WO2017148691A1 - Verfahren zur herstellung eines leiters sowie leiter - Google Patents

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WO2017148691A1
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conductor strand
mold
strand
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Erwin Köppendörfer
Markus Schill
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Leoni Kabel GmbH
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    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/30—Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for reducing conductor losses when carrying alternating current, e.g. due to skin effect

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a conductor and a corresponding conductor.
  • Ladders are used in cables and wires for the transmission of electrical power and / or electrical signals.
  • the conductor is made of an electrically conductive material, for example copper or aluminum.
  • a conductor is encased to form a wire with an insulator.
  • Several wires can then be combined into one cable or one cable.
  • the conductor of a respective core is designed either as a solid individual wire or as a bundle or stranded conductor made up of several individual wires.
  • a conductor is produced, for example, as a solid individual wire starting from a conductor strand as a blank in a drawing process by feeding the blank to a so-called die having an opening with an opening diameter reduced in relation to the diameter of the blank. When pulled through the opening then a deformation of the blank by flow deformation. By subsequent further forming with additional downstream dies, it is then possible to reduce the diameter of the conductor strand to a certain final diameter.
  • the method is for producing a conductor of a conductive material.
  • the material is preferably copper, alternatively aluminum.
  • a conductor strand as a semi-finished product or blank in the context of a drawing process through an opening of a first mold, i. in particular a drawing die, drawn.
  • a circumferential contour of the conductor is formed, which is essentially determined by the shape of the opening.
  • the circumferential contour of the conductor strand is reshaped by means of the molding tool.
  • a conductive carbon material is applied to the material, which is incorporated into the material as it passes through the mold.
  • the method is thus an improved drawing method, in which a conductive carbon material is additionally incorporated into the material supplied. Due to this, the conductor produced by the method has an improved, i. higher conductivity. This is based in particular on the consideration that the carbon material has a higher conductivity than the conductive material, so that in combination with respect to the bare material increased conductivity is achieved.
  • the already conductive material is accordingly mixed with the carbon material, so to speak, in order to produce an ultra-conductive material.
  • the conductivity of the carbon material is crucial. In other words, the carbon material is in the most conductive or highly conductive form, i. Configuration before.
  • the addition of the carbon material to the material of the conductor strand takes place in a particularly simple manner by applying to the conductor strand and subsequent low level of incorporation in the course of forming in the mold.
  • the conductive material and the carbon material do not enter into a chemical bond, but the carbon material is mechanically incorporated into the conductive material.
  • the applied carbon material is drawn into the mold with and pressed against the conductive material or pressed with this.
  • the carbon material is expediently formed as a multiplicity of microscopic particles and / or flakes, "microscopic" in particular a dimension below about 100 ⁇ is understood, for example, the carbon material is applied as a powder, dissolved in an adjuvant or as an emulsion with an excipient.
  • the excipient itself is advantageously not incorporated during forming, but so to speak deducted and retained by the mold, so that only the carbon material remains in the conductor strand.
  • the carbon material is preferably made of carbon nanotubes or graphene, which are each microscopic particles. These configurations of carbon are characterized by a particularly high conductivity, which in particular is greater than the conductivity of bare copper.
  • Carbon nanotubes are tubular microscopic carbon structures, typically ranging in diameter from about 1 nm to 100 nm.
  • the carbon nanotubes may be single-walled or multi-walled, wherein in the present case the multi-walled variant is preferred, in particular because of the predominantly metallic properties.
  • Carbon nanotubes are available in widely varying lengths, from a few microns to a few millimeters or more. In the present case, carbon nanotubes having a length in the range from about 100 nm to about 10 ⁇ m are preferred.
  • graphene is a layered configuration of carbon, with a single layer having a thickness of about 0.3 nm.
  • suitable in the present case are also multilayered particles, also referred to in this context as flakes, having a plurality of layers and a total thickness of up to approximately 10nm.
  • the layers themselves are, for example between 100nm and 10 ⁇ wide and long.
  • a drawing emulsion is applied to the material, to which the carbon material is admixed.
  • the carbon material is therefore not applied separately, but as part of a substance mixture consisting of a number of excipients.
  • auxiliaries are, for example, water, for the dissipation of process heat, which is generated during flow deformation of the material, and oil or grease, which serves as a lubricant.
  • the draw emulsion thus advantageously also serves as a lubricant.
  • the drawing emulsion consists only of water and the carbon material.
  • the water is primarily used for heat removal in the forming process, the carbon material is suitably used as a lubricant.
  • Graphene is particularly preferably used in this embodiment, since it is significantly better dispersible in water than carbon nanotubes.
  • an additional lubricant such as e.g. Advantageously dispensed oil or fat.
  • a particular conventional Ziehemulsion of water and oil or fat and possibly other substances and additionally mixed with carbon material is used. In this case, at least the oil or grease serves as lubricant in a manner known per se.
  • the conductor strand in an advantageous development, at least during a partial step of the manufacturing process on a peripheral contour, which is provided in a circumferential direction with a number of recesses and teeth.
  • a peripheral contour which is provided in a circumferential direction with a number of recesses and teeth.
  • This mold is, for example, the first mold or else around a second mold, which is arranged in front of the first mold.
  • This molding tool generally has an opening with a number of extensions over which the peripheral contour is formed with the recesses and teeth.
  • the extensions of this, in particular the second mold further form the opening so that it has a quasi-structured inner contour.
  • the extensions point inwards, i. into the opening, so starting from a simple e.g. round or angular opening the free cross-sectional area is reduced due to the extensions.
  • the preferably second molding tool thus produces the recesses starting from the original surface of the wiring harness in front of this molding tool as grooves or indentations and generally as recesses in the material.
  • the peripheral contour of the conductor strand is thus structured or profiled in this partial step of the method, in contrast to a generally smooth design.
  • the recesses in the conductor strand run in principle in the longitudinal direction of the conductor strand.
  • a respective recess is not limited to a specific shape and is, for example, ring segment-shaped, circular segment-shaped, trough-shaped, rectangular or triangular, depending on the nature of the extensions.
  • the carbon material is expediently applied to the surface structured by the second molding tool, at least after the second molding tool and before the first molding tool, but in a variant also before the second molding tool.
  • the structured surface is reshaped after application of the carbon material, preferably circular.
