DE102016219374B4 - Langzeitstabile und stoffschlüssige Strompfadverbindung für Nieder-, Mittelspannungs- und/oder Hochspannungsanlagen bzw. –Schaltgeräte mittels Nanomaterialien - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer stoffschlüssigen Strompfadverbindung in Nieder-, Mittel- und/oder Hochspannungsanlagen und auf eine Niederspannungsanlage, Mittelspannungsanlage und/oder Hochspannungsanlage mit einer langzeitstabilen und stoffschlüssigen Strompfadverbindung, wobei ein erster Teil und/oder ein zweiter Teil des Strompfades jeweils zumindest in einem Bereich ein Nanomaterial aufweisen, der erste Teil und der zweite Teil des Strompfades zumindest in den jeweiligen Bereichen kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden werden, und durch Zuführen einer Reaktionsenergie eine leitfähige und stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil des Strompfades unter Mitwirkung des Nanomaterials entsteht.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer stoffschlüssigen Strompfadverbindung in Nieder-, Mittel- und/oder Hochspannungsanlagen und auf eine Nieder-, Mittelspannungsanlage und/oder Hochspannungsanlage mit einer langzeitstabilen und stoffschlüssigen Strompfadverbindung.
  • Bei Niederspannungsanlagen, Mittelspannungsanlagen und Hochspannungsanlagen wird der Strom mittels Leitungen, im sogenannten Strompfad, geführt. Das gleiche gilt für Nieder,-Mittel- und Hochspannungsschaltgeräte, die im Folgenden auch unter Mittelspannungsanlagen und Hochspannungsanlagen zu verstehen sind.
  • Beim Führen des Nennstroms in einem Leiter entsteht Wärme durch den ohmschen Widerstand des Strompfads der Schaltanlage. Um eine dauerhafte Funktionsfähigkeit der Schaltanlagen zu gewährleisten, muss sichergestellt sein, dass die im Gerät verbauten Komponenten, insbesondere die Leiter, die Strompfade bilden, dieser Erwärmung dauerhaft standhalten. Da dauerhaft in Verbindung mit Schaltgeräten sich in der Regel auf die gesamte Lebensdauer des Schaltgerätes bezieht, sind besondere Anforderungen an die Strompfade der Schaltanlagen zu stellen.
  • In diesem Zusammenhang sind insbesondere kraftschlüssige Verbindungsstellen im Strompfad kritisch zu betrachten. Solche kraftschlüssigen Verbindungsstellen, in der Regel Schraubstellen oder Klemmstellen, laufen Gefahr, dass sich deren Widerstand im Verlauf der Lebensdauer durch z.B. Korrosion deutlich erhöht. Eine Erhöhung des Widerstandes im Strompfad führt zwangsläufig zu höheren Temperaturen in den betroffenen Bereichen. Dies birgt die Gefahr, dass kritische Temperaturen erreicht und/oder überschritten werden, so dass die Schaltanlage nicht mehr geeignet ist, den vorgesehenen Nennstrom unter den potenziellen oder vorgegebenen Umweltbedingungen zu führen.
  • Dies ist insbesondere kritisch, da kraftschlüssige Verbindungen gegenüber anderen Verbindungsarten meist einen höheren elektrischen Widerstand aufweisen und damit die Erwärmungsproblematik verstärken oder diese erst dadurch auftreten.
  • Die Problematik der Erhöhung des Widerstandes bei kraftschlüssigen Verbindungen im Verlauf der Lebensdauer einer Schaltanlage wird im Stand der Technik durch die Verwendung von stoffschlüssigen Verbindungen, Schweißverbindungen oder Lötverbindungen umgangen.
  • Aus der DE 69125431 T2 ist ein Verfahren zum stoffschlüssigen Verbinden von supraleitenden Bändern bekannt.
