Title:
Litzenleiter und Herstellungsverfahren für einen Litzenleiter
Document Type and Number:
Kind Code:
T5

Abstract:

Die vorliegende Erfindung stellt einen Litzenleiter dar, bei dem das Auftreten von Defekten wie Verseilungsfehlern der Drähte und dem Hervortreten von Drähten nach außen unterdrückt werden. Die vorliegende Erfindung ist ein Litzenleiter (1a), in dem ein aus Aluminiummaterial gefertigter Weichdraht (2a) in der Mitte sowie 6, 12 und 18 konzentrisch um diesen angeordnete aus Aluminiummaterial gefertigte Weichdrähte (2a) verseilt werden, wobei die Weichdrähte (2a) weichgeglühte Drähte sind, die einem Weichglühschritt unterzogen wurden, und die Schlaglänge mindestens das 6,2-Fache und höchstens das 15,7-Fache des Leiterdurchmessers (Φa) beträgt. embedded image





Inventors:
Yoshimaru, Masahiro (Shiga, JP)
Osuga, Hideyuki (Shiga, JP)
Application Number:
DE112016005261T
Publication Date:
08/16/2018
Filing Date:
11/17/2016
Assignee:
FURUKAWA AUTOMOTIVE SYSTEMS INC. (Shiga, JP)
FURUKAWA ELECTRIC CO. (LTD., Tokyo, JP)
International Classes:
H01B5/08; D07B1/06; H01B13/02
Attorney, Agent or Firm:
von Bülow & Tamada Patentanwaltsgesellschaft, 81547, München, DE
Claims:
Litzenleiter, in dem ein aus Aluminiummaterial gefertigter Draht in der Mitte sowie 6, 12 und 18 konzentrisch um die Mitte angeordnete solche Drähte verseilt sind, wobei die Drähte weichgeglühte Drähte sind, die einem Weichglühschritt unterzogen wurden, und wobei die Verseilschlaglänge mindestens das 6,2-Fache und höchstens das 15,7-Fache des Leiterdurchmessers beträgt.

Litzenleiter, in dem ein aus Aluminiummaterial gefertigter Draht in der Mitte und eine vorgegebene Anzahl konzentrisch um die Mitte angeordneter solcher Drähte verseilt sind, wobei 6 und 12 solche Drähte konzentrisch um die Mitte angeordnet sind und die Verseilschlaglänge mindestens das 6,4-Fache und höchstens das 22,0-Fache des Leiterdurchmessers beträgt.

Litzenleiter nach Anspruch 2, wobei die Drähte aus nicht weichgeglühtem Draht, der keinem Weichglühschritt unterzogen wurde, bestehen, und die Verseilschlaglänge mindestens das 6,4-Fache und höchstens das 16,9-Fache des Leiterdurchmessers beträgt.

Litzenleiter nach Anspruch 2, wobei die Drähte weichgeglühte Drähte sind, die einem Weichglühschritt unterzogen wurden, und die Verseilschlaglänge mindestens das 8,6-Fache und höchstens das 22,0-Fache des Leiterdurchmessers beträgt.

Litzenleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei von den Drähten 6 konzentrisch um die Mitte angeordnete erste Drähte und 12 konzentrisch um die Mitte angeordnete zweite Drähte allesamt die gleiche Verseilschlaglänge aufweisen.

Litzenleiter, bei welchem der Litzenleiter nach Anspruch 4 einen Innenlagenabschnitt bildet, um dessen Außenseite 18 der Drähte konzentrisch angeordnet sind, so dass sie eine äußerste Lage bilden, wobei die Außenlagen-Schlaglänge, mit welcher die äußerste Lage verseilt ist, mindestens das 6,8-Fache und höchstens das 22,7-Fache des Leiterdurchmessers beträgt und sich die Innenlagen-Schlaglänge des Innenlagenabschnitts, wenn um diesen die äußerste Lage gebildet wurde, aus der nachfolgenden Formel (1) ergibt:
Formel 1 P3=P1×P2P1+P2embedded imagewobei in Formel (1) P1 die Innenlagen-Schlaglänge vor dem Bilden der äußersten Schicht, P2 die Außenlagen-Schlaglänge und P3 die Innenlagen-Schlaglänge bei Vorhandensein der äußersten Schicht bezeichnet.

Litzenleiter nach einem der Ansprüche 1 oder 6, bei welchem mindestens 6 konzentrisch um die Mitte angeordnete Drähte und 12 konzentrisch um die Mitte angeordnete Drähte die gleiche Verseilschlaglänge aufweisen oder 6 konzentrisch um die Mitte angeordnete Drähte, 12 konzentrisch um die Mitte angeordnete Drähte sowie 18 außenseitig um den Innenlagenabschnitt angeordnete Drähte die gleiche Verseilschlaglänge aufweisen.

Herstellungsverfahren für einen Litzenleiter, wobei 6, 12, sowie 18 Aluminiumdrähte konzentrisch um einen Aluminiumdraht in der Mitte verseilt werden, wobei ein schritt zum Weichglühen der Drähte und ein schritt zum Verseilen der Drähte in dieser Reihenfolge durchgeführt werden und die Schlaglänge im schritt auf das mindestens 6,2-Fache und höchstens 15,7-Fache des Leiterdurchmessers festgelegt wird und ferner eine Zugkraft von mindestens 1,0 N und höchstens 4,5 N auf die Drähte ausgeübt wird.

Herstellungsverfahren für einen Litzenleiter, wobei um einen Aluminiumdraht in der Mitte eine bestimmte Anzahl von solchen Drähten verseilt wird, wobei ein schritt zur Verseilung von 6 und 12 konzentrisch um die Mitte angeordneten Drähten durchgeführt wird, wobei die Schlaglänge auf mindestens das 6,4-Fache und höchstens das 22,0-Fache des Leiterdurchmessers festgelegt wird und eine Zugkraft von mindestens 1,0 N und höchstens 7,0 N auf die Drähte ausgeübt wird.

Herstellungsverfahren für einen Litzenleiter nach Anspruch 9, wobei im schritt die Schlaglänge auf das mindestens 6,4-Fache und höchstens 16,9-Fache des Leiterdurchmessers festgelegt und auf die Drähte eine Zugkraft von mindestens 5,0 N und höchstens 7,0 N ausgeübt wird, und wobei die Drähte nach dem schritt einem schritt unterzogen werden.

Herstellungsverfahren für einen Litzenleiter nach Anspruch 9, wobei die Drähte zunächst einem schritt unterzogen werden und anschließend der schritt durchgeführt wird, in welchem die Schlaglänge auf das mindestens 8,6-Fache und höchstens 22,0-Fache des Leiterdurchmessers festgelegt wird und auf die Drähte eine Zugkraft von mindestens 1,0 N und höchstens 4,5 N ausgeübt wird.

Herstellungsverfahren für einen Litzenleiter mit dem in Anspruch 11 beschriebenen Litzenleiter als Innenlagenabschnitt, wobei der schritt aus einem Innenlagenschritt zum Verseilen des Innenlagenabschnitts und einem Außenlagen-schritt zum Verseilen der aus 18 konzentrisch an der Außenseite des Innenlagenabschnitts angeordneten Drähten bestehenden äußersten Lage besteht und wobei im Außenlagen-schritt die Außenlagen-Schlaglänge, mit welcher die äußerste Schicht verseilt wird, auf mindestens das 6,8-Fache und höchstens das 22,7-Fache des Leiterdurchmessers festgelegt wird und auf die Drähte eine Zugkraft von mindestens 1,0 N und höchstens 4,5 N und auf den Innenlagenabschnitt eine Zugkraft von mindestens 20 N und höchstens 150 N ausgeübt wird.

Herstellungsverfahren für einen Litzenleiter, wobei 6, 12, und 18 konzentrisch um einen Aluminiumdraht in der Mitte angeordnete Aluminiumdrähte verseilt werden, wobei ein schritt zum Weichglühen der Drähte und ein schritt zum Verseilen der Drähte in dieser Reihenfolge durchgeführt werden und die Schlaglänge im schritt auf das mindestens 6,2-Fache und höchstens 15,7-Fache des Leiterdurchmessers festgelegt wird und ferner auf die Drähte eine Zugkraft von mindestens 12,5 N/mm2 und höchstens 56,3 N/mm2 je Querschnittsflächeneinheit ausgeübt wird.

Herstellungsverfahren für einen Litzenleiter, wobei eine vorgegebene Zahl von konzentrisch um einen Aluminiumdraht in der Mitte angeordneten Aluminiumdrähten verseilt wird, wobei ein schritt zum Verseilen von 6 und 12 konzentrisch um die Mitte angeordneten Drähten durchgeführt wird und die Schlaglänge im schritt auf mindestens das 6,4-Fache und höchstens das 22,0-Fache des Leiterdurchmessers festgelegt wird und ferner auf die Drähte eine Zugkraft von mindestens 12,5 N/mm2 und höchstens 87,5 N/mm2 je Querschnittsflächeneinheit ausgeübt wird.

Herstellungsverfahren für einen Litzenleiter nach Anspruch 14, wobei im Verseilschritt die Schlaglänge auf das mindestens 6,4-Fache und höchstens 16,9-Fache des Leiterdurchmessers festgelegt wird und auf die Drähte eine Zugkraft von mindestens 62,5 N/mm2 und höchstens 87,5 N/mm2 je Querschnittsflächeneinheit ausgeübt wird und wobei die Drähte nach dem schritt einem schritt unterzogen werden.

Herstellungsverfahren für einen Litzenleiter nach Anspruch 14, wobei die Drähte zunächst einem schritt unterzogen werden und anschließend der schritt durchgeführt wird, in welchem die Schlaglänge auf das mindestens 8,6-Fache und höchstens 22,0-Fache des Leiterdurchmessers festgelegt wird und auf die Drähte eine Zugkraft von mindestens 12,5 N/mm2 und höchstens 56,3 N/mm2 je Querschnittsflächeneinheit ausgeübt wird.

Herstellungsverfahren für einen Litzenleiter mit dem in Anspruch 16 beschriebenen Litzenleiter als Innenlagenabschnitt, wobei der schritt aus einem Innenlagenschritt zum Verseilen des Innenlagenabschnitts und einem Außenlagen-schritt zum Verseilen der aus 18 konzentrisch an der Außenseite des Innenlagenabschnitts angeordneten Drähten bestehenden äußersten Lage besteht und wobei im Außenlagen-Verseilschritt die Außenlagen-Schlaglänge, mit welcher die äußerste Schicht verseilt wird, auf mindestens das 6,8-Fache und höchstens das 22,7-Fache des Leiterdurchmessers festgelegt wird und auf die Drähte eine Zugkraft von mindestens 12,5 N/mm2 und höchstens 56,3 N/mm2 je Querschnittsflächeneinheit und auf den Innenlagenabschnitt eine Zugkraft von mindestens 250,0 N/mm2 und höchstens 1875,0 N/mm2 je Querschnittsflächeneinheit ausgeübt wird.

Description:
Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen Litzenleiter aus verseiltem Aluminiumdraht und ein Herstellungsverfahren für einen Litzenleiter.

Allgemeiner Stand der Technik

In Kraftfahrzeuge und ähnliche Fahrgeräte werden Kabelbäume eingebaut, um beispielsweise den Signalaustausch zwischen verbundenen Elektrogeräten oder die Stromzufuhr zu diesen zu ermöglichen. Solche Kabelbäume bestehen aus ummantelten Elektrokabeln, deren Leiter mit Isoliermaterial ummantelt sind, sowie aus Verbindungssteckern zur Verbindung mit elektronischen Geräten.

Als Beispiel eines solchen ummantelten Elektrokabels wird in Patentdokument 1 ein ummanteltes Elektrokabel beschrieben, das aus einem Kernkabel (nachstehend: Litzenleiter), in dem 19 Aluminiumdrähte verseilt und radial mehrlagig angeordnet sind, einer den Litzenleiter umgebenden Isolierummantelung und zwischen dem Litzenleiter und der Isolierummantelung aufgetragenem Schmieröl besteht.

Bei dem in Patentdokument 1 beschriebenen mehrlagig strukturierten Litzenleiter besteht die Gefahr, dass durch die Schlaglänge der verseilten Drähte Verseilungsfehler entstehen oder dass ein im Verhältnis zur äußersten Lage radial weiter innen, also im Inneren des Kabels, angeordneter Draht nach außen tritt.

Speziell besteht beispielsweise die Gefahr, dass bei zu kurzer Schlaglänge der Winkel der verseilten Drähte zur Mittelachse des Litzenleiters sich vergrößert und Verseilungsfehler der Drähte entstehen. Andererseits besteht bei zu langer Schlaglänge die Gefahr, dass die Mittelachse und die Drähte zu parallel zueinander verlaufen und ein im Innenabschnitt angeordneter Draht durch die äußerste Lage nach außen tritt.

Dokumente zum Stand der TechnikPatentdokumente

Patentdokument 1 - Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 2014-207130

Kurzdarstellung der ErfindungDurch die Erfindung zu lösende Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Litzenleiter, bei welchem Verseilungsfehler von Drähten und das Heraustreten von Drähten nach außen verhindert werden, sowie ein Herstellungsverfahren für solche Litzenleiter bereitzustellen.

Mittel zur Lösung der Aufgabe

Die Erfindung ist ein Litzenleiter, in welchem ein aus Aluminiummaterial gefertigter Draht in der Mitte sowie 6, 12 und 18 konzentrisch um die Mitte angeordnete solche Drähte verseilt sind, dadurch gekennzeichnet, dass als Drähte weichgeglühte Drähte, welche einem Weichglühprozess unterzogen wurden, vorgesehen sind, und dass die Schlaglänge mindestens das 6,2-Fache und höchstens 15,7-Fache des Leiterdurchmessers beträgt.

Der obige Begriff Drähte aus Aluminiummaterial beinhaltet beispielsweise Drähte einer dem Werkstoff 1070 der Norm JIS H 4000 entsprechenden Zusammensetzung aus Reinaluminiummaterial, hochfeste Drähte aus gegenüber einer dem Werkstoff 1070 der Norm JIS H 4000 entsprechenden Zusammensetzung aus Reinaluminiummaterial verbesserte Zugfestigkeit aufweisendem Aluminiumlegierungsmaterial mit Magnesium und Silizium, oder andere Drähte aus Aluminiumlegierungsmaterial usw.

Der obige Begriff Leiterdurchmesser bezeichnet den Durchmesser eines aus verseilten Drähten aufgebauten Litzenleiters und entspricht dem Durchmesser der aus den an der extremen Außenseite angeordneten Drähten bestehenden äußersten Lage. Die oben genannte Schlaglänge ist, bezogen auf die Mittelachse des Litzenleiters, die für einen Umlauf des verseilten Drahtes von 360° notwendige Länge in Axialrichtung.

Durch die Erfindung kann auch im Fall einer Verseilung von 37 weichgeglühten Drähten ein wunschgemäßer Litzenleiter konstruiert werden, der das Auftreten von Problemen wie Verseilungsfehler von weichgeglühten Drähten oder das Hervortreten von weichgeglühten Drähten nach außen verhindert. Speziell besteht im Falle einer Schlaglänge von weniger als dem 6,2-Fachen des Leiterdurchmessers die Gefahr, dass der Winkel der verseilten weichgeglühten Drähte zur Mittelachse des Litzenleiters sich vergrößert und ein Verseilungsfehler der weichgeglühten Drähte entsteht.

Andererseits besteht im Falle einer Schlaglänge von mehr als dem 15,7-Fachen des Leiterdurchmessers die Gefahr, dass sich bei der äußersten Lage, die von den zuäußerst angeordneten weichgeglühten Drähten gebildet wird, die Verseillänge pro Schlag erhöht und sich der Verseildruck auf den Innenlagenabschnitt, welcher aus relativ zur äußersten Lage weiter innen angeordneten weichgeglühten Drähten besteht, verteilt, das heißt, dass der auf den Innenlagenabschnitt wirkende Verseildruck sinkt und die weichgeglühten Drähte, aus denen die äußerste Lage besteht, und die Litzenleitermittelachse einem zueinander parallelen Zustand annähern, wodurch weichgeglühten Drähte aus dem Innenlagenabschnitt durch Zwischenräume zwischen den weichgeglühten Drähten in der äußersten Lage nach außen treten.

Dagegen wird durch die Festlegung der Schlaglänge auf mindestens das 6,2-Fache und höchstens das 15,7-Fache des Leiterdurchmessers ermöglicht, die weichgeglühten Drähte in einem erwünschten Winkel zur Litzenleitermittelachse zu verseilen und einen erwünschten Verseildruck der äußersten Lage auf den Innenlagenabschnitt zu erreichen, wodurch verhindert wird, dass Verseilungsfehler der weichgeglühten Drähte entstehen oder weichgeglühte Drähte aus dem Innenlagenabschnitt durch Zwischenräume zwischen den weichgeglühten Drähten in der äußersten Lage nach außen treten.

Dies ermöglicht die Konstruktion des gewünschten Litzenleiters. Zusätzlich kann durch die Festlegung der Schlaglänge auf mindestens das 8,7-Fache und höchstens das 14,8-Fache des Leiterdurchmessers eine noch ausgeprägtere Wirkung erzielt werden.

Bei der Erfindung handelt es sich weiterhin um einen Litzenleiter, in dem ein aus Aluminiummaterial gefertigter Draht in der Mitte sowie eine bestimmte Anzahl konzentrisch um die Mitte angeordneter solcher Drähte verseilt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte weichgeglühte Drähte sind, die einem Weichglühprozess unterzogen wurden, und dass die Schlaglänge mindestens das 6,4-Fache und höchstens das 22,0-Fache des Leiterdurchmessers beträgt.

Durch die Erfindung kann auch im Fall einer Verseilung von 19 Drähten ein wunschgemäßer Litzenleiter konstruiert werden, der das Auftreten von Problemen wie Verseilungsfehlern von Drähten oder das Hervortreten von Drähten nach außen verhindert.

Bei dieser Erfindung können die Drähte aus nicht weichgeglühtem Draht, der keinem Weichglühprozess unterzogen wurde, bestehen und die Schlaglänge kann mindestens das 6,4-Fache und höchstens das 16,9-Fache des Leiterdurchmessers betragen.

Durch die Erfindung kann auch im Falle einer Verseilung von 19 nicht weichgeglühten Drähten, die härter als weichgeglühte Drähte sind, ein Litzenleiter konstruiert werden, der das Auftreten von Problemen wie Verseilungsfehlern von nicht erweichten Drähten oder das Hervortreten von nicht erweichten Drähten nach außen verlässlich verhindert.

Zusätzlich kann mehr bevorzugt durch die Festlegung der Schlaglänge auf mindestens das 9,6-Fache und höchstens das 15,4-Fache des Leiterdurchmessers eine noch ausgeprägtere Wirkung erzielt werden.

Weiterhin können bei dieser Erfindung die Drähte aus weichgeglühtem Draht, der einem Weichglühprozess unterzogen wurde, bestehen, wobei die Schlaglänge mindestens das 8,6-Fache und höchstens das 22,0-Fache des Leiterdurchmessers betragen kann.

Durch die Erfindung kann auch im Fall einer Verseilung von 19 weichgeglühten Drähten ein Litzenleiter konstruiert werden, der das Auftreten von Problemen wie Verseilungsfehler von weichgeglühten Drähten oder das Hervortreten von weichgeglühten Drähten nach außen verlässlich verhindert.

Zusätzlich kann mehr bevorzugt durch die Festlegung der Schlaglänge auf mindestens das 12,1-Fache und höchstens das 20,7-Fache des Leiterdurchmessers eine noch ausgeprägtere Wirkung erzielt werden.

