DE10240864A1

DE10240864A1 - Feuchtigkeitsdichtende Leitungsführungsanordnung, Einlegeelement dafür und Verfahren zur Herstellung einer feuchtigkeitsdichtenden Leitungsführungsanordnung

Info

Publication number: DE10240864A1
Application number: DE2002140864
Authority: DE
Inventors: Erwin Käspaizer; Rudolf Wagner; Harald Sommavilla; Alfred Hitzl; Robert Erdner; Maximilian Gröbmair; Paul Hagl; Bernd Pulsinger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Lisa Draexlmaier GmbH; Sonderhoff Chemicals GmbH
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Lisa Draexlmaier GmbH; Sonderhoff Chemicals GmbH
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2002-09-04
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2022-09-05
Also published as: AT500675B8; DE10240864B4; AT500675A1; AT500675B1

Abstract

Eine Leitungsführungsanordnung (40) umfasst einen Kabelstrang mit mehreren Leitungen, der in ein Einlegeelement (10) eingebracht wird, sowie Schäumungsmaterial (18), dass das Einlegeelement (10) ausfüllt und umgibt. Das Einlegeelement (10) ist ein hohler Körper, der einen abzudichtenden Kabelstrang mit mehreren Leitungen umfasst und mindestens eine Eintrittsöffnung für Schäumungsmaterial (18) aufweist, die mit einem Schaumführungskanal (20) verbunden ist, der betrachtet in Querschnittsrichtung senkrecht zur Längsachse des Einlegeelements in der Mitte oder näherungsweise in der Mitte des Einlegeelements endet.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine feuchtigkeitsdichtende Leitungsführungsanordnung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit der Kabelstränge mit mehreren Leitungen, beispielsweise elektrischen Leitungen, Lichtwellenleitern oder Pneumatikleitungen, durch Wände geführt werden können, wobei auf einer Seite der Wand Feuchtigkeit auftreten kann, während auf der anderen Seite der Wand dies unerwünscht ist. Beispielsweise betrifft die Erfindung auch Leitungsführungsanordnungen, bei denen Feuchtigkeit von elektrischen Kontakten oder Innenräumen ferngehalten werden soll, auch wenn auf der der Feuchtigkeit abgewandten Seite Unterdruck herrscht. Die Erfindung betrifft ferner ein Einlegeelement für eine solche Leitungsführungsanordnung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Leitungsführungsanordnung.
Beispielsweise ist es bei einem Fahrzeug nötig, dass an bestimmten Orten ein Kabelbaum von der Außenseite des Fahrzeugs in das Innere, d. h. beispielsweise in die Fahrgastzelle, geführt wird. Dabei gelangen an diesen Durchtrittsöffnungen möglicherweise Feuchtigkeit oder andere unerwünschte flüssige oder gasförmige Medien in den trocken zu haltenden Bereich. Außerdem kann in Bereichen, in denen der Kabelbaum in den Teilen des Fahrzeugs verläuft, die nicht speziell gegenüber dem Eindringen von Feuchtigkeit geschützt sind, Feuchtigkeit, beispielsweise Regenwasser, entlang des Kabelbaums laufen, bzw. entlang der Einzelleiter dieses Kabelbaums, und in beispielsweise die Fahrgastzelle eindringen, wenn der Übergang zwischen der Fahrgastzelle und dem nicht feuchtigkeitsabgedichteten Bereich des Fahrzeugs nicht ausreichend gedichtet ist. Die ständig vorhandene Feuchtigkeit kann beispielsweise zu Korrosionsproblemen am Fahrzeug führen oder aus Komfortgründen in bestimmten Bereichen des Fahrzeugs unerwünscht sein.
Stand der Technik
Zum Abdichten solcher Durchtrittsbereiche in Wänden werden verschiedene Anordnungen, meist am Kabelbaumstrang, an einzelnen oder mehreren Kabeln, vorgesehen, um Kabelstränge, die gewöhnlich aus mehreren Einzelleitern bestehen, durch Wandungen, Durchbrüche, Stecker o.ä., zu führen und gleichzeitig eine Abdichtung vorzusehen.
Aus der DE 34 31 617 A1 ist eine Anordnung bekannt, mit der mehrere Leitungen durch eine Wandung geführt werden können, wobei auf einer Seite der Wandung ein feuchtigkeitsdichter Raum vorgesehen werden soll. Dazu werden die Einzelleiter in ein röhrenförmiges Element aus Gummi eingebracht, wobei die Einzelleiter durch Schaummaterial umgeben sind, das den Gummizylinder ausfüllt. Der Gummizylinder wiederum ist mit Aufnahmen versehen, mit Hilfe derer er in die Wandung auf feuchtigkeitsdichte Weise eingesetzt werden kann. Dabei wird jeder einzelne Leiter von dem Kunststoffmaterial umgriffen und der gesamte Innenraum des zylindrischen Gummielements ausgefüllt.
