DE102018213709A1 - Kabelverbindung - Google Patents

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Klaus-Dieter Sulzberger
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Abstract

Eine Kabelverbindung (16) für ein Dosiermodul (6) zur Abgasreduktion, mit einem dosiermodulseitigen Ende (16b), das zu Verbindung mit dem Dosiermodul (6) ausgebildet ist, und einem dosiermodulfernen Ende (16a), umfasst wenigstens ein elektrisches Kabel (19a, 19b) mit wenigstens einem elektrischen Leiter (28a, 28b) und einer den wenigstens einen elektrischen Leiter (28a, 28b) umgebenden Kabelisolation (15a, 15b). Die Kabelverbindung (16) ist in einem Bereich (26a) am dosiermodulseitigen Ende (16b) der Kabelverbindung (16) vercrimpt. Im vercrimpten Bereich ist ein Raum (36) zwischen dem wenigstens einen elektrischen Leiter (28a, 28b) und der den wenigstens einen elektrischen Leiter (28a, 28b) umgebenden Kabelisolation (15a, 15b) mit einem Silikonmaterial (17a, 17b) ausgefüllt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kabelverbindung, insbesondere eine Kabelverbindung eines Dosiermoduls, das zur Nachbehandlung von Abgasen eines Verbrennungsmotors eingesetzt wird.
  • Stand der Technik
  • Zur Reduktion der in den Abgasen von Verbrennungsmotoren, insbesondere Dieselmotoren, enthaltenen Stickoxide (NOx), sind SCR-Systeme („SCR“ = „Selective Catalytic Reduction“) bekannt.
  • In diesen Systemen wird vor einem SCR-Katalysator mittels eines sogenannten Dosiermoduls eine Harnstoffwasserlösung als Reduktionsmittel in den Abgasstrang des Verbrennungsmotors injiziert. Im Zusammenwirken mit dem SCR-Katalysator reagiert der in der Harnstoffwasserlösung enthaltene Harnstoff mit den in den Abgasen enthaltenen Stickoxiden (NOx) zu Stickstoff (N2) und Wasser (H2O), wodurch die in den Abgasen enthaltenen Stickoxide reduziert werden.
  • Das Dosiermodul wird von einer Steuervorrichtung angesteuert. Dazu ist das durch eine elektrische Kabelverbindung mit der Steuervorrichtung verbunden.
  • Offenbarung der Erfindung:
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte elektrische Kabelverbindung für ein Dosiermodul, insbesondere eine Kabelverbindung zum Verbinden des Dosiermoduls mit einer Steuervorrichtung, bereitzustellen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung hat eine Kabelverbindung für ein Dosiermodul zur Abgasreduktion ein dosiermodulseitiges Ende, das zur Verbindung mit dem Dosiermodul ausgebildet ist, und ein dosiermodulfernes Ende, das auf einer von dem Dosiermodul abgewandten Seite der Kabelverbindung ausgebildet ist. Die Kabelverbindung umfasst wenigstens ein elektrisches Kabel mit wenigstens einem elektrischen Leiter und einer den wenigstens einen elektrischen Leiter umgebenden Kabelisolation. Die Kabelverbindung ist in einem Bereich am dosiermodulseitigen Ende der Kabelverbindung vercrimpt. Im vercrimpten Bereich ist ein Raum zwischen dem wenigstens einen elektrischen Leiter und der den wenigstens einen elektrischen Leiter umgebenden Kabelisolation mit einem Silikonmaterial ausgefüllt.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung umfassen auch ein Dosiermodul zur Abgasreduktion mit einer Kabelverbindung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei das dosiermodulseitige Ende der Kabelverbindung elektrisch mit dem Dosiermodul verbunden ist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung umfassen darüber hinaus einen Abgasstrang eines Verbrennungsmotors, an dem ein solches Dosiermodul angebracht ist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung umfassen auch ein Verfahren zum Herstellen einer Kabelverbindung für ein Dosiermodul zur Abgasreduktion. Ein solches Verfahren umfasst, wenigstens einen elektrischen Leiter mit einer Kabelisolation zu umgeben; in einem Bereich an einem dosiermodulseitigen Ende der Kabelverbindung einen Raum zwischen dem wenigstens einen elektrischen Leiter und der Kabelisolation mit einem Silikonmaterial aufzufüllen und den Bereich am dosiermodulseitigen Ende der Kabelverbindung zu vercrimpen.
  • Das im vercrimpten Bereich zwischen dem elektrischen Leiter und der Kabelisolation vorhandene Silikonmaterial bildet eine Kapillarsperre, die das Hindurchkriechen von Medien, beispielsweise flüssigem Reduktionsmittel und/oder Kühlwasser, und Feuchtigkeit verhindert.
