WO2014139670A2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von litzen - Google Patents

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WO2014139670A2
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Helmut Lämmermann
Bernd LOHMÜLLER
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Maschinenfabrik Niehoff Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing strands, in particular for producing strands of at least two wires of a metallic material. Moreover, the invention relates to an apparatus for carrying out such a method.
  • the line manufacturers are therefore expected to provide lines that meet the complex requirements of car manufacturers. Under these conditions, in the case of known methods for producing strands, in particular the reject rate in the production of lines is relatively high. For example, the wires may tear during the threading.
  • An object of the present invention is therefore to provide an improved method and apparatus for making strands. This object is achieved by a method for producing strands having the features of claim 1. Claim 9 provides a device for carrying out the method under protection. Preferred developments of the invention are subject of the dependent claims.
  • the method comprises the following steps, which may also be performed multiple times and / or in a different order than specified:
  • a reject rate in the production of strands can be reduced and / or a less expensive and / or easier production of strands can be achieved.
  • a heat treatment is to be understood in particular to include flash annealing and / or recrystallization annealing. Such a heat treatment can be carried out in the sense of the invention, in particular as the last method step before the stranding.
  • a stranding device is to be understood in particular to be a stranding machine in which a predetermined number of wires are stranded at a point of attachment, preferably by means of a rotary stirrup.
  • the Verlitzinraum is In the present case, in particular, it has a single-slit Verlitzmaschine with a Verlitzddling or Doppeltschverlitzmaschine with two Verlitzddlingen.
  • a cross-section of a strand is determined in the context of the invention, in particular by a circumference, which consists of the, with respect to a center of the strand radially outward in the cross-sectional plane lying points of the outer wires of the strand and from the points connecting these points sections (in the sense of a convex Shell) results.
  • a cross section of a strand is then a surface which spans such a circumference.
  • the cross-sectional plane of such a cross-section is orthogonal to a longitudinal axis of the strand.
  • the cross section of the strand in particular its surface area, is reduced or lowered and / or compensated by means of the method, advantageously a lesser outer diameter or outer circumference of the strand can be achieved.
  • the strand By influencing the cross section of the strand advantageously a so-called “crowning effect" can be reduced or avoided, in which a central wire of the strand due to the Verlitz (for example, in a 6 + 1 strand) in the finished strand a greater length This effect is evident, for example, when the product is cut off, since the outer wires have a further path than the at least one inner wire.)
  • the strand influenced in its cross-section, in particular reduced in its cross-sectional area, is a jacketing device with a jacket, in particular of a plastic, jacketed.
  • a strand can be encased in particular by extrusion, preferably a plastic.
  • plastics such as PVC, VPE or other plastics customary for the insulation are used for this purpose.
  • a sheath is to be understood in particular as electrical and / or mechanical insulation.
  • the cross section of the strand during the Verlit-, in particular during the Verlitz, at the Verlitzyak influenced by one of the cross-sectional influencing devices, in particular reduced in the area or lowered and / or compensated.
  • the working steps of the stranding and influencing of the strand cross-section can be combined in a cost-effective and / or simple manner.
  • the cross-section of the strand is adapted after being passed by means of at least one, in particular two, cross-sectional influencing devices, which are arranged in particular before, after and / or instead of a peel-off wheel and / or a deflection roller of the stranding device.
  • the wires are pulled by means of a wire pulling device to a predetermined diameter.
  • the strand has three, six, seven (in particular 6 + 1, ie with a central wire), eight, eleven, sixteen or nineteen wires. Another plurality of wires is within the scope of the invention.
  • a wire pulling device is understood in particular to mean a device by means of which elongated material, in particular wire, preferably having a copper alloy which has a specific initial diameter d ', is processed, preferably by means of a sliding pull method, until a predetermined diameter d ⁇ d '(which in particular substantially corresponds to a predetermined diameter of the wires of the strand) is reached.
  • the wires are connected to at least two
  • Pulling elements in particular drawing dies pulled the wire pulling device.
  • the heat treatment device can be arranged with respect to the movement of the wires between these two drawing elements.
  • the wires are heated by means of the heat treatment device to a temperature at which partial recrystallization of the metallic material of the wires takes place or can take place.
  • a partial recrystallization is to be understood as a process in which the microstructure of the wire material already partly (ie, in particular in subregions) due to the thermal energy introduced by the heat treatment, in particular as a function of the duration of the heat treatment and / or the occurring temperature gradients. , but not completely (ie in particular not in all sub-areas), is changed.
  • the heat treatment takes place in a temperature range in which the structure of the wire material is partially recrystallized such that slight change in the temperature (s), gradients and / or duration of the heat treatment lead to greater changes in possible elongation and strength of the wire material than this would be the case in other temperature ranges.
  • the cross-sectional influencing device has at least one recess through which the wires or the strand are guided, wherein the recess has a predetermined pull angle ⁇ , and wherein the recess has in particular a cross-sectional area which is smaller than a cross-sectional area of a circumference, in particular, a convex hull, the heald, before passing through the recess.
  • a predetermined tensile stress, a predetermined degree of deformation and / or a predetermined ratio of these two parameters relative to one another can be set more precisely in the sense of improved possible elongation and / or strength.
  • a typical cross-sectional area of a 6 + 1 strand is about 0.13 mm 2 , so in such an embodiment, the recess of the cross-sectional influencing device may have a cross-sectional area of less than 0.13 mm 2 .
  • a predetermined pull angle ⁇ of the recess of the cross-sectional influencing device is to be understood in particular as an angle in which the recess tapers in the direction of movement of the wires or the strand through the cross-sectional influencing device, in particular conically.
  • a recess of a cross-sectional influencing device which is preferably designed as a drawing die, it is possible in particular to predetermine a tension value which acts on the strand during a passage of the strand through the recess.
  • a degree of deformation of the strand or the wires of the strand can be predetermined.
  • a predetermined tensile stress, a predetermined degree of deformation, the drawing angle ⁇ and / or a minimum diameter of the recess of the cross-sectional influencing device can be coordinated so that a desired change in strength occurs in the strand or in the wires of the strand.
  • At least one, in particular all, wires or the strand, in particular at least one, in particular per wire or strand, a coil provided for this purpose is buffered, in particular wound up or wound up, after having performed at least one of the steps of the method , in particular wire drawing, heating and / or stranding, have gone through.
  • a cost-effective, simpler and / or more flexible implementation of the method can advantageously be made possible.
  • an apparatus for producing strands is proposed which has at least two wires made of a metallic material.
  • the device has a heat treatment device for heating the wires and a Verlitzin exercises for entanglement of the wires at a Verlitzyak, each wire through the heat treatment device and the Verlitzin therapies is feasible.
  • the device has at least one cross section influencing device, in particular designed as a drawing die, which is set up to influence the cross section of the strand.
  • a smaller cross-sectional area of the strand can be achieved with constant electrical properties and / or higher mechanical strengths of the strand.
  • a reject rate in the production of strands can be reduced and / or a less expensive and / or easier production of strands can be achieved.
  • a cross-sectional influencing device for effecting a reduction or lowering, adaptation, compensation and / or permanent shaping of the cross section of the strand or its surface area.
  • a cross-sectional influencing device for effecting a reduction or lowering, adaptation, compensation and / or permanent shaping of the cross section of the strand or its surface area.
  • the device can also have two or more cross-sectional influencing devices, wherein in particular one of the cross-sectional influencing devices is arranged at the point of attachment, and at least one further cross-sectional influencing device is arranged after the stranding.
  • all cross-sectional influencing devices can be arranged after the stranding, in particular in the region of the Abziehumblen, wherein also at least one or all Abziehin can be replaced by the cross-sectional influencing devices.
  • the cross-sectional influencing device has at least one deflection roller, by means of which the strand can be deflected by a predetermined angle ⁇ .