Weiterhin kann bei dieser Erfindung ein Litzenleiter der oben beschriebenen Art als Innenlagenabschnitt dienen, um welchen außenseitlich eine aus 18 konzentrisch angeordneten Drähten bestehende äußerste Lage gebildet wird, wobei die Außenlagen-Schlaglänge zur Verseilung der äußersten Lage mindestens das 6,8-Fache und höchstens das 22,7-Fache des Leiterdurchmessers beträgt, während die Innenlagen-Schlaglänge des Innenlagenabschnitts bei Vorhandensein der äußersten Lage gemäß der nachfolgenden Formel (1) berechnet werden kann.
[Formel] P3=P1×P2P1+P2embedded image

Dabei bezeichnet in Formel (1) P1 die Innenlagen-Schlaglänge vor dem Bilden der äußersten Lage, P2 die Außenlagen-Schlaglänge und P3 die Innenlagen-Schlaglänge bei Vorhandensein der äußersten Lage.

Durch die Erfindung kann auch im Falle einer Verseilung einer aus 18 weichgeglühten Drähten bestehenden äußersten Lage an der Außenseite eines aus 19 weichgeglühten Drähten bestehenden Innenlagenabschnitts das Auftreten von Problemen wie Verseilungsfehlern von weichgeglühten Drähten oder das Hervortreten von weichgeglühten Drähten nach außen verhindert werden.

Weil sich weiterhin die Innenlagen-Schlaglänge mit dem Verseilen der äußersten Lage und der entsprechenden Wirkung des Verseildrucks auf den Innenlagenabschnitt verändert und sich somit von der Außenlagen-Schlaglänge unterscheidet, werden die weichgeglühten Drähte des Innenlagenabschnitts und die weichgeglühten Drähte der äußersten Lage derart verseilt, dass sie sich gegenseitig kreuzen, wodurch Probleme wie das Hervortreten von weichgeglühten Drähten nach außen verlässlicher verhindert werden.

So wird die Konstruktion des gewünschten Litzenleiters ermöglicht. Zusätzlich kann durch die Festlegung der Außenlagen-Schlaglänge auf mindestens das 7,5-Fache und höchstens das 18,2-Fache des Leiterdurchmessers eine noch ausgeprägtere Wirkung erzielt werden.

Die Erfindung ist ein Herstellungsverfahren für einen Litzenleiter, in dem 6, 12, und 18 Aluminiumdrähte konzentrisch um einen Aluminiumdraht in der Mitte verseilt werden, gekennzeichnet durch die Durchführung eines auf die Drähte angewandten Weichglühschritts und eines die Drähte verseilenden Verseilschritts in dieser Reihenfolge, sowie die Festlegung der Schlaglänge im Verseilschritt auf mindestens das 6,2-Fache und höchstens das 15,7-Fache des Leiterdurchmessers und die Anwendung einer Zugkraft von mindestens 1,0 N und höchstens 4,5 N auf die Drähte.

Der auf die Drähte angewandte Weichglühschritt beinhaltet als Grundgedanken einen Schritt zur Herstellung von weichgeglühten Drähten, in welchem beispielsweise Drähte aus Reinaluminiummaterial mit einer dem Werkstoff 1070 nach der Norm JIS H 4000 entsprechenden Zusammensetzung entweder auf eine Spule gewickelt oder gestreckt 5 Stunden lang einer hohen Temperatur von 350 Grad ausgesetzt werden, wobei der Schritt nicht darauf beschränkt ist, die Drähte 5 Stunden lang einer hohen Temperatur von etwa 350 Grad auszusetzen.

Durch die Erfindung kann auch im Falle der Verseilung von 37 weichgeglühten Drähten ein mit einer vorgegebenen Schlaglänge straff verseilter Litzenleiter konstruiert werden.

Speziell besteht bei einem mit einer auf die weichgeglühten Drähte angewandten Zugkraft von unter 1,0 N oder ohne Anwendung von Zugkraft auf die weichgeglühten Drähte verseilten Litzenleiter die Gefahr, dass sich die verseilten weichgeglühten Drähte lockern oder sich der aus verseilten weichgeglühten Drähten bestehende Litzenleiter lockert.

Andererseits besteht bei einer Verseilung von weichgeglühten Drähten mit einer Zugkraft von mehr als 4,5 N die Gefahr, dass die verseilten weichgeglühten Drähte gedehnt werden oder brechen.

Dagegen kann durch die Verseilung von weichgeglühten Drähten unter Anwendung einer Zugkraft von mindestens 1,0 N und höchstens 4,5 N verhindert werden, dass sich die verseilten weichgeglühten Drähte oder der verseilte Litzenleiter lockern und dass die weichgeglühten Drähte gedehnt werden oder brechen.

Hierdurch kann ein wunschgemäßer Litzenleiter konstruiert werden, der dadurch, dass er die straffe Verseilung der weichgeglühten Drähte gemäß einer bestimmten Schlaglänge ermöglicht, das Auftreten von Problemen wie Verseilungsfehlern weichgeglühter Drähte oder das Hervortreten von weichgeglühten Drähten nach außen verhindert.

Weiterhin ist die Erfindung ein Herstellungsverfahren für einen Litzenleiter, in welchem um einen Aluminiumdraht in der Mitte eine bestimmte Anzahl von solchen Drähten verseilt wird, gekennzeichnet durch die Durchführung eines 6 und 12 um die Mitte konzentrisch angeordnete Drähte verseilenden Verseilschritts sowie die Festlegung der Schlaglänge im Verseilprozess auf mindestens das 6,4-Fache und höchstens das 22,0-Fache des Leiterdurchmessers und die Anwendung einer Zugkraft von mindestens 1,0 N und höchstens 7,0 N auf die Drähte.

Durch die Erfindung kann auch im Fall einer Verseilung von 19 Drähten ein wunschgemäßer Litzenleiter konstruiert werden, der dadurch, dass er die straffe Verseilung der Drähte gemäß einer bestimmten Schlaglänge ermöglicht, das Auftreten von Problemen wie Verseilungsfehlern von Drähten oder das Hervortreten von Drähten nach außen verhindert.

Als ein Aspekt der Erfindung kann im Verseilschritt die Schlaglänge auf mindestens das 6,4-Fache und höchstens das 16,9-Fache des Leiterdurchmessers festgelegt und auf die Drähte eine Zugkraft von mindestens 5,0 N und höchstens 7,0 N angewandt werden, wobei nach dem Verseilschritt ein Weichglühschritt auf die Drähte angewandt werden kann.

Durch die Erfindung kann auch im Fall einer Verseilung von 19 nicht weichgeglühten Drähten, die härter sind als weichgeglühte Drähte, ein wunschgemäßer Litzenleiter konstruiert werden, der dadurch, dass er die straffe Verseilung der nicht weichgeglühten Drähte gemäß einer bestimmten Schlaglänge ermöglicht, das Auftreten von Problemen wie Verseilungsfehlern von nicht weichgeglühten Drähten oder das Hervortreten von nicht weichgeglühten Drähten nach außen verhindert.

Verglichen mit der Anwendung eines Weichglühschritts auf die 19 Drähte vor ihrer Verseilung kann durch die Durchführung des Weichglühschritts nach dem Verseilungsprozess, das heißt durch die Anwendung des Weichglühschritts auf den verseilten Litzenleiter, außerdem die Verarbeitungslänge verringert werden und beispielsweise der für den Weichglühschritt nötige Raum reduziert werden.

Weiterhin kann als Aspekt der Erfindung nach dem auf die Drähte angewandten Weichglühschritt der Verseilschritt durchgeführt werden, in welchem die Schlaglänge auf mindestens das 8,6-Fache und höchstens das 22,0-Fache des Leiterdurchmessers festgelegt und auf die Drähte eine Zugkraft von mindestens 1,0 N und höchstens 4,5 N angewandt wird.

Durch die Erfindung kann auch im Fall einer Verseilung von 19 weichgeglühten Drähten ein wunschgemäßer Litzenleiter konstruiert werden, der dadurch, dass er die straffe Verseilung der weichgeglühten Drähte mit einer bestimmten Schlaglänge ermöglicht, das Auftreten von Problemen wie Verseilungsfehlern weichgeglühter Drähte oder das Hervortreten von weichgeglühten Drähten nach außen verhindert.

Als ein Aspekt der Erfindung ist es außerdem möglich, dass der oben genannte Litzenleiter als Innenlagenabschnitt fungiert, wobei der Verseilschritt einen den Innenlagenabschnitt verseilenden Innenlagen-Verseilschritt und einen die aus den 18 konzentrisch an der Außenseite des Innenlagenabschnitts angeordneten Drähten bestehende äußerste Lage verseilenden Außenlagen-Verseilschritt in dieser Reihenfolge beinhaltet, und wobei im Außenlagen-Verseilschritt die Außenlagen-Schlaglänge, mit welcher die äußerste Lage verseilt wird, auf mindestens das 6,8-Fache und höchstens das 22,7-Fache des Leiterdurchmessers festgelegt und auf die Drähte eine Zugkraft von mindestens 1,0 N und höchstens 4,5 N angewandt wird und auf den Innenlagenabschnitt eine Zugkraft von mindestens 20 N und höchstens 150 N.

Durch die Erfindung kann auch im Falle einer Verseilung einer aus 18 weichgeglühten Drähten bestehenden äußersten Lage an der Außenseite eines aus 19 weichgeglühten Drähten bestehenden Innenlagenabschnitts ein wunschgemäßer Litzenleiter konstruiert werden, der dadurch, dass er die straffe Verseilung der weichgeglühten Drähte der äußersten Lage mit einer bestimmten Außenlagen-Schlaglänge ermöglicht, das Auftreten von Problemen wie Verseilungsfehlern von weichgeglühten Drähten oder das Hervortreten von weichgeglühten Drähten nach außen verhindert.

Speziell besteht die Gefahr, dass bei einer Verseilung mit einer auf den Innenlagenabschnitt angewandten Zugkraft von unter 20 N ebenso wie bei einer Verseilung ohne auf den Innenlagenabschnitt angewandte Zugkraft im Innenlagenabschnitt lockere Stellen entstehen.

Andererseits besteht bei einer Verseilung mit einer auf den Innenlagenabschnitt angewandten Zugkraft von mehr als 150 N die Gefahr, dass die Drähte des Innenlagenabschnitts gedehnt werden oder brechen.

Außerdem besteht bei einem mit einer auf die weichgeglühten Drähte angewandten Zugkraft von unter 1,0 N oder ohne Anwendung von Zugkraft auf die weichgeglühten Drähte verseilten Litzenleiter die Gefahr, dass unter den weichgeglühten Drähten der äußersten Lage ein Verseilungsfehler auftritt oder dass ein weichgeglühter Draht aus dem Innenlagenabschnitt nach außen tritt. Andererseits besteht bei einer Verseilung von weichgeglühten Drähten mit einer angewandten Zugkraft von mehr als 4,5 N die Gefahr, dass die weichgeglühten Drähte gedehnt werden oder brechen.

Dagegen ist es bei Anwendung einer Zugkraft von mindestens 20 N und höchstens 150 N auf den Innenlagenabschnitt und einer Verseilung unter Anwendung einer Zugkraft von mindestens 1,0 N und höchstens 4,5 N auf die weichgeglühten Drähte möglich, mit einer festgelegten Außenlagen-Schlaglänge den Innenlagenabschnitt im adäquat gespannten Zustand mit den weichgeglühten Drähten der äußersten Lage straff zu verseilen und zu verhindern, dass die weichgeglühten Drähte des Innenlagenabschnitts oder die weichgeglühten Drähte der äußersten Lage gedehnt werden oder brechen.

Hierdurch kann ein wunschgemäßer Litzenleiter konstruiert werden, der das Auftreten von Problemen wie Verseilungsfehlern von weichgeglühten Drähten oder das Hervortreten von weichgeglühten Drähten nach außen verhindert.

Wirkung der Erfindung

Die Erfindung stellt einen Litzenleiter, welcher Probleme wie das Heraustreten von Drähten nach außen und Verseilungsfehler von Drähten verhindert, und ein Herstellungsverfahren für einen solchen Litzenleiter bereit.

Figurenliste

Es zeigen:

  • 1 eine perspektivische Ansicht eines Litzenleiters einer ersten Ausführungsform;
  • 2 eine Vorderseitenansicht des Litzenleiters der ersten Ausführungsform;
  • 3 eine perspektivische Ansicht einer Spule;
  • 4 eine schematische Ansicht einer Verseilmaschine der ersten Ausführungsform;
  • 5 eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer Zweite-Lage-Verseileinheit der ersten Ausführungsform;
  • 6 ein Ablaufdiagramm zur Erklärung eines Herstellungsverfahrens des Litzenleiters der ersten Ausführungsform;
  • 7 ein Ablaufdiagramm zur Erklärung des Herstellungsverfahrens des Litzenleiters einer anderen Ausführungsform;
  • 8 eine perspektivische Ansicht eines Litzenleiters einer zweiten Ausführungsform;
  • 9 eine Vorderseitenansicht des Litzenleiters der zweiten Ausführungsform;
  • 10 eine schematische Ansicht einer Verseilmaschine der zweiten Ausführungsform;
  • 11 ein Ablaufdiagramm zur Erklärung eines Herstellungsverfahrens des Litzenleiters der zweiten Ausführungsform;
  • 12 eine erläuternde Ansicht des Litzenleiters einer anderen Ausführungsform;
  • 13 ein Ablaufdiagramm zur Erklärung eines Herstellungsverfahrens des Litzenleiters einer anderen Ausführungsform;
  • 14 eine schematische Ansicht einer Verseilmaschine einer dritten Ausführungsform;
  • 15 eine perspektivische vergrößerte Ansicht einer Verseileinheit der dritten Ausführungsform;
  • 16 eine schematische Ansicht einer Verseilmaschine einer vierten Ausführungsform; und
  • 17 eine perspektivische vergrößerte Ansicht einer Verseileinheit einer fünften Ausführungsform.

Ausführungsformen der ErfindungErste Ausführungsform

Die erste Ausführungsform der Erfindung wird anhand von 1 bis 6 beschrieben.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht des Litzenleiters 1a in der ersten Ausführungsform, 2 eine Vorderseitenansicht des Litzenleiters 1a der ersten Ausführungsform, 3 eine perspektivische Ansicht eines auf eine Spule 3a gewickelten Weichdrahts 2a, 4 eine schematische Ansicht einer Verseilmaschine 4a der ersten Ausführungsform, 5 eine perspektivische vergrößerte Ansicht einer Zweite-Lage-Verseileinheit 5 der ersten Ausführungsform und 6 ein Ablaufdiagramm zur Erklärung eines Herstellungsverfahrens des Litzenleiters 1a der ersten Ausführungsform.

Zum erleichterten Verständnis des dreilagigen Aufbaus des Litzenleiters 1a zeigt 1 eine perspektivische Ansicht des Litzenleiters 1a, welche die Länge der Weichdrähte 2a an einem Ende des Litzenleiters 1a von einer Mitte 101 bis zu einer dritten Lage 103 Stück für Stück verkürzt darstellt.

Zum erleichterten Verständnis der unterschiedlichen Stückzahl zweiter Spulenhalterungen 522 und dritter Spulenhalterungen 612 für die Spulen 3a zeigt 4 eine vereinfachte schematische Ansicht der Verseilmaschine 4a.

Im Litzenleiter 1a der ersten Ausführungsform sind 19 einem Weichglühprozess unterzogene Weichdrähte 2a mit einem Durchmesser von 0,32 mm aus Reinaluminiummaterial mit einer dem Werkstoff 1070 nach der Norm JIS H 4000 entsprechenden Zusammensetzung wie in 1 dargestellt konzentrisch angeordnet und entlang der Mittelachse des Litzenleiters 1a verseilt.

Der Litzenleiter 1a ist wie unten beschrieben dreilagig aufgebaut, mit der Mitte 101 als erster Lage, den zwei radial innen angeordneten Lagen als Innenlagenabschnitt 11a und der äußersten Lage 12a an der Außenseite des Innenlagenabschnitts 11a. Dementsprechend beträgt der Leiterdurchmesser Φa, d. h. der Durchmesser des Litzenleiters 1a, 1,6 mm (siehe 2) und die Gesamtquerschnittsfläche des verseilten Weichdrahts 2a beträgt etwa 1,5 mm2 (1,5 sq).

Speziell besteht der Litzenleiter 1a aus der Mitte 101 (der ersten Lage entsprechend), die aus einem Weichdraht 2a besteht, der zweiten Lage 102, die aus 6 an der Außenseite der Mitte 101 angeordneten Weichdrähten 2a besteht, und der dritten Lage 103, die aus 12 an der Außenseite der zweiten Lage 102 angeordneten Weichdrähten 2a besteht, wobei die Mitte 101 sowie die zweite Lage 102 den Innenlagenabschnitt 11a bilden und die dritte Lage 103 die äußerste Lage 12a bildet.

Weiterhin ist der Litzenleiter 1a so aufgebaut, dass wie in 2 dargestellt die Schlaglänge Pa, mit der die Weichdrähte 2a verseilt werden, 19,4 mm, also das etwa 12,1-Fache des Leiterdurchmessers Φa beträgt. Genauer gesagt beträgt die Schlaglänge Pa sowohl für die zweite Lage 102 als auch für die dritte Lage 103 19,4 mm.

Allerdings ist es nicht notwendig, dass die Schlaglänge der zweiten Lage 102 gleich der Schlaglänge Pa der dritten Lage 103 ist, sondern die Schlaglänge der zweiten Lage 102 und die Schlaglänge Pa der dritten Lage dürfen unterschiedlich ausfallen.

Der Litzenleiter 1a ist nicht auf einen Aufbau beschränkt, in dem die Schlaglänge Pa das etwa 12,1-Fache des Leiterdurchmessers Φa beträgt, sondern die Schlaglänge Pa darf zwischen dem 8,6-Fachen und dem 22,0-Fachen des Leiterdurchmessers Φa betragen, vorzugsweise jedoch zwischen dem 12,1-Fachen und 20,7-Fachen des Leiterdurchmessers Φa.

Der wie oben beschrieben konstruierte Litzenleiter 1a wird mithilfe einer Spule 3a, auf die Weichdraht 2a gewickelt ist, einer Weichdrähte 2a verseilenden Verseilmaschine 4a, sowie einer den Litzenleiter 1a aufnehmenden Spule 3b hergestellt. Es folgt eine Beschreibung des Aufbaus der Spulen 3a und 3b, sowie der Verseilmaschine 4a.

Die Spulen 3a bestehen wie in 3 dargestellt aus einer den Weichdraht 2a auf- und abwickelnden Zentralwelle (nicht abgebildet) und an den Enden der Zentralwelle angebrachten kreisförmigen Flanschen 31, 31.

Die Zentralwelle ist kreiszylinderförmig und besitzt ein sie in Achsenrichtung durchlaufendes Durchgangsloch 32.

Der innere Umfang der Flansche 31, 31 ist am äußeren Umfang der Enden der Zentralwelle befestigt.

Die Spule 3b ist mit der Spule 3a baugleich, weshalb auf eine Beschreibung ihres Aufbaus verzichtet wird.

Die Verseilmaschine 4a besteht wie in 4 dargestellt aus einer die zweite Lage 102 verseilenden Zweite-Lage-Verseileinheit 5, einer die dritte Lage 103 verseilenden Dritte-Lage-Verseileinheit 6 und einem den Litzenleiter 1a aufwickelnden Leiteraufwickler 7, angeordnet in dieser Reihenfolge.

Dabei wird die Richtung, in welcher die Zweite-Lage-Verseileinheit 5, die Dritte-Lage-Verseileinheit 6 und der Leiteraufwickler 7 angeordnet sind, also die Richtung von links nach rechts in 4 und 5 als Laufrichtung X bezeichnet, in welche der Weichdraht 2a läuft.