  • This reshaping generally involves smoothing or even rounding the structuring surface.
  • This smoothing is preferably carried out after passing through the second mold and with the aid of the first mold.
  • the teeth are at least partially pressed into the recesses. More specifically, the material of the teeth is pressed into the recesses and these are preferably closed thereby.
  • the teeth form, for example, side walls of the recesses and these side walls are at least partially driven into the recess so that the carbon material originally applied on the outside is advantageously driven into the interior of the conductor strand. Thereby, the carbon material is embedded in the conductive material.
  • the recesses suitably have a depth which is between 1 and 20% of a diameter of the conductor strand after the second mold. This ensures that the carbon material in the finished ladder is sufficiently well distributed.
  • such recesses continue in a simple and inexpensive drawing process by means of appropriate dies as molds manufacturable.
  • the exact depth is in particular selected depending on the application with respect to the conductor. For example, for DC Turns as large a depth as possible, for the highest possible conductivity in the overall cross-section of the conductor, and for high-frequency applications a small compared depth, which is easier to handle especially in the production.
  • the conductor strand is profiled several times in succession and rounded again.
  • it is first passed through a second mold type forming tool, i. pulled by a second mold to form the profiling.
  • the conductor strand is replaced by another mold such as the first mold, i. by a first mold, again smoothed or rounded.
  • the generally at least two-stage forming by means of the second and the first mold is performed repeatedly in succession, so that a total of the conductor strand is formed repeatedly profiled alternately with recesses and teeth and then smoothed.
  • the type of mold is primarily determined by the inner contour of the opening and in particular not by their exact dimensions.
  • a mold of the second kind correspondingly has projections in the manner described above and a mold of the first type is not.
  • a mold of the second type then forms, together with a downstream mold of the first type, a molding unit, from which several are then connected in series in the conveying direction of the conductor strand.
  • molds of different types are arranged alternately.
  • the carbon material is particularly efficient and well distributed and incorporated into the conductive material.
  • the double forming is carried out a total of five times, so that a total of ten molds are used, of which five recesses and teeth produce and the remaining five a smooth peripheral contour.
  • a plurality of molds of the second type are used without intermediate molds of the first type. Such is then expediently used only to conclude a To obtain a ladder with a smooth circumferential contour. Preferably, smoothing takes place in the last drawing step in order to obtain a particularly circular peripheral contour.
  • a plurality, typically more than 5, drawing operations are typically provided.
  • the conductor strand is a solid individual wire.
  • this single wire initially has a diameter of about 8 mm, which is reduced to a desired final diameter during the process.
  • the conductor strand is at least initially a bundle conductor or a stranded conductor, which consists of a plurality of individual wires which are combined to form a bundle or a strand, generally a wire composite.
  • This wire composite is now supplied to the mold or the forming tools and processed as described above.
  • the bundle-like design allows even at the beginning of an improved penetration of the carbon material due to the principle already existing gaps and gusset between the various individual wires.
  • the conductor strand is then either merely compacted in the context of forming or compressed so that the individual wires are pressed together to a common, solid or at least almost massive single wire and thereby cold-welded.
  • the conductor according to the invention is manufactured according to the above-mentioned method and starting from a conductor strand of a conductive material, wherein the material for improving the conductivity is admixed with a conductive carbon material which is mechanically incorporated into the conductive material.
  • the carbon material is incorporated primarily or only in a surface region, which results in particular by the special manufacturing process.
  • the carbon material In the case of the finished conductor, this indicates the distance from the surface of the conductor into the interior, up to which carbon material is incorporated and present. Inwardly, the surface area is then adjoined in particular by an interior area which is free of carbon material, i. insbesondre purely made of conductive material.
  • the surface area is generally also an edge area of the conductor, which preferably encompasses the entire surface or outside of the conductor, but at least parts thereof.
  • the interior is completely surrounded by the surface area, i. enclosed in the cross-section of the conductor from the surface area.
  • the interior is then a central area of the conductor.
  • the carbon particles are completely embedded in the conductor at least in part, for example more than 10%, preferably more than one third. By this is meant that they are completely surrounded by the conductive material of the conductor and just do not reach the surface, as is the case with a pure pressing in from the outside.
  • This complete embedding is achieved by the special process step, in which the carbon material is applied to a profiled conductor strand, which is subsequently smoothed again. At least the particles arranged at the base of a recess of the profiled conductor strand are in this case completely surrounded by the conductive (eg copper) material.
  • the conductor is circular in cross section and the edge region is annular. Such a conductor is already produced, for example, starting from a circular conductor strand. The finished conductor then has a diameter in the range of about 0.05 to 5mm.
  • the conductor generally has a diameter and the surface area has a thickness, wherein in a preferred embodiment the thickness corresponds to at most 15% of the diameter.
  • the thickness of the surface area is the penetration depth of the carbon material.
  • the thickness is in particular at least 1% of the diameter. In the case of only superficial incorporation, the thickness corresponds in particular approximately to the dimensions of the particles of the carbon material.
  • the carbon material in the surface area makes up a volume fraction of between 0.01 and 0.5%.
  • the remaining volume fraction is formed in particular by the conductive material. Based on the entire conductor, i. taking into account an inner region which is free of carbon material, the volume fraction of the carbon material is correspondingly lower.
  • Fig. 3a shows a variant of the conductor
  • FIG. 3b shows a conductor strand for producing the variant shown in Fig. 3a.
  • a conductor 2 is shown very schematically, which is made of a conductor strand 4, which in turn consists of a conductive material, preferably copper.
  • the conductor strand 4 is deformed during production as part of a drawing process, wherein at the same time a carbon material K is incorporated into the conductive material.
  • a carbon material K is incorporated into the conductive material.
  • the carbon material K is added to a drawing emulsion Z in the embodiment shown.
  • the carbon material K carbon nanotubes or graphene are used.
  • Fig. 1 a the production takes place only by way of example by means of two different molds 6, 8, through which the conductor strand 4 is pulled sequentially.
  • the molds 6, 8 each have an opening through which the conductor strand 4 is pulled and are e.g. each formed as a drawing die.
  • One of the molds 6, 8 is formed as a first mold 6 and serves in Fig. 1 a in particular to form a defined, here circular peripheral contour U of the conductor 2.