  • the strand is deflected at one of the cross-sectional influencing devices by the predetermined angle ⁇ .
  • the device has a sheathing device by means of which the strand, which is influenced in its cross-section, can be covered with a sheath, in particular made of a plastic.
  • one of the cross-sectional influencing devices is arranged at the Verlitzyak.
  • the working steps of the stranding and influencing of the strand cross-section can be combined in a cost-effective and / or simple manner.
  • the Verlitzinides to a rotation bar or a rotor which is adapted to guide the strand, wherein at one, the Verlitzddling, end of the rotary bar at least one cross-sectional influencing means is arranged, preferably before, after and / or instead of an Ab - drawing disc or a deflection roller of the Verlitzinraum.
  • a rotary hoop is to be understood as meaning, in particular, the component or subassembly which is referred to in known Verlitzmaschinen as a rotary hoop or rotor.
  • the cross-sectional influencing device has at least one recess, through which the wires or the strand can be guided, wherein the recess has a predetermined pull angle ⁇ , and wherein the recess has in particular a cross-sectional area which is smaller than a cross-sectional area of a circumference, in particular a convex hull, the strand before it passes through the recess.
  • an improved straightness and / or freedom of twist of the strand can advantageously be achieved.
  • an improved further processing of the strand can advantageously be made possible.
  • a predetermined tensile stress, a predetermined degree of deformation and / or a predetermined ratio of these two parameters relative to one another can be adjusted more precisely in terms of good extensibility and / or strength.
  • the result of the cross-sectional influence in particular with regard to reaching strengths or deformabilities and / or achievable straightness and / or freedom from twist , be improved.
  • the wires have a copper material.
  • the wires have at least one copper alloy, preferably a CuMg alloy or a CuAg alloy or a CuSn alloy.
  • the device additionally has a wire pulling device for pulling the wires to a predetermined diameter, wherein each wire can be guided by the wire pulling device, the heat treatment device and the screwing device.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a device according to the invention for producing strands with two cross-sectional influencing devices designed as dies, which is respectively arranged between the stripping disc and a deflection roller, in a partially sectioned side view;
  • Fig. 4 the detail D of the device according to Figure 3 with representations of the sections
  • D1 - D1 and D2 - D2; 1 shows an exemplary embodiment of a device 1 according to the invention for producing strands 3 with a cross-sectional influencing device 10 in the form of a drawing die, which is arranged at a first Verlitzddling 45.1, shown in a partially sectioned side view.
  • FIG. 1 shows a method and a device 1 for producing a stranded wire 3 from seven wires 2 in multi-wire technology. In order to ensure a better clarity of presentation, only three of these wires 2a, 2b, 2c are partially shown in the figures.
  • the wires 2 material: copper-magnesium alloy
  • a significantly larger diameter for example, 1, 35 mm
  • the predetermined diameter for the stranded wires for example, 0.15 mm
  • the output wires 2 have a possible elongation of about 30% and a fracture stress of about 270-340 N / mm 2 .
  • the wire drawing device 50 has a plurality of drawing stages, of which two drawing stages 51, 52 are shown by way of example in FIG. The leadership of the wires 2 through the draw stages 51, 52 by means of guide plates 55.1, 55.2, 55.3.
  • the drawing stages 51, 52 are each in the form of a drawing die, this drawing die having a drawing recess for each wire 2a, 2b, 2c to be drawn.
  • the diameter of the wires 2 is reduced, so that after passing through all the drawing stages of the predetermined diameter for the wires 2 of the strand 3, here, for example, 0.15 mm, is reached / is.
  • the wires After wire drawing, the wires are hardly stretchable and have a breaking strength of well over 550 N / mm 2 .
  • the wires 2 After passing through the wire pulling device 50, the wires 2 are fed to the heat treatment device 30, in which the wires are heat treated.
  • the wires 2 are subjected to recrystallization annealing, and heated or annealed to 400-600 ° C. depending on the copper alloy used for the wires. Recrystallization annealing removes the lattice distortions and lattice strains caused by cold deformation. Hardening and toughening is canceled. In other embodiments, a heating to lower or higher temperatures or the implementation of another heat treatment is conceivable.
  • the breaking strength drops to about 500-550 N / mm 2 .
  • the wires 2 are now fed to the Verlitzddling 45, to which a designed as a die 10 cross-sectional influencing device is arranged.
  • the die 10 has a recess 1 1, which tapers in the direction of the wire movement to the Verlitz Vietnamese 45, and widens conically again after the Verlitz Vietnamese 45.
  • the recess has a minimum diameter.
  • the wires 2 are fed to this minimal cross-section of the recess 11, whereby they get closer and closer to each other until they touch before or at the Verlitzddling 45.
  • the strand 3 reaches different values for the strength and possible elongation or deformability.
  • draw angle ⁇ By means of a suitable combination of draw angle ⁇ and minimum cross section, it is advantageously possible to set desired values for strength and / or possible elongation or deformability.
  • a strand 3 is mentioned as soon as the wires 2 touch.
  • the cross section of the strand 3 is compensated and / or its area is reduced or lowered. This method step takes place in this embodiment substantially simultaneously with the actual twisting, in which the individual wires are wound around each other by the rotation bracket 41 of the stranding device 40.
  • the die 10 rotates in this embodiment with the rotation bracket. In another embodiment, it is arranged rotationally fixed with respect to this axis of rotation.
  • the wires 2a-g are packed with the entire cross-section 17 much closer than would be the case if the Verlitz would have taken place without interference from the die 10.
  • FIG. 2 shows the detail B of the device 1 according to FIG. 1 with illustrations of the sections B1-B1 and B2-B2. The strand moves in the direction of the unmarked arrow.
  • the strand After passing through the drawing die 10, the strand has a breaking strength of about 670 N / mm 2 and a possible elongation of 1-3%. Both values meet the requirements of the automotive industry on copper alloy strands.
  • FIG. 1 also shows that the strand 3 is guided along the rotation stirrup 41 through the eyelets 42. At the Abziehpann 6.1 and 6.2, the strand 3 is deflected so that it can then be wound onto the strand winding coil 7.
  • Fig. 3 is another exemplary embodiment of a device 1 according to the invention for the production of strands 3 with a two formed as a drawing cross-section influencing devices 10.1, 10.2, which is arranged between the Abziehsay 6 and a guide roller 5.5 or 5.6, in a partially sectioned side view shown.
  • the device 1 according to this embodiment differs from the device according to Figure 1 in particular by the arrangement of the dies 10.1 and 10.2. These are not arranged in the embodiment of Figure 3 at the Verlitz Vietnamese 45.1, but in the wire flow to a second Verlitz Vietnamese 45.2 and in front of the strand winding coil. 7
  • the design of the die 10.1 is analogous, but preferably with a minimum cross-section or diameter of the recess 1 1 .1, which is greater than that of the recess 11.2.
  • the recess 1 1.2 of the die 10.2 runs in this embodiment in the direction of the stranding movement ung with a drawing angle ß conical up to a minimum cross-section or diameter and then widens again conical.
  • the cross-sectional influencing device 10.2 in this embodiment already stranded wires 2, ie a strand 3, fed. However, this can have different tightly packed wires 2 over the length of the strand at different cross-sections of the strand, wherein in particular at large length portions of the strand (before passing through the die 10.2) gaps between the individual wires 2a-g occur. This is shown in the section D1 - D1 in FIG.
  • FIG. 4 shows the detail D of the device according to FIG. 3 with illustrations of the sections D1-D1 and D2-D2.
  • the stranded wire 3 Before passing through the recess 1 1 of the puller 10, the stranded wire 3 has a larger cross-sectional diameter 16, then a smaller cross-sectional diameter 17 (see sections D1 - D1 and D2 - D2).