Die Zweite-Lage-Verseileinheit 5 besteht wie in 5 dargestellt aus einer ersten Spulenhalterung 51, welche die Spule 3a hält, auf welche ein die Mitte 101 bildender Weichdraht 2a aufgewickelt ist, einem Zweite-Lage-Verseilelement 52, das die Spule 3a hält, auf welche die zweite Lage 102 bildender Weichdraht 2a aufgewickelt ist, und einem die zweite Lage 102 mit der Mitte 101 zusammenführenden Zweite-Lage-Zusammenführspannfutter 53, in dieser Reihenfolge in Laufrichtung X angeordnet.

Die erste Spulenhalterung 51 beinhaltet eine durch das Durchgangsloch 32 der Spule 3a durchgeführte und die Spule 3a drehbar haltende Rotationswelle sowie ein die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationswelle steuerndes Rotationssteuerungselement (nicht abgebildet).

Das Rotationssteuerungselement der ersten Spulenhalterung 51 kann, je nach Eigenrotationsgeschwindigkeit der abhängig vom Rotationssteuerungselement des nachstehend beschriebenen Leiteraufwicklers 7 rotierenden Spule 3b, die Abzugsgeschwindigkeit der die Spule 3a haltenden Rotationswelle steuern und auf den abgewickelten Weichdraht 2a eine gewünschte Zugkraft ausüben.

Das Zweite-Lage-Verseilelement 52 besteht aus einer sich in Laufrichtung X erstreckenden kreiszylinderförmigen Zentralwelle 52a, einem auf der näher zur ersten Spulenhalterung 51 gelegenen Seite der Zentralwelle 52a angebrachten scheibenförmigen ersten Flansch 52b und einem an der von der ersten Spulenhalterung 51 abgewandten Seite angebrachten scheibenförmigen zweiten Flansch 52c und beinhaltet einen nicht abgebildeten Rotationsmechanismus.

Die Zentralwelle 52a weist ein ihr Inneres in Laufrichtung X durchlaufendes Durchgangsloch 521 auf. Diese Zentralwelle 52a stützt in einem bestimmten Abstand voneinander angebrachte Flansche 52b (erster Flansch) und 52c (zweiter Flansch).

Der erste Flansch 52b ist scheibenförmig und weist in seiner Mitte ein Loch mit demselben Durchmesser wie der Außendurchmesser der Zentralwelle 52a auf. Dieser erste Flansch 52b ist mit seinem Innenumfang am Außenumfang eines Endes der Zentralwelle 52a angebracht und weist 6 der ersten Spulenhalterung 51 baugleiche zweite Spulenhalterungen 522 auf.

Die 6 zweiten Spulenhalterungen 522 sind auf einem konzentrischen Kreis und in gleichmäßigem Abstand zueinander angeordnet und sind an der dem zweiten Flansch 52c zugewandten Seite des ersten Flansches 52b so angebracht, dass sie von der Laufrichtung X aus gesehen etwa ein regelmäßiges Sechseck bilden.

Der zweite Flansch 52c ist wie der erste Flansch 52b scheibenförmig und weist wie dieser in seiner Mitte ein Loch mit demselben Durchmesser wie der Außendurchmesser der Zentralwelle 52a auf. Dieser zweite Flansch 52c ist am Außenumfang eines Endes der Zentralwelle 52a angebracht und weist 6 Durchgangsbohrungen 523 auf, durch welche der von den Spulen 3a, die an den Spulenhalterungen 522 angebrachten sind, abgewickelte Weichdraht 2a geführt ist.

Die 6 Durchgangsbohrungen 523 sind kreisförmig und etwas größer als der Durchmesser des Weichdrahts 2a und sind auf einem konzentrischen Kreis und in gleichmäßigem Abstand zueinander angeordnet, d. h. sie sind den zweiten Spulenhalterungen 522 gegenüberliegend so angeordnet, dass sie von der Laufrichtung X aus gesehen etwa ein regelmäßiges Sechseck bilden.

Wie oben beschrieben stimmt die Anzahl der zweiten Spulenhalterungen 522 mit der Anzahl der am Zweite-Lage-Verseilelement 52 angebrachten Spulen 3a überein und die Anzahl der Durchgangsbohrungen 523 stimmt mit der Anzahl der die zweite Lage 102 bildenden Weichdrähte 2a überein. Anders ausgedrückt ist die Anzahl der zweiten Spulenhalterungen 522, der Durchgangsbohrungen 523, der die zweite Lage bildenden Weichdrähte 2a sowie der Spulen 3a, auf welche die Weichdrähte 2a aufgewickelt sind, gleich

Der am Zweite-Lage-Verseilelement 52 angebrachte Rotationsmechanismus ist ein Mechanismus, der das Zweite-Lage-Verseilelement 52 um die Mittelachse der in Laufrichtung X verlaufenden kreiszylinderförmigen Zentralwelle 52a rotieren lässt (z. B. in Richtung des in 5 eingezeichneten Pfeils) und an der Zentralwelle 52a vorgesehen ist.

Weiterhin muss der Rotationsmechanismus nicht zwingend an der Zentralqwlle 52a installiert sein, sondern kann auch am ersten Flansch 52b oder am zweiten Flansch 52c installiert sein, solange er das Zweite-Lage-Verseilelement 52 rotieren lassen kann.

Das Zweite-Lage-Zusammenführspannfutter 53 hat die Form eines Kreiszylinders mit einem Innendurchmesser gleich dem Außendurchmesser der zweiten Lage 102 bzw. dem Durchmesser des Innenlagenabschnitts 11a und führt die 6 Weichdrähte 2a, die die Durchgangsbohrungen 523 durchlaufen haben, um die Mitte 101 herum zusammen, die das Durchgangsloch 521 durchlaufen hat.

Die Dritte-Lage-Verseileinheit 6 besteht aus einem Dritte-Lage-Verseilelement 61 und einem Dritte-Lage-Zusammenführspannfutter 62. Da das Dritte-Lage-Verseilelement 61 und das Dritte-Lage-Zusammenführspannfutter 62 mit dem Zweite-Lage-Verseilelement 52 und dem Zweite-Lage-Zusammenführspannfutter 53 der Zweite-Lage-Verseileinheit 5 baugleich sind, sind sie nicht abgebildet und werden nachfolgend vereinfacht beschrieben.

Das Dritte-Lage-Verseilelement 61 besteht aus einer Zentralwelle 61a, einem ersten Flansch 61b und einem zweiten Flansch 61c und weist einen nicht abgebildeten Rotationsmechanismus auf.

Die Zentrawelle 61a ist in Laufrichtung X kreiszylinderförmig mit einem sie durchlaufenden Durchgangsloch 611 ausgebildet.

Der erste Flansch 61b weist 12 dritte Spulenhalterungen 612 auf und am zweiten Flansch 61c sind 12 Durchgangsbohrungen 613 ausgebildet.

Diese dritten Spulenhalterungen 612 und Durchgangsbohrungen 613 sind auf konzentrischen Kreisen in regelmäßigen Abständen zueinander derart angeordnet, dass sie von der Laufrichtung X aus gesehen etwa ein gleichseitiges Zwölfeck bilden und einander gegenüberliegen.

Der am Dritte-Lage-Verseilelement 61 angebrachte Rotationsmechanismus ist mit dem oben beschriebenen, am Zweite-Lage-Verseilelement 52 angebrachten Rotationsmechanismus baugleich und an der Zentralwelle 61a vorgesehen.

Wie schon der am Zweite-Lage-Verseilelement 52 angebrachte Rotationsmechanismus muss auch dieser Rotationsmechanismus nicht zwingend an der Zentralwelle 61a installiert sein.

Das Dritte-Lage-Zusammenführspannfutter 62 hat die Form eines Kreiszylinders mit einem Innendurchmesser gleich dem Außendurchmesser der dritten Lage 103 bzw. dem Leiterdurchmesser Φa und führt die 12 Weichdrähte 2a, die die Durchgangsbohrungen 613 durchlaufen haben, um die zweite Lage 102 herum zusammen, die das Durchgangsloch 611 durchlaufen hat.

Wie die erste Spulenhalterung 51 beinhaltet der Leiteraufwickler 7 eine durch das Durchgangsloch 32 einer Spule 3a geführte und die Spule 3a drehbar haltende Rotationswelle sowie ein die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationswelle steuerndes Rotationssteuerungselement (nicht abgebildet). Anders ausgedrückt kann der Leiteraufwickler 7 durch das Rotierenlassen der Rotationswelle mittels des Rotationsmechanismus den Litzenleiter 1a auf die an der Rotationsachse angebrachte Spule 3b aufwickeln.

In der weiteren Beschreibung wird die Rotation der ersten Spulenhalterung 51, der zweiten Spulenhalterungen 522, der dritten Spulenhalterungen 612 und des Leiteraufwicklers 7 der Einfachheit halber Eigenrotation genannt, und die des Zweite-Lage-Verseilelements 52 sowie des Dritte-Lage-Verseilelements 61 Umlauf.

Die wie oben beschrieben aufgebaute Verseilmaschine 4a verseilt mithilfe des Zweite-Lage-Verseilelements 52 und des Zweite-Lage-Zusammenführspannfutters 53 die zweite Lage 102 an der Außenseite der Mitte 101 und bildet so den Innenlagenabschnitt 11a, während sie ferner mithilfe des Dritte-Lage-Verseilelements 61 und des Dritte-Lage-Zusammenführspannfutters 62 die dritte Lage 103 an der Außenseite des Innenlagenabschnitts 11a verseilt und so den Litzenleiter 1a bildet, wobei durch die Steuerung der Rotationsgeschwindigkeit und des Timings des Rotationsbeginns der Zweite-Lage-Verseileinheit 5 und der Dritte-Lage-Verseileinheit 6 und des Leiteraufwicklers 7 die Weichdrähte 2a mit einer bestimmten Schlaglänge Pa verseilt werden können und auf die Weichdrähte 2a eine bestimmte Zugkraft angewandt werden kann.

Die Herstellungsweise eines Litzenleiters 1a mit den Spulen 3a und 3b und der Verseilmaschine 4a, deren Aufbau vorangehend beschrieben wurde, wird im Folgenden beschrieben.

Wie in 6 dargestellt, wird der nach abgeschlossenem Schritt S1 (Weichglühschritt) erhaltene Weichdraht 2a in einem weiteren Schritt S2 (Verseilungsschritt) zu einem Litzenleiter verseilt, indem 19 Weichdrähte 2a miteinander verseilt werden.

Der Schritt S1 (Weichglühschritt) sieht vor, dass nicht weichgeglühter Draht, der auf die Spule 3a aufgewickelt ist, über einen Zeitraum von etwa fünf Stunden einer hohen Temperatur von etwa 350 °C ausgesetzt und so weichgeglüht wird. Als Ergebnis wird der Weichdraht 2a erlangt.

Die Temperatur und der Zeitraum der Erwärmung müssen nicht unbedingt den oben genannten Größen entsprechen, sondern können dem gewünschtem Weichheitsgrad des Weichdrahtes 2a entsprechend gewählt werden. Zudem kann der Schritt des Weichglühens weggelassen werden, indem bereits vorgeweichter Draht bzw. ein Draht mit dem gewünschten Weichheitsgrad gewählt wird.

Im Verseilschritt (Schritt S2) wird der Litzenleiter 1a hergestellt, indem außenseitig um die Mitte 101 6 Weichdrähte 2a, welche die zweite Lage 102 bilden, sowie 12 Weichdrähte 2a, welche die dritte Lage 103 bilden, angeordnet werden und diese Weichdrähte 2a nacheinander verseilt werden.

Im Einzelnen werden im Verseilschritt (Schritt S2) zuerst die Spulen 3a, auf welche der einem Weichglühprozess unterzogene Weichdraht 2a aufgewickelt ist, in die erste Spulenhalterung 51, die zweiten Spulenhalterungen 522 und die dritten Spulenhalterungen 612 eingesetzt.

Die Enden der Weichdrähte 2a, die von den in die einzelnen Spulenhalterungen eingesetzten Spulen 3a abgewickelt werden, werden durch die dafür vorgesehenen Stellen durchgeführt und im gebündelten Zustand an der Spule 3b fixiert, welche in den Leiteraufwickler eingesetzt ist.

Ist das Fixieren der Weichdrähte 2a an der Spule 3b abgeschlossen, so werden das Zweite-Lage-Verseilelement 52 und das Dritte-Lage-Verseilelement 61 in dieselbe Richtung in Umlauf versetzt und die erste Spulenhalterung 51, die zweiten Spulenhalterungen 522 sowie die dritten Spulenhalterungen 612 und der Leiteraufwickler 7 in Eigenrotation versetzt.

Zu diesem Zeitpunkt werden entsprechend der Eigenrotationsgeschwindigkeit des Leiteraufwicklers 7 die Eigenrotationsgeschwindigkeiten der Spulenhalterungen 51, 522 und 612 gesteuert und auf die zu verseilenden Weichdrähte 2a wird jeweils eine Zugkraft von 2,0 N ausgeübt.

Die Zugkraft für die Weichdrähte 2a muss hierbei nicht bei 2,0 N liegen, sondern kann im Rahmen von mindestens 1,5 bis höchstens 2,5 N entsprechend angepasst werden.

Des Weiteren werden entsprechend der Eigenrotationsgeschwindigkeit des Leiteraufwicklers 7 die Umlaufgeschwindigkeiten des Zweite-Lage-Verseilelements 52 und des Dritte-Lage-Verseilelements 61 gesteuert und die Weichdrähte 2a mit einer Schlaglänge Pa von 19,4 mm verseilt, was etwa dem 12,1-Fachen des Leiterdurchmessers Φa entspricht. In dieser Ausführungsform weisen das Zweite-Lage-Verseilelement 52 und das Dritte-Lage-Verseilelement 61 dieselbe Umlaufgeschwindigkeit auf, weshalb die Schlaglänge der zweiten Lage 102 sowie der dritten Lage 103 in beiden Fällen 19,4 mm beträgt.

Der vorstehend beschriebene Verseilschritt (Schritt S2) wird solange weitergeführt, bis die gewünschte Länge des Litzenleiters 1a erreicht ist.

Wie voranstehend erläutert, werden um einen Weichdraht 2a aus Aluminiummaterial als Mitte 101 weitere Lagen aus 6 und 12 Weichdrähten 2a der Reihe nach konzentrisch angeordnet verseilt, wobei ein Weichdraht 2a verwendet wird, der einem Weichglühschritt unterzogen wurde, und als Schlaglänge Pa wird mindestens das 8,6-Fache und höchstens das 22,0-Fache des Leiterdurchmessers Φa, in diesem Fall das ca. 12,1-Fache, gewählt, wodurch unter Vermeidung von Defekten wie etwa Verseilungsfehlern der Weichdrähte 2a oder dem Heraustreten von Weichdrähten 2a nach außen ein Litzenleiter 1a wunschgemäß hergestellt werden kann.

Sollte die Schlaglänge Pa geringer als das 8,6-Fache des Leiterdurchmessers Φa betragen, besteht die Möglichkeit von Verseilungsfehlern des Weichdrahts 2a, da der Winkel des Weichdrahts 2a im Verhältnis zur Mittelachse des Litzenleiters 1a zu groß ausfällt.

Sollte die Schlaglänge Pa mehr als das 22,0-Fache des Leiterdurchmessers Φa betragen, erhöht sich die Länge der Verseilung pro Schlag in der Außenlagen-Schlaglänge der äußersten Lage 12a, und der Verseildruck der äußersten Lage 12a, welche auf den Innenlagenabschnitt 11a wirkt, würde sich zu stark verteilen, d. h. der Verseildruck auf den Innenlagenabschnitt 11a würde sinken und der Weichdraht 2a aus der äußersten Lage 12a und die Mittelachse des Litzenleiters 1a würden nahezu parallel verlaufen, wodurch zu befürchten ist, dass der Weichdraht 2a des Innenlagenabschnitts 11a zwischen den Weichdrähten 2a der äußersten Lage 12a hervortritt.

Beträgt die Schlaglänge Pa hingegen das etwa 12,1-Fache des Leiterdurchmessers Φa und somit mindestens dessen 8,6-Faches und höchstens dessen 22,0-Faches, so kann der Weichdraht 2a im erwünschten Winkel mit der Mittelachse des Litzenleiters 1a verseilt werden; zudem kann so der Verseildruck der äußersten Lage 12a auf den Innenlagenabschnitt 11a auf das vorgesehene Niveau gebracht werden, weshalb sowohl Fehler in der Verseilung des Weichdrahts 2a als auch zwischen den Weichdrähten 2a der äußersten Lage 12a hervortretende Weichdrähte 2a des Innenlagenabschnitts 11a unterbunden werden können.

Auf diese Weise kann der gewünschte Litzenleiter 1a hergestellt werden. Dementsprechend lässt sich auch erreichen, dass ein Isoliermantel, der um den Litzenleiter 1a gelegt wird, über die gewünschte Isolierleistung verfügt, da er an keiner Stelle aufgrund nach außen hervortretender Weichdrähte 2a dünner ausfällt als vorgesehen.

Für den Litzenleiter 1a beträgt die Schlaglänge Pa mindestens das 12,1-Fache und höchstens das 20,7-Fache des Leiterdurchmessers Φa, wodurch Defekte wie etwa Fehler im Verseilen von Weichdrähten 2a oder Heraustreten von Weichdrähten 2a sicher vermieden werden und der Litzenleiter 1a wunschgemäß hergestellt werden kann.

Während des Verseilschritts wirkt auf die Weichdrähte 2a eine Zugkraft von 2,0 N ein, d.h. im Bereich von mindestens 1,5 N und höchstens 2,5 N, was die Herstellung eines Litzenleiters 1a mit einer definierten Schlaglänge Pa ohne lockere Stellen ermöglicht.

Sollte eine Zugkraft von weniger als 1,5 N auf den Weichdraht 2a wirken, oder sollte gar keine Zugkraft auf dem Weichdraht 2a wirken, so besteht die Gefahr einer Lockerung des Weichdrahts 2a und der Entstehung lockerer Stellen im verseilten Litzenleiter 1a.

Sollte demgegenüber beim Verseilen eine Zugkraft von mehr als 2,5 N auf den Weichdraht 2a wirken, so besteht die die Gefahr, dass der verseilte Weichdraht 2a gedehnt wird oder bricht.

Liegt beim Verseilen die Zugkraft auf dem Weichdraht 2a hingegen bei 2,0 N und damit im Bereich von mindestens 1,5 N und höchstens 2,5 N, so werden lockere Stellen im verseilten Weichdraht 2a und im fertig verseilten Litzenleiter 1a und ebenso Dehnung und Reißen des Weichdrahts 2a vermieden.

Auf diese Weise kann der Litzenleiter 1a wunschgemäß durch straffes Verseilen der Weichdrähte 2a mit einer Schlaglänge Pa von etwa dem 12,1-Fachen des Leiterdurchmessers Φa und damit von mindestens dessen 8,6-Fachem und höchstens dessen 22,0-Fachem ohne lockere Stellen hergestellt werden, so dass Defekte wie Fehler in der Verseilung des Weichdrahts 2a oder das Heraustreten von Weichdrähten 2a nach außen unterbunden werden können.

Im Folgenden wird beschrieben, wie ein Litzenleiter 1a mit der oben beschriebenen Wirkung in einem Verseiltest 1-1, einem Wirkungsprüftest, getestet werden kann.

Der Test bewertet einen Litzenleiter, der aus 19 im Vorfeld einem Weichglühschritt unterzogenen Weichdrähten verseilt wurde (Prüfkörper A).

Zunächst werden als im Verseiltest 1-1 zu bildende Prüfkörper A Prüfkörper mit folgenden Schlaglängen Pa gewählt (jeweils als Vielfaches des Leiterdurchmessers Φa angegeben): 7,4 (Prüfkörper Aa); 7,8 (Prüfkörper Ab); 8,6 (Prüfkörper Ac); 11,0 (Prüfkörper Ad); 12,1 (Prüfkörper Ae); 20,7 (Prüfkörper Af); 21,8 (Prüfkörper Ag); 22,0 (Prüfkörper Ah); 25,4 (Prüfkörper Ai); 31,8 (Prüfkörper Aj).