  • the other of the molds 6, 8 is the second mold 8 to the first
  • the second mold 8 is shown in Fig. 1 b in a front view, from which it is clear that the second mold 8 has a plurality of projections 9 which project into the opening and define their inner contour.
  • FIGS. 2a and 2b show a cross-sectional view of the finished conductor 2.
  • the latter has an inner region 10 and an outer surface region 12, which in the exemplary embodiment shown is annular and completely encloses the inner region 10. Due to the special manufacturing process 12 carbon material K is disposed only in the surface region, the inner region 10 is free thereof.
  • FIG. 2b shows in a transverse First, therefore, the conductor strand 4 is transformed by means of the second mold 8 such that the circumferential contour U has a plurality of teeth 14 and intervening recesses 16, so that an enlarged surface results, on which particularly much carbon material K can be applied.
  • the profiled circumferential contour U from FIG. 2b is then reshaped such that the conductor 2 in FIG. 2a results in a smooth circumferential contour U.
  • the teeth 14 are at least partially pressed into the recesses 16 and in this way the initially only superficially applied carbon material K is mechanically incorporated into the material.
  • the remaining constituents of the drawing emulsion Z are pressed out of the conductor strand 4, in which only the carbon material K remains.
  • the transformation of the material is indicated merely by way of example in FIG. 2b by arrows, in order to illustrate how part of the teeth 14 are folded inwards, so to speak becomes so that the carbon material K is kneaded into the conductive material quasi.
  • the surface region 12 has a thickness E which is up to 15% of the diameter D of the finished conductor 2.
  • the thickness E indicates how far into the conductor 2 in the conductive material with carbon material K is interspersed and therefore also corresponds to a penetration depth of the carbon material K.
  • the thickness E is primarily dependent on a depth T of the recesses 16. This depth T is about between 1 and 20% of the diameter D of the conductor strand 4 after forming.
  • the volume fraction of the carbon material K in the surface region 12 is preferably between 0.01 and 0.5%.
  • FIG. 3a shows a variant of the finished conductor 2, which is produced starting from a conductor strand 4 as shown in FIG. 3b, namely starting from a stranded conductor having a plurality of individual wires 18.
  • the carbon material K is initially shown thereon similarly to FIG applied. Subsequently, the arrangement is guided at least by a first mold 6 and processed to the conductor 2.
  • the individual wires 18 are at least partially, preferably completely cold-welded together, so that a solid conductor 2 results.
  • the individual wires 18 form intermediate spaces 20, into which the carbon material K penetrates, so that, as shown in FIG. 3 a, a surface region 12 having a particularly large thickness E can be produced.
  • An additional deformation by means of one or more second molds 8 is initially not necessary, but is made in an alternative embodiment.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Leiters (2) aus einem leitenden Material, wobei ein Leiterstrang (4) im Rahmen eines Ziehprozesses durch eine Öffnung eines ersten Formwerkzeugs (6) gezogen wird, wodurch eine Umfangskontur des Leiters (2) ausgebildet wird. Vor dem ersten Formwerkzeug (6) wird auf das Material ein leitfähiges Kohlenstoffmaterial (K) aufgebracht, welches beim Durchlaufen des ersten Formwerkzeugs (6) in das Material eingearbeitet wird. Dadurch wird ein Leiter (2) mit besonders hoher Leitfähigkeit hergestellt. Weiterhin betrifft die Erfindung einen entsprechenden Leiter (2).

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung eines Leiters sowie Leiter
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Leiters sowie einen entsprechenden Leiter.
Leiter finden Verwendung in Kabeln und Leitungen zur Übertragung von elektrischer Leistung und/oder von elektrischen Signalen. Der Leiter ist hierzu aus einem elektrisch leitenden Material gefertigt, beispielsweise Kupfer oder Aluminium. Typischerweise wird ein Leiter zur Ausbildung einer Ader mit einem Isolator ummantelt. Mehrere Adern können dann zu einer Leitung oder einem Kabel zusam- mengefasst werden. Der Leiter einer jeweiligen Ader ist entweder als massiver Einzeldraht ausgebildet oder als Bündel- oder Litzenleiter aus mehreren zusam- mengefassten Einzeldrähten.
Ein Leiter wird beispielsweise als massiver Einzeldraht ausgehend von einem Leiterstrang als Rohling in einem Ziehverfahren hergestellt, indem der Rohling einem sogenannten Ziehstein zugeführt wird, welcher eine Öffnung aufweist, mit einem gegenüber dem Durchmesser des Rohlings verringerten Öffnungsdurchmesser. Beim Hindurchziehen durch die Öffnung erfolgt dann eine Umformung des Rohlings durch Fließverformung. Durch darauffolgende weitere Umformung mit zusätzlichen nachgeschalteten Ziehsteinen ist es dann möglich, den Durchmesser des Leiterstrangs bis auf einen bestimmten Enddurchmesser zu reduzieren.
Vorliegend ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Leiters anzugeben. Dabei soll das Verfahren die Herstellung eines verbesserten Leiters ermöglichen, insbesondere mit verbesserter Leitfähigkeit. Weiterhin soll ein entsprechender Leiter angegeben werden. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch einen Leiter mit den Merkmalen gemäß Anspruch 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Varianten sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei gelten die Ausführungen im Zusammenhang mit dem Verfahren sinngemäß auch für den Leiter und umgekehrt.
Das Verfahren dient der Herstellung eines Leiters aus einem leitenden Material. Das Material ist vorzugsweise Kupfer, alternativ Aluminium. Bei dem Verfahren wird ein Leiterstrang als Halbzeug oder Rohling im Rahmen eines Ziehprozesses durch eine Öffnung eines ersten Formwerkzeugs, d.h. insbesondere eines Ziehsteins, gezogen. Dadurch wird eine Umfangskontur des Leiters ausgebildet, welche wesentlich durch die Form der Öffnung bestimmt ist. Insbesondere wird die Umfangskontur des Leiterstrangs mittels des Formwerkzeugs umgeformt. Vor dem ersten Formwerkzeug wird auf das Material ein leitfähiges Kohlenstoffmaterial aufgebracht, welches beim Durchlaufen des Formwerkzeugs in das Material eingearbeitet wird.
