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Der Gegenstand betrifft ein elektrisches Kabel umfassend mindestens eine Leitung mit zumindest einem von mindestens einer Isolation ummantelten Innenleiter und einem die Isolation zumindest teilweise umgreifenden Hohlkörper. Der Gegenstand betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Herstellen eines solchen elektrischen Kabels und eine Verwendung eines solchen elektrischen Kabels.
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Es sind elektrische Leitungen bekannt, die in radialer Ausbreitungsrichtung von innen nach außen aus einem Innenleiter, einer ersten Isolierschicht, einer Abschirmschicht und einer äußeren Isolierschicht oder Schutzschicht gebildet sind.
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Bisher werden solche geschirmte Leitungen aufwändig hergestellt. Im Allgemeinen sind diese Leitungen aus verseilten Leitern – auch Seelen genannt – gebildet, die anschließend isoliert, mit einer Metallfolie und/oder metallisierten Kunststofffolie und/oder einem Geflecht geschirmt, sowie einer äußeren Schutzhülle versehen werden. Das Aufbringen der Schirmung in Form der Metallfolie, der metallisierten Kunststofffolie oder dem Geflecht ist aufwändig.
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Aus der japanischen Offenlegungsschrift
JP 2006-312409 A ist ein elektrisches Kabel bekannt, welches durch ein Aluminiumrohr abgeschirmt ist. Dabei sind in dem Aluminiumrohr lose in das Rohr eingelegte, isolierte Leiter vorgesehen. Durch die lose Anordnung der Leiter haben diese keine festgelegte Position innerhalb des Rohres. Durch die lose Anordnung der Leiter liegen diese auch nicht an der Innenwand des Rohres an. Dadurch kann die durch die elektrischen Leiter erzeugte Wärme nur mittels Konvektion und/oder Strahlung an das Aluminiumrohr abgegeben werden.
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Problematisch ist, dass bei einer Hochstrombelastung solcher bekannten Kabel nicht ausreichend Joulesche Wärme abgeführt werden kann, da der konvektionelle und/oder Strahlungs-Wärmeübergang zwischen Kabel und Rohr hierfür allein nicht ausreichend ist. Zudem ist es dem Nutzer von außen nicht möglich festzustellen, in welcher Position oder Lage sich die Leitungen innerhalb des Rohres befinden.
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Ausgehend von diesen aus dem Stand der Technik hergeleiteten Nachteilen lag dem Gegenstand die Aufgabe zugrunde, ein abgeschirmtes elektrisches Kabel zur Verfügung zu stellen, welches verbesserte Wärmeleitungseigenschaften bereitstellt.
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Diese Aufgabe wird gegenständliche durch ein elektrisches Kabel nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 14 gelöst.
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Das gegenständliche Kabel umfasst eine Leitung, welche zumindest einen elektrischen Innenleiter umfasst. Dieser Innenleiter kann eine beliebige Querschnittsform aufweisen, vorzugsweise ist dies ein Rundleiter oder ein Flachleiter. Der Innenleiter kann zudem als Massivleiter aus Vollmaterial und/oder als Litzenleiter beliebigen Querschnitts ausgeführt sein. Der Innenleiter kann vorzugsweise ein verseilter Innenleiter mit einer Schlaglänge zwischen 1 cm und 20 cm sein. Wenn mehrere Leitungen in einem Kabel vorgesehen sind, können diese jeweils eine unterschiedliche Form und Beschaffenheit aufweisen und/oder aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein.
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Der Innenleiter kann metallisch, insbesondere aus Eisen, Kupfer, Aluminium oder einer Legierung hiervon gebildet sein.
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Die Leitung sieht zumindest eine, den Innenleiter ummantelnde Isolation vor. Eine Ummantelung kann in der Art verstanden werden, dass die Isolation unmittelbar an dem Innenleiter anliegen kann. Zudem kann eine Ummantelung bedeuten, dass die Isolation den Innenleiter vollständig umschließt.