Weiter werden bei den Prüfkörpern Aa in der Herstellung verschiedene Zugkräfte auf die Weichdrähte 2a ausgeübt: 1,0 N (Prüfkörper Aa1); 1,5 N (Prüfkörper Aa2); 2,0 N (Prüfkörper Aa3); 2,5 N (Prüfkörper Aa4); 3,0 N (Prüfkörper Aa5).

Auf gleiche Weise wird bei den Prüfkörpern Ab bis Aj verfahren (Variation der Zugkraft auf die Weichdrähte 2a), so dass folgende Prüfkörpervarianten entstehen: Ab1-Ab5; Ac1-Ac5; Ad1-Ad5; Ae1-Ae5; Af1-Af5; Ag1-Ag5; Ah1-Ah5; Ai1-Ai5; Aj1-Aj5.

Für den Verseiltest 1-1 wurden von den oben genannten Prüfkörpervarianten jeweils 10 Stück hergestellt, woraus zufällig 5 Stück ausgewählt wurden. Diese wurden anhand ihrer äußeren Erscheinung auf Defekte der Weichdrähte 2a hin untersucht und bewertet, wie etwa Verseilfehler oder heraustretende Drähte. Die Resultate der Bewertung sind in Tabelle 1-1 dargestellt. Tabelle 1-1

Zugkraft (N)Schlaglänge (Koeffizient)Draht7,47,88,611,012,120,721,822,025,431,81,0××××Aa1Ab1Ac1Ad1Ae1Af1Ag1Ah1Ai1Aj11,5××××Aa2Ab2Ac2Ad2Ae2Af2Ag2Ah2Ai2Aj22,0×××Aa3Ab3Ac3Ad3Ae3Af3Ag3Ah3Ai3Aj32,5××Aa4Ab4Ac4Ad4Ae4Af4Ag4Ah4Ai4Aj43,0××××Aa5Ab5Ac5Ad5Ae5Af5Ag5Ah5Ai5Aj5

Obenstehende Tabelle 1-1 gibt eine Übersicht über die Bewertungsresultate der einzelnen Prüfkörper in Abhängigkeit von dem Koeffizienten, der mit dem Leiterdurchmesser Φa multipliziert wird, um die Schlaglänge Pa zu berechnen, sowie der auf die Weichdrähte 2a ausgeübten Zugkraft als Parameter.

Zur Erläuterung der Symbole in Tabelle 1-1: (⊚) bezeichnet die Prüfkörper, bei denen auf der gesamten Länge die gewünschte Schlaglänge Pa beibehalten wurde und bei denen keine Defekte wie Verseilfehler, heraustretende Drähte, Dehnung oder Reißen von Weichdrähten 2a zu beobachten waren. (○) bezeichnet Prüfkörper, bei denen die Schlaglänge auf Teilabschnitten Abweichungen vom Ausmaß gewöhnlicher Fehler von der Schlaglänge Pa zeigt, die jedoch keine der erwähnten Defekte aufweisen.

(△) bezeichnet die Prüfkörper, bei denen in Teilabschnitten geringe Abweichungen der Schlaglänge von der gewünschten Schlaglänge Pa auftraten und bei denen bei maximal 2 der 5 Prüfkörper die oben erwähnten Defekte zu beobachten waren. (×) bezeichnet Prüfkörper, bei denen die Schlaglänge auf der gesamten Länge von der gewünschten Schlaglänge Pa abwich und bei denen an 3 oder mehr der 5 Prüfkörper die erwähnten Defekte auftraten. Demnach sind Litzenleiter mit der Bewertung (○) produkttechnisch einwandfrei. Litzenleiter mit der Bewertung (△) oder (×) weisen produkttechnische Probleme auf.

Das heißt, dass bei folgenden Prüfkörpern der Tabelle 1-1 Defekte vermieden werden konnten: Ac2-Ah2; Ac3-Ah3; Ac4-Ah4. Darüber hinaus entsprachen folgende Prüfkörper in ihrer gesamten Länge der gewünschten Schlaglänge Pa: Ae2-Ae4; Af2-Af4.

Dem Gegenüber traten bei den Prüfkörpern Aa1-Aa5 und Ab1-Ab5 Verseilungsfehler der Weichdrähte 2a auf; bei den Prüfkörpern Ai1-Ai5 und Aj1-Aj5 traten Weichdrähte 2a nach außen hervor.

Darüber hinaus traten bei den Prüfkörpern Aa1-Aj1 vereinzelt Verseilungsfehler der Weichdrähte 2a auf; bei den Prüfkörpern Aa5-Aj5 waren Weichdrähte 2a gedehnt oder gerissen.

Anhand der Testresultate kann bestätigt werden, dass die Gefahr von Verseilungsfehlern der Weichdrähte 2a besteht, wenn die Schlaglänge Pa das 7,8-Fache des Leiterdurchmessers Φa oder weniger beträgt, und die Gefahr aus dem Innenlagenabschnitt 11a heraustretender Weichdrähte 2a besteht, wenn die Schlaglänge Pa das 25,4-Fache des Leiterdurchmessers Φa oder mehr beträgt.

Des Weiteren konnte festgestellt werden, dass die Gefahr von Verseilungsfehlern der Weichdrähte 2a besteht, wenn die auf die Weichdrähte 2a ausgeübte Zugkraft 1,0 N oder weniger beträgt, und die Gefahr gedehnter oder gerissener Weichdrähte 2a besteht, wenn die auf die Weichdrähte 2a ausgeübte Zugkraft 3,0 N oder mehr beträgt.

Somit wurde festgestellt, dass Defekte in einem Litzenleiter 1a, bestehend aus 19 Weichdrähten 2a, die zuvor einem Weichglühschritt unterzogen wurden, vermieden werden können, wenn die auf die Weichdrähte 2a ausgeübte Zugkraft mindestens 1,5 und höchstens 2,5 N beträgt und die Schlaglänge Pa mindestens das 8,6-Fache und höchstens das 22,0-Fache des Leiterdurchmessers Φa beträgt; besagte Defekte können noch sicherer ausgeschlossen werden, wenn die Schlaglänge Pa mindestens das 12,1-Fache und höchstens das 20,7-Fache des Leiterdurchmessers Φa beträgt.

In der vorangegangenen Beschreibung wurde der Litzenleiter 1a zwar aus Weichdrähten 2a gebildet, die aus einem Reinaluminiummaterial bestehen, dessen Zusammensetzung dem Werkstoff 1070 aus der Norm JIS H 4000 entspricht, allerdings kann der Litzenleiter 1a auch aus Drähten gebildet werden, die aus einer hochfesten Aluminiumlegierung bestehen, der durch Beimischung von z. B. Magnesium und Silizium eine höhere Zugfestigkeit verliehen wurde als ein Reinaluminiummaterial mit einer Zusammensetzung nach Werkstoff 1070 aus der Norm JIS H 4000, und die einem Weichglühschritt unterzogen wurden. In diesem Fall sollte während des Verseilschritts eine Zugkraft von mindestens 1,0 N und höchstens 4,5 N auf die Weichdrähte ausgeübt werden, damit die Herstellung eines Litzenleiters mit einer definierten Schlaglänge Pa gelingt, der keine lockeren Stellen aufweist. In dieser Beschreibung dient als konkretes Beispiel für eine „hochfeste Aluminiumlegierung“ der Drahtwerkstoff wie in Patent WO2014/155817 beschrieben, dessen Zusammensetzung in Tabelle 1 unter „Erfindung 39“ aufgeführt wird. Die konkrete Zusammensetzung ist wie folgt: Mg = 0,50 m%; Si = 0,50 m%; Fe = 0,20 m%; Ti = 0,010 m%; B = 0,003 m%; Ni = 0,10 m%. Die restliche Masse entspricht Aluminium bzw. unvermeidlicher Kontamination. Des Weiteren können für diese Erfindung auch andere „hochfeste Aluminiumlegierungen“ als die oben erwähnte genutzt werden, so zum Beispiel Drahtwerkstoffe, die in den Bereich des Patents WO2014/155817 fallen, sowie andere Drahtwerkstoffe mit ähnlicher Zusammensetzung.

Im Folgenden wird beschrieben, wie ein Litzenleiter 1a mit Weichdrähten aus einer Aluminiumlegierung, die fester ist als ein Reinaluminiummaterial mit einer Zusammensetzung gemäß Werkstoff 1070 der Norm JIS H 4000 in dem Verseiltest 1-2, einem Wirkungsprüftest, getestet wird.

In einem ersten Schritt werden für den Verseiltest 1-2 als Prüfkörper A Prüfkörper Aa-Aj mit jeweils denselben Schlaglängen Pa wie im obigen Verseiltest 1-1 erstellt

Außerdem werden bei dem Prüfkörper Aa in der Herstellung dieselben Zugkräfte wie in Verseiltest 1-1 auf die Weichdrähte aus hochfester Aluminiumlegierung ausgeübt, wodurch die Prüfkörper Aa1-Aa5 erlangt werden. Darüber hinaus werden Prüfkörper mit folgenden Zugkräften verwendet: 0,5 N (Aa6); 3,5 N (Aa7); 4,0 N (Aa8); 4,5 N (Aa9); 5,0 N (Aa10).

Auf gleiche Weise wie bei den Prüfkörpern Aa wird mit den Prüfkörpern Ab bis Aj verfahren (Variation der auf Weichdrähte ausgeübten Zugkraft), so dass sich folgende Prüfkörpervarianten ergeben: Ab1-Ab10; Ac1-Ac10; Ad1-Ad10; Ae1-Ae10; Af1-Af10; Ag1-Ag10; Ah1-Ah10; Ai1-Ai10; Aj1-Aj10.

Die Resultate der Bewertung im Verseiltest 1-2 sind in Tabelle 1-2 dargestellt. Tabelle 1-2

Zugkraft (N)Schlaglänge (Koeffizient)Draht7,47,88,611,012,120,721,822,025,431,80,5××××Aa6Ab6Ac6Ad6Ae6Af6Ag6Ah6Ai6Aj61,0××××Aa1Ab1Ac1Ad1Ae1Af1Ag1Ah1Ai1Aj11,5××××Aa2Ab2Ac2Ad2Ae2Af2Ag2Ah2Ai2Aj22,0×××Aa3Ab3Ac3Ad3Ae3Af3Ag3Ah3Ai3Aj32,5×××Aa4Ab4Ac4Ad4Ae4Af4Ag4Ah4Ai4Aj43,0××Aa5Ab5Ac5Ad5Ae5Af5Ag5Ah5Ai5Aj53,5××Aa7Ab7Ac7Ad7Ae7Af7Ag7Ah7Ai7Aj74,0××Aa8Ab8Ac8Ad8Ae8Af8Ag8Ah8Ai8Aj84,5×××Aa9Ab9Ac9Ad9Ae9Af9Ag9Ah9Ai9Aj95,0××××Aa10Ab10Ac10Ad10Ae10Af10Ag10Ah10Ai10Aj10

Bei folgenden Prüfkörpern der Tabelle 1-2 konnten Defekte wie Verseilfehler, heraustretende Weichdrähte oder gedehnte bzw. gerissene Weichdrähte weitestgehend vermieden werden: Ac1-Ah1; Ac2-Ah2; Ac3-Ah3; Ac4-Ah4; Ac5-Ah5; Ac7-Ah7; Ac8-Ah8; Ac9-Ah9. Darüber hinaus entsprachen folgende Prüfkörper in ihrer gesamten Länge der gewünschten Schlaglänge Pa: Ae1-Ae5; Ae7-Ae9;
Af1-Af5; Af7-Af9.

Demgegenüber traten bei den Prüfkörpern Aa1-Aa10 und Ab1-Ab10 Verseilfehler der Weichdrähte auf; bei den Prüfkörpern Ai1-Ai10 und Aj1-Aj10 traten Weichdrähte nach außen hervor.

Darüber hinaus traten bei den Prüfkörpern Aa6-Aj6 vereinzelt Verseilfehler im Einzeldraht auf; bei den Prüfkörpern Aa10-Aj10 waren Einzeldrähte überspannt und gerissen.

Aus diesen Ergebnissen kann bestätigt werden, dass Defekte im Litzenleiter (bestehend aus Weichdrähten aus hochfester Aluminiumlegierung) weitgehend vermieden werden können, wenn die Zugkraft auf die Weichdrähte bei mindestens 1,0 und höchstens 4,5 N liegt und die Schlaglänge Pa mindestens das 8,6-Fache und höchstens das 22,0-Fache des Leiterdurchmessers Φa beträgt; besagte Defekte können noch sicherer ausgeschlossen werden, wenn die Schlaglänge Pa mindestens das 12,1-Fache und höchstens das 20,7-Fache des Leiterdurchmessers Φa beträgt.

In der vorangegangenen Beschreibung wurde ein Litzenleiter 1a beschrieben, der aus 19 im Vorfeld einem Weichglühschritt unterzogenen Weichdrähten 2a verseilt wird, allerdings müssen die Weichdrähte des Litzenleiters nicht unbedingt einem Weichglühschritt unterzogen werden, sondern der Litzenleiter kann auch ein Litzenleiter 1b sein, der aus 19 nicht weichgeglühten Drähten verseilt wird, die keinem Weichglühschritt unterzogen wurden, und die härter sind als die Weichdrähte 2a, nämlich Hartdrähten 2b. Die Hartdrähte 2b werden zwar keinem vorangehenden Weichglühschritt unterzogen, bestehen allerdings ebenso wie die Weichdrähte 2a aus Reinaluminiummaterial mit einer Zusammensetzung gemäß Werkstoff 1070 der Norm JIS H 4000.

Das heißt, dass der Litzenleiter 1b denselben Aufbau aufweist wie in der vorangehenden ersten Ausführungsform des Litzenleiters 1a beschrieben; daher wird auf eine grafische Darstellung verzichtet und im Folgenden knapp beschrieben.

Der Litzenleiter 1b wird aus dem Hartdraht 2b, der härter ist als Weichdraht 2a, verseilt, wobei die Schlaglänge Pb etwa dem 12,1-Fachen des Leiterdurchmessers Φb entspricht, also 19,4 mm.

Der Litzenleiter 1b ist jedoch nicht auf einen Aufbau beschränkt, in dem die Schlaglänge Pb das etwa 12,1-Fache des Leiterdurchmessers Φb beträgt, sondern die Schlaglänge Pa darf mindestens das 6,4-Fache und höchstens das 16,9-Fache des Leiterdurchmessers Φb betragen, vorzugsweise jedoch mindestens das 9,6-Fache und höchstens das 15,4-Fache des Leiterdurchmessers Φb.

Die Herstellungsweise eines Litzenleiters 1b, dessen Aufbau vorangehend beschrieben wurde, wird im Folgenden anhand der 7 beschrieben.

7 zeigt ein Ablaufdiagramm des Herstellungsverfahrens der Litzenleiters 1b.

Der Litzenleiter 1b durchläuft in seinem Herstellungsverfahren, wie in 7 dargestellt, zuerst den Schritt T1 (Verseilung der nicht weichgeglühten Hartdrähte 2b), und dann erst in Schritt T2 werden die Hartdrähte 2b einem Weichglühschritt unterzogen.

Die Schritte T1 (Verseilung) und T2 (Weichglühen) im Herstellungsverfahren des Litzenleiters 1b entsprechen den vorab beim Litzenleiter 1a beschriebenen Schritten S1 (Weichglühen) und S2 (Verseilung), weshalb sie im Folgenden nur grob beschrieben werden.

Im Verseilschritt (Schritt T1) werden zuerst die Spulen 3a, auf welche der keinem Weichglühprozess unterzogene Hartdraht 2b aufgewickelt ist, in die erste Spulenhalterung 51, die zweiten Spulenhalterungen 522 und die dritten Spulenhalterungen 612 der oben beschriebenen Verseilmaschine 4a eingesetzt; sodann werden das Zweite-Lage-Verseilelement 52 und das Dritte-Lage-Verseilelement 61 in dieselbe Richtung in Umlauf versetzt und die erste Spulenhalterung 51, die zweiten Spulenhalterungen 522 sowie die dritten Spulenhalterungen 612 und der Leiteraufwickler 7 werden in Eigenrotation versetzt.

In diesem Fall wird während des Verseilschritts auf die Hartdrähte jeweils eine Zugkraft von 6,0 N ausgeübt, und die Verseilung der Hartdrähte 2b wird mit einer Schlaglänge Pb von 19,4 mm (dem 12,1-Fachen des Leiterdurchmessers Φb) ausgeführt.

Die Zugkraft für die Hartdrähte 2b kann hierbei nicht nur bei 6,0 N liegen, sondern kann im Rahmen von mindestens 5,0 bis höchstens 7,0 N entsprechend angepasst werden.

Der soeben erläuterte Verseilschritt (Schritt T1) wird solange weitergeführt, bis die gewünschte Länge des Litzenleiters 1b erreicht ist.

Der nächste Schritt T2 (Weichglühschritt) sieht vor, dass der zum Litzenleiter 1b verseilte Hartdraht 2b auf der Vorratsspule 3b in aufgewickeltem Zustand über einen Zeitraum von etwa fünf Stunden einer hohen Temperatur von circa 350 Grad Celsius ausgesetzt und so erweicht wird.

Mittels dieses Herstellungsverfahrens kann ein dem oben beschriebenen Litzenleiter 1a gleichwertiger Litzenleiter 1b aus Hartdraht 2b hergestellt werden, der härter ist als Weichdraht 2a.

Auf die oben beschriebene Weise kann ein wunschgemäßer Litzenleiter 1b, der aus Hartdrähten 2b besteht, welche keinem Weichglühschritt unterzogen wurden, mit einer Schlaglänge Pb von etwa dem 12,1-Fachen des Leiterdurchmessers Φb und damit von mindestens dessen 6,4-Fachem und höchstens dessen 16,9-Fachem derart hergestellt werden, dass Defekte wie Fehler in der Verseilung des Hartdrahts 2b oder das Heraustreten von Hartdrähten 2b nach außen unterbunden werden können.

Für den Litzenleiter 1b beträgt die Schlaglänge Pb mindestens das 9,6-Fache und höchstens das 15,4-Fache des Leiterdurchmessers Φb, wodurch Defekte wie etwa Fehler im Verseilen von Hartdrähten 2b oder Heraustreten von Hartdrähten 2b nach außen sicher vermieden werden können und der Litzenleiter 1b wunschgemäß hergestellt werden kann.

Während des Verseilschritts wird auf die Hartdrähte 2b eine Zugkraft von 6,0 N und somit von mindestens 5,0 und höchstens 7,0 N ausgeübt, was die Verseilung der Hartdrähte 2b, welche härter als die Weichdrähte 2a sind, mit einer definierten Schlaglänge Pb erlaubt, ohne dass lockere Stellen entstehen; so kann ein wunschgemäßer Litzenleiter 1b hergestellt werden, bei dem Defekte wie Fehler in der Verseilung des Hartdrahts 2b oder hervortretende Hartdrähte 2b unterbunden werden.

Im Vergleich mit einem Aufbau aus 19 bereits vorher einem Weichglühschritt unterzogenen Weichdrähten 2a wird beim Litzenleiter 1b erst nach dem Verseilen ein Weichglühschritt durchgeführt, d. h. der bereits verseilte Litzenleiter 1b wird dem Weichglühschritt unterzogen; so wird die Verarbeitungslänge verringert, was räumliche Einsparungen bei den Weichglühanlagen ermöglicht.

Im Folgenden wird der Verseiltest 2-1 zur Wirkungsprüfung eines Litzenleiters 1b mit der oben beschriebenen Wirkung erläutert.

