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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leitungsanordnung und ein Verfahren zum Herstellen einer Leitungsanordnung.
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Kupfer und Aluminium werden aufgrund ihrer guten elektrischen Leitfähigkeiten als Materialien für elektrische Leitungen verwendet. Allerdings unterscheiden sich diese Metalle hinsichtlich ihrer thermischen und chemischen Eigenschaften und lassen sich nur schwierig stoffschlüssig miteinander verbinden.
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Aus
DD 208 429 ist ein Verfahren zur Herstellung elektrisch leitender Verbindungen bekannt.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Leitungsanordnung mit einer stoffschlüssigen Verbindung von elektrischen Leitern und ein einfaches Verfahren zum Herstellen einer Leitungsanordnung anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch eine Leitungsanordnung gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Herstellen einer Leitungsanordnung gemäß Patentanspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Eine Leitungsanordnung weist einen ersten elektrischen Leiter, einen zweiten elektrischen Leiter und ein Klebematerial auf. Der erste elektrische Leiter ist zumindest abschnittsweise beabstandet zum zweiten elektrischen Leiter angeordnet. Das Klebematerial ist zwischen dem ersten elektrischen Leiter und dem zweiten elektrischen Leiter angeordnet und steht mit den beiden elektrischen Leitern in einem direkten Kontakt. Das Klebematerial verbindet den ersten elektrischen Leiter mit dem zweiten elektrischen Leiter elektrisch und stoffschlüssig. Das Klebematerial weist eine elektrisch isolierende Trägermatrix und ein elektrisch leitendes und magnetisierbares Partikelmaterial auf. Das Partikelmaterial ist in der Trägermatrix eingebettet. Partikel des Partikelmaterials sind entlang einer Linie zwischen dem ersten elektrischen Leiter und dem zweiten elektrischen Leiter ausgerichtet. Die Partikel stehen in einem elektrischen Kontakt zueinander und verbinden den ersten elektrischen Leiter mit dem zweiten elektrischen Leiter elektrisch. Die Partikel sind faserförmig ausgebildet.
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Vorteilhafterweise kann die durch das Klebematerial vermittelte elektrische und stoffschlüssige Verbindung unabhängig von einer Werkstoffwahl des ersten und des zweiten elektrischen Leiters erzeugt werden. Die Werkstoffe des ersten und zweiten elektrischen Leiters können dadurch verschiedene thermische und chemische Eigenschaften aufweisen. Dadurch können beispielsweise Kupfer und Aluminium, die beispielsweise nur schwierig mittels eines Schweißprozesses stoffschlüssig miteinander verbunden werden können, gut elektrisch und stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Das Klebematerial kann zusätzlich verschweißte oder verlötetet elektrische Leiter unterstützend elektrisch und stoffschlüssig verbinden.
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In einer Ausführungsform weist der erste elektrische Leiter eine dem zweiten elektrischen Leiter zugewandte Seitenfläche auf. Das Klebematerial ist stoffschlüssig mit der Seitenfläche verbunden. Die Partikel sind geneigt, vorzugsweise senkrecht, zu der Seitenfläche angeordnet. Ein Teil der Partikel liegt mit einem ersten Ende an der Seitenfläche an und bildet einen elektrischen Kontakt mit der Seitenfläche.
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In einer Ausführungsform sind die Partikel kettenförmig entlang der Linie verlaufend angeordnet. Vorteilhafterweise bilden die kettenförmig entlang der Linie verlaufend angeordneten Partikel eine elektrische Verbindung untereinander, zum ersten elektrischen Leiter und zum zweiten elektrischen Leiter aus.
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In einer Ausführungsform weisen die Partikel einen kreisförmigen und/oder elliptischen Querschnitt oder einen rechteckförmigen und/oder quadratischen Querschnitt auf.
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In einer Ausführungsform weisen die Partikel in einer ersten Haupterstreckungsrichtung eine erste maximale Erstreckung von 50 pm bis 5 mm auf.
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In einer Ausführungsform weisen die Partikel ein Verhältnis einer ersten maximalen Erstreckung in einer ersten Haupterstreckungsrichtung zu einer zweiten maximalen Erstreckung in einer zweiten Haupterstreckungsrichtung und/oder zu einer dritten maximalen Erstreckung in einer dritten Haupterstreckungsrichtung von 10 bis 1000, vorzugweise von 200 bis 500 auf.
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In einer Ausführungsform weist das Partikelmaterial eine Magnetisierung auf und stellt ein erstes Magnetfeld bereit. Eine durch die Magnetisierung gegebene magnetische Flussdichte im Inneren der Partikel beträgt vorzugsweise 10mT bis 3T.
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In einer Ausführungsform ist das Partikelmaterial ferromagnetisch und/oder ferrimagnetisch und/oder das Partikelmaterial weist einen der folgenden ersten Werkstoffe auf: Eisen, Kobalt, Nickel, Gadolinium, Terbium, Chromdioxid, Mangan, Strontium, Barium. Vorteilhafterweise lassen sich ferromagnetische oder ferrimagnetische erste Werkstoffe entlang von Magnetfeldlinien ausrichten. Ferromagnetische erste Werkstoffe weisen gegenüber ferrimagnetischen ersten Werkstoffen vorteilhafterweise eine gute elektrische Leitfähigkeit auf. Wird als Partikelmaterial ein Ferrit verwendet, so kann das Partikelmaterial als elektrischer Widerstand verwendet werden.
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In einer Ausführungsform weist die Leitungsanordnung eine Ummantelung auf. Die Ummantelung ummantelt in einem ersten Abschnitt des ersten elektrischen Leiters den ersten elektrischen Leiter und isoliert den ersten elektrischen Leiter elektrisch. Der erste elektrische Leiter weist einen in eine Längsrichtung des ersten elektrischen Leiters versetzt zu dem ersten Abschnitt angeordneten zweiten Abschnitt auf. Der zweite Abschnitt ist zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig in das Klebematerial eingebettet.
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In einer Ausführungsform weist die Trägermatrix wenigstens einen der folgenden zweiten Werkstoffe auf: einen elektrisch isolierenden Kunststoff, Epoxidharz, Polyurethan, Thermoplast, Duroplast. Der erste elektrische Leiter weist wenigstens einen der folgenden dritten Werkstoffe auf: Kupfer, Aluminium, Zinn oder Bronze. Der zweite elektrische Leiter weist wenigstens einen der folgenden vierten Werkstoffe auf: Aluminium oder Kupfer.
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In einer Ausführungsform weist das Klebematerial eine Außenfläche auf. Die Außenfläche ist versetzt zu der ersten Seitenfläche ausgebildet. Die Außenfläche ist mit einer Schutzschicht bedeckt. Die Schutzschicht ist ausgebildet, ein Eindringen von korrosiven Medien in das Klebematerial zu verhindern. Vorteilhafterweise schützt die Schutzschicht das Partikelmaterial vor einer Oxidation.
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Ein Verfahren zum Herstellen einer Leitungsanordnung weist folgende Verfahrensschritte auf: Ein erster elektrischer Leiter und ein zweiter elektrischer Leiter werden zumindest abschnittsweise beabstandet zueinander angeordnet. Ein Zwischenraum zwischen dem ersten elektrischen Leiter und dem zweiten elektrischen Leiter wird mit einem Klebematerial aufgefüllt. Das Klebematerial wird in einen direkten Kontakt mit dem ersten elektrischen Leiter und mit dem zweiten elektrischen Leiter gebracht. Ein elektrisch leitendes und magnetisierbares Partikelmaterial des Klebematerials wird entlang einer Linie durch Anlegen eines zumindest das Klebematerial durchdringenden zweiten Magnetfeldes ausgerichtet. Das zweite Magnetfeld wird derart ausgerichtet, dass die Linie entlang eines Feldlinienabschnitts des zweiten Magnetfelds verläuft. Das Klebematerial wird ausgehärtet. Vorteilhafterweise ist das Verfahren im Vergleich zu anderen Methoden, beispielsweise dem Schweißen, sehr einfach, da beispielsweise keine hohen Prozesstemperaturen notwendig sind, um die elektrischen Leiter miteinander zu verbinden. Das Verfahren kann auch eine Inkompatibilität von zwei verschiedenen elektrischen Leitern beim Schweißen, wie dies etwa bei Kupfer und Aluminium der Fall ist, umgehen.