  • points along the strand occur in different combinations. How quickly or suddenly the strand 3 is influenced in its cross section, in particular of the conical drawing angle ß of the recess 1 1.2 dependent. How strongly the strand 3 is influenced in its cross-section depends in particular on the choice of the minimum cross-section of the recess 1 1.2, which is, however, in particular smaller than the minimum cross-section of the recess 1 1 .1, from.
  • the strand 3 influenced in its cross section reaches different values for the strength and possible elongation or deformability.
  • draw angle ⁇ and minimum cross section it is advantageously possible to set desired values for strength and / or possible elongation or deformability.
  • a cross-sectional influencing device 10 may be arranged at position B (as in FIG. 1) and simultaneously additional cross-sectional influencing devices 10.1 and / or 10.2 at position D (as in FIG. 3).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Litzen (3), welche wenigstens zwei Drähte (2) aus einem metallischen Material, insbesondere einer Kupferlegierung, aufweisen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist, die auch mehrfach und/oder in einer anderen Reihenfolge als angegeben ausgeführt werden können: - gegebenenfalls Erwärmen der Drähte (2) mittels einer Wärmebehandlungseinrichtung (30) zur Steigerung der möglichen Materialdehnung bzw. Verformbarkeit, - Verlitzen der Drähte (2) mittels einer Verlitzeinrichtung (40) an wenigstens einem Verlitzpunkt (45.1, 45.2), - Beeinflussen des Querschnitts (16) der Litze (3) mittels wenigstens einer, insbesondere als Ziehstein ausgebildeten, Querschnittsbeeinflussungseinrichtung (10).

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Litzen
Beschreibung Hiermit wird der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 2013 004 592.4 durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Litzen, insbesondere zur Herstellung von Litzen aus wenigstens zwei Drähten aus einem metallischen Materi- al. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
In Kraftfahrzeugen werden vielfach elektrische Leitungen verbaut. Häufig kommen dabei Leitungen aus kunststoffummantelten Kupferlegierungslitzen zum Einsatz. In den letzten Jahren ist die Gesamtlänge der in einem Kraftfahrzeug verbauten Leitungen dieser Art um ein Vielfaches angestiegen. Gleichzeitig sind die Qualitätsanforderungen an den „Kabelbaum" von Fahrzeugen gestiegen.
Von den Leitungsherstellern wird daher erwartet, Leitungen zur Verfügung zu stellen, welche den komplexen Anforderungen der Automobilhersteller gerecht werden. Unter diesen Vorgaben ist bei bekannten Verfahren zur Herstellung von Litzen insbesondere die Ausschussrate bei der Herstellung von Leitungen verhältnismäßig hoch. Beispielsweise können die Drähte während der Verlitzung reißen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung zur Herstellung von Litzen zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung von Litzen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Anspruch 9 stellt eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens unter Schutz. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Es wird ein Verfahren zur Herstellung von Litzen, welche wenigstens zwei Drähte aus einem metallischen Material, insbesondere einer Kupferlegierung, aufweisen, vorgeschlagen. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf, die auch mehrfach und/oder in einer anderen Reihenfolge als angegeben ausgeführt werden können:
- gegebenenfalls Erwärmen der Drähte mittels einer Wärmebehandlungseinrichtung zur Steigerung der möglichen Materialdehnung bzw. Verformbarkeit,
- Verlitzen der Drähte mittels einer Verlitzeinrichtung an wenigstens einem, insbesondere zwei, Verlitzpunkten,
- Beeinflussen des Querschnitts der Litze mittels wenigstens einer, insbesondere als Ziehstein ausgebildeten, Querschnittsbeeinflussungseinrichtung.
Dadurch wird vorzugsweise ein geringerer Querschnitt der Litze erreicht. So kann vor- teilhafterweise bei gleich bleibenden elektrischen Eigenschaften und/oder höheren mechanischen Festigkeiten der Litze erreicht werden.
Zusätzlich oder alternativ kann vorteilhafterweise eine Ausschussrate bei der Herstellung von Litzen reduziert werden und/oder eine kostengünstigere und/oder einfachere Her- Stellung von Litzen erreicht werden.
Unter einer Wärmebehandlung ist im Sinne der Erfindung insbesondere ein Entspannungsglühen und/oder ein Rekristallisationsglühen zu verstehen. Eine solche Wärmebehandlung kann im Sinne der Erfindung insbesondere als letzter Verfahrensschritt vor dem Verlitzen durchgeführt werden.
Unter einer Verlitzeinrichtung ist im Sinne der Erfindung insbesondere eine Verlitzma- schine zu verstehen, bei welcher eine vorbestimmte Anzahl Drähte an einem Verlitz- punkt, vorzugsweise mittels eines Rotationsbügels, verlitzt wird. Die Verlitzeinrichtung ist bzw. weist vorliegend auf insbesondere eine Einfachschlagverlitzmaschine mit einem Verlitzpunkt oder eine Doppelschlagverlitzmaschine mit zwei Verlitzpunkten.
Ein Querschnitt einer Litze ist im Sinne der Erfindung insbesondere durch einen Umfang bestimmt, welcher sich aus den, bezüglich eines Mittelpunkts der Litze radial außen in der Querschnittsebene liegenden Punkten der außen liegenden Drähte der Litze sowie aus den diese Punkte verbindenden Streckenabschnitten (im Sinne einer konvexen Hülle) ergibt. Insbesondere ist ein solcher Querschnitt einer Litze dann eine Fläche, welche ein solcher Umfang umspannt. Vorzugsweise ist die Querschnittsebene eines solchen Querschnitts orthogonal zu einer Längsachse der Litze.
Unter einem„Beeinflussen" des Querschnitts einer Litze ist vorliegend insbesondere ein Reduzieren bzw. Senken, ein Anpassen, Ausgleichen und/oder bleibendes Formändern des Querschnitts, insbesondere des Flächeninhalts des Querschnitts, der Litze zu ver- stehen. Dadurch kann als Ziel eine definierte Festigkeit des Produktes eingestellt werden.
Insbesondere wenn mittels des Verfahrens der Querschnitt der Litze, insbesondere dessen Flächeninhalt, reduziert bzw. gesenkt und/oder ausgeglichen wird, kann vorteilhaf- terweise ein geringerer Außendurchmesser bzw. Außenumfang der Litze erreicht werden.
Durch das Beeinflussen des Querschnitts der Litze kann vorteilhafterweise ein so genannter„Crowning-Effekt" verringert bzw. vermieden werden, bei dessen Auftreten ein zentraler Draht der Litze aufgrund der Verlitzung (beispielsweise bei einer 6 + 1 Litze) in der fertigen Litze eine größere Länge aufweist als die Außendrähte (dieser Effekt wird beispielsweise beim Abschneiden des Produktes sichtbar, da die äußeren Drähte einen weiteren Weg haben als der wenigstens eine innere Draht). Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird die in ihrem Querschnitt beeinflusste, insbesondere in ihrer Querschnittsfläche reduzierte, Litze mittels einer Ummantelungsein- richtung mit einem Mantel, insbesondere aus einem Kunststoff, ummantelt. Dadurch können vorteilhafterweise bauraumeffiziente, elektrisch isolierte Leitungen geschaffen werden, welche insbesondere den Anforderungen an elektrische Niedervoltleitungen im Kraftfahrzeugbau gerecht werden. Im Sinne der Erfindung kann eine Litze insbesondere durch Extrusion, vorzugsweise eines Kunststoffes, ummantelt werden. Vorliegend werden dazu insbesondere Kunststoffe wie PVC, VPE oder andere zur Isolierung übliche Kunststoffe verwendet.
Unter einer Ummantelung ist im Sinne der Erfindung insbesondere eine elektrische und/oder eine mechanische Isolierung zu verstehen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird der Querschnitt der Litze bei dem Verlit- zen, insbesondere während des Verlitzens, an dem Verlitzpunkt mittels einer der Querschnittsbeeinflussungseinrichtungen beeinflusst, insbesondere in der Fläche reduziert bzw. gesenkt und/oder ausgeglichen.