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Die Isolation ist zumindest teilweise von einem Hohlkörper umgriffen. Die Leitung – umfassend den zuvor beschriebenen Innenleiter und die zuvor beschriebene Isolation – ist derart in dem Hohlkörper angeordnet, dass die Isolation zumindest entlang eines Umfangsabschnitts an dem Hohlkörper, insbesondere seiner inneren Umfangsfläche anliegt. Insbesondere ist die Leitung in dem Hohlkörper lagestabil angeordnet. Dies kann über eine entsprechende Passung der Leitung in dem Hohlkörper, insbesondere über eine Presspassung erfolgen. Die Presspassung kann auch nur entlang von zwei oder mehr Umfangsabschnitten zwischen der Leitung und der Innenwand des Hohlkörpers vorliegen.
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Der Umfangsabschnitt der Isolation kann dabei als ein Bereich des äußeren Umfangs der Isolation verstanden werden. Dies ist insbesondere ein Kreisbogenabschnitt, kann aber auch eine beliebige andere Freiform sein. Der Umfangsabschnitt kann auch einen Vollumfang umfassen.
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Der zuvor beschriebene Hohlkörper kann durch ein spanloses Umformen gefertigt sein, bevorzugt mittels Strangpressen, Ziehen oder Extrudieren. Insbesondere kann die Leitung während oder unmittelbar nach dem Umformen in dem Hohlkörper angeordnet werden, besonders bevorzugt in einem kontinuierlichen Fertigungsverfahren. Gerade das kontinuierliche Fertigungsverfahren, bei dem während des Formens des Hohlkörpers in diesen die Leitung insbesondere in Presspassung eingefügt wird, ist vorteilhaft. Beim Strangpressen kann z. B. ein Ausgangsmaterial, z. B. ein Draht oder ein Band zunächst derart erhitzt werden, dass es eine teigige Masse wird. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, dass das Material an einem Reibrad vorbei geführt wird, durch welches das Material auf Temperaturen knapp unterhalb seines Schmelzpunkts erhitzt wird. Beispielsweise kann das Material auf eine Temperatur zwischen 300°C und 500°C erhitzt werden. Dabei kann das Material einen teigigen, plastisch verformbaren Zustand erhalten. Im Anschluss an das Reibrad kann das nunmehr teigige Material auf eine Matrize zugeführt werden und in dieser verformt werden. Insbesondere kann dabei ein Hohlkörper gebildet werden. In der Matrize kann ausgangsseitig die Leitung in den Hohlkörper eingefügt werden. Insbesondere kann dies kontinuierlich während des Umformens in der Matrize erfolgen. Das beschriebene Verfahren ist auch als CONFORM Verfahren bekannt.
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Der Hohlkörper kann metallisch sein, insbesondere kann dieser aus Kupfer, Aluminium oder einer Legierung hiervon oder aus Eisen, Stahl, Edelstahl oder einem Isolationsmaterial gebildet sein. Zudem kann der Hohlkörper von einer Außenisolation umgeben sein. Hierzu kann nach dem Umformen des Materials zum Hohlkörper dieser mittels Extrusion mit einem Isolationsmaterial beschichtet werden. Es ist jedoch auch möglich, z. B. mittels Tauchlackierung, Pulverbeschichtung oder dergleichen die Isolation auf den Hohlkörper aufzubringen.
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Gegenständlich kann der Hohlkörper auch durch die Leitung vollständig ausgefüllt sein, wobei der Außenumfang der Isolation vollständig am Innenumfang des Hohlkörpers anliegen kann. Somit kann über den gesamten Umfang eine unmittelbare Wärmeleitung erreicht werden.
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Die Leitung kann derart in dem Hohlkörper angeordnet sein, dass die Isolation zumindest teilweise komprimiert ist und/oder dass die Leitung mittels Presssitz in dem Hohlkörper angeordnet ist, und/oder dass die Leitung lagestabil in dem Hohlkörper angeordnet ist. Dies hat den Vorteil der verbesserten Wärmeabfuhr gegenüber einer Leitung, die lose im Hohlkörper angeordnet ist. Außerdem ist die Lagestabilität vorteilhaft aufgrund der definierten Position der Leitung(en) in dem Hohlkörper, die ein Anschließen des Kabels an elektrische Anschlüsse erleichtert. Anschlusskontakte können dann ohne umständliche Ausrichtung an dem Kabel positioniert und anschließend mit den Leitungen kontaktiert werden.