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In einer Ausführungsform werden die Verfahrensschritte zeitlich in der Reihenfolge nacheinander durchgeführt. Das zweite Magnetfeld wird während des Aushärtens des Klebematerials aufrechterhalten. Vorteilhafterweise verbleiben die ausgerichteten Partikel auf ihren Positionen, wenn das Magnetfeld aufrechterhalten wird, während das Klebematerial aushärtet.
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In einer Ausführungsform wird ein erster Pol des zweiten Magnetfelds oberhalb des ersten elektrischen Leiters an einer dem zweiten elektrischen Leiter abgewandten Seite derart angeordnet, dass zumindest eine Feldlinie des zweiten Magnetfelds senkrecht zu einer Seitenfläche des ersten elektrischen Leiters ausgerichtet ist.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung und die Art und Weise, auf die sie erreicht werden, werden in Verbindung mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden, deutlicher und besser verständlich. Hier zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
- 1: einen Querschnitt durch eine Leitungsanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2: einen Längsschnitt durch die in 1 gezeigte Leitungsanordnung entlang einer in 1 gezeigten Schnittebene A-A;
- 3: ein Blockdiagramm mit Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Herstellen der in den 1 und 2 gezeigten Leitungsanordnung;
- 4: einen Ausschnitt des in 2 gezeigten Längsschnitts nach einem ersten Verfahrensschritt;
- 5: einen Ausschnitt des in 2 gezeigten Längsschnitts nach einem zweiten Verfahrensschritts;
- 6: einen Ausschnitt des in 2 gezeigten Längsschnitts während eines dritten Verfahrensschritts;
- 7: eine perspektivische Ansicht einer Leitungsanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 8 eine perspektivische Schnittansicht der Leitungsanordnung gemäß der zweiten Ausführungsform entlang einer in 7 dargestellten Schnittebene B-B;
- 9: eine perspektivische Ansicht einer Leitungsanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform;
- 10: eine Schnittansicht der Leitungsanordnung gemäß der dritten Ausführungsform entlang einer in 9 dargestellten Schnittebene C-C;
- 11: eine Schnittansicht einer Leitungsanordnung gemäß einer vierten Ausführungsform;
- 12: eine Schnittansicht einer Leitungsanordnung gemäß einer fünften Ausführungsform; und
- 13: einen Längsschnitt durch eine Leitungsanordnung gemäß einer sechsten Ausführungsform.
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1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Leitungsanordnung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform.
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Die Leitungsanordnung 1 umfasst eine elektrische Leitung 203 mit einem ersten elektrischen Leiter 201. Ferner umfasst die Leitungsanordnung 1 einen zweiten elektrischen Leiter 202.
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Die elektrische Leitung 203 ist in der Ausführungsform als Flachbandleitung ausgebildet. Eine andere Ausgestaltung der elektrischen Leitung 203 ist ebenso denkbar. In der Ausführungsform weist die elektrische Leitung 203 neben dem ersten elektrischen Leiter 201 weitere elektrische Leiter 204 auf. Die elektrische Leitung 203 kann jedoch eine beliebige Anzahl von ersten elektrischen Leitern 201 und weiteren elektrischen Leitern 204 aufweisen.
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Der erste elektrische Leiter 201 ist in Querrichtung zwischen zwei weiteren elektrischen Leitern 204 angeordnet. Der erste elektrische Leiter 201 und die weiteren elektrischen Leiter 204 sind beispielhaft identisch ausgebildet. Der erste elektrische Leiter 201 weist einen rechteckförmigen Querschnitt auf und ist aus einem Einzeldraht ausgebildet. Auch wäre denkbar, dass der Querschnitt des ersten elektrischen Leiters 201 andersartig ausgebildet ist.
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Der zweite elektrische Leiter 202 ist beispielsweise plattenförmig ausgebildet, was nicht zwingenderweise erforderlich ist. Die elektrische Leitung 203 weist ferner eine Ummantelung 206 auf. Der zweite elektrische Leiter 202 weist eine Oberseite 208 und eine der Oberseite 208 abgewandte Unterseite 209 auf. Die elektrische Leitung 203 ist auf der Oberseite 208 des zweiten elektrischen Leiters 202 angeordnet und liegt mit der Ummantelung 206 auf der Oberseite 208 auf. Der erste elektrische Leiter 201 ist zu dem zweiten elektrischen Leiter 202 beabstandet angeordnet.
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2 zeigt einen Längsschnitt durch die in 1 gezeigte Leitungsanordnung 1 entlang einer in 1 gezeigten Schnittebene A-A.
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In der Ummantelung 206 ist ein erster Abschnitt 31 des ersten elektrischen Leiters 201 eingebettet und vollständig ummantelt. Die Ummantelung 206 isoliert den ersten elektrischen Leiter 201 im ersten Abschnitt 31 elektrisch.
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In einem in einer Längsrichtung 207 an den ersten Abschnitt 31 angrenzenden zweiten Abschnitt 32, der einen Endabschnitt des ersten elektrischen Leiters 201 ausbildet, ist an dem ersten elektrischen Leiter 201 keine Ummantelung 206 vorgesehen. Der erste elektrische Leiter 201 ist also innerhalb des zweiten Abschnitts 32 abisoliert.
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Die weiteren elektrischen Leiter 204 sind von der Ummantelung 206 ummantelt und elektrisch gegenüber dem ersten elektrischen Leiter 201 isoliert.
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Ein Zwischenraum 401 ist zwischen dem zweiten Abschnitt 32 des ersten elektrischen Leiters 201 und einem unter dem zweiten Abschnitt 32 befindlichen Bereich der Oberseite 208 des zweiten elektrischen Leiters 202 ausgebildet. Entlang der Längsrichtung 207 wird der Zwischenraum 401 durch eine erste Stirnseite 211 der Ummantelung 206 und eine zweite Stirnseite 205 des ersten elektrischen Leiters 201 begrenzt. Entlang einer senkrecht zur Längsrichtung 207 verlaufenden Höhenrichtung wird der Zwischenraum 401 durch die Oberseite 208 des zweiten elektrischen Leiters 202 und eine Seitenfläche 402 des ersten elektrischen Leiters 201 begrenzt. Die Seitenfläche 402 des ersten elektrischen Leiters 201 ist dem zweiten elektrischen Leiter 202 zugewandt.
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Zumindest teilweise ist der Zwischenraum 401 mit einem Klebematerial 400 verfüllt. In der beispielhaften Darstellung der 2 ist nicht nur der Zwischenraum 401 mit dem Klebematerial 400 vollständig ausgefüllt, sondern ist das Klebematerial 400 auch über dem zweiten Abschnitt 32 des ersten elektrischen Leiters 201 hinaus, also an einer der Seitenfläche 402 des ersten elektrischen Leiters 201 abgewandten Seite des ersten elektrischen Leiters 201 angeordnet.
