DE102018215120A1

DE102018215120A1 - Kabelbaum für eine Antriebseinheit eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102018215120A1
Application number: DE102018215120.2A
Authority: DE
Inventors: Karl Mayr
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-09-06
Filing date: 2018-09-06
Publication date: 2020-03-12

Abstract

Kabelbaum für eine Antriebseinheit eines Kraftfahrzeuges, mit einem luftdichten Gehäuse in dem ein zentrales Steckermodul angeordnet ist, an das zumindest ein Kabelsatz ansteckbar ist, wobei der Kabelsatz über zumindest zwei isolierte Leiterlitzen verfügt, an deren Ende eine Steckverbindung vorgesehen ist, wobei das Gehäuse über eine Druckluftleitung mit Druckluft von einer Pumpe beaufschlagbar ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kabelbaums wird ein Eindringen von Wasser in die Steckverbindungen vermieden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kabelbaum für eine Antriebseinheit eines Kraftahrzeuges mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei einer Verkabelung einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs mit Hilfe eines Kabelbaums kann nicht immer vollständig ausgeschlossen werden, dass Steckverbindungen unter der Watlinie, auch Wattiefe genannt, eines Fahrzeugs angeordnet sind. Die übliche Wattiefe für Pkw liegt bei ca. 40 cm. Auch wenn elektrische Steckverbindungen üblicherweise wasserdicht sind, so kann es über die Laufzeit eines Kraftfahrzeugs vorkommen, dass durch Alterung der Isolations-Kunststoffe Feuchtigkeit an die elektrischen Kontakte gelangen kann. Dies hat zur Folge, dass die metallischen Kontakte korrodieren und ein elektrischer Kontakt nicht mehr sicher dargestellt werden kann. Dadurch kann es zu Fehlfunktionen oder sogar dem Ausfall der Antriebseinheit kommen.
Um diese Problematik zu vermeiden, wird in der Deutschen Patentschrift DE 11 2013 003 062 B4 ein mit einem Anschluss versehener Draht vorgeschlagen, umfassend:

- Einen isolierten Draht, beinhaltend einen elektrisch leitenden Kern und eine Isolationsbeschichtung, welche aus einem auf Polyolefin basierenden Harz für ein Abdecken des Kerns hergestellt ist,
- Einen Metallanschluss, welcher elektrisch mit dem Kern an einem Endteil des isolierten Drahts verbunden ist,
- Eine anhaftende Lage, welche aus einem auf modifiziertem Olefin basierenden Harz hergestellt ist, welches ein auf Olefin basierendes Harz ist, welches mit einem polaren Gruppe modifiziert ist, und auf einer Oberfläche der Isolationsbeschichtung an dem Endteil des isolierten Drahts über den gesamten Umfang ausgebildet ist, und
- Einen wasserdichten Harzabschnitt, welcher aus einem aromatischen Nylon hergestellt und ausgebildet ist, um einen Schutzbereich abzudecken, beinhaltend wenigstens einen Bereich von einem Teil des isolierten Drahts, wo die anhaftenden Lage ausgebildet ist, bis zu einem verbunden Teil des Metallanschlusses mit dem Kern durch ein Umspritzen des Schutzbereich als einem Einsetzteil.

