DE10058204A1

DE10058204A1 - Kabelsatz mit einem Abdichtelement

Info

Publication number: DE10058204A1
Application number: DE2000158204
Authority: DE
Inventors: Tino Frank; Manfred Krug
Original assignee: Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Current assignee: LEONI BORDNETZ-SYSTEME GMBH, 90402 NUERNBERG, DE
Priority date: 2000-11-23
Filing date: 2000-11-23
Publication date: 2002-07-11
Anticipated expiration: 2020-11-24
Also published as: DE10058204C2

Abstract

Der Kabelsatz (2) weist eine Anzahl von in Längsrichtung (28) verlaufende Leitungsdrähte (6) sowie ein Abdichtelement (14) zur Abdichtung der Leitungsdrähte (6) im Bereich einer Durchführungsöffnung (12) für den Kabelsatz (2) auf. Für eine sichere und zuverlässige Abdichtung ist das Abdichtelement (14) aus einem geschäumten Material ausgebildet. Um ein einfaches Herstellen des Abdichtelements (14) zu ermöglichen, weist dieses einen sich in Längsrichtung (28) aufweitenden Hohlraum (16) auf. Das Abdichtelement (14) ist insbesondere stufenartig ausgebildet. Ein derartiges Abdichtelement (14) vereinbart die Vorteile eines herkömmlichen, wellrohrartig ausgebildeten Abdichtelements aus Gummi mit denen eines umschäumten Kabelsatzes (2).

Description

Die Erfindung betrifft einen Kabelsatz mit einer Anzahl von in Längsrichtung ver laufenden Leitungsdrähten und mit einem Abdichtelement zur Abdichtung der Leitungsdrähte im Bereich einer Durchführungsöffnung für den Kabelsatz, wobei das Abdichtelement einen Hohlraum umgibt, durch den die Leitungsdrähte geführt sind.

Ein typisches Einsatzgebiet eines derartigen Kabelsatzes mit einem Abdichtele ment ist der Kraftfahrzeugbereich. Der Kabelsatz ist dabei Teil eines umfassen den Bordnetzes und dient zur elektrischen Verbindung unterschiedlicher elektri scher Komponenten. Hierzu ist es oftmals erforderlich, dass der Kabelsatz durch ein Karosseriebauteil, beispielsweise in eine Fahrzeugtür, geführt wird. Im Karos seriebauteil ist hierzu die Durchführungsöffnung vorgesehen. Das Abdichtelement ist dabei derart ausgebildet, dass es mit seinem einen Ende dichtend die Lei tungsdrähte des Kabelsatzes umgibt und sich mit seinem anderen Ende dichtend an die Durchführungsöffnung anlegt. Ein derartiges Abdichtelement wird auch als Tülle bezeichnet. Die Tülle besteht üblicherweise aus Gummi und ist wellrohrartig ausgebildet.

Aufgrund der wellrohrartigen Ausgestaltung und den elastischen Eigenschaften des Gummis ist diese Tülle sowohl in Axial- oder Längsrichtung als auch in Ra dialrichtung senkrecht zu der Längsrichtung elastisch. Diese Elastizität dient zum Längs- und Quertoleranzausgleich und ist für eine zuverlässige Abdichtung im Bereich der Durchführungsöffnung von Vorteil. Insbesondere wird eine Abstand sänderung zwischen zwei Karosseriebauteilen, zwischen denen der Kabelsatz geführt ist, kompensiert. Die Abstandsänderung wird beispielsweise aufgrund von Vibrationen hervorgerufen.

Moderne Kabelsätze weisen oftmals einen aus PU-Schaum geschäumten Au ßenmantel auf, der die Leitungsdrähte umgibt. Ein derartiger Kabelsatz mit einem geschäumten Außenmantel hat den Vorteil der Formstabilität. Der Kabelsatz wird also bereits beim Herstellen in die gewünschte Endform gebracht. Durch das Um schäumen der Leitungsdrähte sind diese zudem in Längsrichtung gegen Was sereintritt längswasserdicht abgedichtet, da der Schaum in die Zwischenräume der Leitungsdrähte eindringt.