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Der äußere Umfang des Hohlkörpers kann eine mehr als proportionale Ausbreitung im Verhältnis zum Radius des Hohlkörpers aufweisen. Auch kann der äußere Umfang mit einem Faktor größer 2π zum Radius ansteigen. Der Radius des Hohlkörpers kann hier als eine Bezugsgröße aufgefasst werden, welche in dem Falle unmittelbar proportional mit dem Faktor 2π zum Außenumfang des Hohlkörpers ist, wenn dieser rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Es sind somit nicht-rotationssymmetrische Ausbildungen des Außenumfangs des Hohlkörpers denkbar, welche durch eine vergrößerte Oberfläche – im Vergleich mit der Mantelfläche des rotationssymmetrischen Hohlkörpers – eine bessere Wärmeabfuhr bereitstellen können.
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Der Hohlkörper kann an seinem Außenumfang bzw. seiner Mantelfläche/Außenfläche mindestens einen vorzugweise radial nach außen weisenden Vorsprung aufweisen. Der Vorsprung kann sich axial entlang des Hohlkörpers erstrecken. Dabei kann sich dessen radiale Ausrichtung mit axialem Verlauf des Hohlkörpers ändern. Eine solche Änderung kann kontinuierlich erfolgen, wodurch sich entlang des Hohlkörpers eine Wellenstruktur ausbilden kann und/oder es sind Unterbrechungen in dem Vorsprung denkbar, bevorzugt in der Art, dass sich der Vorsprung an beliebiger radialer Position nach der Unterbrechung fortsetzen kann. Der Vorsprung führt zu einer vergrößerten Oberfläche der Mantelfläche des Hohlkörpers und somit zu einer verbesserten Wärmeableitung.
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Zum Erreichen einer besseren Wärmeabfuhr kann der Außenumfang bzw. die Mantelfläche/Außenfläche des Hohlkörpers auch einen vorzugsweise radial nach außen weisenden Rücksprung aufweisen. Die axiale Erstreckung des Rücksprungs kann entsprechend der oben erwähnten Erstreckung des Vorsprungs verlaufen.
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Die Mantelfläche des Hohlkörpers kann in der Form eines Kühlkörpers gebildet sein, vorzugsweise dadurch, dass mehrere Kühlrippen und/oder Kühlprofile über den Umfang verteilt angeordnet sein können.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel können mindestens zwei Leitungen in einem Hohlkörper angeordnet sein. Diese können jeweils entlang eines ihrer jeweiligen Umfangsabschnitte an dem Hohlkörper anliegen. Somit kann ein Hohlkörper zur Abschirmung und Wärmeabfuhr einer Mehrzahl von Leitungen gleichzeitig dienen. Der Flächenverbrauch pro Leitung kann hierdurch reduziert werden.
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Es können jeweils zwei oder mehr Leitungen und der Hohlkörper und/oder zwei oder mehr Leitungen jeweils in einem Presssitz zueinander und/oder zum Hohlkörper angeordnet sein. Der Presssitz der zwischen den Leitungen untereinander und dem Hohlkörper erlaubt eine lagestabile Anordnung mehrerer Leitungen in nur einem Hohlkörper. Auch wird die Wärmeabfuhr begünstigt, da die Leitungen jeweils unmittelbar an dem Hohlkörper anliegen.
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Ein Presssitz kann so verstanden werden, dass zwischen einer Leitung und dem Hohlkörper und/oder zwischen zwei Leitungen, an deren Berührstelle eine radial nach innen weisende Kraft auf die jeweilige Leitung wirkt, die geeignet ist, die Lage der sich kontaktierenden Elemente zueinander festzulegen.