Bei dem Verfahren handelt es sich somit um ein verbessertes Ziehverfahren, bei welchem in das zugeführte Material zusätzlich ein leitfähiges Kohlenstoffmaterial eingearbeitet wird. Aufgrund dessen weist der mittels des Verfahrens hergestellte Leiter eine verbesserte, d.h. höhere Leitfähigkeit auf. Dem liegt insbesondere die Überlegung zugrunde, dass das Kohlenstoffmaterial eine höhere Leitfähigkeit aufweist als das leitende Material, sodass in Kombination eine gegenüber dem bloßen Material erhöhte Leitfähigkeit erzielt wird. Das an sich schon leitende Material wird demnach mit dem Kohlenstoffmaterial sozusagen versetzt, um ein ultra- leitfähiges Material herzustellen. Hierbei ist insbesondere die Leitfähigkeit des Kohlenstoff materials entscheidend. Mit anderen Worten: das Kohlenstoff material liegt in einer möglichst leitfähigen oder hochleitfähigen Form, d.h. Konfiguration vor.
Das Hinzufügen des Kohlenstoffmaterials zum Material des Leiterstrangs erfolgt in besonders einfacher Weise durch Aufbringen auf den Leiterstrang und nachfol- gende Einarbeitung im Zuge einer Umformung im Formwerkzeug. Dabei gehen das leitende Material und das Kohlenstoffmaterial jedoch insbesondere keine chemische Bindung ein, sondern das Kohlenstoffmaterial wird in das leitende Material mechanisch eingearbeitet. Das aufgebrachte Kohlenstoffmaterial wird in das Formwerkzeug mit eingezogen und an das leitende Material gepresst oder mit diesem verpresst. Dazu ist das Kohlenstoffmaterial zweckmäßigerweise als eine Vielzahl von mikroskopischen Partikeln und/oder Flocken ausgebildet, wobei unter „mikroskopisch" insbesondere eine Abmessung unter etwa 100μηπ verstanden wird. Beispielsweise wird das Kohlenstoffmaterial als Pulver aufgetragen, in einem Hilfsstoff gelöst oder als Emulsion mit einem Hilfsstoff. Der Hilfsstoff selbst wird beim Umformen vorteilhafterweise nicht mit eingearbeitet, sondern durch das Formwerkzeug sozusagen abgezogen sowie zurückgehalten, sodass lediglich das Kohlenstoffmaterial im Leiterstrang verbleibt.
Das Kohlenstoffmaterial besteht vorzugsweise aus Kohlenstoffnanoröhrchen oder Graphen, welche jeweils mikroskopische Partikel sind. Diese Konfigurationen des Kohlenstoffs zeichnen sich durch eine besonders hohe Leitfähigkeit aus, die insbesondere größer ist als die Leitfähigkeit von bloßem Kupfer.
Kohlenstoffnanoröhrchen sind röhrenartige, mikroskopische Kohlenstoffstrukturen, mit einem Durchmesser im Bereich von üblicherweise etwa 1 nm bis zu 100nm. Die Kohlenstoffnanoröhrchen können einwandig oder mehrwandig sein, wobei vorliegend die mehrwandige Variante insbesondere aufgrund der überwiegend metallischen Eigenschaften bevorzugt ist. Kohlenstoffnanoröhrchen sind mit stark unterschiedlicher Länge verfügbar, von wenigen Mikrometern bis hin zu wenigen Millimetern oder mehr. Vorliegend sind Kohlenstoffnanoröhrchen mit einer Länge im Bereich von etwa 100nm bis zu etwa 10μηπ bevorzugt.
Graphen ist dagegen eine schichtartige Konfiguration des Kohlenstoffs, wobei eine einzelne Schicht eine Dicke von etwa 0,3nm aufweist. Vorliegend geeignet sind jedoch auch mehrschichtige Partikel, in diesem Zusammenhang auch als Flocken bezeichnet, mit mehreren Schichten und einer Gesamtdicke von bis zu etwa 10nm. Die Schichten selbst sind beispielsweise zwischen 100nm und 10μηι breit und lang.
Bevorzugterweise wird vor dem Durchlaufen des ersten Formwerkzeugs auf das Material eine Ziehemulsion aufgebracht, welcher das Kohlenstoffmaterial beigemischt ist. Dadurch ist die Einarbeitung des Kohlenstoffmaterials deutlich vereinfacht. Das Kohlenstoffmaterial wird also nicht separat aufgetragen, sondern als Bestandteil eines Stoffgemisches, bestehend aus einer Anzahl an Hilfsstoffen. Solche Hilfsstoffe sind beispielsweise Wasser, zur Ableitung von Prozesswärme, welche beim Fließverformen des Materials generiert wird, und Öl oder Fett, welches als Schmiermittel dient. Die Ziehemulsion dient somit vorteilhafterweise auch als Schmiermittel.
In einer besonders einfachen Ausgestaltung besteht die Ziehemulsion lediglich aus Wasser und dem Kohlenstoffmaterial. Das Wasser dient vorrangig zur Wärmeabfuhr im Umformprozess, das Kohlenstoffmaterial dient zweckmäßigerweise als Schmiermittel. In dieser Ausgestaltung wird besonders Graphen bevorzugt verwendet, da dieses deutlich besser in Wasser dispergierbar ist als Kohlenstoff- nanoröhrchen. Aufgrund der schmierenden Eigenschaften des Kohlenstoffmaterials wird dann auf ein zusätzliches Schmiermittel, wie z.B. Öl oder Fett vorteilhaft verzichtet. Alternativ wird eine insbesondere herkömmliche Ziehemulsion aus Wasser und Öl oder Fett und ggf. weiteren Stoffen und mit zusätzlich beigemischtem Kohlenstoffmaterial verwendet. Hierbei dient dann in an sich bekannter Weise zumindest das Öl oder Fett als Schmiermittel.
Um das Einarbeiten des Kohlenstoffmaterials in das leitende Material zu verbessern weist der Leiterstrang in einer vorteilhaften Weiterbildung zumindest während eines Teilschrittes des Herstellungsverfahrens eine Umfangskontur auf, die in einer Umlaufrichtung mit einer Anzahl an Ausnehmungen und Zähnen versehen ist. Hierzu wird beispielsweise bereits ein mit einer entsprechenden Umfangskontur versehender Leiterstrang zur Verfügung gestellt oder während des Verfahrens durch ein entsprechendes Formwerkzeug (Ziehstein) erzeugt. Bei diesem Formwerkzeug handelt es sich beispielsweise um das erste Formwerkzeug oder auch um ein zweites Formwerkzeug, welches vor dem ersten Formwerkzeug angeordnet ist. Dieses Formwerkzeug weist dabei allgemein eine Öffnung mit einer Anzahl von Fortsätzen auf, über die die Umfangskontur mit den Ausnehmungen und Zähnen ausgebildet wird. Dadurch wird vorteilhaft die Oberfläche des Leiterstrangs vergrößert, sodass effektiv mehr Kohlenstoffmaterial aufgetragen wird und insgesamt die Leitfähigkeit des Leiters weiter vergrößert ist.