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Das Klebematerial 400 ist auch an der zweiten Stirnseite 205 des ersten elektrischen Leiters 201 angeordnet, d.h. das Klebematerial 400 ist entlang der Längsrichtung 207 auch außerhalb des ersten und des zweiten Abschnitts 31, 32 des ersten elektrischen Leiters 201 auf der Oberseite 208 des zweiten elektrischen Leiters 202 und mit der Stirnseite 205 des ersten elektrischen Leiters 201 in einem direkten Kontakt stehend angeordnet. Der zweite Abschnitt 32 des ersten elektrischen Leiters 201 ist also vollständig in das Klebematerial 400 eingebettet. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Der zweite Abschnitt 32 des ersten elektrischen Leiters 201 kann auch abschnittsweise in das Klebematerial 400 eingebettet sein. Es muss jedoch lediglich der Zwischenraum 401 mit dem Klebematerial 400 zumindest teilweise aufgefüllt sein, sodass das Klebematerial 400 in einem direkten Kontakt mit der Seitenfläche 402 des ersten elektrischen Leiters 201 und der Oberseite 208 des zweiten elektrischen Leiters 202 steht.
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Das Klebematerial 400 weist eine elektrisch isolierende Trägermatrix 403 und ein elektrisch leitendes und magnetisierbares Partikelmaterial 404 auf. Das Partikelmaterial 404 ist in der Trägermatrix 403 eingebettet.
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Das Partikelmaterial 404 ist in Form von Partikeln 405 ausgebildet. Die Partikel 405 sind elektrisch leitend, magnetisierbar und in der Trägermatrix 403 eingebettet. Die Partikel 405 können beispielsweise faserförmig und/oder spanförmig und/oder länglich ausgebildet sein. Die Partikel 405 können einen kreisförmigen und/oder einen elliptischen Querschnitt oder einen rechteckförmigen und/oder quadratischen Querschnitt aufweisen.
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Die Partikel 405 können in einer ersten Haupterstreckungsrichtung 409 (Längsrichtung des Partikels 405) eine erste maximale Erstreckung (beispielsweise eine Länge) von 50pm bis 5mm aufweisen. Die erste maximale Erstreckung ist jedoch nicht auf den angegebenen Wertebereich beschränkt. Die Partikel 405 können ein Verhältnis der ersten maximalen Erstreckung in der ersten Haupterstreckungsrichtung 409 zu einer zweiten maximalen Erstreckung in einer zweiten Haupterstreckungsrichtung 410, wobei die zweite Haupterstreckungsrichtung 410 senkrecht zu der ersten Haupterstreckungsrichtung 409 verläuft, von 10 bis 1000, vorzugweise von 200 bis 500 aufweisen. Das Verhältnis ist jedoch nicht auf die angegebenen Wertebereiche beschränkt. Die Partikel 405 können auch ein Verhältnis der ersten maximalen Erstreckung in der ersten Haupterstreckungsrichtung 409 zu einer dritten maximalen Erstreckung in einer dritten Haupterstreckungsrichtung 412, wobei die dritte Haupterstreckungsrichtung 412 senkrecht zu der ersten Haupterstreckungsrichtung 409 und senkrecht zu der zweiten Haupterstreckungsrichtung 410 verläuft, von 10 bis 1000, vorzugweise von 200 bis 500 aufweisen. Das Verhältnis ist jedoch nicht auf die angegebenen Wertebereiche beschränkt.
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Das Partikelmaterial 404 ist ferromagnetisch und/oder ferrimagnetisch ausgebildet. Das Partikelmaterial 404 weist wenigstens einen der folgenden ersten Werkstoffe auf: Eisen, Kobalt, Nickel, Gadolinium, Terbium, Chromdioxid, Mangan, Strontium, Barium. Dabei sind Gadolinium, Terbium und Chromdioxid ferromagnetisch. Mangan, Strontium und Barium können Bestandteile von Ferriten sein. Eisen, Kobalt und Nickel sind ebenfalls ferromagnetisch, können jedoch auch Bestandteile von Ferriten sein. Beispielsweise enthält Magnetit, das ein ferrimagnetisches Material ist, Eisen.
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Die Trägermatrix 403 des Klebematerials 400 ist elektrisch isolierend, d.h. schlechtleitend oder nichtleitend. Die Trägermatrix 403 weist wenigstens einen der folgenden zweiten Werkstoffe auf: Kunststoff, thermoplastischer Kunststoff, duroplastischer Kunststoff, Silikon, Epoxidharz, Polyurethan, Phenol-Formaldehydharz, Polyimid, Polysulfid, Methylmethacrylat. In der Trägermatrix 403 kann ferner auch ein Lösemittel, beispielsweise ein Ester, ein Keton oder Tetrahydrofuran eingelagert sein. In der Ausführungsform weist die Trägermatrix 403 beispielhaft den thermoplastischen Kunststoff auf.
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Der erste elektrische Leiter 201 weist wenigstens einen der folgenden dritten Werkstoffe auf: Kupfer, Aluminium, Zinn, Bronze oder ein anderes Metall mit einer niedrigen relativen magnetischen Permeabilität. Auch die weiteren elektrischen Leiter 204 können Kupfer, Aluminium, Zinn, Bronze oder ein anderes Metall mit einer niedrigen relativen magnetischen Permeabilität aufweisen.
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Der zweite elektrische Leiter 202 weist beispielsweise wenigstens einen der folgenden vierten Werkstoffe auf: Aluminium, Kupfer oder ein anderes Metall mit einer niedrigen relativen magnetischen Permeabilität.
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Als niedrige relative magnetische Permeabilität wird im Kontext dieser Beschreibung eine auf eine magnetische Permeabilität des Vakuums bezogene Permeabilitätszahl bezeichnet, die kleiner als 100, insbesondere kleiner als 1, ist. Die relative magnetische Permeabilität ist jedoch nicht auf die angegebenen Wertebereiche beschränkt.
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Das Klebematerial 400 verbindet den ersten elektrischen Leiter 201 mit dem zweiten elektrischen Leiter 202 elektrisch und stoffschlüssig. Die Partikel 405 des Partikelmaterials 404 sind entlang einer Linie 60 zwischen dem ersten elektrischen Leiter 201 und dem zweiten elektrischen Leiter 202 ausgerichtet. Vorzugsweise sind die Partikel 405 des Partikelmaterials 404 entlang mehrerer Linien 60 zwischen dem ersten elektrischen Leiter 201 und dem zweiten elektrischen Leiter 202 ausgerichtet. Aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit der Partikel 405, stehen die Partikel 405 in einem elektrischen Kontakt zueinander und verbinden den ersten elektrischen Leiter 201 mit dem zweiten elektrischen Leiter 202 elektrisch.
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Das Klebematerial 400 ist stoffschlüssig mit der Seitenfläche 402 des ersten elektrischen Leiters 201 verbunden. Die Partikel 405 sind geneigt, vorzugsweise senkrecht, zu der Seitenfläche 402 angeordnet. Ein erster Teil 69 der Partikel 405 liegt mit einem ersten Ende 61 stirnseitig an der Seitenfläche 402 an und bildet einen ersten elektrischen Kontakt mit der Seitenfläche 402. Die Partikel 405 des an der Seitenfläche 402 anliegenden ersten Teils 69 der Partikel 405 weisen jeweils ein zweites Ende 62 auf. Das zweite Ende 62 ist auf einer dem ersten Ende 61 abgewandten Seite des ersten Teils 69 der Partikel 405 ausgebildet.
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Partikel 405 eines zweiten Teils 71 der Partikel 405 weisen jeweils ein drittes Ende 63 auf. Die Partikel 405 des zweiten Teils 71 der Partikel 405 liegen jeweils mit ihren dritten Enden 63 an der Oberseite 208 des zweiten elektrischen Leiters 202 an. Die Partikel 405 des zweiten Teils 71 bilden einen zweiten elektrischen Kontakt zum zweiten elektrischen Leiter 202 aus. Auf einer der Oberseite 208 abgewandten und auf einer der Seitenfläche 402 zugewandten Seite weisen die Partikel 405 des zweiten Teils 71 ein viertes Ende 66 auf.
