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Technisches Gebiet
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Das vorliegende Gebrauchsmuster betrifft die Herstellung von Draht und Kabel, insbesondere einen gemischten Flechtdraht.
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Das vorliegende Gebrauchsmuster betrifft weiter einen Anlasser, bei dem die Innenkomponenten mit dem obigen gemischten Flechtdraht miteinander verbunden sind.
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Stand der Technik
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Die Flechtdrähte werden durch die von Fasermaterialien gezwirnten Faden oder Metalldrähte mit einem Flechtwerk in Multistrange (z.B. 8, 13, 17, 24, 25, 32, 36, 48 Spindeln) einschichtig oder mehrschichtig verflochten. Die Litze kann nach vielfältigen Flechtregeln geflochten werden, wie z.B. die Flechtdrähte werden am häufigsten nach derartiger Flechtregel geflochten, dass eine Litze zwei andere Litzen deckt und gleichzeitig die eine Litze selbst auch von den nächsten zwei Litzen gedeckt wird. Egal welche Flechtregel verwendet wird, kann das geflochtene Endprodukt sowohl als eine dichte Schutzschicht oder Abschirmschicht auf der Oberfläche des Kabels abdecken, als auch direkt zur flexiblen Verbindung für die Elektrogeräte dienen, z.B. zur Verbindung zwischen dem Magnetschalter und dem Anlasser, zwischen der Kohlebürste und der Bürstenplatte im Anlasser usw. Im Allgemeinen verwenden die metallischen Flechtdrähte meistens die flexiblen Rundkupferdrähte oder die flexiblen verzinnten Rundkupferdrähte mit guter Qualität. Kupfer hat gute Dehnbarkeit und kann daher zum elastischen Schutzen dienen; dabei können die flexiblen Flechtkupferdrähte noch die leitfähige Leistung erhöhen, die Installationsfehler einer Anlage einstellen, sowie die Arbeit ausgleichen und die Prüfung, Wartung der Ausrüstung erleichtern und so weiter.
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Beim Anlasser werden die flexiblen Flechtkupferdrähte z.B. zum Verbinden des Magnetschalters mit der Bürstenplatte im Anlasser sowie zum Verbinden der Bürstenplatte mit der Kohlebürste verwendet, um den Anker mit Hochstrom zu versorgen. Da die Position des Magnetschalters auf der Außenseite des Gehäuses des Anlassers liegt und der Magnetschalter an dem Abschlussdeckel des Anlasserantriebs befestigt wird und einstückig mit dem Anlasser geformt wird, wird ein Ende des flexiblen Flechtkupferdrahts an dem Magnetschalter und das andere Ende an einem Anschluss des Gehäuses des Anlassers befestigt, so dass es eine Verbindungspositionsdifferenz zwischen dem Magnetschalter und dem Anschluss gibt, wobei der Anschluss zum Verbinden der Komponenten im Anlasser dient. So können die flexiblen Flechtkupferdrähte nur im gebogenen Zustand zweckmäßig angebracht werden und deren mittlerer Abschnitt ist ohne Unterstützung im freien Zustand. Wenn der Anlassers in Betrieb ist und wenn das Fahrzeug in der normalen Fahrt holpert aber der Anlasser funktioniert nicht, wird Vibration unbedingt an den flexiblen Flechtkupferdrähte insbesondere an dem freien mittleren Abschnitt erzeugt. Nach der Arbeit für eine lange Zeit in diesem Zustand wird das mit dem Magnetschalter oder mit dem Anlasser verbundene Ende der flexiblen Flechtkupferdrähte teilweise beschädigt oder sogar zuletzt zerrissen. Nach der Analyse liegt der Grund dafür darin, dass wegen wesentlich großer Eigengewicht der flexiblen Flechtkupferdrähte die Amplitude der Verschiebung des mittleren Abschnitts der Flechtdrähte bei der starken Vibration sehr groß ist und dadurch relativ hohe Spannung und Beanspruchung an den beiden Enden der Flechtdrähte gesammelt werden, so dass die Flechtdrähte unwirksam werden, weil ihre Festigkeit nicht hoch genug. Wenn die Flechtdrähte die Bürstenplatte mit der Kohlebürste verbinden, gilt die Ursache der Unwirksamkeit auch für die gebogenen Flechtdrähte.
