DE202010006735U1

DE202010006735U1 - Leiteranordnung

Info

Publication number: DE202010006735U1
Application number: DE201020006735
Authority: DE
Original assignee: Ernst & Engbring & Co KG GmbH
Current assignee: Ernst and Engbring GmbH
Priority date: 2010-05-12
Filing date: 2010-05-12
Publication date: 2010-08-05
Anticipated expiration: 2020-05-13
Also published as: EP2569780A1; EP2569780B1; WO2012062238A1

Abstract

Leiteranordnung (1), die mehrere Fachungen (2), bestehend aus einer Mehrzahl von parallel angeordneten Litzen (3) aufweist, wobei die Litzen (3) aus einer Mehrzahl von voneinander isolierten Leiterdrähten (4) gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass Gruppen von Fachungen (2) untereinander zu Geflechten (5) verflochten sind und dass eine Mehrzahl von Geflechten (5) zur der Leiteranordnung (1) verseilt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leiteranordnung, die mehrere Fachungen, bestehend aus einer Mehrzahl von parallel angeordneten Litzen aufweist, wobei die Litzen aus einer Mehrzahl voneinander isolierten Leiterdrähten gebildet sind.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Leiteranordnungen bekannt, die aus einer Mehrzahl von Leiterdrähten bestehen, bei denen die einzelnen Leiterdrähte voneinander isoliert sind.
So offenbart die DE 11 2008 000 175 T5 eine Leiteranordnung, in der mehrere Leitungsdrähte integriert sind, wobei jeder der Leitungsdrähte einen im Querschnitt eines von Teilen aufweist, in die ein gesamter Querschnitt der Leiteranordnung unterteilt ist. Diese Leiteranordnung umfasst eine isolierende Abdeckschicht zum Abdecken und isolieren einer Gesamtheit der Drahtanordnung der Leiterdrähte, wobei die Leiterdrähte durch eine isolierende Haftschicht voneinander getrennt und aneinander zum Haften gebracht sind.
Aus der DE 28 11 028 C2 ist eine Leiteranordnung, nämlich ein Energiekabel mit einem Millikan-Leiter kreisförmigen Querschnitts bekannt, der aus wenigstens vier sektorförmigen leitenden Elementen besteht, wobei der Leiter mit Öl imprägnierten Papier isoliert ist und jedes leitende Element miteinander verdrallte oder verseilte Metalldrähte aufweist und wobei jeder Metalldraht (Leiterdraht) mit einem Isolierüberzug versehen ist.
Problematisch an diesem Stand der Technik ist, dass sich ernsthafte Nachteile bei Leitern mit großen Querschnittsflächen ergeben, und zwar in Folge des Skin-Effektes und der Wirbelstromeffekte bzw. Wirbelstromverluste, durch welche der tatsächliche Widerstand der Leiter erhöht wird und in vielen Fällen alle Vorteile in Frage gestellt bzw. aufgehoben werden, die sich eigentlich aus der größeren Größe des Leiters bzw. der Leiteranordnung ergeben. Um diese Effekte zu minimieren, werden allgemein Millikan-Leiter verwendet, die bekanntlich aus vier oder mehr sektorförmigen leitenden Elementen bestehen, die getrennt verseilt und so angeordnet sind, dass ein Leiter mit kreisförmigem Querschnitt gebildet wird. Jeder Sektor ist üblicherweise aus miteinander verseilten Kup ferdrähten gebildet. Mit solchen Anordnungen wurde versucht, den Skin-Effekt sowie Wirbelstromverluste zu vermeiden, da durch diese Anordnung der induktive Spannungsabfall in jedem der Drähte ausgeglichen werden sollte. Dies konnte bisher mit diesem Stand der Technik jedoch nicht erreicht werden, da auch diese Anordnungen immer noch zu einem deutlichen Skin-Effekt sowie zu Wirbelstromverlusten führen.
Ausgehend von dieser Problemstellung ist es Aufgabe der Erfindung, eine Leiteranordnung, insbesondere einen Millikan-Leiter, bereitzustellen, die den Skin-Effekt und Wirbelstromverluste besser vermeiden kann, um induktive Spannungsabfälle möglichst zu verhindern oder zu verringern.
Zur Problemlösung zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass bei der erfindungsgemäßen Leiteranordnung Gruppen von Fachungen untereinander zu Geflechten verflochten sind und dass eine Mehrzahl von Geflechten zu der Leiteranordnung verseilt ist.
Vorteilhafterweise kann mit dieser Anordnung einer Leiteranordnung, insbesondere eines Millikan-Leiters, die einzelne Fachungen, bestehend aus einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Litzen aufweist, ein Aufbau einer Leiteranordnung realisiert werden, der den Skin-Effekt und Wirbelstromverluste verringert, da aufgrund der Verflechtung der einzelnen Fachungen die einzelnen Litze oder Fachungen nicht nur in einem bestimmten Bereich des Leiteranordnungsquerschnitts verlaufen, sondern aufgrund der Verflechtung gleichmäßig über den gesamten Querschnitt des erfindungsgemäßen Leiterquerschnitts, an jeder Stelle des Querschnitts der Leiteranordnung verteilt sind. Vorteilhafterweise kann durch diese Ausbildung der Leiteranordnung der gesamte Querschnitt des Leiters zur Stromleitung benutzt werden und der so genannte Skin-Effekt bzw. Wirbelstromverluste minimiert werden.