Die Fortsätze dieses, insbesondere des zweiten Formwerkzeugs bilden die Öffnung derart weiter, dass diese quasi eine strukturierte Innenkontur aufweist. Dazu weisen die Fortsätze nach innen, d.h. in die Öffnung hinein, sodass ausgehend von einer einfachen z.B. runden oder eckigen Öffnung die freie Querschnittsfläche aufgrund der Fortsätze reduziert ist. Dadurch erzeugt das vorzugsweise zweite Formwerkzeug die Ausnehmungen also ausgehend von der ursprünglichen Oberfläche des Leitungsstrangs vor diesem Formwerkzeug als Rillen oder Eindrücke und allgemein als Ausnehmungen im Material. In einer beispielhaften runden Ausgestaltung des Leiterstrangs ergibt sich dann nach diesem Formwerkzeug eine etwa zahnradartige Umfangskontur, entlang welcher abwechselnd Ausnehmungen und Zähne angeordnet sind. Allgemein ist die Umfangskontur des Leiterstrangs bei diesem Teilschritt des Verfahrens also strukturiert oder profiliert, im Gegensatz zu einer allgemein glatten Ausbildung Dabei verlaufen die Ausnehmungen im Leiterstrang prinzipbedingt in Längsrichtung des Leiterstrangs. Im Querschnitt ist eine jeweilige Ausnehmung nicht auf eine bestimmt Form beschränkt und ist beispielsweise ringsegmentförmig, kreisabschnittförmig, muldenförmig, rechteckig oder dreieckig ausgebildet, je nach Art der Fortsätze.
Das Kohlenstoffmaterial wird zweckmäßigerweise zumindest nach dem zweiten Formwerkzeug und vor dem ersten Formwerkzeug auf die durch das zweite Formwerkzeug strukturierte Oberfläche aufgebracht, in einer Variante jedoch auch schon vor dem zweiten Formwerkzeug.
Zweckdienlicherweise wird die strukturierte Oberfläche nach dem Aufbringen des Kohlenstoffmaterials erneut umgeformt, vorzugsweise kreisrund. Bei dieser erneuten Umformung erfolgt allgemein ein Glätten oder auch Verrunden der strukturier- ten Oberfläche. Dieses Glätten erfolgt vorzugsweise nach dem Durchlaufen des zweiten Formwerkzeugs und mit Hilfe des ersten Formwerkzeugs. Bei diesem Glätten werden die Zähne zumindest teilweise in die Ausnehmungen gedrückt. Genauer gesagt wird das Material der Zähne in die Ausnehmungen hineingedrückt und diese werden dadurch vorzugsweise verschlossen. Je nach Ausgestaltung und Dynamik der Fließverformung bilden im Querschnitt betrachtet die Zähne beispielsweise jeweils Seitenwände der Ausnehmungen und diese Seitenwände werden zumindest teilweise in die Ausnehmung hineingetrieben, sodass das ursprünglich außenseitig aufgebtrachte Kohlenstoffmaterial auf vorteilhafte Weise ins Innere des Leiterstrangs getrieben wird. Dadurch wird das Kohlenstoffmaterial in das leitenden Material eingebettet. Durch die zweifache Umformung zunächst im zweiten und anschließend im ersten Formwerkzeug wird also das Kohlenstoffmaterial nicht lediglich oberflächlich eingearbeitet, sondern vielmehr in das Material hineingearbeitet und insbesondere quasi eingeknetet.
Grundsätzlich ist auch schon eine lediglich oberflächliche Einbettung von Kohlenstoffmaterial vorteilhaft, besonders bei Leitern, welche zur Signalübertragung dienen. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass besonders bei Hochfrequenzleitungen, z.B. für hohe Datenraten im Bereich mehrerer 10Gbps, der elektrische Strom aufgrund des Skineffekts vorrangig an der Oberfläche, d.h. der Außenwand des Leiters fließt und weiter innen liegende Bereiche keine große Rolle spielen. Die mehrstufige Umformung mittels des ersten und des zweiten Formwerkzeugs bietet dagegen den Vorteil, dass das Kohlenstoffmaterial weiter ins Innere des Leiters eingebettet wird, sodass solch ein Leiter auch für Niederfrequenz- und besonders Gleichstromanwendungen eine signifikant erhöhte Leitfähigkeit aufweist.
Die Ausnehmungen weisen geeigneterweise eine Tiefe auf, welche zwischen 1 und 20% eines Durchmessers des Leiterstrangs nach dem zweiten Formwerkzeug beträgt. Dadurch ist sichergestellt, dass im fertigen Leiter das Kohlenstoffmaterial hinreichend gut verteilt ist. Zudem sind solche Ausnehmungen weiterhin in einem einfachen und kostengünstigen Ziehverfahren mittels entsprechender Ziehsteine als Formwerkzeuge fertigbar. Die genaue Tiefe wird insbesondere applikationsabhängig bezüglich des Leiters ausgewählt. Beispielsweise wird für Gleichstroman- Wendungen eine möglichst große Tiefe gewählt, für eine möglichst hohe Leitfähigkeit im Gesamtquerschnitt des Leiters, und für Hochfrequenzanwendungen eine im Vergleich dazu geringe Tiefe, welche insbesondere in der Herstellung einfacher zu handhaben ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird der Leiterstrang mehrfach nacheinander profiliert und wieder verrundet. Insbesondere wird er zunächst durch ein Formwerkzeug nach Art des zweiten Formwerkzeugs, d.h. durch ein zweites Formwerkzeug zur Ausbildung der Profilierung gezogen. Anschließend wird der Leiterstrang durch ein weiteres Formwerkzeug nach Art des ersten Formwerkzeugs, d.h. durch ein erstes Formwerkzeug, wieder geglättet oder verrundet. Mit anderen Worten: die grundsätzlich zumindest zweistufige Umformung mittels des zweiten und des ersten Formwerkzeugs wird nacheinander mehrfach durchgeführt, sodass insgesamt der Leiterstrang mehrfach abwechselnd mit Ausnehmungen und Zähnen profiliert ausgebildet und dann geglättet wird.