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Ein gegenständlicher Hohlkörper kann an seinem Innenumfang zumindest einen nach innen weisenden Vorsprung aufweisen. Dieser Vorsprung kann die Isolation zumindest einer Leitung wenigstens teilweise in Umfangsrichtung umgreifen. Insbesondere kann der Vorsprung in der Art gebildet sein, dass er geeignet ist, zumindest eine Leitung in ihrer jeweiligen Position im Hohlkörper festzulegen. Durch den Vorsprung wird die Leitung in Kontakt mit dem Material des Hohlkörpers gebracht, um eine verbesserte Wärmeableitung zu ermöglichen.
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Ein nach innen weisender Vorsprung kann gemäß einem Ausführungsbeispiel in der Art gebildet sein, dass dieser eine der Leitung zugewandte, kongruent zu dem entsprechenden Außenumgang der Leitung ausgebildete Anlagefläche aufweist. Auch zwischen dieser Anlagefläche und der Leitung ist ein Presssitz realisierbar. Durch die einander kongruenten Anlageflächen wird die Kontaktfläche zwischen Leitung und Hohlkörper maximiert und somit die Wärmeabfuhr begünstigt. Außerdem ist dann die Haltekraft, insbesondere in axialer Richtung der Leitung, besonders groß.
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Zur Einbindung des Kabels in ein KFZ Bordnetz oder auch zur weiteren Vergrößerung der Wärme abführenden Oberfläche kann an dem Hohlkörper an seinem Umfang zumindest ein Flansch ausgebildet sein. Dieser Flansch kann tangential an dem Außenumfang des Hohlkörpers angeordnet sein oder den Hohlkörper in der Art einer Sekante zumindest teilweise durchdringen.
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Da die Lage der Leitungen in dem Hohlkörper festgelegt sein kann, kann der Hohlkörper eine äußere Markierung aufweisen, welche geeignet ist die Lage der Leitungen innerhalb des Hohlkörpers anzuzeigen.
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Zur Herstellung aus dem Stand der Technik bekannter Kabel, welche durch innen liegende Leitungen und ein äußeres Metallrohr gebildet sind, sind bisweilen aufwändige und mehrschrittige Fertigungsverfahren nötig. In den bekannten Verfahren steht zuerst das umgebende Rohr zur Verfügung und die Leitungen werden nachträglich und teilweise auch einzeln in das Rohr eingezogen.
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Im Gegensatz dazu kann gegenständlich gemäß einem Ausführungsbeispiel zumindest eine isolierte Leitung unmittelbar beim Formen eines Hohlkörpers derart in diesen eingebracht werden, dass die Isolation zumindest entlang eines Umfangsabschnitts an dem Hohlkörper anliegt. Zur effektiveren Fertigung und den platzsparenderen Einbau in die vorhandenen Bauräume können gegenständliche Kabel unmittelbar in die Kabelführungen integriert werden, zum Beispiel dadurch, dass die benötigten Leitungen in einem vorzugsweise kontinuierlichen Fertigungsschritt direkt in die die Kabel führenden Hohlkörper, insbesondere Rohre eingebracht werden.
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Vorteilhaft ist hierbei der Wegfall der bisher üblichen aufwändigen Herstellungsverfahren für Schirmungen, bestehend aus Folie und Geflecht.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel betrifft das gleichzeitige Umgreifen mehradriger Leitungen durch den Hohlkörper bei seiner Fertigung. Hierbei werden die Leitungen in der Art von dem kontinuierlich aufgepressten Hohlkörper umgriffen, dass dieser eine Innenkontur entsprechend der Leitungsgeometrie ausbildet und somit die Position der Leitungen im Rohr definiert. Es ist beim Strangpressen, Ziehen oder Extrudieren zudem eine Anpassung der Außenkontur des Hohlkörpers an dessen Innenkontur und somit der Leitungsgeometrie realisierbar.