Der Verseiltest 2-1 bewertet Litzenleiter, bei deneen 19 nicht weichgeglühte Hartdrähte 2b verseilt wurden (Prüfkörper B).

Zunächst wurden als im Verseiltest 2-1 zu bildende Prüfkörper B Prüfkörper mit folgenden Schlaglängen Pb gewählt (jeweils als Vielfaches des Leiterdurchmessers Φb angegeben): 5,1 (Ba); 5,9 (Bb); 6,4 (Bc); 8,6 (Bd); 9,6 (Be); 15,4 (Bf); 16,9 (Bg); 17,8 (Bh); 18,7 (Bi).

Ferner wurden bei den Prüfkörpern Ba in der Herstellung verschiedene Zugkräfte auf die Hartdrähte 2b ausgeübt: 4,5 N (Prüfkörper Ba1); 5,0 N (Prüfkörper Ba2); 5,5 N (Prüfkörper Ba3); 6,0 N (Prüfkörper Ba4); 6,5 N (Prüfkörper Ba5); 7,0 N (Prüfkörper Ba6); 7,5 N (Prüfkörper Ba7).

Auf die gleiche Weise wurde bei den Prüfkörpern Bb bis Bi verfahren (Variation der Zugkraft auf Hartdrähte 2b), so dass sich folgende Prüfkörpervarianten ergaben: Bb1-Bb7; Bc1-Bc7; Bd1-Bd7; Be1-Be7; Bf1-Bf7; Bg1-Bg7; Bh1-Bh7; Bi1-Bi7.

Für den Verseiltest 2-1 wurden, wie zuvor im Verseiltest 1-1, von den oben genannten Prüfkörpervarianten jeweils 10 Stück hergestellt, woraus zufällig 5 Stück ausgewählt wurden. Diese wurden anhand ihrer äußeren Erscheinung auf Defekte hin untersucht und bewertet. Die Resultate der Bewertung sind in Tabelle 2-1 dargestellt. Tabelle 2-1

Zugkraft (N)Schlaglänge (Koeffizient)Draht5,15,96,48,69,615,416,917,818,74,5××××Ba1Bb1Bc1Bd1Be1Bf1Bg1Bh1Bi15,0××O××Ba2Bb2Bc2Bd2Be2Bf2Bg2Bh2Bi25,5××××Ba3Bb3Bc3Bd3Be3Bf3Bg3Bh3Bi36,0××××Ba4Bb4Bc4Bd4Be4Bf4Bg4Bh4Bi46,5×××Ba5Bb5Bc5Bd5Be5Bf5Bg5Bh5Bi57,0××Ba6Bb6Bc6Bd6Be6Bf6Bg6Bh6Bi67,5××××Ba7Bb7Bc7Bd7Be7Bf7Bg7Bh7Bi7

Bei folgenden Prüfkörpern der Tabelle 2-1 konnten Defekte wie Verseilfehler, heraustretende Hartdrähte 2b oder gedehnte bzw. gerissene Drähte weitestgehend vermieden werden: Bc2-Bg2; Bc3-Bg3; Bc4-Bg4; Bc5-Bg5; Bc6-Bg6. Darüber hinaus entsprachen folgende Prüfkörper in ihrer gesamten Länge der gewünschten Schlaglänge Pb: Be2-Be6; Bf2-Bf6.

Demgegenüber traten bei den Prüfkörpern Ba1-Ba7 und Bb1-Bb7 Verseilfehler der Hartdrähte 2b auf; bei den Prüfkörpern Bh1-Bh7 und Bi1-Bi7 traten Hartdrähte 2b nach außen hervor.

Darüber hinaus traten bei den Prüfkörpern Ba1-Bi7 vereinzelt Verseilfehler im Hartdraht 2b auf; bei den Prüfkörpern Ba7-Bi7 waren Hartdrähte 2b gedehnt oder gerissen.

Somit wurde festgestellt, dass Defekte in einem Litzenleiter 1b, bestehend aus 19 Hartdrähten 2b, die keinem Weichglühschritt unterzogen wurden, vermieden werden können, wenn die auf die Hartdrähte 2b ausgeübte Zugkraft mindestens 5,0 und höchstens 7,0 N beträgt und die Schlaglänge Pb mindestens das 6,4-Fache und höchstens das 16,9-Fache des Leiterdurchmessers Φb beträgt; besagte Defekte können noch sicherer ausgeschlossen werden, wenn die Schlaglänge Pb mindestens das 9,6-Fache und höchstens das 15,4-Fache des Leiterdurchmessers Φb beträgt.

In der vorangegangenen Beschreibung wurde der Litzenleiter 1b zwar aus Hartdrähten 2b gebildet, die aus einem Reinaluminiummaterial bestehen, dessen Zusammensetzung dem Werkstoff 1070 aus der Norm JIS H 4000 entspricht, allerdings kann der Litzenleiter 1b auch aus Hartdrähten gebildet werden, die aus einer hochfesten Aluminiumlegierung bestehen, der durch Beimischung von z. B. Magnesium und Silizium eine höhere Zugfestigkeit verliehen wurde als ein Reinaluminiummaterial mit einer Zusammensetzung nach Werkstoff 1070 aus der Norm JIS H 4000.

In diesem Fall sollte während des Verseilschritts auf die Hartdrähte eine Zugkraft von mindestens 5,0 N und höchstens 7,0 N ausgeübt werden, damit die Herstellung eines Litzenleiters mit einer definierten Schlaglänge Pb gelingt, der keine lockeren Stellen aufweist. Das heißt, dass die Bedingungen zur Herstellung eines Litzenleiters mit Hartdrähten aus einer hochfesten Aluminiumlegierung identisch sind mit den Bedingungen zur Herstellung eines Litzenleiters mit Hartdrähten 2b aus Reinaluminiummaterial mit einer Zusammensetzung gemäß Werkstoff 1070 der Norm JIS H 4000.

Im Folgenden wir der Verseiltest 2-2 zur Wirkungsprüfung eines Litzenleiters aus Hartdrähten aus einer Aluminiumlegierung mit höherer Festigkeit als ein nach 1070 der Norm JIS H 4000 zusammengesetzter Reinaluminiumwerkstoff beschrieben.

Zunächst wurden als im Verseiltest 2-2 zu bildende Prüfkörper B Prüfkörper mit jeweils denselben Schlaglängen Pb und auf den Hartdraht ausgeübten Zugkräften wie im Verseiltest 2-1 gewählt, nämlich die Prüfkörper Ba1-Bi1, Ba2-Bi2, Ba3-Bi3, Ba4-Bi4, Ba5-Bi5, Ba6-Bi6 und Ba7-Bi7.

Die Resultate der Bewertung im Verseiltest 2-2 sind in nachstehender Tabelle 2-2 dargestellt. Tabelle 2-2

Zugkraft (N)Schlaglänge (Koeffizient)Draht5,15,96,48,69,615,416,917,818,74,5××××Ba1Bb1Bc1Bd1Be1Bf1Bg1Bh1Bi15,0××××Ba2Bb2Bc2Bd2Be2Bf2Bg2Bh2Bi25,5××××Ba3Bb3Bc3Bd3Be3Bf3Bg3Bh3Bi36,0××××Ba4Bb4Bc4Bd4Be4Bf4Bg4Bh4Bi46,5×××Ba5Bb5Bc5Bd5Be5Bf5Bg5Bh5Bi57,0××Ba6Bb6Bc6Bd6Be6Bf6Bg6Bh6Bi67,5××××Ba7Bb7Bc7Bd7Be7Bf7Bg7Bh7Bi7

Bei folgenden Prüfkörpern der Tabelle 2-2 konnten Defekte wie Verseilfehler, heraustretende Hartdrähte oder gedehnte bzw. gerissene Drähte weitestgehend vermieden werden: Bc2-Bg2; Bc3-Bg3; Bc4-Bg4; Bc5-Bg5; Bc6-Bg6. Darüber hinaus entsprachen folgende Prüfkörper in ihrer gesamten Länge der gewünschten Schlaglänge Pb: Be2-Be6; Bf2-Bf6.

In den Prüfkörpern Ba1-Ba7 und Bb7-Bb7 traten Verseilungsfehler des Hartdrahts auf; in den Prüfkörpern Bh1-Bh7 und Bi1-Bi7 wurden heraustretende Hartdrähte beobachtet.

Des Weiteren traten bei den Prüfkörpern Ba1-Bi1 Verseilungsfehler des Hartdrahts auf und bei den Prüfkörpern Ba7-Bi7 traten Fälle auf, in denen der Hartdraht gedehnt wurde oder gerissen war.

So zeigte sich bei Litzenleitern, für die Hartdraht aus einem hochfesten Aluminiumlegierungsmaterial verseilt wurde, dass durch eine Verseilung mit denselben Herstellungsbedingungen wie beim Litzenleiter 1b, bei welchem der zuvor erläuterte Hartdraht 2b aus einem Reinaluminiummaterial mit einer dem Werkstoff 1070 nach der Norm JIS H 4000 entsprechenden Zusammensetzung verseilt wurde, das Auftreten der genannten Defekte noch verlässlicher verhindert und der gewünschte Litzenleiter hergestellt werden kann.

Zweite Ausführungsform

Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform dieser Erfindung basierend auf den 8 bis 11 beschrieben. In Bezug auf den nachfolgend beschriebenen Aufbau wird der Teil des Aufbaus, der mit dem Aufbau der bereits beschriebenen ersten Ausführungsform identisch ist, mit denselben Bezugszeichen versehen und die Beschreibung wird nicht wiederholt.

8 ist eine perspektivische Ansicht eines Litzenleiters 1c der zweiten Ausführungsform, 9 ist eine Vorderseitenansicht des Litzenleiters 1c der zweiten Ausführungsform, 10 ist eine schematische Darstellung einer Verseilmaschine 4b der zweiten Ausführungsform, und 11 ist ein Ablaufdiagramm, das das Herstellungsverfahren des Litzenleiters 1b der zweiten Ausführungsform darstellt.

8 ist eine perspektivische Ansicht des Litzenleiters 1c, bei welchem die Länge des Weichdrahts 2a an einem Ende des Litzenleiters 1c von der Mitte 101 ausgehend in Richtung der vierten Lage 104 graduell verkürzt dargestellt ist; durch die perspektivische Ansicht ist der vierlagige Aufbau des Litzenleiters 1c leicht nachvollziehbar.

Des Weiteren ist 10 eine vereinfachte schematische Darstellung der Verseilmaschine 4b, in der die unterschiedliche Anzahl der zweiten Spulenhalterungen 522, der dritten Spulenhalterungen 612 und vierterSpulenhalterungen 812, die jeweils die Spulen 3a halten, leicht ersichtlich ist.

Beim Litzenleiter 1c der zweiten Ausführungsform liegt ein Aufbau vor, in dem 37 Weichdrähte 2a, bei welchen Reinaluminiummaterial mit einer dem Werkstoff 1070 nach der Norm JIS H 4000 entsprechenden Zusammensetzung einem Weichglühschritt unterzogen wurde, wie in 8 dargestellt konzentrisch angeordnet sind und eine vierlagige Struktur mit der Mitte 101 als erste Lage bilden, und der sich aus dem Innenlagenabschnitt 11c, der durch die in radialer Richtung inneren drei Lagen gebildet wird, und der äußersten Lage 12c außerhalb des Innenlagenabschnitts 11c zusammensetzt.

Dadurch ergibt sich ein Leiterdurchmesser Φc von 2,24 mm (siehe 9) und die Gesamtquerschnittsfläche der verseilten Weichdrähte 2a beträgt etwa 3,0 mm2 (3 sq).

Noch genauer ausgeführt besteht der Litzenleiter 1c aus der Mitte 101 (entspricht der ersten Lage), einer zweiten Lage 102, einer dritten Lage 103 und einer vierten Lage 104, die aus 18 außerhalb der dritten Lage 103 angeordneten Weichdrähten 2a gebildet wird, und der Innenlagenabschnitt 11c ist der Teil von der Mitte 101 bis zu der dritten Lage 103 und die äußerste Lage 12c wird durch die vierte Lage 104 gebildet.

Darüber hinaus ist die Schlaglänge Pc des Litzenleiters 1c, wie in 9 dargestellt, derart gewählt, dass sie mit 19,4mm das etwa 8,7-Fache des Leiterdurchmessers Φc beträgt.

Der Litzenleiter 1c ist jedoch nicht auf einen Aufbau beschränkt, in dem die Schlaglänge Pc das etwa 8,7-Fache des Leiterdurchmessers Φc beträgt, sondern es ist ausreichend, wenn die Schlaglänge Pc mindestens das 6,2-Fache und höchstens das 15,7-Fache des Leiterdurchmessers Φc beträgt; weiter bevorzugt beträgt sie mindestens das 8,7-Fache und höchstens das 14,8-Fache.

Die den Litzenleiter 1c verseilende Verseilmaschine 4b ist, wie in 10 dargestellt, derart aufgebaut, dass die Zweite-Lage-Verseileinheit 5, die Dritte-Lage-Verseileinheit 6, eine die vierte Lage 104 verseilende Vierte-Lage-Verseileinheit 8 und der Leiteraufwickler 7 in dieser Reihenfolge in Laufrichtung X angeordnet sind.

Die Vierte-Lage-Verseileinheit 8 ist aus einem Vierte-Lage-Verseilelement 81 und einem Vierte-Lage-Zusammenführspannfutter 82 gebildet. Da das Vierte-Lage-Verseilelement 81 und das Vierte-Lage-Zusammenführspannfutter 82 denselben Aufbau wie das Zweite-Lage-Verseilelement 52 und das Zweite-Lage-Zusammenführspannfutter 53 der Zweite-Lage-Verseileinheit 5 aufweisen, werden sie in der Figur nicht dargestellt und nachfolgend nur kurz beschrieben.

Im Vierte-Lage-Verseilelement 81 sind eine Zentralwelle 81a, ein erster Flansch 81b und ein zweiter Flansch 81c als ein Körper ausgebildet, und zudem weist es einen nicht dargestellten Rotationsmechanismus auf.

Die Zentralwelle 81a hat die Form eines Kreiszylinders und weist im Inneren ein entlang der Laufrichtung X verlaufendes Durchgangsloch 811 auf.

Der erste Flansch 81b weist 18 vierte Spulenhalterungen 812 auf und im zweiten Flansch 81c sind 18 Durchgangsbohrungen 813 ausgebildet.

Diese vierten Spulenhalterungen 812 und Durchgangsbohrungen 813 sind in Bezug aufeinander derart angeordnet, dass sie auf einem konzentrischen Kreis in regelmäßigen Abständen voneinander entfernt liegen, d. h. dass sie von der Laufrichtung X aus gesehen etwa ein regelmäßiges Achtzehneck bilden.

Der am Vierte-Lage-Verseilelement 81 angebrachte Rotationsmechanismus ist mit dem oben genannten und am Zweite-Lage-Verseilelement 52 angebrachten Rotationsmechanismus baugleich und an der Zentralwelle 81a installiert.

Es gibt jedoch analog zu dem Rotationsmechanismus, der auf dem Zweite-Lage-Verseilelement 52 angebracht ist, keine Beschränkung dahingehend, dass dieser Rotationsmechanismus auf der Zentralwelle 81a angebracht sein muss.

Das Vierte-Lage-Zusammenführspannfutter 82 hat die Form eines Kreiszylinders mit einem Innendurchmesser gleich dem Außendurchmesser der vierten Lage 104 bzw. dem Durchmesser des Litzenleiters 1c und führt die 18 Weichdrähte 2a, die die Durchgangsbohrungen 813 passiert haben, um den Innenlagenabschnitt 11c, der das Durchgangsloch 811 passiert hat, herum zusammen.

Das Herstellungsverfahren des Litzenleiters 1c, das eine Verseilmaschine 4c mit einem Aufbau in der beschriebenen Art verwendet, wird im Folgenden erläutert.

Die Herstellung des Litzenleiters 1c beinhaltet, wie in 11 dargestellt, einen Weichglühschritt (Schritt U1) und danach einen Verseilschritt (Schritt U2).

Der Weichglühschritt (Schritt U1) im Herstellungsverfahren des Litzenleiters 1c wird hier nicht erläutert, da er identisch ist mit dem bereits beschriebenen Weichglühschritt (Schritt S1) im Herstellungsverfahren des Litzenleiters 1a.

Im Verseilschritt (Schritt U2) werden zuerst Spulen 3a, auf die ein einem Weichglühschritt unterzogener Weichdraht 2a aufgewickelt ist, jeweils in die erste Spulenhalterung 51, die zweiten Spulenhalterungen 522, die dritten Spulenhalterungen 612 und die vierten Spulenhalterungen 81 eingesetzt.

Die Endstücke des Weichdrahts 2a, die jeweils von den Spulen 3a auf den einzelnen Spulenhalterungen gelöst wurden, werden, nachdem sie bestimmte Positionen passiert haben und dann gebündelt wurden, an der in den Leiteraufwickler 7 eingesetzten Spule 3b fixiert.

Wenn das Fixieren des Weichdrahts 2a an der Spule 3b abgeschlossen ist, werden das Zweite-Lage-Verseilelement 52, das Dritte-Lage-Verseilelement 61 und das Vierte-Lage-Verseilelement 81 in dieselbe Richtung in Umlauf versetzt und gleichzeitig die ersten Spulenhalterungen 51, die zweiten Spulenhalterungen 522, die dritten Spulenhalterungen 612, die vierten Spulenhalterungen 812 und der Leiteraufwickler 7 in Eigenrotation versetzt.

Dabei werden die Eigenrotationsgeschwindigkeiten der ersten Spulenhalterung 51, der zweiten Spulenhalterungen 522, der dritten Spulenhalterungen 612 und der vierten Spulenhalterungen 812 entsprechend der Eigenrotationsgeschwindigkeit des Leiteraufwicklers 7 gesteuert, und auf die jeweiligen verseilten Weichdrähte 2a wird eine Zugkraft von 2,0 N ausgeübt.

Die auf die Weichdrähte 2a wirkende Zugkraft ist jedoch nicht auf einen Wert von 2,0 N beschränkt, sondern kann innerhalb eines Bereichs von mindestens 1,5 N und höchstens 2,5 N beliebig eingestellt werden.

Des Weiteren werden die Umlaufgeschwindigkeiten des Zweite-Lage-Verseilelements 52, des Dritte-Lage-Verseilelements 61 und des Vierte-Lage-Verseilelements 81 entsprechend der Eigenrotationsgeschwindigkeit des Leiteraufwicklers 7 gesteuert und die Weichdrähte 2a werden mit einer Schlaglänge Pc von 19,4 mm, was etwa dem 8,7-Fachen des Leiterdurchmessers Φc entspricht, verseilt.

In dieser Ausführungsform kann durch die Wahl einer einheitlichen Umlaufgeschwindigkeit für das Zweite-Lage-Verseilelement 52, das Dritte-Lage-Verseilelement 61 und das Vierte-Lage-Verseilelement 81 eine einheitliche Schlaglänge für die zweite bis vierte Lage erzielt werden.

Der beschriebene Verseilschritt (Schritt U2) wird so lange durchgeführt, bis der Litzenleiter 1c die gewünschte Länge erreicht.

Auf diese Weise kann dadurch, dass ein einzelner Weichdraht 2a aus einem Aluminiummaterial für die Mitte 101 sowie von der Mitte 101 ausgehend nacheinander 6, 12 und 18 Weichdrähte 2a in konzentrischen Kreisen angeordnet verseilt werden und darüber hinaus ein Weichdraht 2a, der einem Weichglühschritt unterzogen wurde, eingesetzt wird und die Schlaglänge Pc etwa das 8,7-Fache des Leiterdurchmessers Φc und somit mindestens dessen 6,2-Faches und höchstens dessen 15,7-Faches beträgt, ein Aufbau für den gewünschten Litzenleiter 1c erzielt werden, bei welchem das Auftreten von Defekten wie etwa Verseilungsfehlern des Weichdrahts 2a oder heraustretenden Weichdrähten 2a verhindert wird.