Nachteilig an diesem bekannten Stand der Technik ist der enorme Fertigungsaufwand.
Um den zuvor genannten Nachteil zu vermeiden, wird in der Deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2015 205 292 A1 ein Bordnetzelement für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, bei dem es sich um einen Kabelbaum handelt, umfassend einen elektrischen Baustein, welcher zumindest bereichsweise von einem Gusselement umgossen ist, wobei das Gusselement durch eine In-situ-Polymerisationsverfahren hergestellt ist.
Auch dieser aus dem Stand der Technik bekannte Aufwand, um die Korrosion von Metallkontakten zu vermeiden, ist entwicklungstechnisch sehr aufwendig.
Eine weitere Möglichkeit, um eine Dauerdichtheit einer elektrischen Steckverbindung darzustellen, ist in der Deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2016 226 100 A1 beschrieben. Es wird eine elektrische Vorrichtung vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung eine Leiterplatte beinhaltet, einen Verbinder, ein Chassis und eine Dichtung. Die Leiterplatte und ein Teil des Verbinders sind in einem Innenraum des Chassis aufgenommen. Der Innenraum des Chassis wird durch einen Behälter und eine Abdeckung dargestellt und ist durch die Dichtung wasserdicht abgedichtet. Ein anderer Teil des Verbinders ist nach außen von einem Öffnungsabschnitt des Chassis freigelegt. Der Verbinder hat ein Gehäuse einschließlich eines Eingriffsabschnitts, eine Seitenwand eines Dichtabschnittes und eine Kerbe. Die Seitenwand ist zwischen dem Dichtabschnitt und dem Eingriffsabschnitt angeordnet und ist einer Endfläche des Öffnungsabschnitts zugewandt und ist von der Endfläche beabstandet. Die Kerbe ist zwischen dem Dichtabschnitt und der Seitenwand angeordnet und ist ausgehend von einer Dichtfläche des Dichtabschnitts vertieft.
Auch diese bekannte Art der Abdichtung ist entwicklungstechnisch und fertigungstechnisch sehr aufwendig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kabelbaum für eine Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs darzustellen, bei dem in einfacher und kostengünstiger Art und Weise ein Eindringen von Wasser in die elektrischen Steckverbindungen verhindert ist.
Diese Aufgabe ist durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Durch das Einbringen von Druckluft in das Gehäuse verteilt sich die Druckluft zwischen den Leiterlitzen der Drähte und innerhalb der Isolation im gesamten Kabelbaum, bis in die Steckverbindungen. Dort tritt, sobald eine Undichtigkeit vorliegt, Luft aus und es kann in vorteilhafter Weise kein Wasser in die Steckverbindung eindringen, wodurch die Korrosion der elektrischen Verbindung sicher vermieden ist.
Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 wird erzielt, dass das Steckermodul im Laufe der Zeit nicht verschmutzt.
Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 3 wird vermieden, dass die Luft in zum Filter zurückströmen kann.
Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 4 wird erzielt, dass die Pumpe nicht ständig in Betrieb ist, sondern erst dann zum Einsatz kommt, wenn der Druckspeicher einen definierten Druckwert unterschritten hat.
Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 5 ist sicher vermieden, dass Luft aus dem Druckspeicher zurück zur Pumpe strömen kann.
Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 6 ist sichergestellt, dass kein zu großer Überdruck in dem Gehäuse anliegt, das unter Umständen bersten könnte.
Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 7 wird ebenfalls ein Überdruck vermieden.
Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 8 kann der Druck im Kabelbaum ständig überwacht werden, so dass ein Druckabfall aufgrund von Undichtigkeiten erkannt werden kann.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in zwei Figuren dargestellt.

1 zeigt eine Aufsicht auf eine Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs mit einem Kabelbaum.
2 zeigt eine schematische Aufsicht auf die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kabelbaums.