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Auch wird vorgeschlagen, Wärmeschutzfolien auf den isolierten Leiter aufzubringen. Dies kann längslaufend oder durch umwickeln erfolgen. Die Wärmeschutzfolie ist danach Teil des isolierten Leiters. Die Wärmeschutzfolie kann dabei vor dem Einbringen der Leitung in den Hohlköper auf die Leitung aufgebracht werden. Mit Hilfe der Wärmeschutzfolie ist es möglich, eine thermisch empfindliche Isolationen der Leitung vor von außen eingebrachter Hitze zu schützen, welche z. B. in einem Motorraum auftreten kann. Wenn das Kabel entlang eines Verbrennungsmotors verlegt wird, kann dort eine große Hitze entstehen, die in das Innere des Kabels eingebracht wird und dort die Isolation beschädigen kann. Dies kann durch die Wärmeschutzfolie verhindert werden.
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Gegenständliche elektrische Kabel können insbesondere in Kraftfahrzeugen, insbesondere als Hochstromkabel zur Verkabelung von Elektromotoren mit einer Batterie verwendet werden.
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Damit jedoch die Anforderungen an solche Kabel in elektrifizierten oder teilelektrifizierten Fahrzeugen weiterhin erfüllt werden können, sind solche Hohlkörper zu verwenden, die den Schutz der Fahrzeugelektrik, z. B. Steuergeräte, Multimediageräte, Navigationsgeräte oder sonstige Komfortverbraucher vor elektromagnetischer Strahlung gewährleisten können, sowie den Schutz der Umwelt vor elektromagnetischer Strahlung und den Schutz der Leitung vor mechanischer Beschädigung.
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Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1a einen Querschnitt eines kreisrunden gegenständlichen Kabels;
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1b einen Querschnitt eines rechteckigen gegenständlichen Kabels;
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2a einen Querschnitt eines Kabels mit einem radialen Vorsprung;
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2b einen Querschnitt eines rechteckigen Kabels mit einem nach außen weisenden Vorsprung;
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2c ein Querschnitt eines Kabels mit einem ellipsoiden Hohlkörper;
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3a eine Ansicht eines Kabels gemäß 2a;
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3b eine Ansicht eines Kabels mit einem sich axial erstreckenden immer wellenförmig verlaufenden Vorsprung;
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4 ein Querschnitt eines sternförmig geformten Kabels;
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5a ein Querschnitt eines Kabels mit einem eingeschränkten Innenraum;
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5b ein Querschnitt eines Kabels mit zwei Leitern;
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6a ein Querschnitt eines Kabels bei dem jeweils zwei Leiter im Presssitz zueinander in dem Hohlkörper angeordnet sind;
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6b einen Querschnitt eines Kabels bei dem der Innenumfang des Hohlkörpers in Teilkreisbögen einem Kabel angepasst ist;
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7 ein Querschnitt eines Kabels mit nach innen weisenden Vorsprüngen des Hohlkörpers;
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8 eine Ansicht einer Vorrichtung zum Herstellen eines Kabels;
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1 zeigt einen Querschnitt eines Kabels 1 gebildet aus einer Leitung 3 mit Innenleiter 2 und Isolation 4 sowie einem Hohlkörper 6. Der Innenleiter 2 ist beispielsweise Litzenleiter mit einer Mehrzahl von metallischen Litzen. Die Litzen des Innenleiters 2 sind umgeben von einer Isolation 4. Der Außenumfang der Isolation 4 liegt am Innenumfang des Hohlkörpers 6 an. Der Außenumfang 8 des Hohlkörpers 6 ist in dem in der 1a gezeigten Beispiel rotationssymmetrisch.
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Die Leitung 3 kann in einem kontinuierlichen Prozess beim Herstellen des Hohlkörpers 6 in diesen eingefügt werden. Insbesondere kann der Hohlkörper 6 in einem Strangpressverfahren ohne Längsnaht hergestellt werden. Während des Herstellens des Hohlkörpers 6 kann am Ausgang einer Strangpressmatrize die Leitung 3 in den Innenraum des Hohlkörpers 6 eingelegt werden.