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Zwischen dem ersten Teil 69 der Partikel 405 und dem zweiten Teil 71 der Partikel 405 ist ein dritter Teil 72 der Partikel 405 angeordnet. Die Partikel 405 des dritten Teils 72 weisen ein fünftes Ende 67 und ein zum fünften Ende 67 gegenüberliegend ausgebildetes sechstes Ende 68 auf. Dabei liegt stirnseitig ein fünftes Ende 67 an einem vierten Ende 66 an und bildet einen dritten elektrischen Kontakt aus. Jeweils ein sechstes Ende 68 liegt an dem zweiten Ende 62 an und bildet einen vierten elektrischen Kontakt aus. In 2 ist beispielhaft nur eine Lage von dem dritten Teil 72 der Partikel 405 dargestellt. Selbstverständlich können mehrere Lagen von Partikeln 405 des dritten Teils 72 vorgesehen sein, die dann untereinander jeweils an den fünften und sechsten Enden 67, 68 stirnseitig aneinander kettenförmig angeordnet sind.
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Die Partikel 405 der Teile 69, 71, 72 sind also kettenförmig entlang der Linien 60 verlaufend angeordnet und verbinden dadurch, dass sie entlang der Linien 60 ausgerichtet sind, den ersten elektrischen Leiter 201 mit dem zweiten elektrischen Leiter 202. Die Partikel 405, die entlang einer Linie 60 angeordnet sind, bilden eine elektrische Verbindung 73 aus. Auf Grund der zahlreichen Partikel 405 sind in Längsrichtung 207 zahlreiche elektrische Verbindungen 73 nebeneinander angeordnet, wobei entlang der elektrischen Verbindungen 73 ein hoher elektrischer Strom übertragen werden kann. Auch kann ein elektrischer Widerstand durch die elektrischen Verbindungen 73 in dem Klebematerial 400 deutlich geringer sein als bei anderen elektrisch leitfähigen Klebematerialien. Die elektrischen Verbindungen 73 können beabstandet zueinander in Längsrichtung 207 angeordnet sein oder seitlich (abschnittsweise) einen Berührkontakt aufweisen. Die elektrischen Verbindungen 73 können in Längsrichtung 207 derart nebeneinander angeordnet sein, dass durch die seitlichen Berührkontakte eine netzartige Struktur, beispielsweise eine wabenartige Struktur, der Partikel 405 ausgebildet ist.
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Der elektrische Widerstand des Klebematerials 400 kann durch die Wahl des ersten Werkstoffs definiert festgelegt werden. Wird beispielsweise ein ferromagnetisches Partikelmaterial 404 verwendet, so kann eine sehr gute elektrische Verbindung 73 mit einem geringen elektrischen Widerstand zwischen dem ersten elektrischen Leiter 201 und dem zweiten elektrischen Leiter 202 bereitgestellt werden, da ferromagnetische erste Werkstoffe regelmäßig gute elektrische Leitfähigkeiten aufweisen.
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Es kann jedoch auch ein ferrimagnetisches Partikelmaterial 404 verwendet werden. Da Ferrite regelmäßig schlechtere elektrische Leiter sind als ferromagnetische Materialien, kann die elektrische Verbindung 73 zwischen dem ersten elektrischen Leiter 201 und dem zweiten elektrischen Leiter 202 schlechter ausgebildet sein. Das Ferrite aufweisende Klebematerial 400 könnte deswegen als Widerstand verwendet werden. Das Partikelmaterial 404 kann auch ferromagnetische und ferrimagnetische erste Werkstoffe aufweisen, die gemeinsam in der Trägermatrix 403 eingebettet sind.
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Das Partikelmaterial 404 ist in der Ausführungsform magnetisiert und stellt ein erstes Magnetfeld 411 bereit. Eine durch die Magnetisierung gegebene magnetische Flussdichte im Inneren der Partikel 405 beträgt vorzugsweise 10mT bis 3T, ist allerdings nicht darauf beschränkt. Das Partikelmaterial 404 muss jedoch nicht notwendigerweise magnetisiert sein.
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Das Klebematerial 400 weist eine Außenfläche 64 auf. Die Außenfläche 64 des Klebematerials 400 ist versetzt zu der Seitenfläche 402 des ersten elektrischen Leiters 201 ausgebildet.
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Die Außenfläche 64 ist mit einer Schutzschicht 65 bedeckt. Die Schutzschicht 65 ist dazu ausgebildet, ein Eindringen von korrosiven Medien in das Klebematerial 400 zu verhindern. Die Schutzschicht 65 kann beispielsweise einen Lack aufweisen. Die Schutzschicht 65 kann auch entfallen. In diesem Fall kann auch die Trägermatrix des Klebematerials 400 eine Schutzwirkung gegenüber eindringenden, korrosiven Medien aufweisen.
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3 zeigt ein Blockdiagramm mit Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Herstellen der in den 1 und 2 gezeigten Leitungsanordnung 1. 4 zeigt einen Ausschnitt des in 2 gezeigten Längsschnitts nach einem ersten Verfahrensschritt 11. 5 zeigt einen Ausschnitt des in 2 gezeigten Längsschnitts nach einem zweiten Verfahrensschritt 12. 6 zeigt einen Ausschnitt des in 2 gezeigten Längsschnitts während eines dritten Verfahrensschritts 13.
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Ein erster bis fünfter Verfahrensschritt 11, 12, 13, 14, 15 des Verfahrens sind in 3 jeweils durch einen rechteckförmigen Block symbolisch dargestellt.
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In einem ersten Verfahrensschritt 11 (vgl. 4) wird die erste elektrische Leitung 203 bereitgestellt und die Ummantelung 206 im zweiten Abschnitt 32 von dem ersten elektrischen Leiter 201 entfernt. Ferner erfolgt ein beabstandetes Anordnen des ersten elektrischen Leiters 201 zu dem zweiten elektrischen Leiter 202, wobei der erste elektrische Leiter 201 zumindest abschnittsweise beabstandet zum zweiten elektrischen Leiter 202 angeordnet wird.
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In dem auf den ersten Verfahrensschritt 11 folgenden zweiten Verfahrensschritt 12 (vgl. 5) wird der Zwischenraum 401 zwischen dem ersten elektrischen Leiter 201 und dem zweiten elektrischen Leiter 202 mit dem Klebematerial 400 vorzugsweise vollständig aufgefüllt. Dabei wird das Klebematerial 400 in einen direkten Kontakt mit dem ersten elektrischen Leiter 201 und mit dem zweiten elektrischen Leiter 202 gebracht.
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Das Klebematerial 400 kann in der Ausführungsform erwärmt sein und die Trägermatrix 403 kann verflüssigt sein. Die Trägermatrix 403 kann beim Verfüllen des Zwischenraums 401 beispielsweise eine dynamische Viskosität zwischen 10mPas und 105mPas aufweisen. Die dynamische Viskosität ist jedoch nicht auf diesen Wertebereich beschränkt.
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Beim Verfüllen des Zwischenraums 401 sind die einzelnen Partikel 405 in der Trägermatrix 403 ungeordnet. In 5 sind beispielhaft drei verschiedene Typen von Partikeln 405 dargestellt. Ein erstes Partikel 406 ist länglich und faserförmig ausgebildet und kann entlang einer Fasererstreckungsrichtung einen beliebigen Querschnitt aufweisen.