In beiden Figuren gelten für gleiche Bauteile die gleichen Bezugszeichen.
1 zeigt eine Aufsicht auf eine Antriebseinheit 2 eines Kraftfahrzeugs mit einem Kabelbaum 1. Bei der Antriebseinheit 2 kann es sich beispielsweise um einen Verbrennungsmotor handeln, der nach dem Otto- oder Dieselprinzip arbeitet. Darüber hinaus kann es auch eine elektrische Maschine sein oder eine Antriebseinheit, bestehend aus einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine.
2 zeigt eine Aufsicht auf einen Kabelbaum 1 für die in 1 dargestellte Antriebseinheit 2. Zentral weist der Kabelbaum 1 ein luftdichtes Gehäuse 3 auf, in dem ein nicht sichtbares zentrales Steckermodul angeordnet ist. An dieses Steckermodul ist zumindest ein Kabelsatz 4 ansteckbar, wobei der Kabelsatz 4 über zumindest zwei isolierte, z. B. Kunststoff ummantelte Leiterlitzen verfügt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Kabelbaum 1 drei Kabelsätze 4 auf. Am Ende eines jeden Kabelsatzes 4 ist jeweils zumindest ein Stecker 5 zur Herstellung einer elektrischen Verbindung, beispielsweise mit einem elektrischen Verbraucher, vorgesehen.
Erfindungsgemäß ist das Gehäuse 3 über eine Druckluftleitung 6 mit Druckluft von einer Pumpe 7 beaufschlagbar. Bei der Pumpe 7 handelt es sich beispielsweise um einen Kompressor, oder eine Rüttelpumpe oder einen Minikompressor oder eine elektrisch angetriebene Pumpe oder einen Verdichter eines Abgasturboladers.
Weiter ist der Pumpe 7 in Strömungsrichtung einer Umgebungsluft ein Filter 8 in einer Luftleitung 9 vorgeschalten. Dieser Filter, der quasi auch die Ansaugstelle für die Luft darstellt, muss besonders hoch, d. h. flutungssicher oder über der Wattiefe angeordnet sein, damit kein Wasser angesaugt werden kann.
Um ein Rückströmen der Luft zwischen der Pumpe 7 und dem Filter 8 zu vermeiden, ist in der Luftleitung 9 zwischen diesen Bauteilen ein erstes Rückschlagventil 10 angeordnet, ein sog. Nachladeventil.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Pumpe 7 und dem Gehäuse 3 in der Druckluftleitung 6 ein Druckspeicher 11 angeordnet. Dieser Druckspeicher dient dazu, dass die Pumpe 7 nicht permanent betrieben werden muss. Falls notwendig kann für den Druckspeicher 11 noch ein nicht bezifferter, gestrichelt dargestellter Schutzkäfig vorgesehen werden.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Druckspeicher 11 auch elastisch ausgeführt und geodätisch tief angeordnet sein. Bei einer Wasserdurchfahrt drückt der Wasserdruck den Druckspeicher 11 zusammen, wodurch automatisch der Luftdruck in dem Gehäuse 3 und dem Kabelbaum 1 für eine verstärkte Wirksamkeit nochmals erhöht wird.
Bevorzugt sitzt zwischen der Pumpe 7 und dem Druckspeicher 11 ein zweites Rückschlagventil 12, dieses dient als Nachladeventil im Druckpfad.
Optional ist zwischen der Pumpe 7 und dem Rückschlagventil 12 in der Druckluftleitung 6 ein erstes Druckbegrenzungsventil 13 angeordnet. Dies dient der Druckbegrenzung unmittelbar nach der Pumpe 7.
Ebenfalls optional kann zwischen dem Druckspeicher 11 und dem Steckermodul in der Druckluftleitung 6 ein zweites Druckluftventil 14 angeordnet sein, dieses dient der Druckbegrenzung im Druckluftpfad.
Darüber hinaus kann zwischen dem Druckspeicher 11 und dem Steckermodul an die Druckluftleitung 6 ein Drucksensor 15 angeordnet sein, zur Überwachung der Dichtheit des kompletten Leitungssatzes das Kabelbaums 1. Dieser Drucksensor kann beispielsweise über elektronisches Steuergerät der Antriebseinheit 1 ausgelesen werden.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kabelbaums 1 für ein Antriebsaggregat 2 eines Kraftfahrzeuges ist sichergestellt, dass bei defekten Ummantelungen von elektrischen Steckverbindungen Wasser in den Kabelbaum 1 eindringen kann. Korrosion der elektrischen Kontakte ist somit äußerst wirkungsvoll entgegengewirkt. Durch die zusätzliche Drucksensorik kann die Dichtheit des gesamten Systems überwacht werden und Unzulänglichkeiten, bzw. Fehler bereits im Vorfeld erkannt werden.
Bezugszeichenliste

1: Kabelbaum
2: Antriebseinheit
3: Gehäuse
4: Kabelsatz
5.: Stecker
6.: Druckluftleitung
7.: Pumpe
8.: Filter
9.: Luftleitung
10.: erstes Rückschlagventil
11.: Druckspeicher
12.: zweites Rückschlagventil
13.: erstes Druckbegrenzungsventil
14.: zweites Druckbegrenzungsventil
15.: Drucksensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 112013003062 B4 [0003]
DE 102015205292 A1 [0005]
DE 102016226100 A1 [0007]

Claims

Kabelbaum (1) für eine Antriebseinheit (2) eines Kraftfahrzeuges, mit einem luftdichten Gehäuse (3) in dem ein zentrales Steckermodul angeordnet ist, an das zumindest ein Kabelsatz (4) ansteckbar ist, wobei der Kabelsatz (4) über zumindest zwei isolierte Leiterlitzen verfügt, an deren Ende jeweils ein Stecker (5) für eine elektrische Steckverbindung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) über eine Druckluftleitung (6) mit Druckluft von einer Pumpe (7) beaufschlagbar ist.
Kabelbaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpe (7) in Strömungsrichtung einer Luft ein Filter (8) in einer Luftleitung (9) vorgeschalten ist.
Kabelbaum nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Pumpe (7) und dem Filter (8) ein erstes Rückschlagventil (10) in der Luftleitung (9) angeordnet ist.
Kabelbaum nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Pumpe (7) und dem Steckermodul in der Druckluftleitung (6) ein Druckspeicher (11) angeordnet ist.
Kabelbaum nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Pumpe (7) und dem Druckspeicher (11) in der Druckluftleitung (6) ein zweites Rückschlagventil (12) angeordnet ist.
Kabelbaum nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Pumpe (7) und dem zweiten Rückschlagventil (12) an die Druckluftleitung (6) ein erstes Druckbegrenzungsventil (13) angeordnet ist.
Kabelbaum nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Druckspeicher (11) und dem Steckermodul an die Druckluftleitung (6) ein zweites Druckbegrenzungsventil (14) angeordnet ist.
Kabelbaum nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Druckspeicher (11) und dem Steckermodul an die Druckluftleitung (6) ein Drucksensor (15) angeordnet ist.