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Inhalte des Gebrauchsmusters
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Dem Gebrauchsmuster liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flechtdraht bereitzustellen, der für eine lange Zeit der erheblichen Schwingungsbelastung standhalten kann, so dass der Bruch an beiden Enden des Flechtdrahts nicht leicht auftritt.
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Ein Aspekt des vorliegenden Gebrauchsmusters besteht darin, einen gemischten Flechtdraht zu schaffen, der umfasst:
ein erstes Drahtbündel aus wenigstens einem ersten Metalldraht, wobei der erste Metalldraht eine erste Zugfestigkeit aufweist; eine Vielzahl von zweiten Drahtbündeln aus einer Vielzahl von zweiten Metalldrähten, wobei das zweite Metalldraht eine zweite Zugfestigkeit kleiner als die erste Zugfestigkeit des ersten Metalldrahts aufweist, wobei das erste Drahtbündel und die Vielzahl von zweiten Drahtbündeln miteinander verflochten sind.
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Alternativ liegt das erste Drahtbündel zwischen der Vielzahl von zweiten Drahtbündeln in der gemischten Flechtdrahtstruktur, wobei die zweiten Drahtbündeln die Außenfläche des ersten Drahtbündels wickeln und das erste Drahtbündel in einer Zwischenstellung des gemischten Flechtdrahts oder in einer anderen Stellung benachbart zu der Zwischenstellung des gemischten Flechtdrahts liegt.
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Alternativ ist die Querschnittsform des ersten Drahtbündels in der gemischten Flechtdrahtstruktur symmetrisch oder asymmetrisch.
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In der gemischten Flechtdrahtstruktur weist alternativ das erste Metalldraht einen ersten spezifischen Widerstand auf und das zweite Metalldraht weist einen zweiten spezifischen Widerstand auf, der kleiner als der erste spezifischen Widerstand des ersten Metalldrahts ist.
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Alternativ ist in der gemischten Flechtdrahtstruktur das Material des ersten Metalldrahts Federstahl oder Hart-Beryllium-Kupfer und das Material des zweiten Metalldrahts ist Weich-Kupfer.
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Alternativ sind in der gemischten Flechtdrahtstruktur die beiden Enden des gemischten Flechtdrahts jeweils mit einem Verbindungsabschnitt versehen, der zur elektrischen Verbindung mit den anderen Elementen dient.
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Das vorliegende Gebrauchsmuster stellt auch einen gemischten Flechtdraht vom anderen Typ bereit, der durch mehrere geflochten Litzen gebildet wird, wobei eine der Litzen umfasst: einen ersten Metalldraht mit einer ersten Zugfestigkeit; eine Vielzahl von zweiten Metalldrähten mit einer zweiten Zugfestigkeit, die kleiner als die erste Zugfestigkeit des ersten Metalldrahts ist, wobei der erste Metalldraht und die Vielzahl von zweiten Metalldrähten miteinander verflochten sind.
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Alternativ liegt der erste Metalldraht in der gemischten Flechtdrahtstruktur in der Zwischenstellung des gemischten Flechtdrahts.