  • Das Herstellen von Schweiß- oder Lötverbindungen ist in der Regel aber mit einer Erhöhung der Temperatur der zu verbindenden Bauteile verbunden. Für empfindliche Bauteile, wie z.B. Vakuumschaltröhren oder andere temperaturempfindliche Bauteile und insbesondere darin enthaltene Kunststoffkomponenten, ist ein kostengünstiges, einfaches Verschweißen oder Verlöten sehr kritisch, weil die Gefahr besteht, dass die Prozesswärme beim Fügen diese Komponenten beschädigt oder zerstört und deren Funktion somit nicht mehr gewährleistet ist.
  • Im Stand der Technik werden für solche Bauteile in der Regel sehr teure Schweißverfahren wie z.B. das Elektronenstrahlschweißen oder das Laserschweißen verwendet, die nur zu einer lokal begrenzten Erwärmung, insbesondere in der direkten Umgebung der Verbindungsstelle, der zu verbindenden Bauteile führt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine langzeitstabile und leitfähige Verbindung zur Stromleitung in einer Schaltanlage bereitzustellen, die die Nachteile des Standes der Technik beheben beziehungsweise eine kostengünstige und weniger aufwendige Produktion von Verbindungen von elektrischen Strompfaden bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche 1 und 12 sowie die von diesen Ansprüchen abhängigen Ansprüche gelöst.
  • Ein Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer stoffschlüssigen Strompfadverbindung in Niederspannungsanlagen, Mittelspannungsanlagen und/oder Hochspannungsanlagen wobei ein Strompfad mindestens einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist. Der erste Teil und/oder der zweite Teil des Strompfades weisen jeweils zumindest in einem Bereich ein Nanomaterial auf. Der erste und der zweite Teil des Strompfades werden zumindest in den jeweiligen Bereichen kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden. Durch Zuführen einer Reaktionsenergie wird eine leitfähige und stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil des Strompfades unter Mitwirkung des Nanomaterials gebildet. Das Nanomaterial kann im Folgenden als solches oder als Precursor des Nanomaterials vorliegen, das heißt das eigentliche Nanomaterial wird durch eine Reaktion aus einem Precursor gebildet, bevorzugt durch Zuführung der Reaktionsenergie, die auch zur Bildung der stoffschlüssigen Verbindung führt.
  • Ein Nanomaterial ist ein Material, dessen einzelne Einheiten oder bei dem ein oder mehrere Abmaße in einer Größe zwischen 1 und 1000 Nanometer (10-9 Meter, Milliardstel Meter), bevorzugt zwischen 1 und 100 Nanometer, liegen.
  • Unter dem Terminus „Bereich“ ist im Sinne dieser Anmeldung der Verbindungsbereich zu verstehen, also der Bereich, in dem der erste Teil und der zweite Teil des Strompfades mittels des Nanomaterials miteinander verbunden werden.
  • Unter dem Begriff „leitfähig“ ist im Sinne dieser Anmeldung zu verstehen, dass die leitfähigen, miteinander verbundenen Teile eines Strompfades über die Verbindung hinweg derart leitfähig sind, dass es bei einer Belastung mit oder unterhalb der Nennstromes der Schaltanlage zu keinen Funktionsbeeinträchtigungen kommt, auch nicht zu einer Erwärmung der Verbindungsstelle, die die zulässigen Temperaturen überschreitet.
  • Durch das Verwenden des Nanomaterials und dem Überführen der rein kraftschlüssigen Verbindung in eine stoffschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung durch das Zuführen einer Reaktionsenergie, wird eine langzeitstabile Verbindung gewährleistet, die gemäß den Normen als stoffschlüssige Verbindung gewertet wird und so auch keinen zusätzlichen Prüfungsaufwand erfordert, wie zum Beispiel kraftschlüssige oder formschlüssige Verbindungen.
  • Insbesondere hat eine kraftschlüssige Verbindung und/oder eine formschlüssige Verbindung, bei der ein Druck auf die Verbindungsstelle zwischen dem ersten Teil des Strompfades und dem zweiten Teil des Strompfades ausgeübt wird, eine positive Wirkung auf das Ausbilden der stoffschlüssigen Verbindung von dem ersten Teil des Strompfades und dem zweiten Teil des Strompfades.