Es hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn die Leiteranordnung eine im Wesentlichen kreisrunde Querschnittsfläche aufweist. Erfindungsgemäße Leiteranordnungen mit einer im Wesentlichen kreisrunden Querschnittsfläche können insbesondere für die kontaktlose Energieübertragung für Transportsysteme für Bauteile in der Industrieproduktion, insbesondere der Automobilherstellung, verwendet werden. Es ist jedoch auch denkbar, die erfindungsgemäße Weiteranordnung zur kontaktlosen Energieübertragung im Bereich der Elektromobilität zu verwenden. Theoretisch ist es jedoch auch denkbar, eine erfindungsgemäße Leiteranordnung, die für andere Verwendungszwecke eingesetzt wird, mit einer beispielsweise viereckigen oder auch mehreckigen Querschnittsfläche herzustellen.
Um eine möglichst homogene Verteilung der einzelnen Fachungen über den Querschnitt der Leiteranordnung zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn die einzelnen Fachungen wechselseitig miteinander verflochten sind. Alternativ ist es auch denkbar, die einzelnen Fachungen zu klöppeln, zu stricken oder zu verweben.
Damit die einzelnen Leiterdrähte innerhalb der Leiteranordnung nicht in direkten Kontakt miteinander kommen, sind sie isoliert. Dabei ist es vorteilhaft, wenn zur Isolierung der einzelnen Leiterdrähte eine Isolierlackschicht verwendet wird, die auf die einzelnen Leiterdrähte aufgebracht wird. Diese Isolierlackschicht kann beispielsweise als elastischer Schutzlack ausgebildet sein.
Vorteilhafterweise kann eine Litze aus einer Anzahl von 2 bis 1000, vorzugsweise 18 oder 19 Einzeldrähten, bestehen.
Vorteilhafterweise kann eine Fachung aus einer Anzahl von 2 bis 20, vorzugsweise vier bis 8 Litzen bestehen. Das Geflecht einer erfindungsgemäßen Leiteranordnung kann vorteilhafterweise aus einer Anzahl von 4 bis 48, vorzugsweise 16, Fachungen bestehen.
In erfindungsgemäßer Weise hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn eine Anzahl von 1 bis 6, vorzugsweise vier, Geflechten zu einer Leiteranordnung verseilt sind.
Um die erfindungsgemäße Leiteranordnung vor äußeren Einflüssen zu schützen, kann sie zusätzlich von mindestens einer äußeren Isolierung umgeben sein. Dabei ist es auch denkbar, dass die äußere Isolierung einen mehrschichtigen Aufbau aufweist.
Es ist ebenfalls möglich, dass die erfindungsgemäße Leiteranordnung aus Geflechten aufgebaut ist, die unterschiedliche Anzahlen von Litzen in den jeweiligen Fachungen aufweisen. So ist es möglich, dass zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Leiteranordnung Fachungen verwendet werden, die aus vier nebeneinander angeordneten Litzen bestehen und zusätzlich Fachungen verwendet werden, die aus fünf nebeneinander angeordneten Litzen bestehen. Aus jeweils 16 der Fachungen mit fünf Litzen und 16 der Fachungen mit vier Litzen werden jeweils zwei Geflechte erstellt. In einem nächsten Arbeitsgang werden dann aus diesen Geflechten mittels eines Verseilungsvorgangs die erfindungsgemäße Leiteranordnungen erstellt.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Leiteranordnung liegen alle Leiterdrähte zu möglichst gleichen Anteilen in allen Entfernungen zum Leitermittelpunkt, wodurch eine möglichst maximale Eindringtiefe des Stromes in den Leiter erreicht werden kann.
Anhand von Zeichnungen soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:
1: einen Ausschnitt aus einer Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Leiteranordnung; zudem den Aufbau einer Litze und einer Fachung;
2: eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Leiteranordnung im Bereich der verflochtenen Fachungen, und
3: einen schematisierten Aufbau der erfindungsgemäßen Leiteranordnung in einer Querschnittsdarstellung.
1 zeigt die erfindungsgemäße Leiteranordnung 1, die aus einer Mehrzahl von Fachungen 2 besteht, die aus einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Litzen 3 aufgebaut sind, wobei die Litzen 3 aus einer Mehrzahl von voneinander isolierten Leiter drähten 4 gebildet ist. 1 lässt sich entnehmen, dass eine Litze 3 aus 19 voneinander isolierten Leiterdrähten, nämlich Cu-Lackdrähten, besteht. Eine Fachung 2 ist hierbei aufgebaut aus vier Litzen 3. Die Fachungen 2 sind gleichmäßig über den Querschnitt der erfindungsgemäßen Leiteranordnung 1 verteilt. Hierbei ist es möglich, dass die einzelnen Fachungen 2 gleichmäßig über die gesamte Querschnittsfläche der erfindungsgemäßen Leiteranordnung verteilt sind.
2 zeigt eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Leiteranordnung entlang ihrer Längsrichtung. Aus 2 lässt sich entnehmen, dass die einzelnen Fachungen 2, die hier schwarz und weiß dargestellt sind, wechselseitig miteinander verflochten sind. Aufgrund dieser Verflechtung kann eine homogene Verteilung der einzelnen Fachungen in der erfindungsgemäßen Leiteranordnung erreicht werden, wenn die durch den Flechtvorgang entstandenen Geflechte 5 zu der erfindungsgemäßen Leiteranordnung verseilt werden.
3 zeigt schematisiert den Querschnitt einer erfindungsgemäßen Leiteranordnung 1, insbesondere eines Millikan-Leiters. Die Leiteranordnung 1 besteht aus vier Geflechten 5, die miteinander verseilt sind. Die vier untereinander verseilten Geflechte sind von 2 Bandierungen 8 und 9 sowie von zwei extrudierten Isolationsschichten 6 und 7 umschlossen