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Gebrauchsmustersgemäß umfasst der gemischte Flechtdraht die Drähte aus zwei unterschiedlichen Materialien, wobei die Zugfestigkeit des ersten Metalldrahts relativ groß ist und die Zugfestigkeit des zweiten Metalldrahtes kleiner als die des ersten Metalldrahts ist, und der zweite Metalldraht aber einen kleineren spezifischen Widerstand hat. Die beiden Drähte werden gemischt und geflochten, wodurch integrale Festigkeit des Flechtdrahts zu verbessern und die leitfähige Leistung sicherzustellen ist. Im Schwingungszustand wird die Schwingungsamplitude des Zwischenabschnitts aufgrund der erhöhten gesamten Festigkeit des Flechtdrahts reduziert, und somit wird ebenfalls die Belastung an beiden Enden reduziert, so dass der Bruch unwahrscheinlich auftritt und die Lebensdauer des Flechtdrahts verlängert wird. Ferner kann das zweite Drahtbündel vollständig die Außenfläche des ersten Drahtbündels bedecken, wenn das erste Drahtbündel in der Mitte in Bezug auf die gesamte geflochtene Struktur angeordnet ist; oder wenn der erste Metaldraht in der Mitte in Bezug auf die Litze angeordnet ist, kann der zweite Metaldraht vollständig die Außenfläche des ersten Metaldrahts bedecken, dadurch kann ein optimales Gesamtverhalten eines solchen Flechtdrahts erreichen. Darüber hinaus ist der beim Flechten verwendete Prozess auf diese Weise leicht erzielbar. Es ist für den Fachmann bekannt, dass die Querschnittsform des ersten Drahtbündels vielfältig sein kann, z.B. die Querschnittsform kann symmetrische Form, wie Rund, Rechteck, Quadrat, gleichseitiges Dreieck, Gerade, Oval, Raute, regelmäßiges Polygon, auch andere asymmetrische Form sein.
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Ein weiterer Aspekt des Gebrauchsmusters besteht darin, einen Anlasser bereitzustellen, der ein Gehäuse und einen Magnetschalter umfasst, wobei ein Anschluss auf dem Gehäuse angebracht wird, der über den zuvor beschriebenen gemischten Flechtdraht mit dem Magnetschalter verbunden ist.
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Das vorliegende Gebrauchsmusters stellt auch einen Anlasser bereit, der eine Kohlebürste und eine Bürstenplatte umfasst, die im Anlasser vorgesehen sind, der Anlasser wird dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlebürste über den zuvor beschriebenen gemischten Flechtdraht mit der Bürstenplatte verbunden ist.
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Wenn die Gesamtfestigkeit des gemischten Flechtdrahts verbessert wird, ist der gemischte Flechtdraht nicht leicht beschädigt oder gebrochen, so dass seine Lebensdauer verlängert wird; dies gilt ebenfalls für den solchen gemischten Flechtdraht verwendenen Anlasser; Als Folge wird die Wartungszahl reduziert und somit wird die Nutzungseffizienz auch erhöht.
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Durch die folgende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden die anderen Aspekte und die Merkmale des Gebrauchsmusters ersichtlich. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Zeichnungen nur zum Zwecke der Erläuterung ausgelegt werden und nicht als Einschränkung des Umfangs des vorliegenden Gebrauchsmusters zu verstehen sind, weil der Umfang auf die beigefügten Ansprüchen beziehen soll. Auch versteht es sich, dass die Zeichnungen nur konzeptionell die hier beschriebenen Strukturen und Abläufe veranschaulichen wollen; so sind die Zeichnungen nicht notwendig maßstabsgetreu, wenn nicht anders angegeben wird.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Mit Bezug auf die folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen im Zusammenhang mit den Zeichnungen wird das vorliegende Gebrauchsmuster besser verstanden. In den begleitenden Zeichnungen beziehen sich die gleichen Bezugszeichen stets auf gleiche Elemente in den Ansichten. Es zeigen:
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1 ist eine schematische strukturelle Darstellung des gebrauchsmustersgemäßen gemischten Flechtdrahts; und
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2 bis 4 sind verschiedene Querschnittsansichte einiger Ausführungsformen des gebrauchsmustersgemäßen gemischten Flechtdrahts, wobei der massive Teil den ersten Metalldraht mit höherer Zugfestigkeit repräsentiert und der hohle Teil den zweiten Metalldraht mit niedrigerer Zugfestigkeit repräsentiert.