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Ein zweites Partikel 407 ist länglich ausgebildet und weist in der Darstellung der 5 einen rechteckförmigen Querschnitt auf. Ein drittes Partikel 408 ist länglich ausgebildet und weist in der Darstellung der 5 einen elliptischen Querschnitt auf. Typen des ersten, des zweiten und des dritten Partikels 406, 407, 408 können zwar, müssen jedoch nicht gemeinsam in der Trägermatrix 403 eingebettet sein. Das Klebematerial 400 kann also entweder nur Partikel 405 eines Typs, oder Partikel 405 unterschiedlicher Typen aufweisen. Die Partikel 405 müssen auch nicht zwingenderweise in 5 gezeigte oder bisher beschriebene Geometrien aufweisen. Vielmehr können die Partikel 405 auch Variationen der bisher geschilderten Geometrien aufweisen.
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In einem auf den zweiten Verfahrensschritt 12 folgenden dritten Verfahrensschritt 13 (vgl. 6) werden die elektrisch leitenden und magnetisierbaren Partikel 405 des Klebematerials 400 entlang einer Linie 60 zur Ausbildung einer elektrischen Verbindung 73 durch ein Anlegen eines zumindest das Klebematerial 400 durchdringenden zweiten Magnetfeldes 50 ausgerichtet. Das zweite Magnetfeld 50 wird derart ausgerichtet, dass die Linie 60 entlang eines Feldlinienabschnitts 53 des zweiten Magnetfelds 50 verläuft. Vorzugsweise werden die Partikel 405 entlang mehrerer Linien 60 ausgerichtet.
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Das zweite Magnetfeld 50 wird beispielhaft von einem Magneten 51 bereitgestellt. Der Magnet 51 kann als Permanentmagnet oder als Elektromagnet ausgebildet sein. In der Ausführungsform wird beispielhaft ein schematisch in 6 dargestellter Elektromagnet verwendet. Mit dem Elektromagneten kann eine besonders hohe Feldstärke des zweiten Magnetfeldes 50 im Inneren des Klebematerials 400 erzeugt werden. Ein Elektromagnet kann beispielsweise eine magnetische Flussdichte von bis zu 20T im Inneren des Elektromagneten bereitstellen.
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Ein erster Pol 52 des Magneten 51, wird derart oberhalb des ersten elektrischen Leiters 201 an der dem zweiten elektrischen Leiter 202 abgewandten Seite angeordnet, dass zumindest eine Feldlinie 53 des zweiten Magnetfelds 50 senkrecht zu der Seitenfläche 402 des ersten elektrischen Leiters 201 ausgerichtet ist. Vorteilhafterweise ist dabei eine Magnetstirnseite 74, an der die Feldlinien 53 überwiegend in den Magneten 51 eintreten (oder austreten) parallel zu der Seitenfläche 402 ausgerichtet. Die Magnetstirnseite 74 ist beabstandet zum ersten elektrischen Leiter 201 und zu der Außenfläche 64 des Klebematerials 400 angeordnet. Zwischen der Außenfläche 64 und der Magnetstirnseite 74 ist also ein Spalt ausgebildet. Dabei wird der erste Pol 52 möglichst nah am ersten elektrischen Leiter 201 und an dem Klebematerial 400 angeordnet, da das zweite Magnetfeld 50 in unmittelbarer Nähe zum ersten Pol 52 am stärksten ist. Ein Eintauchen des Magneten 51 in das Klebematerial 400 ist zu vermeiden, um ein Anhaften von Partikelmaterial 404 an dem Magneten 51 zu vermeiden. Auch wäre ein stirnseitiges Eintauchen des Magneten 51 in das Klebematerial 400 denkbar.
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Wird ausschließlich der Zwischenraum 401 mit Klebematerial 400 aufgefüllt, kann die Magnetstirnseite 74 oberseitig auf dem elektrischen Leiter 201 aufgesetzt werden.
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In der beispielhaften Darstellung der 6 entspricht der erste Pol 52 einem Südpol des zweiten Magnetfeldes 50, während ein Nordpol von dem ersten elektrischen Leiter 201 abgewandt angeordnet ist. Der Magnet 51 kann aber auch mit seinem Nordpol unmittelbar am ersten elektrischen Leiter 201 angeordnet werden. Der Magnet 51 kann auch anders, als in der 6 dargestellt ist, angeordnet werden. Der Magnet 51 sollte jedoch derart angeordnet werden, dass zumindest eine Feldlinie 53 des zweiten Magnetfelds 50 senkrecht zu der Seitenfläche 402 des ersten elektrischen Leiters 201 und damit auch senkrecht zur Oberseite 208 des zweiten elektrischen Leiters 202 ausgerichtet ist. Ein Elektromagnet bietet den Vorteil, dass er nicht unmittelbar in der Nähe der Seitenfläche 402 des ersten elektrischen Leiters 201 angeordnet werden muss, da sich eine Feldstärke des zweiten Magnetfeldes 50 einstellen lässt.
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Das zweite Magnetfeld 50 durchdringt das Klebematerial 400. Aufgrund der ferromagnetischen und/oder ferrimagnetischen Eigenschaften des Partikelmaterials 404, werden die Partikel 405 entlang der Feldlinien 53 des zweiten Magnetfeldes 50 ausgerichtet.
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Der Magnet 51 ist derart gewählt und angeordnet, dass eine Feldstärke des zweiten Magnetfelds 50 in dem Zwischenraum 401 eine Ausrichtung der Partikel 405 entlang der Feldlinien 53 bewirkt. Die Feldstärke sollte abhängig von der dynamischen Viskosität der Trägermatrix 403 des Klebematerials 400 gewählt werden. Je höher die dynamische Viskosität der Trägermatrix 403 in einem nichtausgehärteten Zustand ist, desto mehr Arbeit muss aufgebracht werden, um die Partikel 404 entlang der Feldlinien 53 in der Trägermatrix 403 auszurichten.
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Ist der Magnet 51 als Elektromagnet ausgebildet, kann mittels einer Variation eines durch den Elektromagneten fließenden elektrischen Stroms die Feldstärke eingestellt werden. Das zweite Magnetfeld 50 kann mittels des Elektromagneten auch gepulst erzeugt werden.
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Es kann auch eine Mehrzahl von Magneten 51 dazu verwendet werden, die Partikel 405 auszurichten. Dies kann den Vorteil bieten, dass eine Summe der von den Magneten 51 bereitgestellten zweiten Magnetfelder 50 größer sein kann, als ein zweites Magnetfeld 50 eines einzelnen Magneten 51. Beispielsweise können drei Magnete 51 mit jeweils einem ihrer Pole, d.h. jeweils mit ihren Südpolen oder mit ihren Nordpolen, oberhalb des ersten elektrischen Leiters 201 an der dem zweiten elektrischen Leiter 202 abgewandten Seite angeordnet werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine beliebige Anzahl von Magneten 51 mit jeweils einem ihrer Pole, d.h. jeweils mit ihren Südpolen oder mit ihren Nordpolen, auch unterhalb der Unterseite 209 des zweiten elektrischen Leiters 209 angeordnet werden. Die Magneten 51 müssen auch nicht notwendigerweise mit einem ihrer Pole in der unmittelbaren Nähe des Zwischenraums 401 angeordnet werden. Erforderlich ist lediglich, dass die Magneten 51 derart angeordnet werden, dass ein Teil der Feldlinien 53 sich vom ersten elektrischen Leiter 201 zum zweiten elektrischen Leiter 202 erstreckt, sodass sich die Partikel 405 entlang der Feldlinien 53 ausrichten können, um so den ersten elektrischen Leiter 201 mit dem zweiten elektrischen Leiter 202 zu verbinden.