Die Art des Formwerkzeugs ist vorrangig durch die Innenkontur der Öffnung bestimmt und insbesondere nicht durch deren genaue Abmessungen. So weist ein Formwerkzeug zweiter Art entsprechend in oben beschriebener Weise Fortsätze auf und ein Formwerkzeug erster Art nicht. Ein Formwerkzeug zweiter Art bildet dann gemeinsam mit einem nachgeschalteten Formwerkzeug erster Art eine Formeinheit, von welcher in Förderrichtung des Leiterstrangs dann mehrere hintereinandergeschaltet sind. Entlang des Leiterstrangs sind also Formwerkzeuge unterschiedlicher Art abwechselnd angeordnet. Dadurch wird das Kohlenstoffmaterial besonders effizient und gut verteilt und in das leitende Material eingearbeitet. Beispielsweise wird die zweifache Umformung insgesamt fünfmal durchgeführt, sodass insgesamt zehn Formwerkzeuge verwendet werden, von denen fünf Ausnehmungen und Zähne erzeugen und die übrigen fünf eine glatte Umfangs- kontur.
In einer denkbaren, alternativen Ausgestaltung werden mehrere Formwerkzeuge zweiter Art ohne dazwischengeschaltete Formwerkzeuge erster Art verwendet. Ein solches wird dann zweckmäßigerweise lediglich abschließend verwendet, um ei- nen Leiter mit glatter Umfangskontur zu erhalten. Vorzugsweise erfolgt im letzten Ziehschritt ein Glätten, um eine insbesondere kreisrunde Umfangskontur zu erhalten. Insgesamt sind bei einem solchen Gesamt-Drahtziehvorgang eines Aus- gangs-Rohdrahtes auf einen gewünschten Enddurchmesser üblicherweise eine Vielzahl, typischerweise mehr als 5 Ziehoperationen vorgesehen.
In einer ersten geeigneten Variante ist der Leiterstrang ein massiver Einzeldraht. Dieser Einzeldraht weist beispielsweise anfänglich einen Durchmesser von etwa 8mm auf, welcher im Zuge des Verfahrens auf einen gewünschten Enddurchmesser verringert wird.
In einer weiteren, ebenfalls geeigneten Variante ist der Leiterstrang zumindest anfangs ein Bündel- oder ein Litzenleiter, welcher aus mehreren Einzeldrähten besteht, die zu einem Bündel oder einer Litze, allgemein einem Drahtverbund zu- sammengefasst sind. Dieser Drahtverbund wird nun dem Formwerkzeug oder den Formwerkzeugen zugeführt und wie oben beschrieben verarbeitet. Die bündelartige Ausgestaltung ermöglicht jedoch schon zu Beginn ein verbessertes Eindringen des Kohlenstoffmaterials aufgrund der prinzipbedingt bereits vorhandenen Zwischenräume und Zwickel zwischen den diversen Einzeldrähten. Der Leiterstrang wird dann entweder im Rahmen der Umformung lediglich kompaktiert oder derart zusammengepresst, dass die Einzeldrähte zu einem gemeinsamen, massiven oder zumindest nahezu massiven Einzeldraht zusammengepresst und dabei kaltverschweißt werden. Durch die Verwendung eines Bündel- oder Litzenleiters lassen sich besonders große Eindringtiefen für das Kohlenstoffmaterial und somit besonders dicke Oberflächenbereiche realisieren.
Der erfindungsgemäße Leiter ist insbesondere nach dem oben genannten Verfahren hergestellt und ausgehend von einem Leiterstrang aus einem leitenden Material, wobei dem Material zur Verbesserung der Leitfähigkeit ein leitfähiges Kohlenstoffmaterial beigemischt ist, welches in das leitende Material mechanisch eingearbeitet ist. Das Kohlenstoffmaterial ist dabei vorrangig oder lediglich in einem Oberflächenbereich eingearbeitet, was sich insbesondere durch das spezielle Herstellungsverfahren ergibt.
Je nach Ausgestaltung des Verfahrens und der verwendeten Formwerkzeuge ergibt sich für das Kohlenstoffmaterial eine bestimmte Eindringtiefe. Diese gibt beim fertigen Leiter denjenigen Abstand von der Oberfläche des Leiters ins Innere hinein an, bis zu welchem Kohlenstoffmaterial eingearbeitet und vorhanden ist. Nach innen hin schließt sich dann an den Oberflächenbereich insbesondere ein Innenbereich an, welcher frei von Kohlenstoffmaterial ist, d.h. insbesondre rein aus leitendem Material besteht. Der Oberflächenbereich ist allgemein auch ein Randbereich des Leiters, welcher vorzugsweise die gesamte Oberfläche oder auch Außenseite des Leiter umfasst, wenigstens jedoch Teile davon.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Innenbereich vollständig vom Oberflächenbereich umgeben, d.h. im Querschnitt des Leiters vom Oberflächenbereich eingeschlossen. Der Innenbereich ist hierbei dann ein Zentralbereich des Leiters. Diese äußere Anordnung des Kohlenstoffmaterials ist besonders bei Hochfrequenzanwendungen vorteilhaft, wie oben bereits erläutert wurde. In einem solchen Fall kann vorteilhaft dann auf eine möglichst große Verteilung des Kohlenstoffmaterials insbesondere im Inneren des Leiters verzichtet werden.