  • Bevorzugt wird, dass zwischen den jeweiligen kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbundenen Bereichen des ersten Teils und des zweiten Teils des Strompfades sich das Nanomaterial befindet oder sich das Nanomaterial über die jeweiligen Bereiche des ersten und/oder des zweiten Strompfades hinaus erstreckt.
  • Durch das vollständige oder nahezu vollständige Vorhandensein von Nanomaterial im Verbindungsbereich des Strompfades wird ein niedriger elektrischer Widerstand des Verbindungsbereiches und/oder eine Alterungsbeständigkeit erreicht. Verbindungsbereich meint hier weiterhin den Bereich, in dem der erste Teil und der zweite Teil des Strompfades mittels des Nanomaterials und des Kraftschlusses und/oder Formschlusses verbunden sind.
  • Weiter wird bevorzugt, dass der erste Teil und der zweite Teil des Strompfades aus dem gleichen leitenden Material und/oder der gleichen Materialkombination gebildet werden. Alternativ können der erste Teil und der zweite Teil des Strompfades aus unterschiedlichen leitenden Materialien und/oder unterschiedlichen Materialkombinationen gebildet werden, insbesondere sind für unterschiedliche Paarungen Kupfer und Silber oder Kupferlegierungen und Silberlegierungen relevant.
  • Auch wird bevorzugt, dass das Nanomaterial und/oder ein Precursor des Nanomaterials in Form einer Paste, einer Folie und/oder eines Pulvers auf den jeweiligen Bereich des ersten und/oder des zweiten Teils des Strompfades aufgebracht wird und/oder auf dem jeweiligen Bereich des ersten Teils und/oder des zweiten Teils des Strompfades vorhanden ist. Es können also sowohl beide Teile oder nur ein Teil des zu verbindenden Strompfades das Nanomaterial aufweisen.
  • Besonders bevorzugt wird, dass eine Folie aus dem Nanomaterial gebildet wird, insbesondere durch Drucken, besonders durch Siebdruck, oder Aufrakeln oder Aufstreichen auf ein Transfermaterial, von dem die durch zum Beispiel Trocknen, Aushärten oder Pressen hergestellte Folie gelöst werden kann. Alternativ kann das Transfermaterial auch bei der Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung umgewandelt, in die Verbindung eingebaut oder abgebaut werden.
  • Bevorzugt wird auch, dass der erste Teil und der zweite Teil des Strompfades kraftschlüssig durch ein oder mehr Verbindungsmittel verbunden werden. Insbesondere bevorzugt wird, dass die jeweiligen Bereiche des ersten Teils und des zweiten Teils des Strompfades kraftschlüssig durch ein oder mehrere Verbindungsmittel verbunden werden. Die kraftschlüssige Verbindung bewirkt, dass ein Druck auf die Verbindungsstelle wirkt, was sich positiv auf das Ausbilden der Verbindung von dem ersten Teil des Strompfades und dem zweiten Teil des Strompfades auswirkt.
  • Besonders bevorzugt wird, dass die Verbindungsmittel mit einem oder mehreren Mitteln von Schrauben, Nieten und/oder Klemmen gebildet werden.
  • Bevorzugt wird auch, dass der erste Teil und der zweite Teil des Strompfades formschlüssig miteinander verbunden werden.
  • Auch wird bevorzugt, dass der erste Teil des Strompfades ein elektrisch leitfähiges und flexibles Stromband oder ein Polkopf oder eine Strombandklemme ist, und/oder der zweite Teil des Strompfades ein Anschluss an:
    • • einen Bewegkontakt oder Festkontakt einer Vakuumschaltröhre; oder
    • • einen Transformator; oder
    • • eine Stromschiene ist.
  • Auch wird bevorzugt, dass das Zuführen der Reaktionsenergie zu einer lokal auf den, an das Nanomaterial angrenzenden, ersten Teil und den, an das Nanomaterial angrenzenden, zweiten Teil des Strompfades begrenzten Reaktion zu einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil des Strompfades führt.