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Dadurch, dass das zweite Magnetfeld 50 das Klebematerial 400 durchdringt, richten sich die Partikel 405 entlang der Linien 60 aus und treten stirnseitig, wie in der Beschreibung zu 2 erläutert, an den Enden in Berührkontakt zueinander und zu dem ersten und zweiten elektrischen Leiter 201, 202. Die Linien 60 verlaufen entlang von Feldlinienabschnitten 53 des zweiten Magnetfelds 50. Da das zweite Magnetfeld 50 derart angeordnet wurde, dass zumindest eine Feldlinie 53 senkrecht zur Seitenfläche 402 des ersten elektrischen Leiters 201 verläuft, verlaufen die Linien 60 von der Seitenfläche 402 des ersten elektrischen Leiters 201 zur Oberseite 208 des zweiten elektrischen Leiters 202.
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Die Trägermatrix 403 wird in einem auf den dritten Verfahrensschritt 13 folgenden vierten Verfahrensschritt 14 ausgehärtet. Vorzugsweise werden der dritte Verfahrensschritt 13 und der vierte Verfahrensschritt 14 derart parallel ausgeführt werden, dass das zweite Magnetfeld 50 so lange aufrechterhalten wird, bis die Trägermatrix 403 sich derart verfestigt hat, dass die ausgerichteten Partikel 405 in ihren ausgerichteten Position verbleiben, auch wenn das zweite Magnetfeld 50 nicht mehr aufrechterhalten wird.
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In der Ausführungsform erfolgt das Aushärten der Trägermatrix 403 durch ein Abkühlen und einem damit einhergehenden Erstarren der thermoplastischen Trägermatrix 403.
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Das Aushärten einer anderen, nicht thermoplastischen Trägermatrix 403, beispielsweise einer duroplastischen Trägermatrix 403, kann beispielsweise durch ein Erwärmen erfolgen. Alternativ oder zusätzlich zu einem Temperieren kann das Aushärten einer duroplastischen Trägermatrix 403 auch beispielsweise durch UV- oder IR-Bestrahlung erfolgen. Bei einer zusätzlichen Bestrahlung kann das thermische Aushärten beschleunigt werden.
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Zu berücksichtigen ist, dass im Rahmen eines thermischen Aushärtens der Trägermatrix 403 eine Curie-Temperatur des Partikelmaterials 404 überschritten werden könnte. In der Ausführungsform mit dem Thermoplasten als Trägermatrix 403 darf sich der Thermoplast nicht vor einem unterschreiten der Curie-Temperatur des Partikelmaterials 404 derart verfestigen, dass die noch unausgerichteten Partikel 405 in ihren Positionen verbleiben, da ansonsten ein Ausrichten der Partikel nicht erfolgen kann.
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In einem auf den vierten Verfahrensschritt 14 folgenden, optionalen fünften Verfahrensschritt 15 wird die Schutzschicht 65 auf der Außenfläche 64 des Klebematerials 400 beispielsweise mittels eines Sprühauftrags aufgebracht und die Schutzschicht 65 ausgehärtet.
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7 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Leitungsanordnung 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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Die in 7 gezeigte zweite Ausführungsform der Leitungsanordnung 2 wird beispielsweise mit dem in 3 erläuterten Verfahren hergestellt.
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Die in 7 gezeigte zweite Ausführungsform ist im Wesentlichen identisch zu der in den 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsform. Im Folgenden wird ausschließlich auf die Unterschiede der zweiten Ausführungsform der Leitungsanordnung 2 zu der ersten Ausführungsform eingegangen.
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Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform der Leitungsanordnung 1, ist bei der Leitungsanordnung 2 gemäß der zweiten Ausführungsform nicht der zweite Abschnitt 32 des ersten elektrischen Leiters 201 in das Klebematerial 400 eingebettet, sondern ein dritter Abschnitt 214 des weiteren elektrischen Leiters 204.
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Beispielhaft ist der in der 7 links vom ersten elektrischen Leiter 201 befindliche weitere elektrische Leiter 204 im dritten Abschnitt 214 abisoliert und in das Klebematerial 400 eingebettet, sodass der weitere elektrische Leiter 204 und der zweite elektrische Leiter 202 stoffschlüssig und elektrisch miteinander verbunden sind. Es kann jedoch auch ein Abschnitt des in 7 rechts vom ersten elektrischen Leiter 201 befindlichen weiteren elektrischen Leiters 204 in das Klebematerial 400 eingebettet werden.
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8 zeigt eine schematische perspektivische Schnittansicht der Leitungsanordnung 2 entlang einer in 7 dargestellten Schnittebene B-B.
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Beispielhaft ist die Außenfläche 64 des Klebematerials 400 nicht mit der Schutzschicht 65 bedeckt. Auch bei der Leitungsanordnung 2 gemäß der zweiten Ausführungsform kann die Außenfläche 64 des Klebematerials 400 jedoch mit der Schutzschicht 65 bedeckt sein.
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9 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Leitungsanordnung 3 gemäß einer dritten Ausführungsform, wobei das Klebematerial 400 in 9 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist.
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Die in 9 gezeigte dritte Ausführungsform der Leitungsanordnung 3 wird beispielhaft mit dem in 3 erläuterten Verfahren hergestellt.
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Die in 9 gezeigte dritte Ausführungsform ist im Wesentlichen identisch zu der in den 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsform. Im Folgenden wird ausschließlich auf die Unterschiede der dritten Ausführungsform der Leitungsanordnung 3 zu der ersten Ausführungsform eingegangen.
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Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform der Leitungsanordnung 1, ist bei der Leitungsanordnung 3 gemäß der dritten Ausführungsform der zweite Abschnitt 32 in Längsrichtung 207 des ersten elektrischen Leiters 201 zwischen zwei beidseitig des zweiten Abschnitts 32 angrenzenden ersten Abschnitten 31 angeordnet. In der Ummantelung 206 ist eine Aussparung 220 angeordnet. Die Aussparung 220 weist in einer Draufsicht eine beispielhafte rechteckförmige Ausgestaltung auf und erstreckt sich in Querrichtung des ersten elektrischen Leiters 201 zwischen den beiden weiteren elektrischen Leitern 204 soweit, dass die Ummantelung 206 noch vollständig die weiteren elektrischen Leiter 204 zuverlässig elektrisch isoliert. Die Aussparung 220 ist beispielhaft als Durchgangsöffnung in der Ummantelung 206 ausgebildet.
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10 zeigt eine schematische Schnittansicht der Leitungsanordnung 3 entlang einer in 9 dargestellten Schnittebene C-C.
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Die Aussparung 220 ist im Wesentlichen vollständig mit dem Klebematerial 400 verfüllt, sodass der zweite Abschnitt 32 des ersten elektrischen Leiters 201 und der zweite elektrische Leiter 202 stoffschlüssig und elektrisch miteinander verbunden sind. Durch die Verfüllung der Aussparung 220 ist der zweite Abschnitt 32 des ersten elektrischen Leiters 201 vollständig in dem Klebematerial 400 eingebettet. Ferner sind der erste Abschnitt 31 und der zweite Abschnitt 32 fluchtend auf einer gemeinsamen Geraden verlaufend angeordnet.
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Beispielhaft ist die Außenfläche 64 des Klebematerials 400 nicht mit der Schutzschicht 65 bedeckt. Auch bei der Leitungsanordnung 3 gemäß der dritten Ausführungsform kann die Außenfläche 64 des Klebematerials 400 jedoch mit der Schutzschicht 65 bedeckt sein.
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11 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Leitungsanordnung 4 gemäß einer vierten Ausführungsform.
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Die in 11 gezeigte vierte Ausführungsform der Leitungsanordnung 4 wird mit dem in 3 erläuterten Verfahren hergestellt.
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Die in 11 gezeigte vierte Ausführungsform ist im Wesentlichen identisch zu der in den 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsform. Im Folgenden wird ausschließlich auf die Unterschiede der vierten Ausführungsform der Leitungsanordnung 4 zu der ersten Ausführungsform eingegangen.