Da bei diesem Litzenleiter 1c die Schlaglänge Pc mindestens das 8,7-Fache und höchstens das 14,8-Fache des Leiterdurchmessers Φc beträgt, kann ein Aufbau für den gewünschten Litzenleiter 1c erzielt werden, bei welchem das Auftreten von Defekten wie etwa Verseilungsfehlern des Weichdrahts 2a oder heraustretenden Weichdrähten 2a verlässlich verhindert wird.

Da des Weiteren im Verseilschritt mit einer Zugkraft von 2,0 N eine Zugkraft, die mindestens 1,5 N und höchstens 2,5 N beträgt, auf den Weichdraht 2a ausgeübt wird, kann eine straffe Verseilung des Weichdrahts 2a mit der gewünschten Schlaglänge Pc erreicht werden, wodurch der gewünschte Litzenleiter 1c hergestellt werden kann, bei welchem das Auftreten von Defekten wie etwa Verseilungsfehlern des Weichdrahts 2a oder heraustretenden Weichdrähten 2a verhindert wird.

Im Folgenden wird der Verseiltest 3-1, der ein Test zur Überprüfung der beschriebenen Wirkungen des Litzenleiters 1c ist, erläutert.

Der Verseiltest 3-1 ist eine Prüfung, bei welchem ein Litzenleiter (nachfolgend der Prüfkörper C), der gebildet wurde, indem in einem Verseilschritt zu einer schrittweisen Verseilung von der Mitte 101 bis zur vierten Lage 104 37 Weichdrähte 2a verseilt wurden, bewertet wird.

Als Prüfkörper C des Verseiltests 3-1 wurden Prüfkörper Ca mit einer dem 5,3-Fachen des Leiterdurchmessers Φc entsprechenden Schlaglänge Pc, Prüfkörper Cb mit einer 5,6-fachen, Prüfkörper Cc mit einer 6,2-fachen, Prüfkörper Cd mit einer 7,9-fachen, Prüfkörper Ce mit einer 8,7-fachen, Prüfkörper Cf mit einer 14,8-fachen, Prüfkörper Cg mit einer 15,5-fachen, Prüfkörper Ch mit einer 15,7-fachen, Prüfkörper Ci mit einer 18,2-fachen und Prüfkörper Cj mit einer 22,7-fachen Schlaglänge verwendet.

Des Weiteren wurden als Prüfkörper Ca Prüfkörper Ca1, bei deren Herstellung eine Zugkraft von 1,0 N auf den Weichdraht 2a ausgeübt wurde, Prüfkörper Ca2, bei deren Herstellung eine Zugkraft von 1,5 N ausgeübt wurde, Prüfkörper Ca3, bei deren Herstellung eine Zugkraft von 2,0 N ausgeübt wurde, Prüfkörper Ca4, bei deren Herstellung eine Zugkraft von 2,5 N ausgeübt wurde, und Prüfkörper Ca5, bei deren Herstellung eine Zugkraft von 3,0 N ausgeübt wurde, verwendet.

Bei den Prüfkörpern Cb-Cj wurden in derselben Weise wie bei den Prüfkörpern Ca Prüfkörper Cb1-Cb5, Prüfkörper Cc1-Cc5, Prüfkörper Cd1-Cd5, Prüfkörper Ce1-Ce5, Prüfkörper Cf1-Cf5, Prüfkörper Cg1-Cg5, Prüfkörper Ch1-Ch5, Prüfkörper Ci1-Ci5 und Prüfkörper Cj1-Cj5, bei welchen die auf den Weichdraht 2a wirkende Zugkraft variiert wurde, verwendet.

Bei dem Verseiltest 3-1 wurden in derselben Vorgangsweise wie im bereits beschriebenen Verseiltest 1-1 aus den jeweils mit einer Stückzahl von 10 hergestellten einzelnen Prüfkörpern jeweils 5 Stück nach dem Zufallsprinzip ausgewählt und anhand ihrer äußeren Erscheinung auf das Vorliegen von Defekten überprüft. Die Ergebnisse dieser Bewertung sind in der Tabelle 3-1 angeführt. Tabelle 3-1

Zugkraft (N)Schlaglänge (Koeffizient)Draht5,35,66,27,98,714,815,515,718,222,71,0××××Ca1Cb1Cc1Cd1Ce1Cf1Cg1Ch1Ci1Cj11,5××××Ca2Cb2Cc2Cd2Ce2Cf2Cg2Ch2Ci2Cj22,0×××Ca3Cb3Cc3Cd3Ce3Cf3Cg3Ch3Ci3Cj32,5××Ca4Cb4Cc4Cd4Ce4Cf4Cg4Ch4Ci4Cj43,0××××Ca5Cb5Cc5Cd5Ce5Cf5Cg5Ch5Ci5Cj5

Das Ergebnis war, wie in der Tabelle 3-1 gezeigt, dass bei den Prüfkörpern Cc2-Ch2, Cc3-Ch3 und Cc4-Ch4 das Auftreten von Defekten wie Verseilungsfehlern des Weichdrahts 2a, heraustretenden Weichdrähte 2a oder gedehnten oder gerissenen Weichdrähten 2a verhindern werden konnte, zudem zeigte sich, dass bei den Prüfkörpern Ce2-Ce4 und Cf2-Cf4 ein Verseilen bei gleichzeitiger Wahrung der gewünschten Schlaglänge Pc über den gesamten Bereich der Prüfkörper hinweg möglich war.

In den Prüfkörpern Ca1-Ca5 und Cb1-Cb5 traten Verseilungsfehler des Weichdrahts 2a auf, und in den Prüfkörpern Ci1-Ci5 und Cj1-Cj5 wurde ein Heraustreten der den Innenlagenabschnitt 11c bildenden Weichdrähte 2a beobachtet.

Des Weiteren traten bei den Prüfkörpern Ca1-Cj1 Verseilungsfehler des Weichdrahts 2a auf und bei den Prüfkörpern Ca5-Cj5 traten Fälle auf, in denen der Weichdraht 2a gedehnt wurde oder gerissen war.

Dadurch konnte bestätigt werden, dass dadurch, dass ein Litzenleiter 1c, der gebildet wurde, bei dem in einem Verseilschritt zur schrittweisen Verseilung von der Mitte 101 bis zur vierten Lage 104 37 Weichdrähte 2a derart verseilt werden, dass auf den Weichdraht 2a eine Zugkraft von mindestens 1,5 N und höchstens 2,5 N ausgeübt wird und die Schlaglänge Pc mindestens das 6,2-Fache und höchstens das 15,7-Fache des Leiterdurchmessers Φc beträgt, ein Auftreten der genannten Defekte verhindert werden kann und in Fällen, in denen die Schlaglänge Pc mindestens das 8,7-Fache und höchstens das 14,8-Fache beträgt, das Auftreten der genannten Defekte noch verlässlicher verhindert werden kann.

In der bisherigen Beschreibung wurde der Litzenleiter 1c durch Weichdraht 2a aus Reinaluminiummaterial mit einer Zusammensetzung gemäß Werkstoff 1070 der Norm JIS H 4000 gebildet, es ist jedoch auch möglich, den Litzenleiter aus Draht zu bilden, der aus einer hochfesten Aluminiumlegierung besteht, der durch Beimischung von Magnesium und Silizium eine höhere Zugfestigkeit verliehen wurde als Reinaluminiummaterial mit einer Zusammensetzung nach Werkstoff 1070 aus der Norm JIS H 4000, und der einem Weichglühschritt unterzogen wurde. In diesem Fall kann dadurch, dass während der Verseilung eine Zugkraft von mindestens 1,0 N und höchstens4,5 N auf den Weichdraht ausgeübt wird, der gewünschte straff verseilte Litzenleiter mit einer bestimmten Schlaglänge Pc hergestellt werden.

Im Folgenden wird der Verseiltest 3-2 erläutert, der ein Test zur Überprüfung der Wirkungen eines Litzenleiters ist, der aus Weichdraht aus einem Aluminiumlegierungsmaterial mit einem höheren Festigkeitsgrad als das Reinaluminiummaterial mit einer dem Werkstoff 1070 nach der JIS-H-4000-Norm entsprechenden Zusammensetzung hergestellt wurde.

Als Prüfkörper C des Verseiltests 3-2 wurden Prüfkörper Ca-Cj verwendet, deren jeweilige Schlaglänge Pc mit den Werten des beschriebenen Verseiltests 3-1 identisch ist.

Des Weiteren wurden als Prüfkörper Ca Prüfkörper Ca1-Ca5, bei deren Herstellung eine Zugkraft desselben Ausmaßes wie im Verseiltest 3-1 auf den Weichdraht aus hochfesten Aluminiumlegierungsmaterial ausgeübt wurde, Prüfkörper Ca6, bei deren Herstellung eine Zugkraft von 0,5 N ausgeübt wurde, Prüfkörper Ca7, bei deren Herstellung eine Zugkraft von 3,5 N ausgeübt wurde, Prüfkörper Ca8, bei deren Herstellung eine Zugkraft von 4,0 N ausgeübt wurde, Prüfkörper Ca9, bei deren Herstellung eine Zugkraft von 4,5 N ausgeübt wurde, und Prüfkörper Ca10, bei deren Herstellung eine Zugkraft von 5,0 N ausgeübt wurde, verwendet.

Bei den Prüfkörpern Cb-Cj wurden in derselben Weise wie bei den Prüfkörpern Ca Prüfkörper Cb1-Cb10, Prüfkörper Cc1-Cc10, Prüfkörper Cd1-Cd10, Prüfkörper Ce1-Ce10, Prüfkörper Cf1-Cf10, Prüfkörper Cg1-Cg10, Prüfkörper Ch1-Ch10, Prüfkörper Ci1-Ci10 und Prüfkörper Cj1-Cj10, bei welchen die auf den Weichdraht wirkende Zugkraft variiert wurde, verwendet.

Die Bewertungsergebnisse des Verseiltests 3-2, die an Prüfkörpern der beschriebenen Art durchgeführt wurde, sind in der nachfolgenden Tabelle 3-2 dargestellt. Tabelle 3-2

Zugkraft (N)Schlaglänge (Koeffizient)Draht5,35,66,27,98,714,815,515,718,222,70,5××××Ca6Cb6Cc6Cd6Ce6Cf6Cg6Ch6Ci6Cj61,0××××Ca1Cb1Cc1Cd1Ce1Cf1Cg1Ch1Ci1Cj11,5××××Ca2Cb2Cc2Cd2Ce2Cf2Cg2Ch2Ci2Cj22,0××Ca3Cb3Cc3Cd3Ce3Cf3Cg3Ch3Ci3Cj32,5××Ca4Cb4Cc4Cd4Ce4Cf4Cg4Ch4Ci4Cj43,0××Ca5Cb5Cc5Cd5Ce5Cf5Cg5Ch5Ci5Cj53,5×××Ca7Cb7Cc7Cd7Ce7Cf7Cg7Ch7Ci7Cj74,0×××Ca8Cb8Cc8Cd8Ce8Cf8Cg8Ch8Ci8Cj84,5×××Ca9Cb9Cc9Cd9Ce9Cf9Cg9Ch9Ci9Cj95,0××××Ca10Cb10Cc10Cd10Ce10Cf10Cg1OCh10Ci10Cj10

Das Ergebnis war, wie in der Tabelle 3-2 gezeigt, dass bei den Prüfkörpern Cc1-Ch1, Cc2-Ch2, Cc3-Ch3, Cc4-Ch4, Cc5-Ch5, Cc7-Ch7, Cc8-Ch8 und Cc9-Ch9 das Auftreten von Defekten wie Verseilungsfehlern des Weichdrahts, einem Heraustreten der Weichdrähte oder gedehnten oder gerissenen Weichdrähte verhindert werden konnten; zudem zeigte sich, dass bei den Prüfkörpern Ce1-Ce5, Ce7-Ce9, Cf1-Cf5 und Cf7-Cf9 ein Verseilen bei gleichzeitiger Wahrung der gewünschten Schlaglänge Pc über den gesamten Bereich der Prüfkörper hinweg möglich war.

In den Prüfkörpern Ca1-Ca10 und Cb1-Cb10 traten Verseilungsfehler des Weichdrahts auf, und in den Prüfkörpern Ci1-Ci10 und Cj1-Cj10 wurde ein Heraustreten der den Innenlagenabschnitt 11c bildenden Weichdrähte beobachtet. Des Weiteren kam es bei den Prüfkörpern Ca6-Cj6 zu Verseilungsfehlern des Weichdrahts und bei den Prüfkörpern Ca10-Cj10 wurden Fälle beobachtet, in denen der Weichdraht gedehnt wurde oder gerissen war.

Somit konnte bestätigt werden, dass dadurch, dass ein Litzenleiter 1c, der mit einem Weichdraht aus einem hochfesten Aluminiumlegierungsmaterial gebildet wurde, derart verseilt wird, dass auf den Weichdraht eine Zugkraft von mindestens 1,0 N und höchstens 4,5 N ausgeübt wird und die Schlaglänge Pc mindestens das 6,2-Fache und höchstens das 15,7-Fache des Leiterdurchmessers Φc beträgt, ein Auftreten der genannten Defekte verhindert werden kann und in Fällen, in denen die Schlaglänge Pc mindestens das 8,7-Fache und höchstens das 14,8-Fache beträgt, das Auftreten der genannten Defekte noch verlässlicher verhindert werden kann.

In der vorstehenden Beschreibung wurden um das Äußere der Mitte 101 der Reihe nach eine zweite Lage 102, eine dritte Lage 103 und eine vierte Lage 104 verseilt, und so wurde ein Litzenleiter 1c aus 37 Weichdrähten 2a angefertigt (Herstellung in einem Arbeitsschritt), es ist jedoch auch möglich, einen Litzenleiter 1d anzufertigen, indem, wie in 12(a) dargestellt, durch das Verseilen von der Mitte 101 bis zur dritten Lage 103 der Innenlagenabschnitt 11d gebildet wird und danach, wie in 12(b) dargestellt, die äußerste Lage 12d (vierte Lage 104) verseilt wird (Herstellung in zwei Arbeitsschritten).

D. h., der Litzenleiter 1c muss nicht in einem einzigen Verseilschritt angefertigt werden, sondern es ist auch möglich, einen Litzenleiter 1d in zwei Arbeitsschritten, einem Innenlagen-Verseilschritt zur Verseilung des Innenlagenabschnitts 11d und einem Außenlagen-Verseilschritt zur Verseilung der äußersten Lage 12d, herzustellen.

12(a) ist eine Vorderseitenansicht des Innenlagenabschnitts 11d, der den Litzenleiter 1d bildet, und 12(b) ist eine Vorderseitenansicht des Litzenleiters 1d.

Dieser Litzenleiter 1d wurde aus Weichdraht 2a mit einer dem Werkstoff 1070 nach der Norm JIS H 4000 entsprechenden Zusammensetzung aus Reinaluminiummaterial gebildet, und die Innenlagen-Schlaglänge P1, mit der der Innenlagenabschnitt 11d verseilt wird, beträgt, wie in 12(a) dargestellt, 19,4mm, was etwa das 12,1-Fache des Innenlagendurchmessers Φd1, dem Durchmesser des Innenlagenabschnitts 11d, ist, und gleichzeitig beträgt die Außenlagen-Schlaglänge P2, wie in 12(b) dargestellt, 29,9 mm, was etwa das 13,4-Fache des Leiterdurchmessers Φd2 ist. D. h., die Innenlagen-Schlaglänge P1 der zweiten Lage 102 und der dritten Lage 103 ist zwar gleich, doch die Außenlagen-Schlaglänge P2 der vierten Lage 104 unterscheidet sich von der Innenlagen-Schlaglänge P1 der zweiten Lage 102 und der dritten Lage 103.

Der Innenlagenabschnitt 11d weist denselben Aufbau wie im Litzenleiter 1a der ersten Ausführungsform auf und ist nicht auf einen Aufbau beschränkt, in dem die Innenlagen-Schlaglänge P1 das etwa 12,1-Fache des Innenlagendurchmessers Φd1 ausmacht, sondern es ist ausreichend, wenn sie mindestens das 8,6-Fache und höchstens das 22,0-Fache des Innenlagendurchmessers Φd1 beträgt, und noch empfehlenswerter ist ein Wert von mindestens dem 12,1-Fachen und höchstens dem 20,7-Fachen.

Des Weiteren ist die äußerste Lage 12d nicht auf einen Aufbau beschränkt, in dem die Außenlagen-Schlaglänge P2 das etwa 13,4-Fache des Leiterdurchmessers Φd2 beträgt, sondern es ist ausreichend, wenn sie mindestens das 8,6-Fache und höchstens das 22,0-Fache des Leiterdurchmessers Φd2 beträgt, und ein Wert von mindestens dem 12,1-Fachen und höchstens dem 20,7-Fachen wird noch mehr bevorzugt.

Da darüber hinaus bei der Verseilung der äußersten Lage 12d auf den Innenlagenabschnitt 11d ein Verseildruck wirkt, nimmt die Innenlagen-Schlaglänge P3 nach Verseilung der äußersten Lage 12d einen Wert an, der sich aus der nachstehenden Formel (1) ergibt. Dabei beträgt die Innenlagen-Schlaglänge P3 nach der Verseilung der äußersten Lage 12d etwa 11,8 mm. Hier ist die Innenlagen-Schlaglänge P3 nicht dargestellt, weil sie die Schlaglänge des Innenlagenabschnitts 11d auf der radialen Innenseite des in 12(b) dargestellten Litzenleiters 1d ist.
[Formel 1] P3=P1×P2P1+P2embedded image

Dabei bezeichnet in Formel (1) P1 die Innenlagen-Schlaglänge vor dem Ausbilden der äußersten Lage 12d, P2 die Außenlagen-Schlaglänge und P3 die Innenlagen-Schlaglänge nach dem Ausbilden der äußersten Lage 12d.

Folglich wird durch das Verseilen der äußersten Lage 12d, während Verseildruck auf den Innenlagenabschnitt 11d ausgeübt wird, die Innenlagen-Schlaglänge von 19,4 mm (Innenlagen-Schlaglänge P1) zu etwa 11,8 mm (Innenlagen-Schlaglänge P3) verändert und da sie damit eine Schlaglänge wird, die sich von der 29,9 mm betragenden Außenlagen-Schlaglänge P2 unterscheidet, tritt ein Zustand ein, in dem sich der den Innenlagenabschnitt 11d bildende Weichdraht 2a und der die äußerste Lage bildende Weichdraht 2a kreuzen.

Das Herstellungsverfahren des Litzenleiters 1d mit dem genannten Aufbau wird im Folgenden erläutert.

Die Herstellung des Litzenleiters 1d beinhaltet, wie in 13(a) dargestellt, einen Weichglühschritt (Schritt V1 ) und danach einen Verseilschritt (Schritt V2). 13(a) ist ein Ablaufdiagramm zur Erklärung des Herstellungsverfahrens des Litzenleiters 1d.

Der Weichglühschritt (Schritt V1) im Herstellungsverfahren des Litzenleiters 1d wird hier nicht erläutert, da er identisch ist mit dem bereits beschriebenen Weichglühschritt (Schritt S1) im Herstellungsverfahren des Litzenleiters 1a der ersten Ausführungsform.

Der Verseilschritt (Schritt V2) besteht darin, wie in 13(b) dargestellt, den Innenlagen-Verseilschritt (Schritt V21) zur Verseilung des Innenlagenabschnitts 11d und den Außenlagen-Verseilschritt (Schritt V22) zur Verseilung der vierten Lage 104 (äußerste Lage 12d) auf der Außenseite des Innenlagenabschnitts 11d in dieser Reihenfolge auszuführen.