  • Insbesondere verhindert die Kapillarsperre aus Silikonmaterial, dass Medien und/oder Feuchtigkeit durch Haarrisse, die beispielsweise durch das Crimpen am dosiermodulseitigen Ende der Kabelverbindung entstehen können, in die Kabelverbindung und/oder in das Dosiermodul eindringen, die elektrischen Leiter korrodieren und/oder zu weiteren Bereichen der Fahrzeugelektronik vordringen können.
  • Die elektronischen Geräte des Fahrzeugs, insbesondere die Steuervorrichtung und das Dosiermodul, werden so vor Schäden geschützt, die durch in die Kabelverbindung kriechende Medien und/oder Feuchtigkeit verursacht werden könnten.
  • In einer Ausführungsform umfasst die Kabelverbindung wenigstens zwei elektrische Kabel, wobei in jedem der elektrischen Kabel Silikonmaterial in den Raum zwischen den elektrischen Leitern und der umgebenden Kabelisolation eingebracht ist. Auf diese Weise werden auch Kabelverbindungen, die mehr als ein elektrisches Kabel aufweisen, effektiv vor dem Eindringen von Medien und/oder Feuchtigkeit geschützt.
  • In einer Ausführungsform ist der wenigstens eine elektrische Leiter vollständig in das Silikonmaterial eingebettet.
  • In einer Ausführungsform umfasst das wenigstens eine elektrische Kabel mehrere elektrische Leiter, die gemeinsam so in das Silikonmaterial eingebettet sind, dass auch Hohlräume, die zwischen den elektrischen Leitern vorhanden sind, mit Silikonmaterial ausgefüllt sind. Auf diese Weise werden auch elektrische Kabel, die mehr als einen elektrischen Leiter aufweisen, effektiv vor dem Eindringen von Medien und/oder Feuchtigkeit geschützt.
  • In einer Ausführungsform ist das dosiermodulseitige Ende der Kabelverbindung elektrisch und mechanisch mit einem Anschlussmodul verbunden. Das erfindungsgemäß eingebrachte Silikonmaterial verhindert, dass Medien und/oder Feuchtigkeit durch mögliche Beschädigungen, wie z.B. Haarrisse der Kabelisolation, wie sie z.B. durch das Crimpen verursacht werden können, in die Kabelverbindung und/oder das Dosiermodul eindringen.
  • In einer Ausführungsform ist am dosiermodulfernen Ende der Kabelverbindung ein Steckverbinder vorgesehen, der es ermöglicht, das Dosiermodul mit Hilfe der Kabelverbindung mit einer weiteren elektrischen Vorrichtung, beispielsweise einer Steuervorrichtung, zu verbinden.
  • In einer Ausführungsform ist auch in einen an das dosiermodulferne Ende der Kabelverbindung angrenzenden Bereich Silikonmaterial zwischen den wenigstens einen elektrischen Leiter und die den elektrischen Leiter umgebenden Kabelisolation eingebracht. Hierdurch wird auch am dosiermodulfernen Ende der Kabelverbindung zuverlässig verhindert, dass Medien und/oder Feuchtigkeit in die Kabelverbindung eindringen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren erläutert.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt einen Abgasstrang eines Verbrennungsmotors mit einem Dosiermodul zum Einspritzen eines Reduktionsmittels in den Abgasstrang in einer schematischen Darstellung.
    • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer elektrischen Kabelverbindung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
    • 3 zeigt eine schematische Schnittansicht eines dosiermodulseitigen Endes einer Kabelverbindung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
    • 4 zeigt einen Schnitt durch ein elektrisches Kabel einer erfindungsgemäßen Kabelverbindung orthogonal zu dem in der 3 dargestellten Schnitt.
  • Figurenbeschreibung
  • 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Verbrennungsmotor 4 mit einem Abgasstrang 2 und einem Dosiermodul 6 zum Einspritzen eines Reduktionsmittels 10, insbesondere einer Harnstoffwasserlösung, in den Abgasstrang 2.