  • Weiter bevorzugt wird, dass die Reaktionsenergie in Form von thermischer Energie und/oder elektrischer Energie dem Nanomaterial zugeführt wird, und/oder die Reaktionsenergie in anderer Form zugeführt wird und in und/oder am Nanomaterial in thermische Energie und/oder elektrische Energie umgewandelt wird. Möglich ist aber auch die Zuführung der Reaktionsenergie in Form von elektromagnetischen Schwingungen, Wellen, und/oder induzierten Schwingungen und/oder Stoßwellen in das Material.
  • Bevorzugt wird auch, dass die durch das Zuführen der Reaktionsenergie herbeigeführte stoffschlüssige Verbindung des ersten Teils, des zweiten Teils des Strompfades und des Nanomaterials auf einen Sinterprozess des Nanomaterials beruht oder einen Sinterprozess des Nanomaterials umfasst und/oder einem Verschweißen und/oder einem Verlöten des ersten Teils und des zweiten Teils des Strompfades durch eine exotherme Reaktion des Nanomaterials oder eines Teils des Nanomaterials beruht. Bei dem Sinterprozess verbindet sich das Nanomaterial untereinander und zumindest teilweise oder vollständig mit dem ersten und dem zweiten Teil des Strompfades. Bei der exothermen Reaktion können der erste und der zweite Teil des Strompfades direkt miteinander verschweißt werden und/oder unter Einbindung des Nanomaterials oder Bestandteilen davon verschweißt werden und/oder der erste und der zweite Teil des Strompfades unter Mitwirkung des Nanomaterial oder weiterer Materialien verlötet werden. Die weiteren Materialien können dabei insbesondere auch Bestandteil des Nanomaterials sein oder während der exothermen Reaktion gebildet worden sein.
  • Auch wird bevorzugt, dass das Nanomaterial Silber und/oder einen Silberprecursor aufweist.
  • Bevorzugt wird auch Nanomaterial, welches Silbernanopartikel in Agglomeraten mit Ausmaßen in mindestens einer Raumrichtung von mehr als 90 nm, insbesondere mehr als 100 nm oder 200 nm, und kleiner 300 nm aufweist, insbesondere wird auch bevorzugt, dass die Silbernanopartikel bei einer entsprechenden Reaktionstemperatur und/oder entsprechenden Reaktionsbedingungen ausbildet werden und eine Größe von 1 nm bis 20 nm in mindestens einer Raumrichtung aufweisen.
  • Weiter bevorzugt wird, dass die Silbernanopartikel zumindest teilweise durch eine Reaktion in einem metall-organischen Precursor gebildet werden.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist eine Niederspannungsanlage, Mittelspannungsanlage und/oder Hochspannungsanlage, wobei die Niederspannungsanlage, Mittelspannungsanlage einen Strompfad aufweist, zumindest eine Verbindung eines ersten Teils des Strompfades mit einem zweiten Teil des Strompfades aufweist, wobei die Verbindung kraftschlüssig und stoffschlüssig ist.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist eine Niederspannungsanlage, Mittelspannungsanlage und/oder Hochspannungsanlage, wobei die Niederspannungsanlage, Mittelspannungsanlage und/oder Hochspannungsanlage einen Strompfad aufweist, wobei der Strompfad nach einem der vorstehenden Ausführungen gebildet ist.
  • Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von drei Figuren näher erläutert:
    • 1: Erfindungsgemäße stoffschlüssige und kraftschlüssige Verbindung eines ersten und eines zweiten Teils eines Strompfades;
    • 2: schematische Darstellung einer Verbindung einer Vakuumschaltröhre mit einem leitfähigen und flexiblen Strombands mittels Nanomaterialien; und
    • 3: Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer stoffschlüssigen und kraftschlüssigen Strompfadverbindung.
  • Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Verbindung in einer nicht näher dargestellten Schaltanlage 1, wobei ein erster Teil eines Strompfades 10 mit einem zweiten Teil eines Strompfades 20 mittels eines Verbindungsmittels 40 kraftschlüssig verbunden und über ein Nanomaterial 30 stoffschlüssig verbunden ist.