Dadurch können insbesondere vorteilhafterweise die Arbeitsschritte des Verlitzens und des Beeinflussens des Litzenquerschnitts in kostengünstiger und/oder einfacher Art und Weise zusammengelegt werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird der Querschnitt der Litze nach dem Verlit- zen mittels wenigstens einer, insbesondere zwei, Querschnittsbeeinflussungseinrichtungen angepasst, welche insbesondere vor, nach und/oder anstatt einer Abziehscheibe und/oder einer Umlenkrolle der Verlitzeinrichtung angeordnet ist.
Dadurch kann insbesondere vorteilhafterweise sichergestellt werden, dass die Beeinflussung des Querschnitts der Litze als letzter Verfahrensschritt vor einem eventuellen Ummanteln der Litze erfolgt, wodurch insbesondere dem Effekt der Beeinflussung zuwiderlaufende Faktoren, wie beispielsweise die weitere Förderung der Litze während ihrer Herstellung, minimiert werden.
Unter„vor" bzw.„nach" ist im Sinne dieser Weiterbildung insbesondere„im Drahtfluss direkt vor" bzw.„im Drahtfluss direkt nach" zu verstehen. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung werden die Drähte mittels einer Drahtzieheinrichtung auf einen vorbestimmten Durchmesser gezogen.
Dadurch kann vorteilhafterweise eine Kosten sparende Integration mehrerer Arbeits- schritte bei der Herstellung von Litzen bzw. eine Kosten sparende Bevorratung mit Ausgangsdraht nur eines oder weniger verschiedene Durchmesser erreicht werden.
Gemäß verschiedenen bevorzugten Ausführungen weist die Litze drei, sechs, sieben (insbesondere 6+1 , sprich mit einem zentralen Draht), acht, elf, sechzehn oder neun- zehn Drähte auf. Auch eine andere Mehrzahl an Drähten liegt im Rahmen der Erfindung.
Unter einer Drahtzieheinrichtung ist im Sinne der Erfindung insbesondere eine Einrichtung zu verstehen, mittels welcher langgestrecktes Gut, insbesondere Draht, vorzugsweise mit einer Kupferlegierung, welches einen bestimmten Ausgangsdurchmesser d' aufweist, solange, vorzugsweise mittels eines Gleitziehverfahrens, bearbeitet wird, bis ein vorbestimmter Durchmesser d < d' (welcher insbesondere im Wesentlichen einem vorbestimmten Durchmesser der Drähte der Litze entspricht) erreicht ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung werden die Drähte an wenigstens zwei
Ziehelementen, insbesondere Ziehsteinen, der Drahtzieheinrichtung gezogen.
Dabei kann gemäß einer bevorzugten Ausführung die Wärmebehandlungseinrichtung bezüglich der Bewegung der Drähte zwischen diesen beiden Ziehelementen angeordnet sein.
Dadurch kann vorteilhafterweise eine feinere Einstellbarkeit der Wärmebehandlung der Drähte gewährleistet werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung werden die Drähte mittels der Wärmebehand- lungseinrichtung auf eine Temperatur erwärmt, bei welcher eine Teilrekristallisation des metallischen Materials der Drähte erfolgt bzw. erfolgen kann. Dadurch kann vorteilhafterweise eine einfache, feine und/oder genaue Einstellung von möglicher Dehnung und Festigkeit (und/oder eines Verhältnisses dieser beiden Größen) des Drahtmaterials erreicht werden. Unter einer Teilrekristallisation ist im Sinne der Erfindung ein Vorgang zu verstehen, bei welchem das Gefüge des Drahtwerkstoffes aufgrund der durch die Wärmebehandlung eingebrachten Wärmeenergie, insbesondere in Abhängigkeit der Zeitdauer der Wärmebehandlung und/oder der dabei auftretenden Temperaturgradienten, bereits teilweise (d.h. insbesondere in Teilbereichen), jedoch nicht ganz (d.h. insbesondere nicht in allen Teilbereichen), verändert wird.
Vorzugsweise findet die Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich statt, in dem das Gefüge des Drahtwerkstoffes derart teilweise rekristallisiert ist, dass geringfügige Änderung der Temperatur(en), -gradienten und/oder Zeitdauer der Wärmebehandlung zu größeren Änderungen von möglicher Dehnung und Festigkeit des Drahtmaterials führen, als dies in anderen Temperaturbereichen der Fall wäre.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Querschnittsbeeinflussungseinrichtung wenigstens eine Ausnehmung auf, durch welche die Drähte bzw. die Litze geführt werden, wobei die Ausnehmung einen vorbestimmten Ziehwinkel ß aufweist, und wobei die Ausnehmung insbesondere eine Querschnittsfläche aufweist, welche kleiner ist als eine Querschnittsfläche eines Umkreises, insbesondere einer konvexen Hülle, der Litze, bevor sie durch die Ausnehmung geführt wird. Dadurch kann vorteilhafterweise eine verbesserte Geradheit und/oder Drallfreiheit der Litze erreicht werden. Dadurch kann vorteilhafterweise eine verbesserte Weiterverarbeitung der Litze ermöglicht werden.
Zusätzlich oder alternativ kann dadurch vorteilhafterweise eine vorbestimmte Zugspan- nung, ein vorbestimmter Verformungsgrad und/oder ein vorbestimmtes Verhältnis dieser beiden Größen zueinander im Sinne einer verbesserten möglichen Dehnung und/oder Festigkeit genauer eingestellt werden. Beispielsweise beträgt eine typische Querschnittsfläche einer 6+1 Litze in etwa 0,13 mm2, sodass in einer solchen Ausführungsform die Ausnehmung der Querschnittsbeeinflussungseinrichtung eine Querschnittsfläche von weniger als 0,13 mm2 aufweisen kann. Unter einem vorbestimmten Ziehwinkel ß der Ausnehmung der Querschnittsbeeinflussungseinrichtung ist im Sinne der Erfindung insbesondere ein Winkel zu verstehen, in welchem sich die Ausnehmung in Richtung der Bewegung der Drähte bzw. der Litze durch die Querschnittsbeeinflussungseinrichtung, insbesondere konisch, verjüngt. Durch die Auswahl einer Querschnittsbeeinflussungseinrichtung, insbesondere eines Ziehsteins, mit einem geeigneten Wert des Ziehwinkels ß (insbesondere zwischen 0° und 45°) kann das Ergebnis der Querschnittsbeeinflussung, insbesondere hinsichtlich zu erreichender Festigkeiten bzw. Verformbarkeiten und/oder bezüglich erreichbarer Geradheit und/oder Drallfreiheit, verbessert werden.
Durch die Gestaltung einer Ausnehmung einer, vorzugsweise als Ziehstein ausgebildeten, Querschnittsbeeinflussungseinrichtung kann insbesondere ein Zugspannungswert vorbestimmt werden, welcher bei einem Durchlauf der Litze durch die Ausnehmung auf die Litze wirkt.
