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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kabeldurchführung in
einem Aggregat des Antriebsstrangs oder des Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf
eine Kabeldurchführung
in einem Getriebe, in einem Achsgetriebe oder in einer Komponente
des Fahrwerks oder des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs.
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Die
genannten Aggregate des Antriebsstrangs oder des Fahrwerks eines
Kraftfahrzeugs werden in der Regel unter widrigen Bedingungen betrieben;
beispielsweise unter Wasser oder Salzsprühnebel. Hierbei müssen die
inneren Bauteile dieser Komponenten gegen diese widrigen äußeren Einflüsse geschützt sein,
so dass eine dichte Zuführung
von Kabeln in die Komponente erforderlich ist.
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Teilweise
enthalten diese Aggregate mechanische Bauteile, die eine Schmierung
mit einem Schmiermittel, beispielsweise mit Öl oder Fett benötigen. Hierbei
ist ein Verlust des Schmiermittels nicht erwünscht, da neben den Folgen
für den
Betrieb des Aggregats ein Schmiermittelverlust nicht mit Anforderungen
bezüglich
des Umweltschutzes vereinbar ist; dies führt auch dazu, dass eine dichte
Kabeldurchführung
erforderlich ist.
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Aus
dem Stand der Technik ist bekannt, zur Realisierung einer dichten
Kabeldurchführung
entweder eine dichte Verschraubung für die Mantelleitung oder eine
dichte Steckverbindung vorzusehen.
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Für den Fall
einer Verschraubung muss über die
Mantelleitung eine dichte Verschraubung, in der Regel eine PG-Verschraubung
gefädelt
werden, die im wesentlichen aus zwei Teilen besteht, die ineinander
geschraubt und damit in sich und mit dem Kabel dicht verschraubt
werden, wobei die Verschraubung mittels einer Dichtung zum Aggregat
hin abgedichtet ist.
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Diese
Lösung
ist in der Geräte-
und Industrietechnik verbreitet, weist jedoch eine geringe Festigkeit
gegenüber
mechanischen Beanspruchungen auf; durch mechanische Belastung an
der Dichtstelle der Verschraubung entsteht eine Einschnürung der Mantelleitung,
die bei mechanischen Belastungen (z. B. Schwingungen), wie sie in
einem Kraftfahrzeug üblich
sind, zu einem Schaden führen
kann. Des weiteren erweist sich die Montage als aufwändig und fehleranfällig, so
dass diese Lösung
für den
Einsatz in der Automobiltechnik nicht geeignet ist.
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Die
aus dem Stand der Technik bekannte Kabeldurchführung mittels eines dichten
Steckers ist in der Automobiltechnik weit verbreitet. Hierbei wird durch
eine dichte Steckverbindung das elektrische Kontaktsystem in einen
aggregatseitigen und einen fahrzeugseitigen Teil aufgetrennt, wobei
das Stecksystem die Verbindungsstelle zwischen beiden Teilen darstellt.
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Gemäß dieser
Lösung
ist am fahrzeugseitigen Stecker der Kabelbaum angeordnet, wobei
am aggregatseitigen Stecker die elektrischen bzw. elektronischen
Komponenten angeschlossen sind. Üblicherweise
wird das Stecksystem an sich durch ein vergossenes Stiftgehäuse mit
angecrimpten Stiften und ein Buchsengehäuse dargestellt, wobei beide Teile
zueinander abgedichtet bzw. die einzelnen Leitungen zu den Gehäusen hin
abgedichtet sind.
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Die
Kabeldurchführung
mittels eines dichten Steckers setzt generell einen Steckeranschluss
an der Komponente voraus. In nachteiliger Weise kann in Fällen, wo
die Steckverbindung sehr hohen Knickbeanspruchungen und gleichzeitig
widrigen Umweltbeanspruchungen (z. B. Untertauchen in Wasser) ausgesetzt
ist, die Dichtigkeit der Steckverbindung nicht mehr gegeben sein. Des
weiteren ist diese Lösung
in Fällen
nicht geeignet, wo durch die Systemarchitektur bedingt ein Stecker
nachteilig ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kabeldurchführung in
einem Aggregat des Antriebsstrangs oder des Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs
anzugeben, durch die eine dichte Kontaktdurchführung auch bei sehr widrigen
Umgebungsbedingungen erzielt wird. Des weiteren soll die erfindungsgemäße Kabeldurchführung bei
geringen Herstellungskosten eine hohe Zuverlässigkeit und Lebensdauer aufweisen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Kabeldurchführung anzugeben,
die eine einfach durchführbare
Montage der elektrischen und elektronischen Komponenten des Aggregats
ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere
erfindungsgemäße Ausgestaltungen
und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Demnach
wird eine Kabeldurchführung
vorgeschlagen, welche ein einer Öffnung
des Aggregatsgehäuses
zugeordnetes Bauteil aufweist, durch das die Kabel der elektrischen
und elektronischen Komponenten geführt sind, wobei das Bauteil
am Aggregatgehäuse
befestigt wird. Gemäß der Erfindung ist
zum Gewährleisten
der Dichtigkeit zwischen dem Aggregatgehäuse und dem Bauteil eine Dichtung vorgesehen.