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Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform der Leitungsanordnung 1, liegt bei der Leitungsanordnung 4 gemäß der vierten Ausführungsform ein erster Teilbereich 221 des zweiten Abschnitts 32 des ersten elektrischen Leiters 201 an der Oberseite 208 des zweiten elektrischen Leiters 202 an und weist einen direkten elektrischen Kontakt mit dem zweiten elektrischen Leiter 202 auf. Der erste Teilbereich 221 grenzt beispielhaft an ein Längsende 223 des ersten elektrischen Leiters 201 an. Der erste Teilbereich 221 verläuft parallel zu der Oberseite 208.
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Der zweite Abschnitt 32 des ersten elektrischen Leiters 201 weist ferner einen Verbindungsabschnitt 216 und einen zweiten Teilbereich 222 auf. Der zweite Teilbereich 222 ist fluchtend zum ersten Abschnitt 31 angeordnet. Ferner ist der zweite Teilbereich 222 beabstandet zu der Oberseite 208 des zweiten elektrischen Leiters 202 angeordnet. Der Verbindungsabschnitt 216 verbindet den an der Oberseite 208 des zweiten elektrischen Leiters 202 anliegenden ersten Teilbereich 221 des ersten elektrischen Leiters 201 mit dem zweiten Teilbereich 222. Der Verbindungsbereich 216 verläuft schräg zu der Oberseite 208.
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Die Form des zweiten Abschnitts 32 kann beispielsweise mittels eines Prägeverfahrens erzeugt werden. Auf diese Weise ist der erste elektrische Leiter 201 ohne das Klebematerial 400 bereits mit dem zweiten elektrischen Leiter 202 elektrisch verbunden. Das Klebematerial 400 unterstützt diese elektrische Verbindung zusätzlich. Dadurch weist die Leitungsanordnung 3 einen besonders geringen elektrischen Widerstand auf. Ferner kann auf Lötverfahren verzichtet werden.
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Der an die Oberfläche 208 gedrückte erste Teilbereich 221 des ersten elektrischen Leiters 201 muss nicht notwendigerweise, wie in 11 dargestellt, in das Klebematerial 400 eingebettet sein. Erforderlich ist lediglich, dass der Zwischenraum 401 zumindest teilweise mit dem Klebematerial 400 verfüllt ist, sodass der erste elektrische Leiter 201 und der zweite elektrische Leiter 202 stoffschlüssig und elektrisch miteinander verbunden sind. Dadurch wird eine mechanische Fixierung der elektrischen Leitung 203 an dem zweiten elektrischen Leiter 202 sichergestellt.
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Alternativ zu 11 kann jedoch auch ein Teilbereich des in 11 nicht dargestellten weiteren elektrischen Leiters 204 an der Oberseite 208 anliegen.
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Beispielhaft ist die Außenfläche 64 des Klebematerials 400 nicht mit der Schutzschicht 65 bedeckt. Auch bei der Leitungsanordnung 4 gemäß der vierten Ausführungsform kann die Außenfläche 64 des Klebematerials 400 jedoch mit der Schutzschicht 65 bedeckt sein.
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12 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Leitungsanordnung 5 gemäß einer fünften Ausführungsform.
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Die in 12 gezeigte fünfte Ausführungsform der Leitungsanordnung 5 wird mit dem in 3 erläuterten Verfahren hergestellt.
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Die in 12 gezeigte fünfte Ausführungsform ist im Wesentlichen eine Kombination aus den in den 9 bis 11 gezeigten Ausführungsformen der Leitungsanordnungen. Im Folgenden wird ausschließlich auf die Unterschiede der fünften Ausführungsform der Leitungsanordnung 5 zu der dritten und vierten Ausführungsform eingegangen.
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Die dritte Ausführungsform und die vierte Ausführungsform sind dahingehend miteinander kombiniert, dass die Geometrie des zweiten Abschnitts 32 mit der übrigen Ausgestaltung der dritten Ausführungsform kombiniert ist. Somit liegt der zweite Abschnitt 32 in dem ersten Teilbereich 221 des ersten elektrischen Leiters 201 an der Oberseite 208 des zweiten elektrischen Leiters 202 an. Der erste elektrische Leiter 201 weist im zweiten Abschnitt 32 ferner einen weiteren Verbindungsabschnitt 217 und einen dritten Teilbereich 224 auf.
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Der dritte Teilbereich 224 ist auf einer dem zweiten Teilbereich 222 gegenüberliegenden Längsseite des ersten Teilbereichs 221 angeordnet. Der zweite Teilbereich 222 und der dritte Teilbereich 224 sind beispielhaft fluchtend auf gleicher Höhe in der Aussparung 220 angeordnet. Der dritte Teilbereich 224 verläuft parallel zur Oberseite 208. Der weitere Verbindungsabschnitt 217 verbindet den ersten Teilbereich 221 auf einer dem Verbindungsabschnitt 216 gegenüberliegenden Ende des ersten Teilbereichs mit dem dritten Teilbereich 224.
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Der erste Teilbereich 221 kann während des Einbringens des Klebematerials 400 in die Aussparung 220 und/oder zumindest zeitweise während des Aushärtens angedrückt werden. Das Andrücken eines Teils des ersten elektrischen Leiters 201 kann beispielsweise mittels eines Prägeverfahrens erfolgen. Auf diese Weise ist der erste elektrische Leiter 201 ohne das Klebematerial 400 bereits mit dem zweiten elektrischen Leiter 202 elektrisch verbunden. Das Klebematerial 400 unterstützt diese elektrische Verbindung zusätzlich.
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Ein Werkzeug zum Andrücken eines Teils des ersten elektrischen Leiters 201 wird im ersten Teilbereich 221 des ersten elektrischen Leiters 201 an den ersten elektrischen Leiter 201 angedrückt. Dabei kann das Werkzeug derart schmal ausgestaltet sein, dass das Klebematerial 400 beim Andrücken des ersten elektrischen Leiters 201 in der Aussparung 220 angeordnet werden kann. Alternativ kann das Werkzeug eine Durchgangsöffnung zum Anordnen des Klebematerials 400 in der Aussparung 220 aufweisen, wenn das Werkzeug die gesamte Aussparung beim Andrücken des ersten elektrischen Leiters 201 abdeckt. Der erste elektrische Leiter 201 sollte im ersten Teilbereich 221 so lange an die Oberseite 208 gedrückt werden, bis die Trägermatrix 403 sich verfestigt hat.
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Der an die Oberfläche 208 gedrückte Teil des ersten elektrischen Leiters 201 muss nicht notwendigerweise, wie in 12 dargestellt ist, in das Klebematerial 400 eingebettet werden. Erforderlich ist lediglich, dass der Zwischenraum 401 (in Höhenrichtung) zwischen dem zweiten Teilbereich 222 und/oder dem Verbindungsbereich 216 und/oder ein weiterer Zwischenraum 413 (in Höhenrichtung) zwischen dem dritten Teilbereich 224 und/oder dem weiteren Verbindungsbereich 217 jeweils zumindest teilweise mit dem Klebematerial 400 verfüllt ist, sodass der erste elektrische Leiter 201 und der zweite elektrische Leiter 202 stoffschlüssig und elektrisch miteinander verbunden sind.
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Beispielhaft ist die Außenfläche 64 des Klebematerials 400 nicht mit der Schutzschicht 65 bedeckt. Auch bei der Leitungsanordnung 5 gemäß der fünften Ausführungsform kann die Außenfläche 64 des Klebematerials 400 jedoch mit der Schutzschicht 65 bedeckt sein.
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13 zeigt einen Längsschnitt durch eine Leitungsanordnung 6 gemäß einer sechsten Ausführungsform.
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Die in 13 gezeigte sechste Ausführungsform ist im Wesentlichen identisch zu der in den 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsform. Im Folgenden wird ausschließlich auf die Unterschiede der sechsten Ausführungsform der Leitungsanordnung 6 zu der ersten Ausführungsform eingegangen.