Um eine derartige Längswasserdichtigkeit im Bereich der herkömmlichen Tülle aus Gummi zu erreichen, sind besondere Maßnahmen erforderlich. Zudem muss die Tülle im Bereich der Durchführungsöffnung für eine sichere Abdichtung ein Verstärkungselement aufweisen, da andernfalls aufgrund des elastischen Gum mis ein sicherer Dichtkontakt zwischen der Tülle und der Wandung der Durchfüh rungsöffnung nicht gewährleistet ist. Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Tülle ist darin zu sehen, dass diese in einem separaten Verfahrensschritt herge stellt und erst anschließend auf den vorgefertigten Kabelsatz gestülpt wird. Sofern an den Leitungsdrähten des Kabelsatzes Stecker oder Steckmodule vorgefertigt angebracht werden sollen, so muss zunächst die Tülle über die Leitungsdrähte geführt werden. Erst anschließend können diese Stecker angebracht werden. Da durch ist die Zahl der notwendigen Arbeitsschritte hoch, was sich auf die Herstel lungskosten des Kabelsatzes negativ auswirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kabelsatz mit einem gegenüber der bekannten Tülle verbesserten Abdichtelement anzugeben.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die Merkmale des Patentan spruchs 1. Das Abdichtelement besteht danach aus einem geschäumten Material und umgibt einen Hohlraum, durch den die Leitungsdrähte geführt sind, und der sich in Längsrichtung von einem Engbereich zu einem geweiteten Bereich auf weitet. Das Abdichtelement ist also in etwa nach Art eines hohlen Kegelstumpfes aus geschäumten Material ausgebildet.

Dieser Ausgestaltung des Abdichtelements liegt die prinzipielle Idee zugrunde, die Vorteile des Umschäumens, beispielsweise im Hinblick auf die Längswasserdich tigkeit, auszunutzen. Dabei besteht jedoch das Problem, dass das Herstellen ei nes wellrohrartig ausgebildeten Abdichtelements aus geschäumtem Material nicht möglich ist. Denn das Formgebungsverfahren beim Aufschäumen erfordert näm lich einen die Innenkontur das Wellrohrs definierenden Formgebungskern. Dieser müsste umschäumt werden. Nach der Formgebung, also nach Aushärtung des Schaums, könnte aufgrund der wellrohrartigen Profilierung dann jedoch der innen liegende Formgebungskern nicht mehr herausgenommen werden können.

Zur Lösung dieses Problems ist die Aufweitung des Hohlraums vorgesehen, so dass der für das Formgebungsverfahren notwendige Formgebungskern auf einer Seite des Abdichtelements herausgezogen werden kann. Die lichte Weite des Hohlraums, also insbesondere der Hohlraumdurchmesser, nimmt daher in Längs richtung der Leitungsdrähte zu.

Vorzugsweise weitet sich der Hohlraum kontinuierlich auf, so dass ein einfaches Entformen möglich ist. In Längsrichtung erfolgt also in keinem Teilbereich eine Reduzierung des Innendurchmessers des Abdichtelements.

In einer zweckdienlichen Weiterbildung ist das Abdichtelement stufenartig ausge bildet. Dadurch ist ein besonders einfaches Entformen möglich. Zudem wird da durch ansatzweise die wellrohrartige Ausbildung der üblichen Tüllen nachgebildet und es werden die mit der wellrohrartigen Ausgestaltung verknüpften Vorteile er zielt.

Vorzugsweise ist daher das Abdichtelement in Längsrichtung flexibel, also in Längsrichtung beweglich und insbesondere elastisch, ausgebildet, so dass ein axialer Längenausgleich ermöglicht ist.