Aus der DE 37 17 296 C2 ist eine Verkappung für eine Lichtwellenader bekannt. Die einzelnen Lichtwellenleiter sind in einer zylindrischen Aderhülle aufgenommen, wobei eine Abdichtung am Ende der Aderhülle durch eine Verkappung mittels einer festen, im Verarbeitungszustand nicht flüssigen fließfähigen Masse bewirkt wird und die Masse, in die die Lichtwellenleiter eingebettet sind, elastisch ist. Der Bereich, in dem die Masse vorgesehen ist, wird von einem zylindrischen Formkörper umschlossen, der aus zwei Teilen besteht, der seinerseits außen von einem Schrumpfschlauch überdeckt ist bzw. selbst aus einem schrumfbaren Material besteht.
Im Inneren der Verkappung kann ein Kern mit Aussparungen angeordnet sein. In den einzelnen Aussparungen können dann die einzelnen Lichtwellenleiter eingelegt werden, ehe die elastische Masse eingebracht wird. Die fließfähige Masse wird durch eine Füllöffnung in der Wand der Aderhülle eingebracht, so dass sie sich von der Aderhülle ausgehend nach innen in die Lichtwellenleiteranordnung hinein fortsetzt.
Aus der US 6,010,134 ist schließlich eine Tülle für ein Kabelbündel bekannt, bei der in einem zylindrischen Körper, der aus zwei durch ein Filmscharnier verbundenen Hälften bestehen kann, die Leiter des Kabelbündels angeordnet sind. Ein Dichtmittel ist im Bereich zwischen den Leitern und dem zylindrischen Element eingebracht.
Darstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine wasserdichtende Leitungsführungsanordnung vorzusehen, mit Hilfe derer das Eindringen von im einzelne Leiter einer Kabelführung oder zwischen den Einzelleitern einer Kabelführung voranschreitender Feuchtigkeit in einen feuchtigkeitsdichten Raum zuverlässig verhindert werden kann. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Einlegeelement für eine feuchtigkeitsabdichtende Leitungsführungsanordnung und ein Verfahren zur Herstellung einer feuchtigkeitsdichtenden Leitungsführungsanordnung vorzusehen.
Diese Aufgabe wird mit einer Leitungsführungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 12, einem Einlegeelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.
Im folgenden wird die Beschreibung hauptsächlich auf ein schäumungsfähiges Material gerichtet. Statt dessen können aber auch fließ- oder gießfähige Materialien verwendet werden und der Schäumungsvorgang entsprechend durch einen Gießvorgang ersetzt werden.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass ein Vereinzeln der Leiter, auch Leiter unterschiedlicher Art und Querschnittsgestalt, während des Schäum- oder Gießvorgangs, bei dem das wasserdichtende Material, insbedsondere ein schäum-, fließ- und/oder gießfähiges Material, um die Leiter und zwischen die Leiter eingebracht wird, dazu beiträgt, dass die Leiter möglichst einzeln während des Schäumens, d.h. des Abdichtvorgangs, liegen. Das wasserdichtende Material kann dann beim Schäumen oder Gießen jeden Einzelleiter vollständig umgeben. Dadurch können Bereiche vermieden werden, bei denen die Einzelleiter während des Abdichtvorgangs direkt aneinander liegen, wodurch zwischen sie kein Schäummaterial oder Abdichtmaterial eindringen könnte und in diesem Bereich somit die Wasserdichtheit nicht vollständig gewährleistet sein könnte. Diese Wirkung der Erfindung wird dadurch erreicht, dass das Schäum- bzw. Gießmaterial (Schäumungsmaterial im Folgenden) sich vom Innenbereich des Leitungs- oder Kabelbündels zu dessen Außenbereich ausbreitet und dadurch bei seiner Ausbreitung die Einzelleiter in begrenztem Maß auseinander drückt, so dass Schäumungsmaterial um jeden Einzelleiter im Schäumungsbereich vorgesehen wird. Damit sich die Leiter bei diesem Abdichtvorgang nicht unkontrolliert ausbreiten, d. h. auseinander bewegen, wird das die Leiter umfassende Einlegeelement vorgesehen, in dem auch mindestens ein Schaumführungskanal (Führungskanal) vorgesehen ist, der das Abdichtmaterial in das Innere des Leitungsbündels bringt. Gleichzeitig wird durch das Einlegeelement, das den abzudichtenden Kabelstrang umfasst, das unkontrollierte Ausbreiten der Einzelleiter verhindert. Somit wird im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren, bei denen das Schäumungsmaterial von außen auf ein Leitungsbündel aufgebracht wird und bei denen die Leitungen durch das Ausbreiten des Schäumungsmaterials von außen nach innen zusammengedrückt werden, bei der vorliegenden Erfindung das Abdicht- oder Schäumungsmaterial vom Kern des Leitungsbündels her eingebracht, wodurch die Einzelleiter von innen nach außen gedrückt werden.