Durch die Gestaltung einer Ausnehmung einer, vorzugsweise als Ziehstein ausgebildeten, Querschnittsbeeinflussungseinrichtung kann insbesondere ein Verformungsgrad der Litze bzw. der Drähte der Litze vorbestimmt werden. Insbesondere können eine vorbestimmte Zugspannung, ein vorbestimmter Verformungsgrad, der Ziehwinkel ß und/oder ein minimaler Durchmesser der Ausnehmung der Querschnittsbeeinflussungseinrichtung aufeinander abgestimmt sein/werden, sodass eine gewünschte Festigkeitsänderung in der Litze bzw. in den Drähten der Litze eintritt. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung werden wenigstens ein, insbesondere alle, Drähte bzw. die Litze, insbesondere auf wenigstens eine, insbesondere je Draht bzw. Litze eine, dazu vorgesehene Spule, zwischengepuffert, insbesondere aufgespult bzw. aufgewickelt, nachdem sie wenigstens einen der Schritte des Verfahrens, insbesondere Drahtziehen, Erwärmen und/oder Verlitzen, durchlaufen haben. Dadurch kann vorteilhafterweise eine kostengünstigere, einfachere und/oder flexiblere Durchführung des Verfahrens ermöglicht werden Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Herstellung von Litzen vorgeschlagen, welche wenigstens zwei Drähte aus einem metallischen Material aufweisen.
Dabei weist die Vorrichtung eine Wärmebehandlungseinrichtung zur Erwärmung der Drähte und eine Verlitzeinrichtung zur Verlitzung der Drähte an einem Verlitzpunkt auf, wobei jeder Draht durch die Wärmebehandlungseinrichtung und die Verlitzeinrichtung führbar ist.
Zusätzlich weist die Vorrichtung wenigstens eine, insbesondere als Ziehstein ausgebilde- te, Querschnittsbeeinflussungseinrichtung auf, welche eingerichtet ist, den Querschnitt der Litze zu beeinflussen.
Dadurch kann vorteilhafterweise eine geringere Querschnittsfläche der Litze bei gleich bleibenden elektrischen Eigenschaften und/oder höheren mechanischen Festigkeiten der Litze erreicht werden.
Zusätzlich oder alternativ kann vorteilhafterweise eine Ausschussrate bei der Herstellung von Litzen reduziert werden und/oder eine kostengünstigere und/oder einfachere Herstellung von Litzen erreicht werden.
Eine Querschnittsbeeinflussungseinrichtung ist vorliegend insbesondere dazu vorgesehen, ein Reduzieren bzw. Senken, Anpassen, Ausgleichen und/oder bleibendes Formändern des Querschnitts der Litze bzw. dessen Flächeninhalt zu bewirken. Insbesondere wenn mittels des Verfahrens die Querschnittsfläche einer Litze reduziert bzw. gesenkt und/oder ausgeglichen wird, kann vorteilhafterweise ein geringerer Außendurchmesser bzw. Außenumfang der Litze erreicht werden. Dadurch wird beim Extrudieren weniger Isolationsmaterial benötigt, was zu Einsparungen führt. Durch das Beeinflussen des Querschnitts der Litze kann vorteilhafterweise ein so genannter„Crown ing-Effekt" verringert bzw. vermieden werden, bei dessen Auftreten ein zentraler Draht aufgrund der Verlitzung (beispielsweise bei einer 6+1 Litze) in der fertigen Litze eine größere Länge aufweist als die Außendrähte.
Die Vorrichtung kann auch zwei oder mehrere Querschnittsbeeinflussungseinrichtungen aufweisen, wobei insbesondere eine der Querschnittsbeeinflussungseinrichtungen an dem Verlitzpunkt, und wenigstens eine weitere Querschnittsbeeinflussungseinrichtung nach dem Verlitzen angeordnet ist.
Alternativ können alle Querschnittsbeeinflussungseinrichtungen nach dem Verlitzen angeordnet sein, insbesondere im Bereich der Abziehscheiben, wobei auch wenigstens eine oder alle Abziehscheiben durch die Querschnittsbeeinflussungseinrichtungen ersetzt werden können.
In einer bevorzugten Ausführung weist die Querschnittsbeeinflussungseinrichtung wenigstens eine Umlenkrolle auf, mittels welcher die Litze um einen vorbestimmten Winkel α umlenkbar ist. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird die Litze an einer der Querschnittsbeeinflussungseinrichtungen um den vorbestimmten Winkel α umgelenkt. Dadurch kann vorteilhafterweise eine kostengünstigere bzw. einfachere Durchführung des Verfahrens erreicht werden. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Vorrichtung eine Ummantelungsein- richtung auf, mittels welcher die in ihrem Querschnitt beeinflusste Litze mit einem Mantel, insbesondere aus einem Kunststoff, ummantelbar ist.
Dadurch können insbesondere vorteilhafterweise bauraumeffiziente, elektrisch isolierte Leitungen geschaffen werden, welche insbesondere den Anforderungen an elektrische Niedervoltleitungen im Kraftfahrzeugbau gerecht werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist eine der Querschnittsbeeinflussungseinrichtungen an dem Verlitzpunkt angeordnet. Dadurch können insbesondere vorteilhafterweise die Arbeitsschritte des Verlitzens und des Beeinflussens des Litzenquerschnitts in kostengünstiger und/oder einfacher Art und Weise zusammengelegt werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Verlitzeinrichtung einen Rotationsbügel bzw. einen Rotor auf, welcher zur Führung der Litze eingerichtet ist, wobei an einem, dem Verlitzpunkt fernen, Ende des Rotationsbügels wenigstens eine Querschnittsbeeinflussungseinrichtung angeordnet ist, vorzugsweise vor, nach und/oder anstatt einer Ab- ziehscheibe bzw. einer Umlenkrolle der Verlitzeinrichtung.
Dadurch kann vorteilhafterweise sichergestellt werden, dass die Beeinflussung des Querschnitts der Litze als letzter Verfahrensschritt vor einem eventuellen Ummanteln der Litze erfolgt, wodurch insbesondere dem Effekt der Beeinflussung zuwiderlaufende Fak- toren, wie beispielsweise die weitere Förderung der Litze während ihrer Herstellung minimiert werden.
Unter„vor" bzw.„nach" ist im Sinne dieser Weiterbildung insbesondere„im Drahtfluss direkt vor" bzw.„im Drahtfluss direkt nach" zu verstehen.
Unter einem Rotationsbügel ist im Sinne der Erfindung insbesondere das Bauteil bzw. die Baugruppe zu verstehen, welche in bekannten Verlitzmaschinen als Rotationsbügel oder Rotor bezeichnet wird. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Querschnittsbeeinflussungseinrichtung wenigstens eine Ausnehmung auf, durch welche die Drähte bzw. die Litze führbar sind, wobei die Ausnehmung einen vorbestimmten Ziehwinkel ß aufweist, und wobei die Ausnehmung insbesondere eine Querschnittsfläche aufweist, welche kleiner ist als eine Querschnittsfläche eines Umkreises, insbesondere einer konvexen Hülle, der Litze vor deren Führung durch die Ausnehmung.
Dadurch kann vorteilhafterweise eine verbesserte Geradheit und/oder Drallfreiheit der Litze erreicht werden. Dadurch kann vorteilhafterweise eine verbesserte Weiterverarbeitung der Litze ermöglicht werden. Zusätzlich oder alternativ kann dadurch vorteilhafterweise eine vorbestimmte Zugspannung, ein vorbestimmter Verformungsgrad und/oder ein vorbestimmtes Verhältnis dieser beiden Größen zueinander im Sinne einer guten Dehnbarkeit und/oder Festigkeit genau- er eingestellt werden.
Durch die Auswahl einer Querschnittsbeeinflussungseinrichtung, insbesondere eines Ziehsteins, mit einem geeigneten Wert des Ziehwinkels ß (insbesondere zwischen 0° und 45°) kann das Ergebnis der Querschnittsbeeinflussung, insbesondere hinsichtlich zu erreichender Festigkeiten bzw. Verformbarkeiten und/oder bezüglich erreichbarer Geradheit und/oder Drallfreiheit, verbessert werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weisen die Drähte ein Kupfermaterial auf. Insbesondere weisen die Drähte wenigstens eine Kupferlegierung, bevorzugt eine CuMg- Legierung oder eine CuAg-Legierung oder eine CuSn-Legierung, auf.
