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Die Erfindung betrifft eine Litze mit mehreren verseilten Einzeldrähten, insbesondere für Flug- und/oder Kraftfahrzeuge.
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Eine Litze ist grundsätzlich ein aus dünnen Einzeldrähten bestehender und daher leicht zu biegender elektrischer Leiter. Die Litze ist in der Regel von einer isolierenden Schicht umschlossen und wird dann üblicherweise als Ader bezeichnet. Derartige Adern werden in der Fahrzeugindustrie einzeln oder gebündelt für den Energie- und/oder Informationstransport eingesetzt. Zusätzlich zu den Leit- und Isoliereigenschaften einer solchen Ader sind auch die mechanische Belastbarkeit sowie ein möglichst geringes Gewicht von erheblicher Bedeutung.
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Aus der
DE 20 2007 010 032 U1 ist eine Datenübertragungsleitung für Kraftfahrzeuge mit mehreren, von einem Kabelmantel umschlossenen Adern aus Messing bekannt, die ihrerseits als Leiterbündel oder nach Art einer Litze aus vielen dünnen Einzeldrähten ausgebildet sind.
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Aus der
DE 101 37 976 A1 ist eine Litze, insbesondere für eine Sitzheizung eines Kraftfahrzeugs bekannt. Zur Einstellung sowohl der gewünschten thermischen und elektrischen, als auch mechanischer Eigenschaften, insbesondere im Hinblick auf eine ausreichende Zugfestigkeit, ist die Litze aus einer geeigneten Kombination unterschiedlicher Arten von Einzeldrähten aufgebaut. Hierzu werden vornehmlich verschiedene Legierungen für die unterschiedlichen Arten der Einzeldrähte verwendet, insbesondere Kupfer- und Aluminiumlegierungen.
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Aus der
DE 601 28 468 B2 ist es bekannt, zur Reduzierung des Kabelgewichtes im Automobilbereich die herkömmlichen verdrillten Kupferdrähte durch aus Aluminiummetall oder Aluminiumlegierungen bestehende Drahtleitungen zu ersetzen, die zu Verteilerkabeln verdrillt sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Litze anzugeben, die zusätzlich zu der im Flugzeug- oder Kraftfahrzeugbereich erforderlichen elektrischen Leitfähigkeit auch noch bei geringem Gewicht eine ausreichende mechanische Belastbarkeit, insbesondere einen hohe Zugfestigkeit, aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Danach bestehen die vorzugsweise sieben verseilten Einzeldrähte der Litze aus einer Kupfer-Magnesium-Legierung mit 0,4% Magnesium (cCuMg 0,4), wobei jeder Einzeldraht einen Nenndurchmesser von 0,16 mm aufweist. Der Nennquerschnitt ist vergleichsweise gering und beträgt bei ausreichend hoher Zugfestigkeit 0,13 mm2. Der Nenndurchmesser der Einzeldrähte schließt gemäß der Rundungsregel eine Abweichung um –0,5 mm bis +0,4 mm ein. Analog schließt der Nennquerschnitt eine Abweichung um –0,5 mm2 bis +0,4 mm2 ein.
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Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass die Anforderungen hinsichtlich der Leitfähigkeit und der mechanischen Belastbarkeit auch mit einer im Gewicht reduzierten und damit vergleichsweise leichten Leitung erfüllt werden können, wenn deren Querschnitt auch ohne Verschlechterung der Zugfestigkeit verringert werden kann. Eine Verringerung des Querschnitts wiederum kann erreicht werden, wenn die Zugfestigkeit der Einzeldrähte bei verringertem Einzeldrahtquerschnitt erhöht werden kann. Es wurde erkannt, dass eine solche Zugfestigkeitserhöhung durch eine geeignet gewählte Legierung erzielt werden kann.
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Als geeignete Legierung hat sich die an sich bei Fahrleitungen bekannte Legierung CuMg 0,4 herausgestellt, die in diesem Anwendungsbereich auch als Bronze-Seile bezeichnet werden.
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Eine derartige Litze aus sieben verseilten Einzeldrähten mit einem Nenndurchmesser der Einzeldrähte von 0,16 mm erfüllt bei einem sich daraus ergebenden Nennquerschnitt der Litze von 0,13 mm2 die gleichen Anforderungen an die Zugfestigkeit wie eine herkömmliche Litze mit einem Querschnitt von 0,35 mm2. Demgegenüber ist jedoch das Litzengewicht um nahezu 60% reduziert. Aufgrund des um ca. 35% reduzierten Litzendurchmessers ist der Raumbedarf beim Verlegen der Litze bzw. der Ader somit ebenfalls um etwa 40% vermindert. Hinzu kommt eine entsprechende Materialeinsparung pro Längeneinheit.
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Geeigneterweise wird ein aus dieser Kupfer-Magnesium-Legierung mit 0,4% Magnesiumanteil (CuMg 0,4), insbesondere weichgeglühtes, Vormaterial mit einem Durchmesser von vorzugsweise 0,4 mm verwendet. Das Vormaterial wird durch Drahtziehen auf den gewünschten Einzeldrahtdurchmesser von 0,16 mm gelängt und anschließend geglüht.