  • Die kraftschlüssige Verbindung 40 kann beispielsweise durch Schrauben, Nieten und/oder Klemmen erreicht werden. Alternativ zu der kraftschlüssigen Verbindung mit einem Verbindungsmittel 40 kann auch eine formschlüssige Verbindung - hier nicht gezeigt - Anwendung finden. Die formschlüssige Verbindung kann beispielsweise durch ineinander einrastende Verbindungsbereiche des ersten und des zweiten Teils des Strompfades oder durch Umformen, zum Beispiel Pressen oder Crimpen, erfolgen.
  • Die 2 zeigt den Anschluss einer Vakuumschaltröhre 2 in einer nicht näher dargestellten Schaltanlage 1, wobei der Bewegkontaktanschluss 25 und das flexible Stromband 15 einerseits über ein Verbindungsmittel 40 kraftschlüssig miteinander verbunden sind und andererseits über ein Nanomaterial 30 miteinander stoffschlüssig verbunden sind. Alternativ - hier nicht gezeigt - kann auch der Bewegkontaktbolzen 25' und das flexible Stromband 15 einerseits über ein Verbindungsmittel 40 kraftschlüssig miteinander verbunden sein und andererseits über ein Nanomaterial 30 miteinander stoffschlüssig verbunden sein. Das flexible Stromband 15 ist in diesem Beispiel stoffschlüssig mit einem weiteren Teil des Strompfades 50 verbunden, wobei es sich bei dieser stoffschlüssigen Verbindung um eine herkömmliche Schweiß- oder Lötverbindung handelt.
  • Die 3 zeigt einen schematischen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer stoffschlüssigen und kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Verbindung eines ersten und eines zweiten Teils eines Strompfades in einer Schaltanlage 1, insbesondere einer Schaltanlage für Mittelspannungen und/oder Hochspannungen. In einem ersten Schritt 100 werden der erste Teil eines Strompfades und/oder der zweite Teil eines Strompfades zumindest in einem Bereich mit einem Nanomaterial versehen, oder die mit einem Nanomaterial versehenen Teile des Strompfades werden bereitgestellt. Das beinhaltet auch, dass das Nanomaterial in Form einer Folie oder eines Gitters bereitgestellt wird und die Folie oder das Gitter auf dem ersten Teil eines Strompfades und/oder dem zweiten Teil eines Strompfades oder zwischen diesen platziert wird.
  • In einem zweiten Schritt 200 wird eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Teil des Strompfades und dem zweiten Teil des Strompfades herbeigeführt.
  • In einem dritten Schritt 300 wird durch ein Zuführen einer Reaktionsenergie eine leitfähige und stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Teil des Strompfades und dem zweiten Teil des Strompfades unter Mitwirkung des Nanomaterials hergestellt. Dabei kann das Nanomaterial entweder die leitfähige Verbindung durch einen Sinterprozess umfassenden Prozess bilden, oder durch das Zuführen einer Reaktionsenergie eine exotherme Reaktion bewirken, die ein Verschweißen des ersten Teils des Strompfades mit dem zweiten Teil des Strompfades bewirkt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Schaltanlage
    2
    Vakuumschaltröhre
    10
    Erster Teil eines Strompfades
    15
    Leitfähiges, flexibles Stromband als erster Teil des Strompfade
    20
    Zweiter Teil eines Strompfades
    25
    Bewegkontaktanschluss einer Vakuumschaltröhre als zweiter Teil des Strompfades
    25`
    Bewegkontaktbolzen einer Vakuumschaltröhre als zweiter Teil des Strompfades
    30
    Nanomaterial
    40
    Verbindungsmittel, zum Beispiel Schraube, Niete oder Klemme
    50
    Weiterer Teil des Strompfades
    100
    Schritt 1
    200
    Schritt 2
    300
    Schritt 3

Claims (12)