Zweckdienlicherweise ist darüber hinaus das Abdichtelement auch in einer Rich tung senkrecht zur Längsrichtung flexibel ausgebildet, so dass auch ein radialer Toleranzausgleich ermöglicht ist. Sowohl der axiale als auch der radiale Toleranz ausgleich werden insbesondere durch die stufenartige Ausbildung unterstützt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Abdichtelement am Engbereich durch Umschäumen der Leitungsdrähte mit diesen befestigt. Zweckdienlicherweise wird also das Abdichtelement unmittelbar an den abzudichtenden Leitungsdrähten durch Schäumen hergestellt. Dadurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass zur Herstellung und zum Anbringen des Abdichtelements an den Leitungsdrähten le diglich ein Arbeitsschritt notwendig ist, und dass zugleich durch das Umschäumen der Leitungsdrähte diese in Längsrichtung abgedichtet sind. Der Kabelsatz ist also zumindest im Bereich des Abdichtelements längswasserdicht.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung sind die Leitungsdrähte von einem ge schäumten Außenmantel zumindest im Bereich des Abdichtelements umgeben, und das Abdichtelement ist mit dem Außenmantel einstückig verbunden. Dieser Ausgestaltung liegt die Idee zugrunde, den Kabelsatz mit dem daran angebrach ten Abdichtelement in einem einzigen Verfahrensschritt herzustellen. In diesem Verfahrensschritt wird gleichzeitig der Außenmantel und das Abdichtelement ge schäumt. Dadurch lässt sich ohne großen Montageaufwand und relativ kosten günstig ein insbesondere formstabiler Kabelsatz mit bereits daran angeformten Abdichtelementen ausbilden.

Für eine sichere Abdichtung im Bereich der Durchführungsöffnung weist das Ab dichtelement am geweiteten Bereich zweckdienlicherweise eine Dichtnut für die Aufnahme eines Wandbereiches der Durchführungsöffnung auf.

Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Abdichtelement im geweiteten Bereich, insbesondere im Bereich der Dichtnut, ein Versteifungselement aufweist. Dieses erhöht die Formstabilität im Bereich der Durchführungsöffnung und ge währleistet dadurch eine langfristig zuverlässige Abdichtung.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist ein definierter Abstand zwischen dem Ab dichtelement und einem Leitungsdrahtende eingestellt. Damit wird der Vorteil er zielt, dass ein vorgegebener Abstand zwischen der Durchführungsöffnung eines Karosseriebauteils und eines über den Kabelsatz anzuschließenden elektrischen Geräts genau und reproduzierbar am Kabelsatz eingestellt werden kann. Dadurch ist es möglich, die Länge der Leitungsdrähte sehr genau ohne große Toleranzen einzustellen, was zu einer Material- und Gewichtseinsparung führt, was insbeson dere im Kraftfahrzeugbereich angestrebt wird. Beim Herstellen des Kabelsatzes wird zur Einstellung des definierten Abstands vorzugsweise derart vorgegangen, dass der konkrete Einbau des Kabelsatzes in einem Modell nachgebildet wird. Hierzu werden beispielsweise die Leitungsdrähte mit bereits angeformten Stec kern beidendseitig in entsprechende Modellbuchsen eingesteckt, und anschlie ßend zur Ausbildung des formstabilen Kabelsatzes umschäumt. Dabei wird das Abdichtelement exakt an der für das Abdichtelement vorgesehenen Position an gebracht. Da das Abdichtelement einstückig mit dem Kabelsatz verbunden ist, ist ein Verschieben des Abdichtelements relativ zu den Leitungsdrahtenden nicht möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischen Darstellungen:

Fig. 1 einen Kabelsatz, der durch ein ausschnittsweise dargestelltes Karosse rieblech geführt ist und

Fig. 2 eine vergrößerte und ausschnittsweise Darstellung eines Kabelsatzes mit einem Abdichtelement im Bereich einer Durchführungsöffnung durch ein Karosserieblech.