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Konkrete Ausführungsformen
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Nachfolgend werden die Ausführungsformen des Gebrauchsmusters anhand Zeichnungen näher erläuchtert, damit der Fachmann den vom Gebrauchsmuster beanspruchten Gegenstand genau verstehen kann.
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Zunächst werden die hier aufgetretenen Terminologien vorgestellt. Die mechanischen Eigenschaften des Drahts umfasst die Festigkeit, die hier sich auf die Zugfestigkeit bezieht. Ferner kann die Härte von Kupfer oder Kupferlegierungen zumindest in drei Härtegrade unterteilt werden, und zwar, weichen, halbharten und harten Zustand. Kupfer oder Kupferlegierung von unterschiedlicher Härte kann unterschiedliche Zugfestigkeit aufweisen. Schließlich wird die Leitfähigkeit des Drahts mit dem spezifischen Widerstand gezeigt. Die Drähte aus verschiedenen Materialien weisen verschiedene (DC) spezifische Widerstände auf.
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Es wird auf 1 Bezug genommen, die schematisch die Struktur des gebrauchsmustersgemäßen gemischten Flechtdrahts darstellt. Der gemischte Flechtdraht 1 umfasst einen geflochten Abschnitt 11 mit Geflechtstruktur; Verbindungsabschnitte 12 sind jeweils an den zwei Enden des geflochten Abschnitts 11 vorgesehen und verbinden den geflochten Abschnitt 11 mit den elektrischen Anschlüssen der anderen Elemente und sind auch leitfähig, daher können die Verbindungsabschnitte 12 aus einer gut leitenden Metall bestehen, alternativ, wie Kupfer. Die Verbindungsabschnitt 12 können durch Kaltpressen in jeder Form zum Kontakt mit den elektrischen Anschüssen des Drahts gebildet werden, wie als Kupferrohr in 1 gezeigt; sie können auch als flachen Kupferklipp oder flache Kupferplatte ausgebildet werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, eine Kombinationform von Kupferrohr und Kupferklipp zu bilden. Außerdem ist die Form des geflochten Abschnitts 11 alternativ kreisförmig oder flach (nicht gezeigt).
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Die Geflechtstruktur des geflochten Abschnitts verwendet die Drähte aus zwei verschiedenen Materialien, nämlich umfasst das erste Drahtbündel und das zweite Drahtbündel. Das erste Drahtbündel umfasst dabei wenigstens einen ersten Metalldraht mit einer ersten Zugfestigkeit; das zweite Drahtbündel wird von einer Vielzahl von zweiten Metalldrähten gebildet, wobei das zweite Metalldraht eine zweite Zugfestigkeit kleiner als die erste Zugfestigkeit des ersten Metalldrahts aufweist, wobei eine Vielzahl von zweiten Drahtbündeln vorliegen und sich das erste Drahtbündel in der Vielzahl von zweiten Drahtbündeln befindet. D.h. kann das zweite Drahtbündel mit kleiner Zugfestigkeit über ein Flechtwerk mit dem ersten Drahtbündel mit großer Zugfestigkeit geflochten werden (das zweite Drahtbündel wickelt das erste Drahtbündel und wird mit demselben geflochten), oder das erste Drahtbündel mit großer Zugfestigkeit wird mittels bestimmenter Flechtmethode stets in der Mitte der Vielzahl von zweiten Drahtbündeln mit kleiner Zugfestigkeit geflochten. Daher zeigt der Querschnitt der Geflechtstruktur an, dass das erste Drahtbündel in einer Position zwischen der Vielzahl von zweiten Drahtbündeln liegt, egal welche der obigen Methoden verwendet wird.