Dadurch kann insbesondere vorteilhafterweise eine höhere Festigkeit der Litze bei guter Verarbeitbarkeit erreicht werden. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Vorrichtung zusätzlich eine Drahtzieheinrichtung zum Ziehen der Drähte auf einen vorbestimmten Durchmesser auf, wobei jeder Draht durch die Drahtzieheinrichtung, die Wärmebehandlungseinrichtung und die Verlitzeinrichtung führbar ist. Dadurch kann vorteilhafterweise eine Kosten sparende Integration mehrerer Arbeitsschritte bei der Herstellung von Litzen bzw. eine Kosten sparende Bevorratung mit Ausgangsdraht nur eines oder weniger verschiedener Durchmesser erreicht werden.
Merkmale, welche in der Beschreibung im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ver- fahren und seinen Weiterbildungen dargestellt sind, sind im Sinne der Erfindung auch als Merkmale und damit mögliche Weiterbildungen der vorliegenden Vorrichtung zu verstehen. Merkmale, welche in der Beschreibung im Zusammenhang mit der vorliegenden Vorrichtung und ihren Weiterbildungen dargestellt sind, sind im Sinne der Erfindung auch als Merkmale und damit mögliche Weiterbildungen des vorliegenden Verfahrens zu verstehen.
Beispielhafte Ausführungen von erfindungsgemäßen Verfahren bzw. Vorrichtungen zur Herstellung von Litzen ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibungen in Zusammenhang mit den Figuren, welche im einzelnen - teils schematisch - zeigen: eine beispielhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Litzen mit einer als Ziehstein ausgebildeten Querschnittsbeeinflussungseinrichtung, die an einem ersten Verlitzpunkt angeordnet ist, in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht;
Fig. 2: das Detail B der Vorrichtung gemäß Figur 1 mit Darstellungen der Schnitte
B1 - B1 und B2 - B2;
Fig. 3: eine weitere beispielhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Litzen mit zwei als Ziehstein ausgebildeten Querschnittsbeeinflussungseinrichtungen, die jeweils zwischen der Abziehscheibe und einer Umlenkrolle angeordnet ist, in einer teilweise geschnit- tenen Seitenansicht; und
Fig. 4: das Detail D der Vorrichtung gemäß Figur 3 mit Darstellungen der Schnitte
D1 - D1 und D2 - D2; In Fig. 1 ist eine beispielhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Herstellung von Litzen 3 mit einer als Ziehstein ausgebildeten Querschnittsbeeinflussungseinrichtung 10, die an einem ersten Verlitzpunkt 45.1 angeordnet ist, in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht dargestellt. Dabei sind ein Verfahren und eine Vorrichtung 1 zur Herstellung der Litze 3 von den
Drahtspulen 4 bis zu der Litzenwickelspule 7 dargestellt, an welcher die Litze 3 in einem nichtummantelten Zustand aufgewickelt wird. Ein eventueller späterer Verfahrensschritt, bei welchem die Litze 3 beispielsweise zur mechanischen und/oder elektrischen Isolierung mit einem Kunststoff ummantelt wird, ist in den Figuren nicht dargestellt. Figur 1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung 1 zur Herstellung einer Litze 3 aus sieben Drähten 2 in Mehrdrahttechnik. Um eine bessere Übersichtlichkeit der Darstellung zu gewährleisten, sind in den Figuren teilweise nur drei dieser Drähte 2a, 2b, 2c darge- stellt.
Aus den Drahtspulen 4 werden die Drähte 2 (Material: Kupfer-Magnesium-Legierung), welche einen deutlich größeren Durchmesser (beispielsweise 1 ,35 mm) als den für die Litzendrähte vorbestimmten Durchmesser (beispielsweise 0,15 mm) aufweisen, über Umlenkrollen 5.1 der Drahtzieheinrichtung 50 zugeführt.
In diesem Ausführungsbeispiel weisen die Ausgangsdrähte 2 eine mögliche Dehnung von ca. 30 % sowie eine Bruchspannung von ca. 270 - 340 N/mm2 auf. Die Drahtzieheinrichtung 50 weist mehrere Ziehstufen auf, von denen in Figur 1 exemplarisch zwei Ziehstufen 51 , 52 dargestellt sind. Die Führung der Drähte 2 durch die Ziehstufen 51 , 52 erfolgt mittels der Führungsscheiben 55.1 , 55.2, 55.3.
Die Ziehstufen 51 , 52 sind jeweils als ein Ziehstein ausgebildet, wobei dieser Ziehstein für jeden zu ziehenden Draht 2a, 2b, 2c eine Ziehausnehmung aufweist.
An jeder der Ziehstufen 51 ,52 wird der Durchmesser der Drähte 2 reduziert, so dass nach Durchlaufen aller Ziehstufen der vorbestimmte Durchmesser für die Drähte 2 der Litze 3, hier beispielsweise 0,15 mm, erreicht wird/ist.
Nach dem Drahtziehen sind die Drähte kaum mehr dehnbar und weisen eine Bruchfestigkeit von deutlich über 550 N/mm2 auf.
Nach dem Durchlaufen der Drahtzieheinrichtung 50 werden die Drähte 2 der Wärmebe- handlungseinrichtung 30 zugeführt, in welcher die Drähte wärmebehandelt werden. In diesem Ausführungsbeispiel werden die Drähte 2 einem Rekristallisationsglühen unterzogen, und dazu je nach für die Drähte verwendeter Kupferlegierung auf 400-600 °C erwärmt bzw. angeglüht. Beim Rekristallisationsglühen werden die bei der Kaltverformung hervorgerufenen Gitterverzerrungen und Gitterverspannungen wieder beseitigt. Die Kaltverfestigung und Zähigkeitsreduzierung wird aufgehoben. In anderen Ausführungsbeispielen ist auch eine Erwärmung auf niedrigere oder höhere Temperaturen bzw. die Durchführung einer anderen Wärmebehandlung denkbar.
Durch die Gefügeänderung während der Wärmebehandlung wird die mögliche Dehnung der Drähte 2 auf ca. 3-5 % gesteigert, die Bruchfestigkeit sinkt auf ca. 500-550 N/mm2.
Über weitere Umlenkrollen 5.2, 5.3 werden die Drähte 2 nun dem Verlitzpunkt 45 zugeführt, an dem eine als Ziehstein 10 ausgeführte Querschnittsbeeinflussungsinrichtung angeordnet ist. Der Ziehstein 10 weist eine Ausnehmung 1 1 auf, welche in Richtung der Drahtbewegung bis zum Verlitzpunkt 45 konisch zuläuft, und sich nach dem Verlitzpunkt 45 wieder konisch erweitert. Am Verlitzpunkt 45 weist die Ausnehmung einen minimalen Durchmesser auf. Die Drähte 2 werden diesem minimalen Querschnitt der Ausnehmung 11 zugeführt, wodurch sie einander immer näher kommen, bis sie sich vor oder an dem Verlitzpunkt 45 berühren.
Wie schnell bzw. plötzlich diese Annäherung der Drähte, bis sie einander berühren, er- folgt, ist insbesondere von dem konischen Ziehwinkel ß der Ausnehmung 1 1 abhängig.
Wie stark die Litze 3 in Ihrem Querschnitt beeinflusst wird, hängt insbesondere von der Wahl des minimalen Querschnitts der Ausnehmung 1 1 ab. Je nach Wahl des Ziehwinkels ß und/oder des minimalen Querschnitts der Ausnehmung 1 1 erreicht die, in Ihrem Querschnitt beeinflusste, Litze 3 verschiedene Werte für die Festigkeit und mögliche Dehnung bzw. Verformbarkeit. Durch eine geeignete Kombination von Ziehwinkel ß und minimalem Querschnitt können vorteilhafterweise gewünschte Werte für Festigkeit und/oder mögliche Dehnung bzw. Verformbarkeit eingestellt werden. Im Sinne dieses Ausführungsbeispiels ist von einer Litze 3 die Rede, sobald sich die Drähte 2 berühren. An dem minimalen Durchmesser der Ausnehmung 1 1 wird der Querschnitt der Litze 3 ausgeglichen und/oder seine Fläche reduziert bzw. gesenkt. Dieser Verfahrensschritt findet in diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Verlitzen im eigentlichen Sinne statt, bei welchem durch den Rotationsbügel 41 der Verlitzeinrichtung 40 die einzelnen Drähte umeinander geschlungen werden.