In zweckdienlicher Ausgestaltung sind die Kohlenstoff-Partikel zumindest zu einem Teil, beispielsweise mehr als 10%, vorzugsweise mehr als ein Drittel, vollständig im Leiter eingebettet. Hierunter wird verstanden, dass sie vollständig von dem leitenden Material des Leiters umgeben sind und gerade nicht bis zur Oberfläche reichen, wie dies bei einem reinen Einpressen von außen der Fall ist. Dieses vollständige Einbetten wird durch den speziellen Verfahrensschritt erreicht, bei dem das Kohlenstoffmaterial auf einen profilierten Leiterstrang aufgebracht wird, welcher nachfolgend wieder geglättet wird. Zumindest die am Grund einer Ausnehmung des profilierten Leiterstrangs angeordneten Partikel werden hierbei vollständig vom leitenden (z.B. Kupfer-) Material umgeben. In einer geeigneten Ausgestaltung ist der Leiter im Querschnitt kreisrund ausgebildet und der Randbereich ist ringförmig. Ein solcher Leiter wird beispielsweise bereits ausgehend von einem kreisrunden Leiterstrang hergestellt. Der fertige Leiter weist dann einen Durchmesser im Bereich von etwa 0,05 bis 5mm auf.
Der Leiter weist allgemein einen Durchmesser auf und der Oberflächenbereich weist eine Dicke auf, wobei die Dicke in einer bevorzugten Ausgestaltung höchstens 15% des Durchmessers entspricht. Die Dicke des Oberflächenbereichs ist die Eindringtiefe des Kohlenstoffmaterials. Bei der Herstellung mittels einer Kombination aus einem ersten und einem zweiten Formwerkzeug wie oben erläutert beträgt die Dicke Insbesondere wenigstens 1 % des Durchmessers. Bei der lediglich oberflächlichen Einarbeitung entspricht die Dicke insbesondere etwa den Abmessungen der Partikel des Kohlenstoffmaterials.
Vorzugsweise macht das Kohlenstoffmaterial im Oberflächenbereich einen Volumenanteil zwischen 0,01 und 0,5% aus. Der übrige Volumenanteil wird insbesondere durch das leitende Material gebildet. Auf den gesamten Leiter bezogen, d.h. unter Berücksichtigung eines Innenbereichs, welcher frei von Kohlenstoffmaterial ist, ist der Volumenanteil des Kohlenstoffmaterials entsprechend geringer.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematisch
Fig. 1 a die Herstellung eines Leiters aus einem Leiterstrang im Rahmen eines Ziehverfahrens,
Fig. 1 b ein zweites Formwerkzeug der Anordnung in Fig. 1 a,
Fig. 2a den fertigen Leiter in einer Querschnittansicht,
Fig. 2b in einer Querschnittansicht den Leiterstrang nach einer ersten Umformung während der Herstellung,
Fig. 3a eine Variante des Leiters, und
Fig. 3b einen Leiterstrang zur Herstellung der in Fig. 3a gezeigten Variante. In Fig. 1 a ist stark schematisiert die Herstellung eines Leiters 2 dargestellt, welcher aus einem Leiterstrang 4 hergestellt wird, welcher wiederum aus einem leitenden Material besteht, vorzugsweise Kupfer. Der Leiterstrang 4 wird während der Herstellung im Rahmen eines Ziehverfahrens umgeformt, wobei zugleich ein Kohlenstoffmaterial K in das leitende Material eingearbeitet wird. Dies wird in Fig. 1 a an mehreren Stellen mittels einer Zuführeinheit 5 auf den Leiterstrang 4 aufgetragen. Dabei ist das Kohlenstoffmaterial K in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einer Ziehemulsion Z beigemischt. Diese umfasst beispielsweise Wasser zur Kühlung und ggf. ein Öl oder Fett zur Schmierung. Denkbar ist grundsätzlich aber auch eine Verwendung lediglich des Kohlenstoffmaterials K, welches dann selbst als Schmierstoff dient. Als Kohlenstoffmaterial K werden Kohlenstoffnanoröhrchen oder Graphen verwendet.
In Fig. 1 a erfolgt die Herstellung lediglich beispielhaft mittels zweier unterschiedlicher Formwerkzeuge 6, 8, durch welche der Leiterstrang 4 nacheinander gezogen wird. Die Formwerkzeuge 6, 8 weisen jeweils eine Öffnung auf, durch welche der Leiterstrang 4 gezogen wird und sind z.B. jeweils als Ziehstein ausgebildet. Eines der Formwerkzeuge 6, 8 ist als ein erstes Formwerkzeug 6 ausgebildet und dient in Fig. 1 a insbesondere unter Anderem zur Ausbildung einer definierten, hier kreisrunden Umfangskontur U des Leiters 2. Das andere der Formwerkzeuge 6, 8 ist als zweites Formwerkzeug 8 dem ersten Formwerkzeug 6 vorgeschaltet und dient insbesondere zur Vergrößerung der Oberfläche des Leiterstrangs 4. Das zweite Formwerkzeug 8 ist in Fig. 1 b in einer Frontansicht dargestellt, aus welcher deutlich wird, dass das zweite Formwerkzeug 8 mehrere Fortsätze 9 aufweist, welche in die Öffnung hineinragen und deren Innenkontur definieren.
Die Umformung der Umfangskontur U wird besonders in Kombination mit den Fig. 2a und 2b deutlich. Fig. 2a zeigt in einer Querschnittansicht den fertigen Leiter 2. Dieser weist einen Innenbereich 10 und einen außenliegenden Oberflächenbereich 12 auf, welcher in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ringförmig ausgebildet ist und den Innenbereich 10 vollständig umschließt. Aufgrund des speziellen Herstellungsverfahrens ist lediglich im Oberflächenbereich 12 Kohlenstoffmaterial K angeordnet, der Innenbereich 10 ist frei hiervon. Fig. 2b zeigt in einer Quer- Schnittansicht den Leiterstrang 4 an einer Position zwischen den beiden Formwerkzeugen 6, 8. Zunächst wird also mittels des zweiten Formwerkzeugs 8 der Leiterstrang 4 derart umgeformt, dass die Umfangskontur U mehrere Zähne 14 und dazwischenliegende Ausnehmungen 1 6 aufweist, sodass sich eine vergrößerte Oberfläche ergibt, auf welche besonders viel Kohlenstoffmaterial K aufgetragen werden kann. Mittels des ersten Formwerkzeugs 6 wird die profilierte Umfangskontur U aus Fig. 2b dann derart umgeformt, dass sich der Leiter 2 in Fig. 2a mit glatter Umfangskontur U ergibt. Dabei werden die Zähne 14 zumindest teilweise in die Ausnehmungen 1 6 gedrückt und auf diese Weise das zunächst lediglich oberflächlich aufgetragene Kohlenstoffmaterial K in das Material mechanisch eingearbeitet. Die verbleibenden Bestandteile der Ziehemulsion Z werden aus dem Leiterstrang 4 herausgepresst, in diesem verbleibt lediglich das Kohlenstoffmaterial K. Die Umformung des Materials ist in Fig. 2b lediglich beispielhaft durch Pfeile angedeutet, um zu illustrieren, wie ein Teil der Zähne 14 sozusagen nach innen gefaltet wird, sodass das Kohlenstoffmaterial K quasi in das leitende Material hineingeknetet wird.