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Insbesondere ist der Innenumfang des Hohlkörpers 6 kleiner als der Außenumfang der Isolation 4 im nicht eingebauten Zustand, so dass die Isolation 4 in einem Presssitz an dem Innenumfang des Hohlkörpers 6 anliegt. Die Leitung ist somit lagestabil in dem Hohlkörper 6 angeordnet.
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1b zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem der Hohlkörper 6 beziehungsweise dessen Außenumfang rechteckig ist. Der Innenumfang des Hohlkörpers 6 ist kongruent zu dessen Außenumfang. An dem Innenumfang des Hohlkörpers 6 kann eine Leitung 3 aus einem Innenleiter 2 und einer Isolation 4 gebildet angeordnet sein. In dem in 1b gezeigten Beispiel ist der Innenleiter 2 ein Vollleiter. Insbesondere kann dies dann vorteilhaft sein, wenn der Innenleiter 2 als Flachleiter mit rechteckigem Leiterquerschnitt gebildet ist. Auch hier kann die Isolation 4 in einem Presssitz an dem Innenumfang des Hohlkörpers 6 anliegen. Die Form des Hohlkörpers 6 ist maßgeblich durch dessen Herstellverfahren bestimmbar und kann bei bestimmten Herstellverfahren, z. B. einem Conform Verfahren, durch entsprechende Matrizen beliebig geformt sein. Dies ist insbesondere dann notwendig, wenn das Kabel 1 an Bauraumerfordernisse innerhalb eines Kraftfahrzeugs angepasst werden muss.
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Auf dem Außenumfang 8 des Hohlkörpers 6 kann eine Isolationsschicht, beispielsweise durch Tauchlackieren, Pulverbeschichten, Extrudieren oder dergleichen aufgebracht sein, so dass ein Kontakt mit Karosserieteilen vermieden werden kann. Auch ist es möglich, dass der Innenleiter 2 als Leiter mit einem ersten Potential und der Hohlkörper 6 als Leiter mit einem zweiten Potential verwendet wird. Insbesondere kann der Innenleiter 2 als B+-Leitung 3 und der Hohlkörper 6 als Masseleitung verwendet werden. Auch ist eine Stromrückführung über den Hohlkörper 6 möglich, insbesondere wenn das Kabel 1 in Hybridfahrzeugen oder Elektrofahrzeugen zum Speisen von Elektromotoren verwendet wird. Dann können die Kabel 1 derart ausgelegt sein, dass der Isolator 4 eine Durchschlagfestigkeit von mehreren 100 Volt, vorzugsweise von 1000 Volt und mehr hat, so dass Hochspannung von einem Batteriepack zu einem Elektromotor über das gegenständliche Kabel geleitet werden kann.
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Bei über das Kabel 1 fließenden Strömen kommt es innerhalb des Innenleiters 2 zu ohmschen Verlusten. Die hieraus resultierende Joulesche Wärme muss sicher abgeführt werden, um Beschädigungen durch Hitze insbesondere an der Isolation 4 zu vermeiden. Eine sichere Wärmeableitung ist gegenständlich dadurch gewährleistet, dass die Isolation 4 unmittelbar an dem Innenumfang des Hohlkörpers 6 anliegt. Der Hohlkörper 6 kann Kühlkörperfunktionen übernehmen. Je größer die äußere Oberfläche des Hohlkörpers 6 ist, desto besser kann seine Wärmeabfuhr zur Umgebungsluft sein.
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Eine verbesserte Wärmeabfuhr ist beispielsweise gemäß des Ausführungsbeispiels nach 2a möglich. Durch den radial nach außen weisenden Vorsprung 12 wird die freie Oberfläche des Hohlkörpers 6 vergrößert und eine bessere Wärmeabstrahlung ermöglicht. Der Vorsprung 6 kann sich radial nach außen erstrecken, wie in 2a gezeigt, kann jedoch auch durch einen radial nach innen weisenden Rücksprung gebildet sein. Durch den Vorsprung 12 wird eine verbesserte Wärmeableitung ermöglicht. Bei der 2a ist der Innenleiter 2 als Rundleiter aus Vollmaterial dargestellt.