Der Ziehstein 10 dreht sich in diesem Ausführungsbeispiel mit dem Rotationsbügel. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist er bezüglich dieser Drehachse drehfest angeordnet. So entsteht bereits am Verlitzpunkt eine Litze 3, deren Drähte 2a-g mit dem gesamten Querschnitt 17 deutlich enger gepackt sind, als dies der Fall wäre, wenn die Verlitzung ohne Beeinflussung durch den Ziehstein 10 stattgefunden hätte. Dieser Verfahrensschritt ist detailliert auch in Figur 2 dargestellt Fig. 2 zeigt das Detail B der Vorrichtung 1 gemäß Figur 1 mit Darstellungen der Schnitte B1 - B1 und B2 - B2.Die Litze bewegt sich in Richtung des unbezeichneten Pfeils.
Bei der Reduzierung des Querschnitts der Litze 3 auf den Querschnitt 17 werden insbesondere Zwischenräume zwischen den einzelnen Drähten 2a-g beseitigt, die einzelnen Drähte 2a-g durch bleibende Formänderung an den gemeinsamen Berührpunkten näher aneinander bzw. ineinander gepresst und/oder, wenigstens die äußeren, einzelnen Drähte 2 in einer Art weiterem Ziehvorgang in ihrem Durchmesser reduziert (siehe Schnitte B1 - B1 und B2 - B2). Diese einzelnen Effekte der Querschnittsbeeinflussung können an unterschiedlichen Stellen entlang der Drähte bzw. der Litze unterschiedlich kombiniert eintreten, abhängig von der Beschaffenheit und der Konfiguration der herangeführten Drähte 2a-g zueinander. Anschließend wird die Litze 3 an der Umlenkrolle 5.4 um einen Winkel α umgelenkt, und insbesondere einer Weiterverarbeitung zugeführt.
Nach Durchlaufen des Ziehsteins 10 weist die Litze eine Bruchfestigkeit von ca. 670 N/mm2 sowie eine mögliche Dehnung von 1-3 % auf. Beide Werte werden den Anforderungen der Automobilindustrie an Leitungen aus Kupferlegierungslitzen gerecht.
In Figur 1 ist weiterhin dargestellt, dass die Litze 3 entlang des Rotationsbügels 41 , durch die Ösen 42 geführt wird. An den Abziehscheiben 6.1 und 6.2 wird die Litze 3 so umgelenkt, dass sie anschließend auf die Litzenwickelspule 7 gewickelt werden kann.
In Fig. 3 ist eine weitere beispielhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Herstellung von Litzen 3 mit einer zwei als Ziehstein ausgebildeten Querschnittsbeeinflussungseinrichtungen 10.1 , 10.2, die jeweils zwischen der Abziehscheibe 6 und einer Umlenkrolle 5.5 bzw. 5.6 angeordnet ist, in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht dargestellt.
Die Vorrichtung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der Vorrichtung gemäß Figur 1 insbesondere durch die Anordnung der Ziehsteine 10.1 und 10.2. Diese sind in dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 nicht an dem Verlitzpunkt 45.1 angeordnet, sondern im Drahtfluss nach einem zweiten Verlitzpunkt 45.2 und vor der Litzenwickelspule 7.
Nachfolgend wird zu diesem Ausführungsbeispiel nur der Ziehstein 10.2 beschrieben. Die Gestaltung des Ziehsteins 10.1 ist analog, jedoch vorzugsweise mit einem minimalen Querschnitt bzw. Durchmesser der Ausnehmung 1 1 .1 , welcher größer ist als der der Ausnehmung 11. 2.
Die Ausnehmung 1 1.2 des Ziehsteins 10.2 läuft auch in diesem Ausführungsbeispiel in Richtung der Litzen beweg ung mit einem Ziehwinkel ß konisch zu bis zu einem minimalen Querschnitt bzw. Durchmesser und erweitert sich anschließend wieder konisch.
Der Querschnittsbeeinflussungseinrichtung 10.2 werden in diesem Ausführungsbeispiel bereits verlitzte Drähte 2, also eine Litze 3, zugeführt. Diese kann jedoch über die Länge der Litze an unterschiedlichen Querschnitten der Litze unterschiedlich eng gepackte Drähte 2 aufweisen, wobei insbesondere an großen Längenanteilen der Litze (vor Durchlaufen des Ziehsteins 10.2) Zwischenräume zwischen den einzelnen Drähten 2a-g auftreten. Dies ist in dem Schnitt D1 - D1 in der Figur 4 dargestellt.
Diese Zwischenräume zwischen den einzelnen Drähten sind im allgemeinen vor Durchlaufen des Ziehsteins 10.1 größer, können jedoch auch nach Durchlaufen dieses Zieh- Steins 10.1 noch vorhanden sein.
Fig. 4 zeigt das Detail D der Vorrichtung gemäß Figur 3 mit Darstellungen der Schnitte D1 - D1 und D2 - D2. Vor dem Durchlaufen der Ausnehmung 1 1 des Ziehsteins 10 weist die Litze 3 einen größeren Querschnittsdurchmesser 16, danach einen kleineren Querschnittsdurchmesser 17 auf (siehe Schnitte D1 - D1 und D2 - D2).
Bei dem Ausgleichen und/oder Reduzieren bzw. Senken des Querschnittsdurchmessers 16 der Litze 3 auf den Querschnittsdurchmesser 17 werden insbesondere Zwischenräu- me zwischen den einzelnen Drähten 2a-g beseitigt, die einzelnen Drähte 2a-g durch bleibende Formänderung an den gemeinsamen Berührpunkten näher aneinander bzw. ineinander gepresst (siehe Schnitt D2 - D2) und/oder wenigstens die äußeren, einzelnen Drähte 2 in einer Art weiterem Ziehvorgang in Ihrem Durchmesser reduziert. Diese einzelnen Effekte der Querschnittsbeeinflussung können an unterschiedlichen
Stellen entlang der Litze unterschiedlich kombiniert eintreten, abhängig von der Beschaffenheit und der Konfiguration der Drähte 2a-g an einer bestimmten Stelle im Querschnitt der herangeführten Litze 3 zueinander. Wie schnell bzw. plötzlich die Litze 3 in Ihrem Querschnitt beeinflusst wird, ist insbesondere von dem konischen Ziehwinkel ß der Ausnehmung 1 1.2 abhängig. Wie stark die Litze 3 in Ihrem Querschnitt beeinflusst wird, hängt insbesondere von der Wahl des minimalen Querschnitts der Ausnehmung 1 1.2, der jedoch insbesondere kleiner als der minimale Querschnitt der Ausnehmung 1 1 .1 ist, ab. Je nach Wahl des Ziehwinkels ß und/oder des minimalen Querschnitts der Ausnehmung 11.2 erreicht die, in Ihrem Querschnitt beeinflusste, Litze 3 verschiedene Werte für die Festigkeit und mögliche Dehnung bzw. Verformbarkeit. Durch eine geeignete Kombination von Ziehwinkel ß und minimalem Querschnitt können vorteilhafterweise gewünschte Werte für Festigkeit und/oder mögliche Dehnung bzw. Verformbarkeit eingestellt werden.