  1. Verfahren zum Herstellen einer stoffschlüssigen Strompfadverbindung in Nieder-, Mittel- und/oder Hochspannungsanlagen, wobei ein Strompfad mindestens einen ersten Teil (10) und einen zweiten Teil (20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass - der erste Teil (10) und/oder der zweite Teil (20) des Strompfades jeweils zumindest in einem Bereich ein Nanomaterial (30) aufweisen, - der erste Teil (10) und der zweite Teil (20) des Strompfades zumindest in den jeweiligen Bereichen kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden werden, und - durch Zuführen einer Reaktionsenergie eine leitfähige und stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Teil (10) und dem zweiten Teil (20) des Strompfades unter Mitwirkung des Nanomaterials (30) gebildet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den jeweiligen kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbundenen Bereichen des ersten Teils (10) und des zweiten Teils (20) des Strompfades sich das Nanomaterial (30) befindet oder sich das Nanomaterial (30) über die jeweiligen Bereiche des ersten (10) und/oder des zweiten (20) Strompfades hinaus erstreckt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil (10) und der zweite Teil (20) des Strompfades aus dem gleichen leitenden Material und/oder der gleichen Materialkombination gebildet werden.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nanomaterial (30) in Form einer Paste, einer Folie und/oder eines Pulvers und/oder eines Precursor auf den jeweiligen Bereich des ersten Teils (10) und/oder des zweiten Teils (20) des Strompfades aufgebracht wird und/oder auf dem jeweiligen Bereich des ersten Teils (10) und/oder des zweiten Teils (20) des Strompfades vorhanden ist.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teil (10) und das zweite Teil (20) des Strompfades in mindestens einem Bereich kraftschlüssig durch ein oder mehr Verbindungsmittel (40) verbunden werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (40) mit einem oder mehreren Mitteln von Schrauben, Nieten und/oder Klemmen gebildet werden.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der erste Teil des Strompfades (10) ein elektrisch leitfähiges und flexibles Stromband (15) oder ein Polkopf oder eine Strombandklemme ist, und/oder - der zweite Teil des Strompfades (20) ein Anschluss o an einen Bewegkontakt (25) oder Festkontakt einer Vakuumschaltröhre, o an einen Transformator, oder o eine Stromschiene ist.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführen der Reaktionsenergie zu einer lokal auf den, an das Nanomaterial (30) angrenzenden, ersten Teil (10) und den an das Nanomaterial angrenzende zweiten Teil des Strompfades (20) begrenzten stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem ersten Teil (10) und dem zweiten Teil des Strompfades (20) führt.
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionsenergie - in Form von thermischer Energie und/oder elektrischer Energie dem Nanomaterial (30) zugeführt wird, und/oder - die Reaktionsenergie in anderer Form zugeführt wird und im und/oder am Nanomaterial (30) in thermische Energie und/oder elektrische Energie umgewandelt wird.
  10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die durch das Zuführen der Reaktionsenergie herbeigeführte stoffschlüssige Verbindung des ersten Teils (10), des zweiten Teils des Strompfades (20) und des Nanomaterials (30) auf einem Sinterprozess des Nanomaterials (30) beruht oder diesen umfasst und/oder einem Verschweißen des ersten Teils (10) und des zweiten Teils des Strompfades (20) durch eine exotherme Reaktion des Nanomaterials (30) oder eines Teils des Nanomaterials (30) beruht.
  11. Niederspannungsanlage, Mittelspannungsanlage und/oder Hochspannungsanlage, wobei die Niederspannungsanlage, Mittelspannungsanlage und/oder Hochspannungsanlage einen Strompfad aufweist, wobei der Strompfad nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 10 gebildet ist.