13(b) ist ein Ablaufdiagramm zur Erklärung des Verseilschritts (Schritt V2).

Der Innenlagen-Verseilschritt (Schritt V21) wird hier nicht erläutert, da er identisch ist mit dem bereits beschriebenen Innenlagen-Verseilschritt im Herstellungsverfahren des Litzenleiters 1a der ersten Ausführungsform.

Der Außenlagen-Verseilschritt (Schritt V22) besteht daraus, den im Innenlagen-Verseilschritt (Schritt V21) auf die Spule 3b aufgewickelten Innenlagenabschnitt 11d abzuwickeln und dabei den die äußerste Lage 12d bildenden Weichdraht 2a auf der Außenseite des Innenlagenabschnitts 11d zu verseilen.

Dabei wird eine Zugkraft von 50 N auf den Innenlagenabschnitt 11d ausgeübt und gleichzeitig auf die einzelnen Weichdrähte 2a, die die äußerste Lage 12d (vierte Lage 104) bilden, jeweils eine Zugkraft von 2,0 N ausgeübt.

Des Weiteren wird der Weichdraht 2a mit einer Außenlagen-Schlaglänge P2 von 29,9 mm, was etwa dem 13,4-Fachen des Leiterdurchmessers Φd2 entspricht, verseilt.

Die auf den Innenlagenabschnitt 11d wirkende Zugkraft ist jedoch nicht auf einen Wert von 50 N beschränkt, sondern kann innerhalb eines Bereichs von mindestens 20 N und höchstens 80 N beliebig eingestellt werden. Darüber hinaus ist die auf die Weichdrähte 2a wirkende Zugkraft nicht auf einen Wert von 2,0 N beschränkt, sondern kann innerhalb eines Bereichs von mindestens 1,5 N und höchstens 2,5 N beliebig eingestellt werden.

Der beschriebene Außenlagen-Verseilschritt (Schritt V22) wird so lange durchgeführt, bis der Litzenleiter 1d die gewünschte Länge erreicht.

Auf diese Art kann dadurch, dass wie beim Litzenleiter 1a der ersten Ausführungsform 19 verseilte Weichdrähte 2a als Innenlagenabschnitt 11d fungieren, auf der Außenseite dieses Innenlagenabschnitts 11d 18 Weichdrähte 2a in konzentrischen Kreisen angeordnet werden und die äußerste Lage 12d bilden, die Außenlagen-Schlaglänge P2 zur Verseilung der äußersten Lage 12d mit etwa dem 13,4-Fachen des Leiterdurchmessers Φd2 bei einem Wert von mindestens dem
6,8-Fachen und höchstens dem 22,7-Fachen hiervon liegt und gleichzeitig die Innenlagen-Schlaglänge P3 des Innenlagenabschnitts 11d bei Vorhandensein der äußersten Lage 12d sich aus der oben beschriebenen Formel (1) ergibt, ein Aufbau für den gewünschten Litzenleiter 1a erzielt werden, bei welchem das Auftreten von Defekten wie etwa Verseilungsfehlern des Weichdrahts 2a oder heraustretenden Weichdrähten 2a verhindert wird.

Noch genauer ausgedrückt verändert sich die Innenlagen-Schlaglänge P1 dadurch, dass die äußerste Lage 12d verseilt wird, während Verseildruck auf den Innenlagenabschnitt 11d ausgeübt wird, und da sie somit zu einer Innenlagen-Schlaglänge P3 wird, die sich von der Außenlagen-Schlaglänge P2 unterscheidet, werden die den Innenlagenabschnitt 11d bildenden Weichdrähte 2a und die die äußerste Lage 12d bildenden Weichdrähte 2a in einem sich überkreuzenden Zustand verseilt, wodurch Defekte wie heraustretende Weichdrähte 2a verhindert werden können.

So wird die Konstruktion des gewünschten Litzenleiters 1d ermöglicht. Da bei diesem Litzenleiter 1d die Außenlagen-Schlaglänge P2 mindestens das 7,5-Fache und höchstens das 18,2-Fache des Leiterdurchmessers Φd2 beträgt, kann ein Aufbau für den gewünschten Litzenleiter 1a erzielt werden, bei welchem das Auftreten von Defekten wie etwa Verseilungsfehlern des Weichdrahts 2a oder heraustretenden Weichdrähten 2a verlässlich verhindert wird.

Da des Weiteren im Verseilschritt der Innenlagen-Verseilschritt zur Verseilung des Innenlagenabschnitts 11d und der Außenlagen-Verseilschritt zur Verseilung der äußersten Lage 12d in dieser Reihenfolge ausgeführt werden und in diesem Außenlagen-Verseilschritt auf den Weichdraht 2a eine Zugkraft, die mit 2,0 N zwischen mindestens 1,5 N und höchstens 2,5 N liegt, ausgeübt wird und auf den Innenlagenabschnitt 11d eine Zugkraft, die mit 50 N zwischen mindestens 20 N und höchstens 80 N liegt, ausgeübt wird, ist es möglich, den die äußerste Lage 12d bildenden Weichdraht 2a straff und mit der gewünschten Außenlagen-Schlaglänge P2 verlässlich zu verseilen, wodurch der gewünschte Litzenleiter 1d hergestellt und dabei das Auftreten von Defekten wie etwa Verseilungsfehlern des Weichdrahts 2a oder heraustretenden Weichdrähten 2a verhindert werden kann.

Speziell besteht die Gefahr, dass bei einer Verseilung mit einer auf den Innenlagenabschnitt 11d ausgeübten Zugkraft von unter 20 N oder bei einer Verseilung ohne Ausübung von Zugkraft auf den Innenlagenabschnitt 11d im Innenlagenabschnitt 11d lockere Stellen entstehen.

Andererseits besteht bei einer Verseilung mit einer auf den Innenlagenabschnitt 11d ausgeübten Zugkraft von mehr als 80 N die Gefahr, dass die den Innenlagenabschnitt 11d bildenden Weichdrähte 2a gedehnt werden oder reißen.

Wenn außerdem eine Zugkraft von unter 1,5 N auf den Weichdraht 2a ausgeübt wird oder der Weichdraht 2a ohne Ausübung von Zugkraft verseilt wird, besteht die Gefahr, dass beim die äußerste Lage 12d bildenden Weichdraht 2a Verseilungsfehler auftreten oder dass der den Innenlagenabschnitt 11d bildende Weichdraht 2a heraustritt.

Andererseits besteht bei einer Verseilung des Weichdrahts 2a mit einer ausgeübten Zugkraft von mehr als 2,5 N die Gefahr, dass der Weichdraht 2a gedehnt wird oder reißt.

Verglichen hiermit ist es bei Ausübung einer Zugkraft auf den Innenlagenabschnitt 11d, die mit 50 N zwischen mindestens 20 N und höchstens 80 N liegt, und einer Verseilung des die äußerste Lage 12d bildenden Weichdrahts 2a unter Ausübung einer Zugkraft, die mit 2,0 N zwischen mindestens 1,5 N und höchstens 2,5 N liegt, möglich, auf dem angemessen gespannten Innenlagenabschnitt 11d den die äußerste Lage 12d bildenden Weichdraht 2a straff und mit einer bestimmten Außenlagen-Schlaglänge P2 zu verseilen, wodurch verhindert werden kann, dass der den Innenlagenabschnitt 11d bildende Weichdraht 2a oder der die äußerste Lage 12d bildende Weichdraht 2a gedehnt wird oder reißt.

Hierdurch kann der gewünschte Litzenleiter 1d, bei dem das Auftreten von Defekten wie Verseilungsfehlern des Weichdrahts 2a oder heraustretenden Weichdrähten 2a verhindert wird, straff verseilt werden.

Nun wird der Verseiltest 4-1, der ein Test zur Überprüfung der genannten Wirkungen des Litzenleiters 1d ist, erläutert.

Der Verseiltest4-1 ist eine Prüfung zur Bestätigung dieser Wirkungen, bei welcher ein Litzenleiter (nachfolgend der Prüfkörper D), der gebildet wurde, indem durch einen Innenlagen-Verseilschritt und einen darauffolgenden Verseilschritt, in dem die Außenlagenverseilung vorgenommen wird, 37 Weichdrähte 2a verseilt wurden, bewertet wird.

Dabei wird im Innenlagen-Verseilschritt des Verseiltests 4-1 ein Innenlagenabschnitt 11d, dessen Innenlagen-Schlaglänge P1 derart eingestellt wird, dass sie das 12,1-Fache des Innenlagendurchmessers Φd1 annimmt (identischer Aufbau wie im Litzenleiter 1a, bei welchem der erste Verseiltest die Verhinderung des Auftretens der beschriebenen Defekte bestätigte), eingesetzt.

Als Prüfkörper D des Verseiltests 4-1 wurden Prüfkörper Da mit einer dem 5,6-Fachen des Leiterdurchmessers Φd2 entsprechenden Außenlagen-Schlaglänge P2, Prüfkörper Db mit einer 6,2-fachen, Prüfkörper Dc mit einer 6,8-fachen, Prüfkörper Dd mit einer 7,5-fachen, Prüfkörper De mit einer 18,2-fachen, Prüfkörper Df mit einer 22,7-fachen, Prüfkörper Dg mit einer 24,5-fachen und Prüfkörper Dh mit einer 27,1-fachen Schlaglänge verwendet.

Des Weiteren wurden als Prüfkörper Da Prüfkörper Da1, bei deren Verseilung eine Zugkraft von 50 N auf den Innenlagenabschnitt 11d und eine Zugkraft von 1,0 N auf den die äußerste Lage 12d bildenden Weichdraht 2a ausgeübt wurde, Prüfkörper Da2, bei deren Verseilung eine Zugkraft von 1,5 N ausgeübt wurde, Prüfkörper Da3, bei deren Verseilung eine Zugkraft von 2,0 N ausgeübt wurde, Prüfkörper Da4, bei deren Verseilung eine Zugkraft von 2,5 N ausgeübt wurde, und Prüfkörper Da5, bei deren Verseilung eine Zugkraft von 3,0 N ausgeübt wurde, verwendet.

Bei den Prüfkörpern Db-Dh wurden in derselben Weise wie bei den Prüfkörpern Da Prüfkörper Db1-Db5, Prüfkörper Dc1-Dc5, Prüfkörper Dd1-Dd5, Prüfkörper De1-De5, Prüfkörper Df1-Df5, Prüfkörper Dg1-Dg5 und Prüfkörper Dh1-Dh5, bei welchen die auf den Weichdraht 2a ausgeübte Zugkraft variiert wurde, verwendet.

Für den Verseiltest 4-1 wurden, wie zuvor im Verseiltest 1-1, von den oben genannten Prüfkörpervarianten jeweils 10 Stück hergestellt, woraus zufällig 5 Stück ausgewählt wurden. Diese wurden anhand ihrer äußeren Erscheinung auf Defekte hin untersucht und bewertet. Die Resultate der Bewertung sind in Tabelle 4-1 dargestellt. Tabelle 4-1

Zugkraft (N)Schlaglänge (Koeffizient)DrahtInnenlagenabschnitt5,66,26,87,518,222,724,527,11,050××××Da1Db1Dc1Dd1De1Df1Dg1Dh11,5××××Da2Db2Dc2Dd2De2Df2Dg2Dh22,0×××Da3Db3Dc3Dd3De3Df3Dg3Dh32,5××Da4Db4Dc4Dd4De4Df4Dg4Dh43,0××××Da5Db5Dc5Dd5De5Df5Dg5Dh5

Das Ergebnis war, wie in der Tabelle 4-1 gezeigt, dass bei den Prüfkörpern Dc2-Df2, Dc3-Df3 und Dc4-Df4 das Auftreten von Defekten wie Verseilungsfehlern des Weichdrahts 2a, heraustretenden Weichdrähten 2a oder gedehnten oder gerissenen Weichdrähten 2a verhindert werden konnte; zudem zeigte sich, dass bei den Prüfkörpern Dd2-Dd4 und De2-De4 ein Verseilen unter Wahrung der gewünschten Schlaglänge P2 über den gesamten Bereich der Prüfkörper hinweg möglich war.

In den Prüfkörpern Da1-Da5 und Db1-Db5 traten hingegen Verseilungsfehler des Weichdrahts 2a auf, und in den Prüfkörpern Dg1-Dg5 und Dh1-Dh5 wurde ein Heraustreten der den Innenlagenabschnitt 11d bildenden Weichdrähte 2a beobachtet.

Des Weiteren traten bei den Prüfkörpern Da1-Dh1 Verseilungsfehler des Weichdrahts 2a auf und bei den Prüfkörpern Da5-Dh5 traten Fälle auf, in denen der Weichdraht 2a gedehnt wurde oder gerissen war.

Anschließend wurden als oben beschriebener Prüfkörper Da bei gleichbleibender Zugkraft von 2,0 N auf den Weichdraht 2a, welcher die äußerste Lage 12 d bildet, jeweils Prüfkörper Da6, bei welchen auf den Innenlagenabschnitt 11d eine Zugkraft von 10 N ausgeübt wurde, Prüfkörper Da7, bei welchen auf den Innenlagenabschnitt 11d eine Zugkraft von 20 N ausgeübt wurde, Prüfkörper Da8, bei welchen auf den Innenlagenabschnitt 11d eine Zugkraft von 50 N ausgeübt wurde, Prüfkörper Da9, bei welchen auf den Innenlagenabschnitt 11d eine Zugkraft von 80 N ausgeübt wurde, sowie Prüfkörper Da10, bei welchen auf den Innenlagenabschnitt 11d eine Zugkraft von 90 N ausgeübt wurde, verwendet.

Hierbei wurden bei den Prüfkörpern Db-Dh in derselben Weise wie bei den Prüfkörpern Da Prüfkörper Db5-Db10, Prüfkörper Dc6-Dc10, Prüfkörper Dd6-Dd10, Prüfkörper De6-De10, Prüfkörper Df5-Df10, Prüfkörper Dg5-Dg10 und Prüfkörper Dh6-Dh10, bei welchen die auf den Weichdraht 2a ausgeübte Zugkraft variiert wurde, verwendet.

Die Resultate der Bewertung sind in Tabelle 4-2 dargestellt. Tabelle 4-2

Zugkraft (N)Schlaglänge (Koeffizient)DrahtInnenlagenabschnitt5,66,26,87,518,222,724,527,12,010××××Da6Db6Dc6Dd6De6Df6Dg6Dh620××××Da7Db7Dc7Dd7De7Df7Dg7Dh750××××Da8Db8Dc8Dd8De8Df8Dg8Dh880××Da9Db9Dc9Dd9De9Df9Dg9Dh990××××Da10Db10Dc10Dd10De10Df10Dg10Dh10

Dies ergab, dass folgende Prüfkörper der Tabelle 4-2 ohne die oben beschriebenen Defekte waren: Dc7-Df7; Dc8-Df8; Dc9-Df9. Darüber hinaus entsprachen folgende Prüfkörper in ihrer gesamten Länge der gewünschten Schlaglänge P2: Dd7-Dd9; De7-De9.

In den Prüfkörpern Da6-Da10 und Db6-Db10 traten hingegen Verseilungsfehler des Weichdrahts 2a auf, und in den Prüfkörpern Dg6-Dg10 und Dh6-Dh10 wurde ein Heraustreten der den Innenlagenabschnitt 11d bildenden Weichdrähte 2a beobachtet. Des Weiteren traten bei den Prüfkörpern Da6-Dh6 Verseilungsfehler des Weichdrahts 2a auf und bei den Prüfkörpern Da10-Dh10 traten Fälle auf, in denen der Weichdraht 2a gedehnt wurde oder gerissen war.

Auf diese Weise konnte bestätigt werden, dass bei Einsatz eines Litzenleiters 1d, zu dessen Bildung in einem Verseilschritt mit einem Innenlagen-Verseilschritt gefolgt von einem Außenlagen-Verseilschritt 37 Weichdrähte 2a derart verseilt wurden, dass auf den Innenlagen-Abschnitt 11d, dessen Schlaglänge P1 das 12,1-Fache des Innenlagendurchmessers Φd1 beträgt, eine Zugkraft von mindestens 20 und höchstens 80 N wirkt, und auf die Weichdrähte 2a, welche die äußerste Lage 12d bilden, eine Zugkraft von mindestens 1,5 und höchstens 2,5 N wirkt, wobei die Schlaglänge P2 der äußersten Lage mindestens das 6,8-Fache und höchstens das 22,7-Fache des Leiterdurchmessers Φd2 beträgt, das Auftreten der genannten Defekte verhindert werden kann, und dass, wenn die Schlaglänge P2 der äußersten Lage mindestens das 7,5-Fache und höchstens das 18,2-Fache des Leiterdurchmessers Φd2 beträgt, das Auftreten der genannten Defekte noch verlässlicher verhindert werden kann.

Unter Verzicht auf Erläuterung der Einzelheiten ist ferner zu erwähnen, dass, während im Verseiltest 4-1 ein Innenlagenabschnitt 11d mit einer Innenlagen-Schlaglänge P1 in Höhe des 12,1-Fachen des Innenlagendurchmessers Φd1 verwendet wurde, bei Verwendung eines Innenlagenabschnitts 11d mit einer Innenlagen-Schlaglänge P1, die mindestens das 12,1-Fache und höchstens das 20,7-Fache des Innenlagendurchmessers Φd1 beträgt, die gleichen Ergebnisse erzielt wurden wie oben beschrieben.

Hingegen wurde festgestellt, dass bei einem Litzenleiter 1d mit einer Innenlagen-Schlaglänge P1 von weniger als dem 8,6-Fachen des Innenlagendurchmessers Φd1 oder mehr als dem 22,0-Fachen des Innenlagendurchmessers Φd1 (derselbe Aufbau wie der Litzenleiter 1a, für den im Verseiltest 1 das Auftreten der genannten Defekte festgestellt wurde) die oben genannten Defekte auftreten, unabhängig davon, wie die Verseilbedingungen der äußersten Lage 12d gewählt werden.

Somit konnte festgestellt werden, dass es bei einem Litzenleiter 1d, zu dessen Bildung ein Innenlagen-Verseilschritt gefolgt von einem Außenlagen-Verseilschritt durchgeführt wird, sinnvoll ist, die äußerste Lage 12d auf einem Innenlagenabschnitt 11d mit einer Innenlagen-Schlaglänge P1 von mindestens dem 8,6-Fachen und höchstens dem 22,0-Fachen oder mehr bevorzugt von mindestens dem 12,1-Fachen und höchstens dem 20,7-Fachen des Innenlagendurchmessers Φd1 zu verseilen.

In den bisherigen Ausführungen wurde der Litzenleiter 1d durch Weichdraht 2a aus Reinaluminiummaterial mit einer Zusammensetzung gemäß Werkstoff 1070 der Norm JIS H 4000 gebildet, es ist jedoch auch möglich, den Litzenleiter aus Draht zu bilden, der aus einer hochfesten Aluminiumlegierung besteht, der durch Beimischung von Magnesium und Silizium eine höhere Zugfestigkeit verliehen wurde als Reinaluminiummaterial mit einer Zusammensetzung nach Werkstoff 1070 aus der Norm JIS H 4000, und der einem Weichglühschritt unterzogen wurde. In diesem Fall sollte während des Verseilschrittes auf die Weichdrähte, welche die äußerste Schicht bilden, eine Zugkraft von mindestens 1,0 und höchstens 4,5 N und auf den Innenlagenabschnitt eine Zugkraft von mindestens 20 und höchstens 150 N ausgeübt werden, damit die Herstellung des gewünschten Litzenleiters mit Verseilung der äußersten Lage bei der vorgegebenen Außenlagen-Schlaglänge P2 ohne Entstehung lockerer Stellen gelingt.