Anschließend wird die Litze 3 an der Umlenkrolle 5.6 um einen Winkel α umgelenkt, und vorzugsweise der Litzenwickelspule 7 zugeführt. Die Litze bewegt sich in Richtung des unbezeichneten Pfeils. In der Vorrichtung können auch zwei oder mehrere Querschnittsbeeinflussungseinrichtungen 10 angeordnet sein. Beispielsweise kann eine Querschnittsbeeinflussungseinrichtung 10 an Position B (wie in Fig. 1 ) angeordnet sein und gleichzeitig zusätzliche Querschnittsbeeinflussungseinrichtungen 10.1 und/oder 10.2 an Position D (wie in Fig. 3).
In den Figuren sind die Verfahrensschritte des Drahtziehens mittels der Drahtzieheinrichtung 50, der Wärmebehandlung in der Wärmebehandlungseinrichtung 30 und des Verlit- zens in der Verlitzeinrichtung 40 direkt hintereinander, das heißt direkt„inline", dargestellt.
Weitere Ausführungsbeispiele, sowohl bezüglich des Verfahrens als auch bezüglich der Vorrichtung, bei denen alle oder einzelne Drähte 2 bzw. die Litze 3 zwischen einzelnen der in dem vorherigen Absatz dargestellten Verfahrensschritten auf Spulen aufgespult/aufgewickelt werden, d.h. zwischengepuffert werden, sind im Rahmen der Erfin- dung vorgesehen. Bezugszeichenliste
Vorrichtung zur Herstellung von Litzen
2 Draht
3 Litze
4 Drahtspule
5 Umlenkrolle
6 Abziehscheibe
7 Litzenwickelspule
10 Ziehstein (Querschnittsbeeinflussungseinrichtung)
11 Ausnehmung des Ziehsteins
15 Querschnittsdurchmesser der Drähte vor der Verlitzung
16 Querschnittsdurchmesser der Litze vor der Ausnehmung
17 Querschnittsdurchmesser der Litze nach der Ausnehmung
30 Wärmebehandlungseinrichtung 40 Verlitzeinrichtung
41 Rotationsbügel
42 Ösen
50 Drahtzieheinrichtung
51 erste Ziehstufe
52 zweite Ziehstufe
55 Führungsscheiben
56 Ziehstein der ersten Ziehstufe
57 Ziehstein der zweiten Stufe α Umlenkwinkel
ß Ziehwinkel der Ausnehmung der Querschnittsbeeinflussungseinrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Litzen (3), welche wenigstens zwei Drähte (2) aus einem metallischen Material, insbesondere einer Kupferlegierung, aufweisen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist, die auch mehrfach und/oder in einer anderen Reihenfolge als angegeben ausgeführt werden können:
- gegebenenfalls Erwärmen der Drähte (2) mittels einer Wärmebehandlungseinrichtung (30) zur Steigerung der möglichen Materialdehnung bzw. Verformbarkeit,
- Verlitzen der Drähte (2) mittels einer Verlitzeinrichtung (40) an wenigstens einem Verlitzpunkt (45.1 , 45.2),
- Beeinflussen des Querschnitts (16) der Litze (3) mittels wenigstens einer, insbesondere als Ziehstein ausgebildeten, Querschnittsbeeinflussungseinrichtung (10).
2. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die in ihrem Querschnitt (17) beeinflusste Litze (3) mittels einer Ummantelungseinrichtung mit einem Mantel, insbesondere aus einem Kunststoff, ummantelt wird.
3. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Querschnitt (15, 16) der Litze (3) bei dem Verlitzen an dem Verlitzpunkt (45.1 ) mittels einer der Querschnittsbeeinflussungseinrichtungen (10) beeinflusst wird.
4. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Querschnitt (16) der Litze (3) nach dem Verlitzen mittels wenigstens einer Querschnittsbeeinflussungseinrichtung (10) angepasst wird, welche insbesondere vor, nach oder anstatt einer Abziehscheibe (6) der Verlitzeinrichtung (40) angeordnet ist.
5. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Drähte (2) mittels einer Drahtzieheinrichtung (50) auf einen vorbestimmten Durchmesser gezogen werden.
6. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte (2) mittels der Wärmebehandlungseinrichtung (30) auf eine Temperatur erwärmt werden, bei welcher eine Teilrekristallisation des metallischen Materials der Drähte (2) erfolgt.
7. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsbeeinflussungseinrichtung (10) wenigstens eine Ausneh- mung (1 1 ) aufweist, durch welche die Drähte (2) bzw. die Litze (3) geführt werden, wobei die Ausnehmung (1 1 ) einen vorbestimmten Ziehwinkel ß aufweist, und wobei die Ausnehmung (11) insbesondere eine Querschnittsfläche aufweist, welche kleiner ist als eine Querschnittsfläche eines Umkreises der Litze (3), bevor sie durch die Ausnehmung (1 1) geführt wird.
8. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Draht 2 bzw. die Litze 3, insbesondere auf wenigstens eine dazu vorgesehene Spule, zwischengepuffert, insbesondere aufgespult bzw. aufgewickelt, wird, nachdem er bzw. sie wenigstens einen der Schritte des Verfah- rens durchlaufen hat.
9. Vorrichtung (1) zur Herstellung von Litzen, welche wenigstens zwei Drähte (2) aus einem metallischen Material aufweisen, zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1 ) aufweist - eine Wärmebehandlungseinrichtung (30) zur Erwärmung der Drähte (2),
- eine Verlitzeinrichtung (40) zur Verlitzung der Drähte (2) an wenigstens einem Verlitzpunkt (45.1 , 45.2),
wobei jeder Draht (2) durch die Wärmebehandlungseinrichtung (30) und die Verlitzeinrichtung (40) führbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (1 ) wenigstens eine, insbesondere als Ziehstein ausgebildete, Querschnittsbeeinflussungseinrichtung (10) aufweist, welche eingerichtet ist, den Querschnitt (16) der Litze (3) zu beeinflussen.
10. Vorrichtung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) eine Ummantelungseinrichtung aufweist, mittels welcher die in ihrem Querschnitt (17) beeinflusste Litze (3) mit einem Mantel, insbesondere aus einem Kunststoff, ummantelbar ist.
11. Vorrichtung (1 ) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Querschnittsbeeinflussungseinrichtungen ( 0) an dem Verlitz- punkt (45.1) angeordnet ist.
12. Vorrichtung (1 ) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Verlitzeinrich- tung (40) einen Rotationsbügel (41 ) aufweist, welcher zur Führung der Litze (3) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
an einem, dem Verlitzpunkt (45.1 ) fernen, Ende des Rotationsbügels (41) wenigs tens eine Querschnittsbeeinflussungseinrichtung (10) angeordnet ist, vorzugswei se vor, nach und/oder anstatt einer Abziehscheibe (6) der Verlitzeinrichtung (40).
13. Vorrichtung (1 ) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsbeeinflussungseinrichtung (10) wenigstens eine Ausnehmung (11 ) aufweist, durch welche die Drähte (2) bzw. die Litze (3) führbar sind, wobei die Ausnehmung (1 1 ) einen vorbestimmten Ziehwinkel ß aufweist, und wobei die Ausnehmung (1 1) insbesondere eine Querschnittsfläche aufweist, welche kleiner ist als eine Querschnittsfläche (15, 16) eines Umkreises der Litze (3) vor deren Führung durch die Ausnehmung (1 1 ).
14. Vorrichtung (1 ) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte (2) ein Kupfermaterial aufweisen.
15. Vorrichtung (1 ) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) zusätzlich aufweist
- eine Drahtzieheinrichtung (50) zum Ziehen der Drähte (2) auf einen vorbestimm ten Durchmesser, dadurch gekennzeichnet, dass
jeder Draht (2) durch die Drahtzieheinrichtung (50), die Wärmebehandlungseinrichtung (30) und die Verlitzeinrichtung (40) führbar ist.
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