1: Leiteranordnung
2: Fachung
3: Litze
4: Leiterdraht
5: Geflecht
6: Isolationsschicht
7: Isolationsschicht
8: Bandierung
9: Bandierung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 112008000175 T5 [0003]
- DE 2811028 C2 [0004]

Claims

Leiteranordnung (1), die mehrere Fachungen (2), bestehend aus einer Mehrzahl von parallel angeordneten Litzen (3) aufweist, wobei die Litzen (3) aus einer Mehrzahl von voneinander isolierten Leiterdrähten (4) gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass Gruppen von Fachungen (2) untereinander zu Geflechten (5) verflochten sind und dass eine Mehrzahl von Geflechten (5) zur der Leiteranordnung (1) verseilt ist.
Leiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine im Wesentlichen kreisrunde Querschnittsfläche aufweist.
Leiteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fachungen (2) wechselseitig miteinander verflochten sind.
Leiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterdrähte (4) zur Isolierung eine Isolierlackschicht aufweisen.
Leiteranordnung nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Litze (3) aus einer Anzahl von 2 bis 1000, vorzugsweise 18 oder 19, Einzeldrähten (4) besteht.
Leiteranordnung nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fachung (2) aus einer Anzahl von 2 bis 20, vorzugsweise 4 bis 8, Litzen (3) besteht.
Leiteranordnung nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Geflecht (5) aus einer Anzahl von 4 bis 48, vorzugsweise 16, Fachungen (2) besteht.
Leiteranordnung nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von 1 bis 6, vorzugsweise vier, Geflechten (2) zu der Leiteranordnung (1) verseilt sind.
Leiteranordnung nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie von mindestens einer äußeren Isolationsschicht (6, 7) und/oder mindestens einer Bandierung (8, 9) umgeben ist.
Leiteranordnung nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Geflechten (5) aufgebaut ist, die unterschiedliche Anzahlen von Litzen (3) in den Fachungen (2) aufweisen.