  12. Niederspannungsanlage, Mittelspannungsanlage und/oder Hochspannungsanlage, wobei die Niederspannungsanlage, Mittelspannungsanlage und/oder Hochspannungsanlage einen Strompfad aufweist, und zumindest eine Verbindung eines ersten Teils des Strompfades (10) mit einem zweiten Teil des Strompfades (20) aufweist, wobei die Verbindung kraftschlüssig und stoffschlüssig ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020105154A1 (de) 2020-02-27 2021-09-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verbindungsanordnung sowie Verfahren zum Herstellen einer Verbindungsanordnung

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69125431T2 (de) 1990-08-01 1997-10-23 Gen Electric Methode zur Herstellung einer Verbindung zwischen supraleitenden Bändern

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2571261A (en) * 1946-01-28 1951-10-16 Homer M Lamb Bridle power sealed connection
US3994090A (en) * 1975-08-18 1976-11-30 Wheeler James W Marking and splicing aid for cables
US4334122A (en) 1980-06-25 1982-06-08 General Electric Company Bimetallic electrical connector and method for making such connector
US5134040A (en) * 1990-08-01 1992-07-28 General Electric Company Melt formed superconducting joint between superconducting tapes
US20030059562A1 (en) * 2001-08-31 2003-03-27 Lien Gerald T. Sleeve with attachment flange
WO2005104302A1 (ja) * 2004-04-26 2005-11-03 Sumitomo Wiring Systems, Ltd. 電線接続部の防水構造および防水方法
TWI434119B (zh) * 2006-06-28 2014-04-11 Creator Technology Bv 用於可撓性顯示器之改良的共同接點佈局
US7311554B1 (en) * 2006-08-17 2007-12-25 John Mezzalingua Associates, Inc. Compact compression connector with flexible clamp for corrugated coaxial cable
US7458851B2 (en) * 2007-02-22 2008-12-02 John Mezzalingua Associates, Inc. Coaxial cable connector with independently actuated engagement of inner and outer conductors
JP2011508364A (ja) 2007-08-07 2011-03-10 ナノコンプ テクノロジーズ インコーポレイテッド 非金属電気伝導性および熱伝導性ナノ構造体ベースアダプター
JP2010027453A (ja) * 2008-07-22 2010-02-04 Hitachi Cable Ltd 圧着端子付ケーブルおよびその製造方法
US8039744B2 (en) * 2008-07-25 2011-10-18 Lear Corporation Structure for protectively supporting an element that extends between relatively movable components
FR2936294B1 (fr) * 2008-09-22 2010-10-08 Aplix Sa Attache pour cables electriques ou analogues, notamment dans un vehicule automobile
DE102009001850A1 (de) * 2009-03-25 2010-09-30 Robert Bosch Gmbh Elektrische Verbindung paarweiser Leiterenden und Verfahren zur Herstellung der Verbindung
DE102009002135B4 (de) * 2009-04-02 2020-06-18 Robert Bosch Gmbh Elektrisch leitende Einpressverbindung sowie Herstellungsverfahren einer derartigen Verbindung
US8367182B2 (en) * 2009-11-25 2013-02-05 Federal-Mogul Powertrain, Inc. Wrappable textile sleeve with integral attachment and closure device
DE102010030063A1 (de) * 2010-06-15 2011-12-15 Robert Bosch Gmbh Elektrische Verbindungsanordnung
DE102011005162A1 (de) * 2011-03-07 2012-09-13 Tesa Se Klebeland für die Kabelbandagierung
DE202011100906U1 (de) 2011-05-03 2011-06-09 FEW Fahrzeugelektrikwerk GmbH & Co. KG, 04442 Elektrisches Anschlusselement
KR101467655B1 (ko) * 2011-06-16 2014-12-01 스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤 플랫 케이블 및 그 제조 방법
EP2683043A1 (de) * 2012-07-03 2014-01-08 Airbus Operations GmbH Abdeckhülle, Befestigungsanordnung und Verfahren zum Befestigen eines leitenden Kabels an einer Trägerkomponente
US10368401B2 (en) * 2014-06-03 2019-07-30 Aurora Flight Sciences Corporation Multi-functional composite structures
US10167550B2 (en) * 2014-06-03 2019-01-01 Aurora Flight Sciences Corporation Multi-functional composite structures
CN105390902B (zh) * 2015-12-07 2019-03-01 清华大学深圳研究生院 一种用于稀土钡铜氧高温超导导线的超导接头制作方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69125431T2 (de) 1990-08-01 1997-10-23 Gen Electric Methode zur Herstellung einer Verbindung zwischen supraleitenden Bändern

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020105154A1 (de) 2020-02-27 2021-09-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verbindungsanordnung sowie Verfahren zum Herstellen einer Verbindungsanordnung

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