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Gemäß der 2b ist ebenfalls ein radial nach außen weisender Vorsprung 12 vorgesehen und der Innenleiter 2 mit rechteckigem Querschnitt kann als Litzenleiter gebildet sein.
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Eine proportional zum kleinsten Radius des Hohlkörpers 6 mit einem Faktor größer 2π gebildeter Außenumfang 8 des Hohlkörpers 6 ist beispielsweise gemäß der 2c möglich. Zu erkennen ist, dass der Außenumfang 8 des Hohlkörpers 6 ellipsoid ist und dessen Umfangsfläche somit nicht nur proportional 2π-mal der Länge des Kabels ansteigt sondern mit einem Faktor größer 2π-mal der Länge des Kabels. Durch die vergrößerte Oberfläche wird eine bessere Wärmeabfuhr ermöglicht.
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Die 3a zeigt ein Kabel 1 entsprechend der 2a, wobei hier zu erkennen ist, dass sich der Vorsprung 12 in einer axialen Erstreckung 14 entlang des Kabels 1 erstreckt. Die Mantelfläche 10 des Kabels 1 hat durch den sich axial erstreckenden Kühlkörper 14 eine vergrößerte Oberfläche gegenüber einem Rundleiter und eine gute Wärmeableitung ist ermöglicht.
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In der 3b ist ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie 3a zeigt, wobei hier der sich radial erstreckende Vorsprung 14 jedoch in axialer Richtung in unterschiedlichen Winkellagen zum Innenleiter 2 bzw. zur Leitung 3 verläuft. Der Kühlkörper 14 kann sich somit wellenförmig axial entlang der Mantelfläche 10 des Kabels 1 erstrecken.
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4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem mehrere radial nach außen weisende Vorsprünge 12 an dem Hohlkörper 6 angeordnet sind. Insbesondere ist eine sternförmige Anordnung der Vorsprünge 12, wie in 4 gezeigt, möglich. Die Anzahl der Vorsprünge 12 ist nicht auf die in 4 gezeigte beschränkt. Durch die sternförmige Anordnung der Vorsprünge 12, die sich insbesondere axial entlang des Hohlkörpers 6 erstrecken können, wird der Hohlkörper 6 in der Art eines Kühlkörpers gebildet.
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Die Lagestabilität der Leitung innerhalb des Hohlkörpers 6 kann auch gemäß einem Ausführungsbeispiel nach 5a ermöglicht sein. In der 5 sind zwei Leitungen 3a, 3b mit jeweils einem Innenleiter 2a, 2b und einer Isolation 4a, 4b gezeigt. Die Leitungen 3a, 3b sind in einem Innenraum 6a des Hohlkörpers 6 lagestabil angeordnet. Der Innenumfang des Innenraums 6a ist nicht kongruent zu dem Außenumfang 8 des Hohlkörpers 6. Insbesondere kann der Innenraum 6a an die Querschnittsfläche der Leitungen 3a, 3b angepasst sein. In dem gezeigten Beispiel kann der Innenraum 6a so geformt sein, dass die Leitungen 3a, 3b durch eine in den Innenraum 6a weisende Nase 6b des Hohlkörpers 6 voneinander beabstandet sind. Die Nase 6b umgreift die Isolation 4a, 4b jeweils in einem Umfangsabschnitt. Ein zweiter, räumlich davon getrennter Umfangsabschnitt der Isolation 4a, 4b liegt an einer Innenfläche des Hohlkörpers 6 an. Die Leitung 3a, 3b sind in einem Presssitz in dem Hohlkörper 6 angeordnet.
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Eine weitere Gestaltung ist in der 5 dargestellt. Hier ist der Hohlkörper 6 an seinem Außenumfang deltaförmig geformt und eine im Innenraum 6a des Hohlkörpers 6 angeordnete Nase 6b beabstandet die Leitungen 3a, 3b voneinander entsprechend der 5a.
