ce que
finalement, après le processus de recuit, on réalise le toronnage des fils individuels
(4, 6) à section transversale non circulaire et on munit l'ensemble de l'isolation
(12), en renonçant à une compression des fils individuels (4, 6) ainsi qu'à un autre
processus de recuit après le toronnage.
IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE
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In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente
In der Beschreibung aufgeführte Nicht-Patentliteratur
- SCHYMURA M.A.FISCHER A.Beitrag zur Untersuchung der Ermüdungseigenschaften dünner Drähte aus Kupferbasiswerkstoffen
unter Biegewechselbeanspruchung nach ASTM B470 - 02Metall, 2012, vol. 66, 110026-0746514-517 [0009]