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Die Eigenschaften des ersten Metalldrahts sind: generaller spezifischer Widerstand, große Zugfestigkeit, kleine Dichte; die Eigenschaften des zweiten Metalldrahts sind: relativ kleiner spezifischer Widerstand, kleine Zugfestigkeit, relativ große Dichte. Das erste Metall kann metallisches Material, wie Federstahl oder Hart-Beryllium-Kupfer sein, dessen Zugfestigkeit größer als die zweite Zugfestigkeit ist. Die zweite Zugfestigkeit des zweiten Metalls ist optional 30 ~ 300 MPa. Der erste spezifische Widerstand des ersten Metalls kann 1.7 × 10–6 ohm m ~ 1.0 × 10–7 ohm m betragen. Ein zweiter spezifischer Widerstand des zweiten Metalldrahts ist kleiner als der erste spezifische Widerstand des ersten Metalldrahts.
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Im Vergleich dazu, dass die Geflechtsegmenten der Geflechtstruktur gesamt von aus einem gleichen Kupfermaterial oder aus einer gleichen Kupferlegierung gebildet wird, werden beim gebrauchsmustersgemäßen Flechtdraht die Drähte aus unterschiedlichen Materialien gemischt, nämlich die Drähte mit relativer großen Zugfestigkeit werden zu der ursprünglichen durch Kupferdraht gebildeten Struktur hinzugefügt, so dass die Strukturfestigkeit der neuen Geflechtsegmente erhöht wird. Unter den gleichen Vibrationsbedingungen wird die Verformung der Geflechtsegmente stark reduziert, und die Konzentration der Spannung oder Beanspruchung an den beiden Enden wird auch entsprechend erleichtert, wodurch der Drahtbruch vermieden wird. Ferner kann ein großer Strom noch durch die Geflechtsegmente solcher Struktur fließen, weil die Drähte mit relative großer Zugfestigkeit von den Geflechtsegmenten umschlossen werden, so dass ihre Leitfähigkeit nicht beeinflusst wird und diese Geflechtsegmente auch ganz weich sind und leicht installiert werden können. Daher werden sowohl die Festigkeit als auch die Leitfähigkeit der Geflechtsegmente in Betracht gezogen.
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In 2 bis 4 werden die Querschnitte für drei Ausführungsbeispiele der gebrauchsmustersgemäßen Geflechtsegmente gezeigt. Der massive Teil repräsentiert den ersten Metalldraht und der hohle Teil repräsentiert den zweiten Metalldraht. Diese Ausführungsbeispiele sind allesamt geeignet für die Geflechtsegmente mit einem kreisförmigen Querschnitt. Das erste Drahtbündel kann einen ersten Metalldraht, wie in 2 gezeigt, und eine Vielzahl von ersten Metalldrähten, wie in 3, 4 gezeigt, aufweisen. Es ist dem Fachmann bekannt, dass das erste Drahtbündel nicht nur in einer Zwischenstellung in Bezug auf die Geflechtsegmente, sondern auch in einer anderen Stellung benachbart zu der Zwischenstellung in einem von zweiten Drahtbündeln umschlossenen Zustand liegen kann. Natürlich wirken die mechanischen Eigenschaften und die elektrische Leitfähigkeit der Geflechtsegmente am besten, wenn das erste Drahtbündel in der Zwischenstellung liegt; ferner wird das Flechtprozess vereinfacht und die Bedienung des Flechtwerks wird auch erleichtert. Wenn das erste Drahtbündel aus einer Vielzahl von ersten Metalldrähten besteht, ist die Zahl von ersten Metalldrähten möglicherweise, wie in 3–4 gezeigt, drei, und auch zwei, vier, fünf, usw. Die Querschnittsform des ersten Drahtbündels aus einer Vielzahl von ersten Metalldrähten kann sowohl eine in 3 gezeigte asymmetrische Form als auch eine in 4 gezeigte symmetrische Form sein, wobei diese symmetrische Form von der Mitte des ersten Drahtbündels ausgeht und in Bezug auf die Mitte symmetrisch ist. Natürlich soll es dem Fachmann verständlich sein, dass die Querschnittsform des ersten Drahtbündels nicht darauf beschränkt und vielfältige bekannte Formen sein kann, z.B. Rund, gleichseitiges Dreieck, Rechteck, Quadrat, Gerade, Oval, Raute, regelmäßiges Polygon usw.. Für einen einzelnen ersten Metalldraht wird dessen Querschnittsform auch nicht auf die dargestellte Form beschränkt. Vorzugsweise ist dessen Form kreisförmig. Dabei kann die Querschnittsform des einzelnen ersten Metalldrahts auch symmetrische Form sein, wie Dreieck, Rechteck, Quadrat, Oval, Raute, regelmäßiges Polygon usw., sogar jede bekannte Form, wie asymmetrische Form usw. sein. Wenn die Querschnittsform des Geflechtsegments ein flaches Rechteck darstellt, gilt das Ähnliche wie im oben beschriebenen Fall eines kreisförmigen Querschnitts.