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Hierbei
sind die Kabel an der dem Aggregatgehäuse abgewandten Seite des Bauteils
mit Kunststoff oder einem Elastomer vorumspritzt und zusätzlich vergossen;
besonders vorteilhaft ist es, wenn die dem Aggregatgehäuse abgewandte
Seite des Bauteils eine π-Form
aufweist oder konkav ausgeführt ist,
um ein Vergießen
zu erleichtern.
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Erfindungsgemäß werden
bei der Montage die elektrischen und elektronischen Komponenten durch
die Öffnung
des Aggregatsgehäuses
ins Aggregatgehäuse
eingeschoben; anschließend
wird das Bauteil am Aggregatgehäuse
befestigt.
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Durch
die erfindungsgemäße Konzeption wird
eine erhöhte
Robustheit für
den Einsatz in harten Umgebungsbedingungen erzielt, da keine gedichtete
Steckverbindung eingesetzt wird. Derartige Bedingungen können z.
B. starke mechanische Schwingungen, Einsatz in Salznebel oder auch
im Watbereich mit teilweise oder vollständigem Untertauchen sein.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1:
Eine schematische Darstellung einer aus dem Stand der Technik bekannten
Kabeldurchführung
mittels einer dichten Verschraubung;
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2:
Eine schematische Darstellung einer aus dem Stand der Technik bekannten
Kabeldurchführung
mittels einer Steckverbindung;
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3:
Eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Kabeldurchführung gemäß der Erfindung;
und
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4:
Eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Kabeldurchführung gemäß der Erfindung.
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Bei
der in 1 gezeigten Kabeldurchführung zum Anschließen der
beispielhaft dargestellten elektrischen und elektronischen Komponenten 1, 2, 3 an
eine Stromversorgung oder an ein Steuergerät nach dem Stand der Technik ist
eine über
die Mantelleitung bzw. über
den Kabelbaum 6 gefädelte
dichte Verschraubung vorgesehen, die aus einem ersten Teil 4 und
einem zweiten Teil 5 besteht, die ineinander geschraubt
werden. Die Abdichtung der Verschraubung 4, 5 zum
Aggregat 10 hin erfolgt über eine nicht dargestellte
Dichtung.
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Wie
bereits erläutert,
ist diese Lösung
für den Einsatz
in der Automobiltechnik aufgrund der geringen Festigkeit gegenüber mechanischen
Beanspruchungen nicht geeignet.
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In 2 ist
eine Kabeldurchführung
dargestellt, bei der eine dichte Steckverbindung eingesetzt wird,
die das elektrische Kontaktsystem in einen aggregatseitigen Teil 11 und
einen fahrzeugseitigen Teil 12 trennt. Hierbei ist am fahrzeugseitigen
Stecker 12 der Kabelbaum 6 angeordnet, wobei am
aggregatseitigen Stecker 11 die elektrischen bzw. elektronischen Komponenten 1, 2, 3 angeschlossen
sind.
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Durch
eine derartig ausgeführte
Steckverbindung kann jedoch keine Dichtigkeit gewährleistet werden,
wenn das Aggregat 10 sehr hohen Knickbeanspruchungen und
gleichzeitig widrigen Umweltbeanspruchungen ausgesetzt ist. Die
gewünschte
Dichtigkeit unter derartigen Bedingungen wird durch die in 3 und 4 dargestellten
Ausführungsformen einer
Kabeldurchführung
erzielt.
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Bei
dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist eine Kabeldurchführung
gezeigt, die ein einer Öffnung 13 des
Aggregatgehäuses 15 zugeordnetes
Bauteil 14 aufweist, durch das die Kabel bzw. die Mantelleitung 7 der
elektrischen und elektronischen Komponenten 1, 2, 3 geführt sind, wobei
das Bauteil 14 am Aggregatgehäuse 15 befestigt wird,
so dass die Öffnung 13 verschlossen
wird; hierbei ist zum Gewährleisten
der Dichtigkeit zwischen Aggregatgehäuse 15 und Bauteil 14 eine
Dichtung 16 vorgesehen.