  • Das Dosiermodul 6 ist zwischen dem Verbrennungsmotor 4 und einem SCR-Katalysator 7, d.h. dem SCR-Katalysator 7 vorgeschaltet, angeordnet. Das Dosiermodul 6 umfasst ein Dosierventil 20, das es ermöglicht, durch geeignetes Ansteuern des Dosierventils 20 eine gewünschte Menge an Reduktionsmittel 10 in einen Abgaskanal 3 des Abgasstrangs 2 einzuspritzen. Durch eine Vorförderpumpe 8 wird das einzuspritzende Reduktionsmittel 10 aus einem Vorratstank 12 entnommen und dem Dosiermodul 6, beispielsweise mit einem Druck von 2 bis 3 bar, zugeführt. Das Dosiermodul 6 spritzt das Reduktionsmittel 10 mit einem erhöhten Druck in den Abgaskanal 3 des Abgasstrangs 2 ein. Im Abgaskanal 3 vermischt sich das eingespritzte Reduktionsmittel 10 mit den durch den Abgaskanal 3 strömenden Abgasen 14 des Verbrennungsmotors 4 und reagiert in dem stromabwärts des Dosiermoduls 6 angeordneten SCR-Katalysator 7 mit den in den Abgasen 14 enthaltenen Stickoxiden (NOx), wodurch diese zu N2 und H2O reduziert werden.
  • Das Dosiermodul 6 ist über eine elektrische Kabelverbindung 16, die zwei elektrische Kabel 19a, 19b umfasst, mit einer Steuervorrichtung 18 verbunden. Die Steuervorrichtung 18 ist ausgebildet, das Dosiermodul 6 dem jeweils aktuellen Betriebszustand des Verbrennungsmotors 4 entsprechend anzusteuern.
  • Die elektrischen Kabel 19a, 19b sind über einen Kabeladapter 22 mit dem Dosiermodul 6 verbunden.
  • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer elektrischen Kabelverbindung 16 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem dosiermodulseitigen Bereich 26a und einem dosiermodulfernen Bereich 26b.
  • Die Kabelverbindung 16 umfasst zwei elektrische Kabel 19a, 19b. Die beiden elektrischen Kabel 19a, 19b sind wenigstens teilweise von einem gemeinsamen Mantel 30 umgeben.
  • An einem dosiermodulseitigen Ende 16b ist die elektrische Kabelverbindung 16 mit einem Anschlussmodul 22 versehen, das zur elektrischen Verbindung der Kabelverbindung 16 mit einem in der 2 nicht gezeigten Dosiermodul 6 ausgebildet ist.
  • An einem gegenüberliegenden, vom (nicht gezeigten) Dosiermodul 6 abgewandten dosiermodulfernen Ende 16a der Kabelverbindung 16 ist ein Steckverbinder 24 vorgesehen, der es ermöglicht, das dosiermodulferne Ende 16a der Kabelverbindung 16 elektrisch, z.B. mit einer in der 2 nicht gezeigten Steuervorrichtung 18, zu verbinden.
  • 3 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Bereichs 26a am dosiermodulseitigen Ende 16b einer Kabelverbindung 16 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • In dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Kabelverbindung 16 zwei elektrische Kabel 19a, 19b. Der Fachmann versteht, dass die Kabelverbindung 16 auch mehr oder weniger als zwei elektrische Kabel 19a, 19b umfassen kann. Jedes der beiden elektrischen Kabel 19a, 19b enthält jeweils mehrere elektrische Leiter, beispielsweise Litzen, 28a, 28b.
  • 4 zeigt einen Schnitt durch ein elektrisches Kabel 19a der Kabelverbindung 16 entlang der Ebene A-A (siehe 3), d.h. orthogonal zu dem in der 3 dargestellten Schnitt.
  • Die elektrischen Leiter 28a, 28b der beiden elektrischen Kabel 19a, 19b sind jeweils von einer Kabelisolation 15a, 15b aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere aus einem geeigneten Kunststoffmaterial umgeben.
  • Der Raum zwischen den elektrischen Leitern 28a, 28b und der Kabelisolation 15a, 15b ist jeweils mit einem Silikonmaterial 17a, 17b ausgefüllt. Das Silikonmaterial 17a, 17b umschließt die elektrischen Leiter 28a, 28b vollständig, so dass die elektrischen Leiter 28a, 28b in das Silikonmaterial 17a, 17b eingebettet sind. Das Silikonmaterial 17a, 17b füllt insbesondere nicht nur den äußeren Raum 36 zwischen den elektrischen Leitern 28a, 28b und der umgebenden Kabelisolation 15a, sondern auch alle Hohlräume, insbesondere auch die inneren Räume 38 zwischen den einzelnen elektrischen Leitern 28a, 28b, aus (siehe 4).
  • Wenigstens ein Teilbereich des dosiermodulseitigen Bereich 26a der Kabelverbindung 16 ist durch eine Crimpelememt 32, beispielsweise ein sechskantiges Crimpelement 32, das an einer Gehäusewand 34 des Dosiermoduls 35 anliegt, vercrimpt.