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Wenn die Querschnittsform des Geflechtsegments ein flaches Rechteck darstellt, ist es möglich, vorzugsweise das erste Drahtbündel in der Mitte des rechteckigen Querschnitts anzuordnen, und zwar im Schnittpunkt der zwei Diagonalen.
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Nachfolgend wird ein anderes Ausführungsbeispiel der Geflechtstruktur der Geflechtsegmente dargelegt. Diese Geflechtstruktur stellt eine Litze dar, die von Drähten aus zwei unterschiedlichen Materialien geflochten wird. Die Litze umfasst einen ersten Metalldraht und einen zweiten Metalldraht. Der erste Metalldraht weist eine erste Zugfestigkeit auf; der zweite Metalldraht weist eine zweite Zugfestigkeit auf, die kleiner als die erste Zugfestigkeit des ersten Metalldrahts ist. Die Zahl des zweiten Metalldrahts ist größer als die des ersten Metalldrahts; das erste Metalldraht wird von den zweiten Metalldrähten umschlossen und liegt in der Mitte der Litze. Der zweite Metalldraht mit kleiner Zugfestigkeit kann über ein Flechtwerk mit dem ersten Metalldraht mit großer Zugfestigkeit geflochten werden (der zweite Metalldraht wickelt den ersten Metalldraht und wird mit demselben geflochten), oder der erste Metalldraht mit großer Zugfestigkeit wird mittels bestimmenter Flechtmethode stets in der Mitte der Vielzahl von zweiten Metalldrähten mit kleiner Zugfestigkeit geflochten. Daher zeigt der Querschnitt der Geflechtstruktur an, dass der erste Metalldraht in einer Position zwischen der Vielzahl von zweiten Metalldrähten liegt, egal welche der obigen Methoden verwendet wird.
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Die oben beschriebe Geflechtstruktur kann mehrere Litzen aufweisen, und diese Litzen werden wiederum mit einem Flechtwerk zu einem Endprodukt vom gemischten Flechtdraht geflochten. D.h. umfasst der gemischte Flechtdraht mehrere gemischte geflochten Litzen. Schließlich sind Verbindungsabschnitte jeweils an beiden Enden des gemischten Flechtdrahts vorgesehen. Solche Geflechtstruktur kann immer noch die oben genannten technischen Anforderungen an die Festigkeit und die Leitfähigkeit usw. erfüllen.
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Die oben beschriebenen konkreten Ausführungsformen werden nur zum Erläutern des Gebrauchsmusters anstatt zur Einschränung des Gebrauchsmusters verwendet. Der Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet kann verschiedene Änderungen und Modifikationen machen, ohne den Rahmen des Gebrauchsmusters zu verlassen. Damit fallen alle äquivalenten technishen Lösungen auch in den Umfang des Gebrauchsmusters. Der Schutzumfang des Gebrauchsmusters ist durch die Ansprüche einzuschränken.