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Ferner
sind die Kabel bzw. die Mantelleitung 7 an einer dem Aggregatgehäuse 15 abgewandten Seite
des Bauteils 14 mit Kunststoff oder einem Elastomer vorumspritzt;
die Vorumspritzung ist in 3 mit dem
Bezugszeichen 17 versehen, wobei bei der Montage die Kabel
bzw. die Mantelleitung 6 mit der Vorumspritzung in eine Öffnung 20 des
Bauteils 14 eingeschoben werden. Vorzugsweise weist die
Vorumspritzung 17 Anschläge 23 auf, die im
montierten Zustand am Bauteil 14 anliegen.
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Des
weiteren ist vorgesehen, dass die Vorumspritzung 17 nach
dem Einschieben in das Bauteil 14 zusätzlich vergossen wird; der
Verguss ist mit 18 bezeichnet. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel weist
die dem Aggregatgehäuse 15 abgewandte
Seite des Bauteils 14 eine π-Form auf, um die Vergussmasse
aufzunehmen.
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Um
einem Kabelbruch bei Kabelschwingungen entgegenzuwirken, ist gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung der Kabelabgang flexibel ausgeführt, was
durch eine entsprechende Ausgestaltung der Vorumspritzung realisierbar
ist.
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Das
in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung
unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel
nach 3 dadurch, dass das Bauteil 14 eine mittels
eines Deckels 19 verschließbare Öffnung 20 aufweist,
um einen Zugang für
die Montage der elektrischen und elektronischen Komponenten zu realisieren.
Wie aus der Figur ersichtlich, ist der Deckel 19 mittels
einer weiteren Dichtung 21 zum Bauteil 14 hin
abgedichtet.
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Die
erfindungsgemäße Kabeldurchführung ermöglicht die
Anbindung der elektrischen und elektronischen Komponenten eines
Aggregats ohne die Notwendigkeit eines dichtenden Steckeranschlusses,
was insbesondere bei sehr widrigen Umgebungsbedingungen hinsichtlich
der Zuverlässigkeit und
der Le bensdauer sehr vorteilhaft ist. Ein weiterer Vorteil besteht
darin, dass aufwändige
Zwischenstecker entfallen, wodurch zum Einen die Herstellungskosten
reduziert werden und zum Anderen die Zuverlässigkeit erhöht wird,
da ein Stecker bei widrigen Umgebungsbedingungen, beispielsweise
auch bei Schwingungen von ungedämpften
Massen, eine Schwachstelle bildet.
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In
Fahrwerksanwendungen treten zudem große relative Lageänderungen
zwischen den Aggregaten auf, was sich als Kick oder Schwenkbewegung auf
die Kabel überträgt. Daraus
entstehen wiederum beim Einsatz von Steckern große Kräfte auf die Dichtungen, die
in nachteiliger Weise in einer Fehlfunktion des Steckersystems resultieren
können.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption
wird auch dieser Fehlermechanismus eliminiert, da hohe Kräfte durch
einen flexiblen Kabelabgang abgefangen werden, der durch eine vorteilhafte
Ausgestaltung der Vorumspritzung realisierbar ist und in vorteilhafter
Weise einem Kabelbruch bei Kabelschwingungen entgegenwirkt.
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Selbstverständlich fällt auch
jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumliche
Anordnung der Bauteile der erfindungsgemäßen Kabeldurchführung an
sich sowie zueinander und soweit technisch sinnvoll, unter den Schutzumfang
der vorliegenden Ansprüche,
ohne die Funktion der Kabeldurchführung, wie sie in den Ansprüchen angegeben ist,
zu beeinflussen, auch wenn diese Ausbildungen nicht explizit in
den Figuren oder in der Beschreibung dargestellt sind.
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- 1
- elektrische
oder elektronische Komponente
- 2
- elektrische
oder elektronische Komponente
- 3
- elektrische
oder elektronische Komponente
- 4
- Teil
der Verschraubung
- 5
- Teil
der Verschraubung
- 6
- Kabelbaum
- 7
- Mantelleitung
- 10
- Aggregat
- 11
- aggregatseitiger
Stecker
- 12
- fahrzeugseitiger
Stecker
- 13
- Öffnung
- 14
- Bauteil
- 15
- Aggregatgehäuse
- 16
- Dichtung
- 17
- Vorumspritzung
- 18
- Verguss
- 19
- Deckel
- 20
- Öffnung
- 21
- Dichtung
- 23
- Anschlag