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In der bevorzugten (1+6)-Verseilung mit sechs gleichmäßig um einen zentralen Einzeldraht angeordneten Einzeldrähten ist vorzugsweise eine rechtsgängige Verseilung (Z-Schlag) vorgesehen, deren Verseilungsschlaglänge zwischen 6 mm und 6,5 mm, vorzugsweise 6,35 mm bis 8 mm, beträgt. Hierdurch ist eine Litze bereit gestellt, die sowohl hinsichtlich der Leitfähigkeit und der mechanischen Zugfestigkeit als auch bezüglich eines besonders geringen Gewichtes den in der Automobilindustrie gewünschten Anforderungen entspricht. Aufgrund des geringen Nennquerschnitts, d. h. eines Gesamt- oder Litzenquerschnitts von 0,125 mm2 bis 0,135 mm2 bietet die Litze zudem sowohl eine erhebliche Materialersparnis als auch eine Raumersparnis beim Verlegen.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die einzige Figur perspektivisch eine erfindungsgemäße CuMg(0,4)-Litze mit einer Kunststoffummantelung.
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Die Figur zeigt eine Litze 1 mit sieben Einzeldrähten 2, die miteinander rechtsgängig, d. h. im so genannten Z-Schlag miteinander verseilt sind. Die Einzeldrähte 2 bestehen aus einer Kupfer-Magnesium-Legierung mit einem Magnesiumanteil von 0,4%. Der Nenndurchmesser d der Einzeldrähte 2 beträgt d = 0,16 mm. Auch kann der Durchmesser d der Einzeldrähte geringfügig größer oder kleiner sein, beispielsweise 0,155 mm ≤ d < 0,165 mm.
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Zur Herstellung dieser Einzeldrähte 2 wird beispielsweise ein Weichmaterial mit einem Durchmesser von 0,4 mm im Drahtziehverfahren auf den genannten Durchmesser von 0,16 mm gezogen und anschließend geglüht.
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Die Schlaglänge s der Verseilung beträgt geeigneterweise vorzugsweise 6,4 mm. Mit der Verseilung werden die Einzeldrähte 2 gegeneinander schraubenförmig verwunden, wobei sechs Einzeldrähte 2 gleichmäßig um einen zentralen Einzeldraht 2 und umeinander gewickelt werden. Die Schlag- oder Dralllänge s ergibt sich bei einer 360°-Wicklung der Einzeldrähte 2 um den zentralen Einzelleiter 2.
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Der Nennquerschnitt der Litze 1 beträgt 0,13 mm2. Der Litzenquerschnitt kann auch geringfügig größer oder kleiner sein und insbesondere zwischen 0,125 mm2 bis 0,135 mm2 betragen. Der (mittlere) Durchmesser d der Litze 1 beträgt 0,48 mm und ergibt sich praktisch aus dem dreifachen Einzeldrahtdurchmesser d.
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Die Masse (Einzeldrahtmasse) m der Einzeldrähte 2 beträgt geeigneterweise m = 0,175 g/m bis m = 0,19 g/m, insbesondere 0,183 g/m. Die Masse (Litzenmasse) M der Litze liegt zweckmäßigerweise zwischen 1,31 g/m bis 1,33 g/m und beträgt insbesondere 1,318 g/m. Der elektrische Widerstand der Litze beträgt 180 Ω/km bis 183 Ω/km. Der Leitwert beträgt 37 mS bis 37,5 mS, insbesondere 37,1 mS. Die Zuglast der Litze 1 liegt bei 12 N bis 13 N und beträgt insbesondere 12,36 N. Die Zugfestigkeit beträgt etwa 600 N/mm2 bis 620 N/mm2. Die Bruchdehnung liegt bei 2% bis 3% und beträgt insbesondere 2,6%.
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Die Litze 1 aus CuMg(0,4)-Einzeldrähten 2 zeigt aufgrund deren ausreichend verstärkten Leiterwerkstoff besonders gute Eigenschaften bei der Crimpkontaktierung. So wird durch diese Litze 1 die gewünschte Steigerung der Crimpabzugskraft gegenüber Leitermischaufbauten mit verschiedenen Materialien, beispielsweise mit einem Stahldrahtkern oder dergleichen, erreicht. Die Kupferlegierung zeigt zudem gegenüber einem Stahldrahtkern ein besonders gutes elektrisches Verhalten.
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Die Litze 1 ist im Ausführungsbeispiel mit einer Kunststoffummantelung oder -isolierung aus Polyvinylchlorid versehen.
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Gegenüber bisher verwendeten Litzen mit einem Nennquerschnitt von 0,35 mm2 werden mit der aus CuMg(0,4)-Einzeldrähten 2 bestehenden Litze 1 ein reduzierter Einzeldraht- und Litzendurchmesser bei gleichzeitig gleicher oder sogar erhöhter Zugfestigkeit sowie eine Querschnittsreduzierung und damit eine Volumeneinsparung beim Verlegen der Litze erzielt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Litze
- 2
- Einzeldraht
- 3
- Außenmantel/Isolierung
- D
- Litzendurchmesser
- d
- Einzeldrahtdurchmesser
- s
- Schlaglänge
- M
- Litzenmasse
- m
- Einzeldrahtmasse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202007010032 U1 [0003]
- DE 10137976 A1 [0004]
- DE 60128468 B2 [0005]