  • Das Silikonmaterial 17a, 17b verhindert, das Medien und/oder Feuchtigkeit zu den elektrischen Leitern 28a, 28b vordringen kann, insbesondere wenn die Kabelisolation 15a, 15b beschädigt ist und beispielsweise Haarrisse aufweist, wie sie z.B. durch das Crimpen entstehen können.
  • Das Risiko des Ausfalls oder gar einer Beschädigung des Dosiermoduls und/oder der Korrosion der elektrischen Leiter 28a, 28b durch das Eindringen von Medien, insbesondere Reduktionsmittel oder Kühlwasser, Regenwasser und/oder anderer Feuchtigkeit durch (Haar-) Risse in der Kabelisolation 15a, 15b kann auf diese Weise kostengünstig erheblich reduziert werden.

Claims (10)

  1. Kabelverbindung (16) für ein Dosiermodul (6) zur Abgasreduktion, mit einem dosiermodulseitigen Ende (16b), das zu Verbindung mit dem Dosiermodul (6) ausgebildet ist, und einem dosiermodulfernen Ende (16a), wobei die Kabelverbindung (16) wenigstens ein elektrisches Kabel (19a, 19b) mit wenigstens einem elektrischen Leiter (28a, 28b) und einer den wenigstens einen elektrischen Leiter (28a, 28b) umgebenden Kabelisolation (15a, 15b) umfasst; wobei die Kabelverbindung (16) in einem Bereich (26a) am dosiermodulseitigen Ende (16b) der Kabelverbindung (16) vercrimpt ist; und wobei im vercrimpten Bereich ein Raum (36) zwischen dem wenigstens einen elektrischen Leiter (28a, 28b) und der den wenigstens einen elektrischen Leiter (28a, 28b) umgebenden Kabelisolation (15a, 15b) mit einem Silikonmaterial (17a, 17b) ausgefüllt ist.
  2. Kabelverbindung (16) nach Anspruch 1, mit wenigstens zwei elektrischen Kabeln (19a, 19b), wobei die elektrischen Leiter (28a, 28b) in jedem der elektrischen Kabel (19a, 19b) von einem Silikonmaterial (17a, 17b) umgeben ist.
  3. Kabelverbindung (16) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das wenigstens eine elektrische Kabel (19a, 19b) wenigstens zwei elektrische Leiter (28a, 28b) aufweist, und wobei ein Raum (38) zwischen den wenigstens zwei elektrische Leitern (28a, 28b) mit dem Silikonmaterial (17a, 17b) ausgefüllt ist.
  4. Kabelverbindung (16) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine elektrische Leiter (28a, 28b) am dosiermodulseitigen Ende (16b) der Kabelverbindung (16) mit einem Anschlussmodul (22) verbunden ist.
  5. Kabelverbindung (16) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei am dosiermodulfernen Ende (16a) der Kabelverbindung (16) ein Steckverbinder (22) vorgesehen ist.
  6. Kabelverbindung (16) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Raum (36) zwischen dem wenigstens einen elektrischen Leiter (28a, 28b) und der umgebenden Kabelisolation (15a, 15b) auch in einem Bereich (26b) am dosiermodulfernen Ende (16a) der Kabelverbindung (16) mit einem Silikonmaterial (17a, 17b) aufgefüllt ist.
  7. Dosiermodul (6), das zum Einspritzen eines Reduktionsmittels (10) in den Abgasstrang (2) eines Verbrennungsmotors (4) ausgebildet ist, mit einer Kabelverbindung (16) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  8. Dosiermodul (6) nach Anspruch 7, wobei das dosiermodulseitige Ende (16b) der Kabelverbindung (16) elektrisch mit dem Dosiermodul (6) verbunden ist.
  9. Abgasstrang (2) eines Verbrennungsmotors (4) mit einem Dosiermodul (6) nach Anspruch 7 oder 8.
  10. Verfahren zum Herstellen einer Kabelverbindung (16) für ein Dosiermodul (6) zur Abgasreduktion, wobei das Verfahren umfasst, wenigstens einen elektrischen Leiter (28a, 28b) mit einer Kabelisolation (15a, 15b) zu umgeben; in einem Bereich (26a) an einem dosiermodulseitigen Ende (16b) der Kabelverbindung (16) einen Raum (36) zwischen dem wenigstens einen elektrischen Leiter (28a, 28b) und der Kabelisolation (15a, 15b) mit einem Silikonmaterial (17a, 17b) aufzufüllen; und den Bereich (26a) am dosiermodulseitigen Ende (16b) der Kabelverbindung (16) zu vercrimpen.
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