Im fertigen Leiter 2 weist der Oberflächenbereich 12 eine Dicke E auf, welche bis zu 15% des Durchmessers D des fertigen Leiters 2 beträgt. Die Dicke E gibt an, wie weit in den Leiter 2 hinein das leitende Material mit Kohlenstoffmaterial K durchsetzt ist und entspricht daher auch einer Eindringtiefe des Kohlenstoffmaterials K. Die Dicke E ist vorrangig abhängig von einer Tiefe T der Ausnehmungen 16. Diese Tiefe T beträgt etwa zwischen 1 und 20% des Durchmessers D des Leiterstrangs 4 nach der Umformung. Der Volumenanteil des Kohlenstoffmaterials K im Oberflächenbereich 12 beträgt vorzugsweise zwischen 0,01 und 0,5%.
In einer nicht gezeigten Variante erfolgt keine Umformung mittels eines zweiten Formwerkzeugs 8 sondern lediglich eine Umformung mittels des ersten Formwerkzeugs 6 oder mittels mehrerer solcher ersten Formwerkzeuge 6. Das in das leitende Material eingebettete Kohlenstoffmaterial K ist dann lediglich oberflächlich angeordnet und der Oberflächenbereich 12 ist besonders dünn. Das oben beschriebene Einbetten erfolgt nicht. In einer weiteren, ebenfalls nicht gezeigten Variante werden die in Fig. 1 dargestellten Schritte mehrfach hintereinander durchgeführt, d.h. der Leiterstrang 4 wird nacheinander durch mehrere Formwerkzeuge 6, 8 gezogen, wobei die ersten Formwerkzeuge 6 und die zweiten Formwerkzeuge 8 abwechselnd durchlaufen werden.
Fig. 3a zeigt eine Variante des fertigen Leiters 2, welcher ausgehend von einem Leiterstrang 4 wie in Fig. 3b dargestellt hergestellt ist, nämlich ausgehend von einem Litzenleiter mit mehreren Einzeldrähten 18. Auf diese wird ähnlich wie in Fig. 1 dargestellt zunächst das Kohlenstoffmaterial K aufgetragen. Anschließend wird die Anordnung zumindest durch ein erstes Formwerkzeug 6 geführt und zum Leiter 2 verarbeitet. Dabei werden die Einzeldrähte 18 zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig miteinander kaltverschweißt, sodass sich ein massiver Leiter 2 ergibt. Die Einzeldrähte 18 bilden Zwischenräume 20 aus, in welche das Kohlen- Stoffmaterial K eindringt, sodass wie in Fig. 3a gezeigt ein Oberflächenbereich 12 mit besonders großer Dicke E herstellbar ist. Eine zusätzliche Umformung mittels eines oder mehrerer zweiter Formwerkzeuge 8 ist zunächst nicht notwendig, wird jedoch in einer alternativen Ausgestaltung vorgenommen.

Claims

Ansprüche
Verfahren zur Herstellung eines Leiters aus einem leitenden Material, wobei ein Leiterstrang im Rahmen eines Ziehprozesses durch eine Öffnung eines Formwerkzeugs gezogen wird, wodurch eine Umfangskontur des Leiters ausgebildet wird, wobei vor dem Formwerkzeug auf das Material ein leitfähiges Kohlenstoffmaterial aufgebracht wird, welches beim Durchlaufen des ersten Formwerkzeugs in das Material eingearbeitet wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kohlenstoffmaterial aus Kohlenstoffnanoröhrchen oder Graphen besteht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass vor dem Durchlaufen des Formwerkzeugs auf das Material eine Ziehemulsion aufgebracht wird, welcher das Kohlenstoffmaterial beigemischt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Leiterstrang zumindest während eines Teilschrittes des Verfahrens als ein profilierter Leiterstrang vorliegt und eine Umfangskontur aufweist, die in einer Umlaufrichtung mit einer Anzahl an Ausnehmungen und Zähnen versehen ist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf den Leiterstrang das Kohlenstoffmaterial aufgebracht wird und nachfolgend die Umfangskontur geglättet und insbesondere kreisrund um- geformt wird, wobei hierbei die Zähne zumindest teilweise in die Ausnehmungen gedrückt werden.
6. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ausnehmungen eine Tiefe aufweisen, welche zwischen 1 und 20% eines Durchmessers des profilierten Leiterstrangs und insbesondere zwischen 5% und 15% beträgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Leiterstrang mehrfach nacheinander profiliert und wieder geglättet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Leiterstrang ein Bündel- oder ein Litzenleiter ist, welcher aus mehreren Einzeldrähten besteht.
9. Leiter, insbesondere hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher ausgehend von einem Leiterstrang aus einem leitenden Material hergestellt ist, wobei dem Material zur Verbesserung der Leitfähigkeit ein leitfähiges Kohlenstoffmaterial beigemischt ist, welches im Querschnitt in einem Oberflächenbereich des Leiters in das Material mechanisch eingearbeitet ist.
10. Leiter nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass dieser im Querschnitt einen Innenbereich aufweist, welcher frei von Kohlenstoffmaterial ist und von dem Oberflächenbereich insbesondere vollständig umgeben ist.
1 1 .Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Leiter im Querschnitt kreisrund ausgebildet ist und der Oberflächenbereich ringförmig.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kohlenstoffmaterial partikelförmig und insbesondere als Graphen oder als Nanoröhrchen ausgebildet ist und zumindest ein Teil der Partikel in dem Oberflächenbereich vollständig eingebettet ist.
13. Leiter nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass dieser einen Durchmesser aufweist und der Oberflächenbereich eine Dicke, die höchstens 15% des Durchmessers entspricht.
14. Leiter nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kohlenstoffmaterial im Oberflächenbereich einen Volumenanteil zwischen 0,01 und 0,5% ausmacht.
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