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Im Unterschied zur ersten Ausführungsform der Leitungsanordnung 1, weist die Leitungsanordnung 6 gemäß der sechsten Ausführungsform eine weitere elektrische Leitung 212 auf. Die weitere elektrische Leitung 212 kann identisch zu der elektrischen Leitung 203 ausgebildet sein. Die weitere elektrische Leitung 212 weist den zweiten elektrischen Leiter 202 und eine weitere Ummantelung 213 auf. Der zweite elektrische Leiter 202 ist nicht plattenförmig ausgebildet, sondern identisch zu dem ersten elektrischen Leiter 201 ausgebildet. Sowohl der erste elektrische Leiter 201, als auch der zweite elektrische Leiter 202 können Bestandteil einer Flachbandleitung sein.
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Der zweite elektrische Leiter 202 ist in einem vierten Abschnitt 218 in die weitere Ummantelung 213 eingebettet. An eine dritte Stirnseite 70 des zweiten elektrischen Leiters 202 schließt sich ein fünfter Abschnitt 219 an. Im fünften Abschnitt 219 ist der zweite elektrische Leiter 202 nicht durch die weitere Ummantelung 213 ummantelt.
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Der zweite Abschnitt 32 des ersten elektrischen Leiters 201 und der fünfte Abschnitt 219 des zweiten elektrischen Leiters 202 sind fluchtend gegenüberliegend angeordnet. Die dritte Stirnseite 70 des zweiten elektrischen Leiters 202 ist parallel zu der zweiten Stirnseite 205 des ersten elektrischen Leiters 201 angeordnet, was nicht zwingend erforderlich ist. Die elektrischen Leiter 201, 202 sind derart beabstandet zueinander angeordnet, dass die zweite Stirnseite 205 des ersten elektrischen Leiters 201 der dritten Stirnseite 70 des zweiten elektrischen Leiters 202 zugewandt ist.
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Der Zwischenraum 401 zwischen dem ersten elektrischen Leiter 201 und dem zweiten elektrischen Leiter 202 ist zwischen der zweiten und dritten Stirnseite 205, 70 ausgebildet und mit dem Klebematerial 400 verfüllt. Das Klebematerial 400 verbindet mechanisch die elektrische Leitung 203 mit der weiteren elektrischen Leitung 212.
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Die Partikel 405 des Klebematerials 400 sind entlang der Linie 60, vorzugsweise entlang mehrerer Linien 60, ausgerichtet und stehen in einem direkten Kontakt zu den Stirnseiten 205, 70 und in direktem Kontakt untereinander. Die Partikel 405 verbinden den ersten elektrischen Leiter 201 und den zweiten elektrischen Leiter 202 über deren Stirnseiten 205, 70 elektrisch und stoffschlüssig. Die zweite Stirnseite 205 des ersten elektrischen Leiters 201 übernimmt bei der Leitungsanordnung 6 gemäß der sechsten Ausführungsform die Funktion der Seitenfläche 402 des ersten elektrischen Leiters 201 der Leitungsanordnung 1 gemäß der ersten Ausführungsform. D.h., dass die elektrische Verbindung 73 bei der Leitungsanordnung 6 gemäß der sechsten Ausführungsform zu der zweiten Stirnseite 205 des ersten elektrischen Leiters 201 ausgebildet wird.
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Die in 13 gezeigte sechste Ausführungsform der Leitungsanordnung 6 wird mit dem in 3 erläuterten Verfahren hergestellt. Dabei wird im dritten Verfahrensschritt 13 zur Ausrichtung der Partikel 405 der Magnet 51 parallel, seitlich versetzt zum zweiten und fünften Abschnitt 32, 219 angeordnet. Die Feldlinien 53 verlaufen im Zwischenraum 401 im Wesentlichen senkrecht zu der zweiten und dritten Stirnseite 205, 70.
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Das Klebematerial 400 kann bei der Leitungsanordnung 6 gemäß der sechsten Ausführungsform ebenfalls mit der Schutzschicht 65 an der Außenfläche 64 bedeckt sein.
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Die Erfindung ist auf der Grundlage der bevorzugten Ausführungsbeispiele detaillierter dargestellt und beschrieben worden. Nichtsdestotrotz ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele beschränkt. Stattdessen können von dem Fachmann andere Variationen abgeleitet werden, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Leitungsanordnung gemäß der ersten Ausführungsform
- 2
- Leitungsanordnung gemäß der zweiten Ausführungsform
- 3
- Leitungsanordnung gemäß der dritten Ausführungsform
- 4
- Leitungsanordnung gemäß der vierten Ausführungsform
- 5
- Leitungsanordnung gemäß der fünften Ausführungsform
- 6
- Leitungsanordnung gemäß der sechsten Ausführungsform
- 11
- erster Verfahrensschritt
- 12
- zweiter Verfahrensschritt
- 13
- dritter Verfahrensschritt
- 14
- vierter Verfahrensschritt
- 15
- fünfter Verfahrensschritt
- 31
- erster Abschnitt des ersten elektrischen Leiters
- 32
- zweiter Abschnitt des ersten elektrischen Leiters
- 50
- zweites Magnetfeld
- 51
- Magnet
- 52
- erster Pol des Magneten
- 53
- Feldlinie
- 60
- Linien
- 61
- erste Enden der Partikel des ersten Teils
- 62
- zweite Enden der Partikel des ersten Teils
- 63
- dritte Enden der Partikel des zweiten Teils
- 64
- Außenfläche
- 65
- Schutzschicht
- 66
- vierte Enden der Partikel des zweiten Teils
- 67
- fünfte Enden der Partikel des dritten Teils
- 68
- sechste Enden der Partikel des dritten Teils
- 69
- erster Teil der Partikel
- 70
- dritte Stirnseite des zweiten elektrischen Leiters
- 71
- zweiter Teil der Partikel
- 72
- dritter Teil der Partikel
- 73
- elektrische Verbindung
- 74
- Magnetstirnseite
- 201
- erster elektrischer Leiter
- 202
- zweiter elektrischer Leiter
- 203
- elektrische Leitung
- 204
- weiterer elektrischer Leiter
- 205
- zweite Stirnseite des ersten elektrischen Leiters
- 206
- Ummantelung
- 207
- Längsrichtung
- 208
- Oberseite des zweiten elektrischen Leiters
- 209
- Unterseite des zweiten elektrischen Leiters
- 211
- erste Stirnseite der Ummantelung
- 212
- weitere elektrische Leitung
- 213
- weitere Ummantelung
- 214
- dritter Abschnitt eines weiteren elektrischen Leiters
- 216
- Verbindungsabschnitt des zweiten Abschnitts
- 217
- weiterer Verbindungsabschnitt des zweiten Abschnitts
- 218
- vierten Abschnitt des zweiten elektrischen Leiters
- 219
- fünfter Abschnitt des zweiten elektrischen Leiters
- 220
- Aussparung
- 221
- erster Teilbereich des zweiten Abschnitts
- 222
- zweiter Teilbereich des zweiten Abschnitts
- 223
- Längsende
- 224
- dritter Teilbereich
- 400
- Klebematerial
- 401
- Zwischenraum zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Leiter
- 402
- Seitenfläche des ersten elektrischen Leiters
- 403
- Trägermatrix des Klebematerials
- 404
- Partikelmaterial des Klebematerials
- 405
- Partikel des Partikelmaterials
- 406
- erstes Partikel
- 407
- zweites Partikel
- 408
- drittes Partikel
- 409
- erste Haupterstreckungsrichtung
- 410
- zweite Haupterstreckungsrichtung
- 411
- erstes Magnetfeld
- 412
- dritte Haupterstreckungsrichtung
- 413
- weiterer Zwischenraum