Im Folgenden wir der Verseiltest 4-2 zur Wirkungsprüfung eines Litzenleiters aus Einzeldrähten aus einer Aluminiumlegierung mit höherer Festigkeit als ein nach 1070 der Norm JIS H 4000 zusammengesetzter Reinaluminiumwerkstoff beschrieben.

Zunächst wurden als Prüfkörper D für den Verseiltest 4-2 Prüfkörper Da-Dh verwendet, deren Außenlagen-Schlaglängen P2 jeweils denen im oben beschriebenen Verseiltest 4-1 entsprechen.

Des Weiteren wurden als Prüfkörper Da bei gleichbleibender Zugkraft auf den Innenlagenabschnitt von 70 N Prüfkörper Da1-Da5, bei deren Herstellung eine Zugkraft desselben Ausmaßes wie in der Verseilprüfung 4-1 auf den Weichdraht aus hochfestem Aluminiumlegierungsmaterial, welcher die äußerste Lage bildet, ausgeübt wurde, Prüfkörper Da11, bei deren Herstellung eine Zugkraft von 0,5 N ausgeübt wurde, Prüfkörper Da12, bei deren Herstellung eine Zugkraft von 4,0 N ausgeübt wurde, Prüfkörper Da13, bei deren Herstellung eine Zugkraft von 4,5 N ausgeübt wurde, sowie Prüfkörper Da14, bei deren Herstellung eine Zugkraft von 5,0 N ausgeübt wurde, verwendet.

Bei den Prüfkörpern Db-Dh wurden in derselben Weise wie beim Prüfkörper Da Prüfkörper Db1-Db5, Db11-Db15, Prüfkörper Dc1-Dc5, Dc11-Dc15, Prüfkörper Dd1-Dd5, Dd11-Dd15, Prüfkörper De1-De5, De11-De15, Prüfkörper Df1-Df5, Df11-Df15, Prüfkörper Dg1-Dg5, Dg11-Dg15 sowie Prüfkörper Dh1-Dh5, Dh11-Dh15 bei welchen die auf den Weichdraht 2a ausgeübte Zugkraft variiert wurde, verwendet.

Die Resultate der Bewertung im Verseiltest 4-2 mit den oben beschriebenen Prüfkörpern sind in nachstehender Tabelle 4-3 dargestellt. Tabelle 4-3

Zugkraft (N)Schlaglänge (Koeffizient)DrahtInnenlagenabschnitt5,66,26,87,518,222,724,527,10,570××××Da11Db11Dc11Dd11De11Df11Dg11Dh111,0×××Da1Db1Dc1Dd1De1Df1Dg1Dh11,5×××Da2Db2Dc2Dd2De2Df2Dg2Dh22,0×××Da3Db3Dc3Dd3De3Df3Dg3Dh32,5×××Da4Db4Dc4Dd4De4Df4Dg4Dh43,0×××Da5Db5Dc5Dd5De5Df5Dg5Dh54,0××Da12Db12Dc12Dd12De12Df12Dg12Dh124,5××Da13Db13Dc13Dd13De13Df13Dg13Dh135,0××××Da14Db14Dc14Dd14De14Df14Dg14Dh14

Das Ergebnis war, wie in der Tabelle 4-3 gezeigt, dass bei den Prüfkörpern Dc1-Df1, Dc2-Df2, Dc3-Df3, Dc4-Df4, Dc5-Df5, Dc12-Df12 und Dc13-Df13 das Auftreten von Defekten wie Verseilungsfehlern des Weichdrahts, einem Heraustreten der Weichdrähte oder gedehnten oder gerissenen Weichdrähte verhindert werden konnte; zudem zeigte sich, dass bei den Prüfkörpern Dd1-Dd5, Dd12-Dd13, De1-De5 sowie De12-De13 ein Verseilen bei gleichzeitiger Wahrung der gewünschten Außenlagen-Schlaglänge P2 über den gesamten Bereich der Prüfkörper hinweg möglich war.

In den Prüfkörpern Da1-Da5, Da11-Da14, Db1-Db5 und Db11-Db14 traten hingegen Verseilungsfehler des Weichdrahts auf, und in den Prüfkörpern D1-Dg5, Dg11-Dg14, Dh1-Dh5 und Dh11-Dh14 wurde ein Heraustreten der den Innenlagenabschnitt bildenden Weichdrähte beobachtet.

Des Weiteren kam es bei den Prüfkörpern Da11-Dh14 zu Verseilungsfehlern des Weichdrahts und bei den Prüfkörpern Da14-Dh14 wurden Fälle beobachtet, in denen der Weichdraht gedehnt wurde oder brach.

Anschließend wurden als oben beschriebener Prüfkörper Da bei gleichbleibender Zugkraft von 2,5 N auf den aus einem hochfesten Aluminiumlegierungswerkstoff bestehenden Weichdraht 2a, welcher die äußerste Lage bildet, jeweils Prüfkörper Da15, bei denen auf den Innenlagenabschnitt eine Zugkraft von 10 N ausgeübt wurde, Prüfkörper Da16, bei denen auf den Innenlagenabschnitt eine Zugkraft von 20 N ausgeübt wurde, Prüfkörper Da17, bei denen auf den Innenlagenabschnitt eine Zugkraft von 70 N ausgeübt wurde, Prüfkörper Da18, bei denen auf den Innenlagenabschnitt eine Zugkraft von 150 N ausgeübt wurde, sowie Prüfkörper Da19, bei denen auf den Innenlagenabschnitt 11d eine Zugkraft von 160 N ausgeübt wurde, verwendet.

Hierbei wurden als Prüfkörper Db-dh in derselben Weise wie bei den Prüfkörpern Da Prüfkörper Db15-Db19, Prüfkörper Dc15-Dc10, Prüfkörper Dd15-Dd19, Prüfkörper De15-De19, Prüfkörper Df15-Df19, Prüfkörper Dg15-Dg19 und Prüfkörper Dh15-Dh19, bei welchen die auf den Innenlagenabschnitt ausgeübte Zugkraft variiert wurde, verwendet.

Die Resultate der Bewertungen der obigen Prüfkörper sind in Tabelle 4-4 dargestellt. Tabelle 4-4

Zugkraft (N)Außenlagen-Schlaglänge (Koeffizient)DrahtInnenlagenabschnitt5,66,26,87,518,222,724,527,12,510××××Da15Db15Dc15Dd15De15Df15Dg15Dh1520××××Da16Db16Dc16Dd16De16Df16Dg16Dh1670××××Dal7Db17Dc17Dd17De17Df17Dg17Dh17150××Da18Db18Dc18Dd18De18Df18Dg18Dh18160××××Da19Db19Dc19Dd19De19Df19Dg19Dh19

Dies ergab, dass folgende Prüfkörper der Tabelle 4-4 ohne die oben beschriebenen Defekte waren: Dc16-Df16, Dc17-Df17, Dc18-Df18. Darüber hinaus entsprachen folgende Prüfkörper in ihrer gesamten Länge der gewünschten Außenlagen-Schlaglänge P2: Dd16-Dd18, De16-De18.

In den Prüfkörpern Da15-Da19 und Db15-Db19 traten hingegen Verseilungsfehler des Weichdrahts auf, und in den Prüfkörpern Dg15-Dg19 und Dh15-Dh19 wurde ein Heraustreten der den Innenlagenabschnitt bildenden Weichdrähte beobachtet.

Des Weiteren kam es bei den Prüfkörpern Da15-Dh15 zu Verseilungsfehlern des Weichdrahts und bei den Prüfkörpern Da19-Dh19 wurden Fälle beobachtet, in denen der Weichdraht gedehnt wurde oder brach.

Auf die obige Weise konnte bestätigt werden, dass bei Einsatz eines Litzenleiters, der mit Weichdraht aus hochfestem Aluminiumlegierungswerkstoff hergestellt und derart verseilt wurde, dass auf den Innenlagenabschnitt, dessen Schlaglänge P1 das 12,1-Fache des Innenlagendurchmessers Φd1 beträgt, eine Zugkraft von mindestens 20 und höchstens 150 N ausgeübt wird und auf die Weichdrähte, welche die äußerste Lage bilden, eine Zugkraft von mindestens 1,0 und höchstens 4,5 N ausgeübt wird, wobei die Schlaglänge P2 der äußersten Lage mindestens das 6,8-Fache und höchstens das 22,7-Fache des Leiterdurchmessers Φd2 beträgt, das Auftreten der genannten Defekte verhindert werden kann, und dass, wenn die Schlaglänge P2 der äußersten Lage mindestens das 7,5-Fache und höchstens das 18,2-Fache des Leiterdurchmessers Φd2 beträgt, das Auftreten der genannten Defekte noch verlässlicher verhindert werden kann.

Überdies konnte auch im Verseiltest 4-2 ebenso wie im oben beschriebenen Verseiltest 4-1 festgestellt werden, dass es bei einem Litzenleiter, zu dessen Bildung ein Innenlagen-Verseilschritt gefolgt von einem Außenlagen-Verseilschritt durchgeführt wird, sinnvoll ist, die äußerste Lage auf einem Innenlagenabschnitt mit einer Innenlagen-Schlaglänge P1 von mindestens dem 8,6-Fachen und höchstens dem 22,0-Fachen oder mehr bevorzugt von mindestens dem 12,1-Fachen und höchstens dem 20,7-Fachen des Innenlagendurchmessers Φd1 zu verseilen, wobei auf eine genaue Erläuterung hier verzichtet wird.

Bezüglich der Entsprechung zwischen dem Aufbau dieser Erfindung und den oben beschriebenen Ausführungsformen entspricht der weichglühte Draht der Erfindung dem Weichdraht 2a der Ausführungsformen, und ebenso entspricht der nicht weichgeglühte Draht dem Hartdraht 2b; dennoch ist die Erfindung nicht auf einen Aufbau gemäß den obigen Ausführungsformen beschränkt und es sind zahlreiche Ausführungsformen denkbar.

So wurde in der obigen Beschreibung als Weichdraht 2a und als Hartdraht 2b jeweils ein Draht aus Reinaluminiumwerkstoff mit einer Zusammensetzung gemäß Werkstoff 1070 aus JIS H 4000 mit einem Durchmesser von 0,32 mm verwendet, es sind jedoch auch Drähte aus anderen Reinaluminiumwerkstoffen oder Aluminiumlegierungswerkstoffen möglich, deren Durchmesser nicht auf 0,32 mm beschränkt ist, sondern auch beispielsweise zwischen 0,1 mm und 1,1 mm betragen kann.

Ferner wurde in der obigen Ausführungsform als Weichdraht 2a bzw. als Hartdraht 2b ein Aluminiumdraht mit einer Zusammensetzung nach 1070 aus JIS H 4000 und einem Durchmesser von 0,32 mm verwendet. Da die Belastung, welche der Weichdraht 2a bzw. der Hartdraht 2b durch die auf diesen ausgeübte Zugkraft erfährt, proportional zum Querschnitt des Aluminiumdrahts ist, lässt sich auch bei Einsatz eines Drahts mit einem Durchmesser zwischen 0,1 mm und 1,1 mm anhand der auf den Weichdraht 2a und den Hartdraht 2b mit einem Durchmesser von jeweils 0,32 mm ausgeübten Zugkraft die jeweils günstige Zugkraft ermitteln. D. h., man kann als Richtwert den Quotienten aus der auf den Weichdraht 2a usw. ausgeübten Zugkraft und der Querschnittsfläche des Weichdrahts 2a usw., nämlich 0,8 mm2, verwenden.

Der Weichglühschritt kann, neben dem oben beschriebenen Schritt, bei dem ein Draht im auf die Spulen 3a, 3b aufgewickelten Zustand bei ca. 350° etwa 5 Stunden lang weichgeglüht wird, auch ein Weichglühschritt sein, bei dem ein Draht oder ein Litzenleiter im ausgestreckten Zustand weichgeglüht wird.

Ferner wurde der Litzenleiter 1a hier mithilfe der in 4 und 5 dargestellten Verseilmaschine 4a hergestellt, wobei die Schlaglänge für die zweite Lage 102 und die dritte Lage 103 jeweils 19,4 mm betrug, jedoch ist es nicht notwendig, zum Verseilen des Litzenleiters 1a die Verseilmaschine 4a zu verwenden, sondern es kann auch beispielsweise eine Verseilmaschine 4c wie in 14 und 15 dargestellt zum Einsatz kommen.

Im Aufbau der Verseilmaschine 4c werden wie in 14 und 15 dargestellt die Zweite-Lage-Verseileinheit 5 zum Verseilen der zweiten Lage 102 und die Dritte-Lage-Verseileinheit 6 zum Verseilen der dritten Lage 103 miteinander kombiniert, sodass die zweite Lage 102 und die dritte Lage 103 synchron verseilt werden können.

Die Verseilmaschine 4c sei hier kurz beschrieben: Eine Verseileinheit 9, welche das gleichzeitige Verseilen der zweiten Lage 102 und der dritten Lage 103 um die Mitte 101 ermöglicht, und ein Leiteraufwickler 7 zum Aufwickeln des Litzenleiters 1a sind nacheinander angeordnet.

Im Aufbau der Verseileinheit 9 sind die Zweite-Lage-Verseileinheit 5 und die Dritte-Lage-Verseileinheit 6 aus der Verseilmaschine 4a miteinander kombiniert. Konkret ist sie aus einer ersten Spulenhalterung 91, welche der ersten Spulenhalterung 51 entspricht, einem Verseilelement 92, welches dem Zweite-Lage-Verseilelement 52 sowie dem Dritte-Lage-Verseilelement 61 entspricht, einem Zweite-Lage-Zusammenführspannfutter 93, welches dem Zweite-Lage-Zusammenführspannfutter 53 entspricht, und einem Dritte-Lage-Zusammenführspannfutter 94, welches dem Dritte-Lage-Zusammenführspannfutter 62 entspricht, aufgebaut.

Das Verseilelement 92 besteht aus einer in Laufrichtung X verlaufenden kreiszylinderförmigen Zentralwelle 921, einem auf der Ursprungsseite der Laufrichtung X angebrachten scheibenförmigen ersten Flansch 922 und einem auf der Laufrichtungsseite der Laufrichtung X angebrachten scheibenförmigen zweiten Flansch 923, welche eine Einheit bilden.

In den Mittelteil des ersten Flansches 922 ist die Zentralwelle 921 eingepasst und auf diesem sind sechs zweite Spulenhalterungen 951, welche den zweiten Spulenhalterungen 522 entsprechen, in gleichen Abständen auf demselben Kreis angeordnet. Ferner sind zwölf dritte Spulenhalterungen 952, welche den dritten Spulenhalterungen 612 entsprechen, radial auf der Außenseite der zweiten Spulenhalterungen 951 in gleichen Abständen auf demselben Kreis angeordnet.

Weiter ist in den Mittelteil des zweiten Flansches 923 das in Laufrichtung X gelegene Ende der kreiszylinderförmigen Mittelachse 921 eingepasst und am zweiten Flansch 923 sind zweite Durchgangsbohrungen 961, welche den Durchgangsbohrungen 523 entsprechen, sowie dritte Durchgangsbohrungen 962, welche den Durchgangsbohrungen 613 entsprechen, derart vorgesehen, dass sie den zweiten Spulenhalterungen 951 und den dritten Spulenhalterungen 952 gegenüberliegen.

D. h., die zweiten Durchgangsbohrungen 961 sind auf dem zweiten Flansch 923 annähernd in Form eines regelmäßigen Sechsecks angeordnet, während die dritten Durchgangsbohrungen 962 auf dem zweiten Flansch 923 annähernd in Form eines regelmäßigen Zwölfecks angeordnet sind. Dabei sind die dritten Durchgangsbohrungen 962 gegenüber den zweiten Durchgangsbohrungen 961 radial außen angeordnet.

Mithilfe einer derart aufgebauten Verseilmaschine 4c lässt sich ein Litzenleiter 1a herstellen, bei dem die zweite Lage 102 und die dritte Lage 103 um die Mitte 101 verseilt werden; da das Verfahren hierzu annähernd der Verseilmaschine 4a entspricht, wird auf eine Beschreibung verzichtet.

Da ferner die Rotationsgeschwindigkeiten (Umlaufgeschwindigkeiten) der zweiten Spulenhalterungen 951 und der dritten Spulenhalterungen 952 sowie der zweiten Durchgangsbohrungen 961 und der dritten Durchgangsbohrungen 962 identisch sind, lassen sich die zweite Lage 102 und die dritte Lage 103 mit derselben Schlaglänge verseilen, indem auf die jeweiligen Weichdrähte 2a dieselbe Zugkraft ausgeübt wird.

In derselben Weise lässt sich ein vierlagiger Litzenleiter 1c mithilfe der in 16 und 17 dargestellten Verseilmaschinen 4d und 4e herstellen.

Die Verseilmaschine 4d ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Litzenleitern, bei welcher, wie in 16 gezeigt, eine Verseileinheit 9 und eine Vierte-Lage-Verseileinheit 8 in der genannten Reihenfolge angeordnet sind. Durch diesen Aufbau lässt sich ein vierlagiger Litzenleiter 1c herstellen, bei welchem die zweite Lage 102 und die dritte Lage 103 mit derselben Schlaglänge verseilt werden.

Die Verseilmaschine 4e hingegen ist, wie in 17 gezeigt, aus einer Verseileinheit 9a, welche die Zweite-Lage-Verseileinheit 5, die Dritte-Lage-Verseileinheit 6 und die Vierte-Lage-Verseileinheit 8 kombiniert, sowie einem Leiteraufwickler 7 aufgebaut.

Die Verseileinheit 9a soll hier kurz beschrieben werden. Da die Verseileinheit 9a im Aufbau annähernd der Verseileinheit 9 entspricht, werden hier identische Aufbauelemente mit denselben Bezugszeichen versehen, und auf ihre Erklärung wird verzichtet.

In der Verseileinheit 9a sind an einem ersten Flansch 922a, welcher dem ersten Flansch 922 entspricht, vierte Spulenhalterungen 953 vorgesehen, welche den vierten Spulenhalterungen 812 entsprechen; ferner sind an einem zweiten Flansch 923a, welcher dem zweiten Flansch 923 entspricht, vierte Durchgangsbohrungen 963 vorgesehen, welche den Durchgangsbohrungen 813 entsprechen. Außerdem ist ein viertes Zusammenführspannfutter 97 zum Verseilen der vierten Lage vorgesehen, welches sich auf der in Laufrichtung X gelegenen Seite des dritten Zusammenführspannfutters 94 befindet.

Dabei sind 18 vierte Spulenhalterungen 953 auf demselben Kreis in gleichen Abständen radial auf der Außenseite der dritten Spulenhalterungen 952 angeordnet und 18 vierte Durchgangsbohrungen 963 sind derart angeordnet, dass sie den vierten Spulenhalterungen 953 gegenüberliegen.

Mithilfe einer so aufgebauten Verseilmaschine lassen sich um die Mitte 101 als erste Lage eine zweite Lage 102, eine die zweite Lage 102 umgebende dritte Lage 103 sowie eine die dritte Lage 103 umgebende vierte Lage 104 mit derselben Schlaglänge verseilen.

Bezugszeichenliste

1a, 1b, 1c, 1d:
Litzenleiter
2a:
Weichdraht
2b:
Hartdraht
3a, 3b:
Spule
4a, 4b:
Verseilmaschine
11a, 11b, 11c, 11d:
Innenlagenabschnitt
12a, 12b, 12c 12d:
äußerste Lage
101:
Mitte
102:
zweite Lage
103:
dritte Lage
104:
vierte Lage
Φd1:
Innenlagendurchmesser
Φa, Φb, Φc, Φd:
Leiterdurchmesser
Pa, Pb, Pc:
Schlaglänge
P1, P3:
Innenlagen-Schlaglänge
P2:
Außenlagen-Schlaglänge
X:
Laufrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • JP 2014207130 [0006]
  • WO 2014/155817 [0130]