In den Figuren sind gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen verse hen.

Nach Fig. 1 ist ein Kabelsatz 2 nach Art eines Kabelbaums mit mehreren Ver ästelungen ausgebildet. Der Kabelsatz 2 ist insbesondere ein formstabiler Kabelsatz und weist einen Außenmantel 4 auf, der aus einem geschäumten Material besteht. Vom Außenmantel 4 sind eine Anzahl von Leitungsdrähten 6 umgeben. An den Leitungsdrahtenden 8 sind Stecker oder Steckermodule befestigt. Der Ka belsatz 2 ist mit seinem Hauptstrang durch ein Karosserieblech 10, beispielsweise das Karosserieblech 10 einer Fahrzeugtür, geführt. Hierzu weist das Karosse rieblech 10 eine Durchführungsöffnung 12 auf, die punktiert angedeutet ist.

Zur Abdichtung des Kabelsatzes 2 im Bereich der Durchführungsöffnung 12 ist ein Abdichtelement 14 vorgesehen. Das Abdichtelement 14 wird auch als Tülle be zeichnet und ist gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 stufenartig ausgebildet. Nach Fig. 1 ist neben dem am Karosserieblech 10 angeordneten Ab dichtelement 14 ein weiteres Abdichtelement 14 an einem Nebenstrang des Ka belsatzes 2 vorgesehen. Dieses weitere Abdichtelement 14 dient zur Abdichtung einer weiteren, nicht dargestellten Durchführungsöffnung. Der Querschnitt des jeweiligen Abdichtelements 14 ist vorzugsweise rund. Er richtet sich dabei nach dem Umfang der Durchführungsöffnung 12 und kann beliebige Querschnittsfor men annehmen, insbesondere auch rechteckförmig ausgestaltet sein.

Wie insbesondere der Fig. 2 zu entnehmen ist, ist das Abdichtelement 14 einstüc kig mit dem Außenmantel 4 verbunden und besteht aus einem geschäumten Ma terial, beispielsweise PU-Schaum. Das Abdichtelement 14 und der Außenmantel 4 werden in einem einheitlichen Schäumprozess gemeinsam hergestellt. Im Bereich des Abdichtelements 14 treten die Leitungsdrähte 6 aus dem Außenmantel 4 her aus und sind durch die Durchführungsöffnung 12 geführt. Beim Vorgang des Um schäumens dringt das in der Regel flüssige schäumbare Material in die Zwischen bereiche zwischen den einzelnen Leitungsdrähten 6 ein, so dass der Kabelsatz 2 im geschäumten Bereich längswasserdicht ist.

Das Abdichtelement 14 umgibt einen Hohlraum 16, in dem die Leitungsdrähte 6 geführt sind. Der Hohlraum 16 weitet sich - entsprechend der stufenartigen Au ßenkontur des Abdichtelements 14 - von einem Engbereich 18 zu einem geweiteten Bereich 20 auf. Die Aufweitung erfolgt dabei aufgrund der stufenartigen Ausbildung kontinuierlich. Im geweiteten Bereich 20 weist das Abdichtelement 14 an seiner Außenfläche eine umlaufende Dichtnut 22 auf. Die Dichtnut 22 umgreift eine Wandung 24 der Durchführungsöffnung 12.

Im Bereich der Dichtnut 22 weist das Abdichtelement 14 ein im Querschnitt gese hen U-förmiges Versteifungselement 26 auf. Durch dieses erhält das Abdichtele ment im Bereich der abzudichtenden Durchführungsöffnung 12 eine besonders hohe Steifigkeit, so dass sich das Abdichtelement 14 dichtend an die Wandung 24 anschmiegt. Dieses Versteifungselement 26 unterstützt also die Eigensteifigkeit des geschäumten Abdichtelements 14. Im Vergleich zu einer herkömmlichen Gummitülle weist das Abdichtelement 14 aufgrund der geschäumten Ausbildung bereits eine sehr hohe Eigensteifigkeit auf. Das Versteifungselement 26 ist auf grund der hohen Eigensteifigkeit nicht zwingend erforderlich.