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6a zeigt einen Hohlkörper 6, in dessen Innenraum 6a drei Leitungen 3a, 3b und 3c mit jeweils einem Innenleiter 2a–c und einer Isolation 4a–c angeordnet sind. Eine jeweilige Leitung 3a, b, c liegt an einem jeweils ersten Umfangsabschnitt an einer Innenwand des Hohlkörpers 6 an und mit einem jeweils räumlich davon getrennten Umfangsabschnitt an jeweils einem der anderen Leitungen 3a–c. Bei einer Anzahl von N Leitungen 3a–c innerhalb des Innenraums 6a des Hohlkörpers 6 ist vorzugsweise jede Leitung an jeweils einer ersten Umfangsfläche mit dem Innenumfang des Hohlkörpers 6 in Kontakt und mit jeweils maximal N – 1 Umfangsflächen mit jeweils anderen Leitungen 3a–c in Kontakt.
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6b zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hohlkörpers 6, der an seinem Außenumfang 8 einen Vorsprung 18 aufweist, mit dessen Hilfe die Lage der Leitungen 3a–c innerhalb des Hohlkörpers 6 von außerhalb erkennbar sind. Der Innenumfang des Hohlkörpers 6 ist so geformt, dass jeweils ein Teilkreisbereich (Umfangsabschnitt) des Innenumfangs jeweils einen Teilkreisbereich (Umfangsabschnitt) einer Leitung 3a–c umgreift. Hierbei ist ein Umgriff von in etwa 180° vorteilhaft. Hierbei weist der Innenumfang des Hohlkörpers 6 Umfangsabschnitte auf, die einen geringeren Abstand zum Mittelpunkt des Hohlkörpers aufweisen als andere Umfangsabschnitte. Der Abstand des Innenumfangs bis zum Mittelpunkt des Hohlkörpers 6 kann entlang des Innenumfangs wellenförmig verlaufen.
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7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hohlkörpers 6 mit einer Leitung 3 bei dem der Innenumfang des Hohlkörpers 6 Anlageflächen 16 aufweist. Die Anlageflächen 16 sind der Leitung 3 zugewandt und umfassen dabei jeweils nur einen Teilkreisabschnitt des gesamten Innenumfangs des Hohlkörpers 6. Insbesondere weisen die Anlageflächen 16 sternförmig nach innen zum Mittelpunkt des Hohlkörpers 6.
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8 zeigt ein mögliches Verfahren zur Herstellung eines Kabels 1 wobei beispielsweise von einem Coil 20 zunächst ein Aluminiumhalbzeug oder ein Halbzeug aus einem anderen Material abgerollt wird. Hierbei kann das Material entweder ein Vollleiter oder ein Litzenleiter sein. Anschließend wird das Halbzeug 22 einer Reibradanordnung 24 zugeführt. In der Reibradanordnung 24 wird das Halbzeug 22 erhitzt, wobei die Temperatur geringer ist als die Schmelztemperatur des Halbzeugs 22. Durch das Erhitzen erhält das Halbzeug 22 eine teigige Konsistenz und wird im Anschluss einer Matrize 26 zugeführt. In der Matrize 26 wird das Halbzeug 22 mittels eines Strangpressverfahrens zu einem Hohlkörper 6 verformt. Innerhalb der Matrize wird die Leitung 3 aus Innenleiter 2 und Isolation 4 als weiteres Halbzeug 28 zugeführt. Durch das kontinuierliche Strangpressen innerhalb der Matrize 26 wird ein nahtloses Einfügen des Halbzeugs 28 in den Hohlkörper 6 ermöglicht. Das resultierende Kabel 30 wird beispielsweise abgekühlt und erneut auf ein Coil 32 aufgewickelt.
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Mit Hilfe des gezeigten Kabels ist es möglich, auch Hochstromanwendungen elektromagnetisch verträglich in Kraftfahrzeugen zu ermöglichen. Joulesche Wärme kann in den gegenständlichen Kabeln besonders gut abgeleitet werden, so dass auch hohe Ströme ohne Risiko einer Zerstörung des Kabels über die Leitung geführt werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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