Ein derartig ausgebildetes Abdichtelement 14 vereint die Vorteile einer herkömm lichen Gummitülle mit denen eines unmittelbaren Umschäumens der Leitungs drähte 6. Denn aufgrund der stufenartigen Ausbildung ist das Abdichtelement 14 in Längsrichtung 28 der Leitungsdrähte 6 nach Art einer Ziehharmonika auseinan derziehbar. Das Abdichtelement 14 ist also in Längsrichtung 28 flexibel, insbe sondere elastisch ausgebildet. Gleichzeitig ist das Abdichtelement 14 aufgrund der stufenartigen Ausbildung auch in Radialrichtung 30, also senkrecht zur Längs richtung 28, nach Art einer Ziehharmonika, flexibel und insbesondere elastisch ausgebildet. Mit dieser stufenartigen Ausgestaltung wird demnach die Funktion der herkömmlichen, wellrohrartigen Ausbildung einer Gummitülle nachgebildet. Dadurch ermöglicht das Abdichtelement 14 sowohl einen Längstoleranzausgleich als auch einen Quertoleranzausgleich. Derartige Toleranzausgleichsmöglichkeiten sind insbesondere im Kraftfahrzeugbereich im Hinblick auf die Dichtigkeit von be sonderem Vorteil. Denn bei einer Abstandsänderung des Kabelsatzes 2 relativ zu der Durchführungsöffnung 12, wie sie beispielsweise durch Fahrzeugvibrationen hervorgerufen wird, würde ohne Toleranzausgleich die Gefahr bestehen, dass das Abdichtelement 14 von der Wandung 24 abgezogen wird oder Risse bekommt. In beiden Fällen besteht die Gefahr einer Undichtigkeit.

Durch die Ausbildung des Abdichtelements 14 als geschäumtes Formteil sind darüber hinaus folgende Vorteile erzielt: Die Verbindung mit den Leitungsdräh ten 6 erfolgt unmittelbar beim Herstellen, also beim Aufschäumen, des Abdichte lements 14. Dabei wird eine sichere Verbindung zu den Leitungsdrähten 6 herge stellt und zugleich auch eine Längswasserdichtigkeit erreicht. Darüber hinaus be steht die Möglichkeit, das Abdichtelement 14 in einem Arbeitsgang zusammen mit dem Außenmantel 4 auszubilden. Insgesamt lassen sich daher mehrere Montage- und Arbeitsschritte gegenüber einem Kabelsatz mit einer herkömmlichen Gum mitülle einsparen. Bei einem herkömmlichen Kabelsatz musste nämlich der Ka belsatz und die Gummitülle in getrennten Verfahrensschritten hergestellt und an schließend in einem weiteren Verfahrensschritt zusammengefügt werden.

Neben der Einsparung von Montageschritten - und damit der Einsparung von Montagezeit und Montagekosten - ist zudem eine besonders sichere und gute Abdichtung erreicht. Insbesondere ist das Abdichtelement 14 fest mit dem Au ßenmantel 4 verbunden, kann also von diesem nicht herunterrutschen.

Die stufenartige Ausbildung, also das kontinuierliche Aufweiten des Hohlraums 16 vom Engbereich 18 bis zum geweiteten Bereich 20 ermöglicht zudem ein beson deres einfaches Herstellen. Zum Herstellen eines geschäumten Formteils mit ei nem innenliegenden Hohlraum ist nämlich ein innerer Formgebungskern prinzipiell erforderlich. Dieser Formgebungskern wird in eine Schäumform eingelegt und umschäumt. Anschließend wird das ausgehärtete Formteil aus der Schäumform genommen. Dabei muss der innere Formgebungskern aus dem Formteil in Längs richtung 28 herausgezogen werden. Aufgrund der im Vergleich zu Gummi gerin gen Elastizität ist eine wellrohrartige Profilierung des Formteils nicht geeignet, da der Formgebungskern - mit einer komplementären wellrohrartigen Profilierung - aus dem ausgehärteten Formteil nicht mehr oder nur noch sehr schlecht entnom men werden könnte. Die kontinuierliche Aufweitung des Hohlraums 16 des Abdichtelements 14 ermöglicht ein einfaches und problemloses Entformen des Formgebungskerns in Längsrichtung 28.

Durch die geschäumte Ausbildung des Abdichtelements 14 und insbesondere aufgrund der hierdurch hervorgerufenen ortsfesten Fixierung relativ zu den Lei tungsdrähten 6 ist der Abstand zwischen dem Abdichtelement 14 und den Lei tungsdrahtenden 8, die beispielsweise durch die in Fig. 1 gezeigten Stecker defi niert sind, festgelegt. Dieser feste Abstand wird bereits bei der Herstellung des Kabelsatzes 2 festgelegt und es besteht keine Gefahr, dass die Leitungsdrahten den 32 relativ gegenüber dem Abdichtelement 14 verschoben werden. Die Lei tungsdrähte 6 können daher mit geringen Toleranzen auf die für den Einbau tat sächlich benötigte Länge abgelängt werden. Demgegenüber ist bei der Verwen dung einer Gummitülle der Abstand nicht fest definiert, da diese in einem separa ten Verfahrensschritt auf den bereits vorgefertigten Kabelsatz 2 gestülpt wird.

Bezugszeichenliste

2

Kabelsatz

4

Außenmantel

6

Leitungsdraht

8

Leitungdsdrahtende

10

Karosserieblech

12

Durchführungsöffnung

14

Abdichtelement

16

Hohlraum

18

Engbereich

20

geweiteter Bereich

22

Dichtnut

24

Wandung

26

Versteifungselement

28

Längsrichtung

30

Radialrichtung

Claims

1. Kabelsatz (2) mit einer Anzahl von in Längsrichtung (28) verlaufenden Lei tungsdrähten (6) und mit einem Abdichtelement (14) zur Abdichtung der Leitungsdrähte (6) im Bereich einer Durchführungsöffnung (12) für den Ka belsatz (2), wobei das Abdichtelement (14) einen Hohlraum umgibt, durch den die Leitungsdrähte geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtelement (14) aus einem geschäumten Material besteht und dass der Hohlraum (16) sich in Längsrichtung (28) von einem Engbe reich (18) zu einem geweiteten Bereich (20) aufweitet.

2. Kabelsatz (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Hohlraum (16) kontinuierlich aufweitet.

3. Kabelsatz (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtelement (14) stufenartig ausgebildet ist.

4. Kabelsatz (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtelement (14) in Längsrichtung (28) flexibel ausgebildet ist.

5. Kabelsatz (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtelement (14) senkrecht zur Längsrichtung (28) flexibel ausgebildet ist.

6. Kabelsatz (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtelement (14) am Engbereich (18) durch Umschäumen der Leitungsdrähte (6) mit diesen befestigt ist.

7. Kabelsatz (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsdrähte (6) von einem geschäumten Außenmantel (4) zu mindest im Bereich des Abdichtelements (14) umgeben sind, und dass das Abdichtelement (14) mit dem Außenmantel (4) einstückig verbunden ist.

8. Kabelsatz (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtelement (14) am geweiteten Bereich (20) eine Dicht nut (22) für die Aufnahme der Wandung (24) der Durchführungsöff nung (12) aufweist.

9. Kabelsatz (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtelement (14) im geweiteten Bereich (20) ein Versteifungs element (26) aufweist.

10. Kabelsatz (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein definierter Abstand zwischen dem Abdichtelement (14) und einem Leitungsdrahtende (8) eingestellt ist.