Das Einlegeelement, das beispielsweise als Spritzgussteil gefertigt ist, ist kostengünstig herzustellen und kann bereits beim Erstellen des Kabelbaums, Leitungsstrangs oder Steckers an diesem angebracht werden, so dass kein erheblicher zusätzlicher Aufwand durch das Vorsehen des Einlegeelements an einem Kabelbaum entsteht.
Neben dem gezielten Eintrag von Abdichtmaterial, vorzugsweise Schäumungsmaterial, von innen nach außen trägt das Einlegeelement gleichzeitig dazu bei, einen gezielten Gegendruck aufzubauen, der wiederum zum gleichmäßigen Umschäumen der Einzelleiter beiträgt. Darüber hinaus wird sichergestellt, dass kein Einzelleiter im Außenbereich der fertigen Anordnung zu liegen kommt, da alle Einzelleiter durch das Innere des Einlegeelements geführt werden und anschließend der Materialeintrag so erfolgt, dass das Einlegeelement selbst ebenfalls durch Schaummaterial oder Abdichtmaterial umgeben wird und somit bei der fertigen feuchtigkeitsdichtenden Leitungsführungsanordnung nicht sichtbar ist, sondern in Abdichtmaterial eingebettet ist.
Somit wird eine feuchtigkeitsdichtende Leitungsführungsanordnung vorgesehen, die nicht nur in radialer Richtung des Leitungs- bzw. Kabelbündels, sondern auch in dessen Längsrichtung wasser- und feuchtigkeitsdichtend ist.
Unter Längsachse bzw. Längsrichtung wird im Folgenden stets diejenige Richtung verstanden, in der die Einzelleiter des Kabelstrangs laufen. Im Gegensatz dazu wird mit Querschnittsrichtung diejenige Richtung bezeichnet, die senkrecht zu dieser Längsrichtung ist bzw. die senkrecht zur Längsachse des Einlegeelements verläuft, wobei die Längsachse des Einlegeelements im Wesentlichen mit der Längsrichtung des Kabelbündels zusammenfällt.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind durch die übrigen Ansprüche gekennzeichnet.
Das Einlegeelement, das zur Herstellung der feuchtigkeitsdichtenden Leitungsführungsanordnung verwendet wird, weist vorzugsweise mehrere Austrittsöffnungen für Abdichtmaterial, insbesondere Schäumungsmaterial, in seinen Wänden auf. Dies hat den Vorteil, dass das Abdichtmaterial, das durch die Eintrittsöffnung und den Schaumführungskanal in das Innere des Einlegeelements und damit des Kabelstrangs eingebracht wird, sich grundsätzlich nur von innen nach außen ausbreitet, auch um das Einlegeelement schließlich zu umfassen und eine nahezu beliebige Außenkontur des längswasserdichten Abdichtelements im fertigen Zustand vorzusehen. Durch die Hauptausbreitungsrichtung des Abdichtmaterials in radialer Richtung von innen nach außen, auch um das Einlegeelement außen zu umfassen, wird die Ausbreitungsrichtung des Materials von Innen nach außen weiter unterstützt, was bewirkt, das die Einzelleiter des Kabelstrangs noch zuverlässiger vereinzelt werden als beispielsweise bei einer alternativen Ausführungsform, bei der die Außenumschäumung des Einlegeelements von außen her vorgenommen wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das Einlegeelement im Wesentlichen zylindrisch oder prismatisch gestaltet. Dabei kann der Zylinder einen Kreisquerschnitt, einen polygonalen Querschnitt oder einen ovalen Querschnitt oder ähnliches aufweisen. Die zylindrische Form bietet den Vorteil, dass sie einfach und kostengünstig beispielsweise im Spritzgussverfahren erzeugbar ist und im Wesentlichen der Form eines Kabelbündels entspricht, so dass beim Umschäumen des Kabelbündels ein möglichst gleichmäßiger Schaumeintrag um die Einzelleiter durch die gleichmäßige Schaumausbreitung erreicht wird.
Vorteilhafter Weise ist die Eintrittsöffnung für das Schäumungsmaterial an der Zylinderwand vorgesehen und zwar so, dass die Eintrittsöffnung bzw. die Eintrittsöffnungen symmetrisch bezüglich einer gedachten Symmetrieebene angeordnet sind, die senkrecht zur Zylinderlängsachse, also zur Längsachse des Einlegeelements, verläuft. Dies gewährleistet, dass auch in Längsrichtung das Abdichtmaterial gleichmäßig verteilt wird, da es mittig bezüglich der Längsrichtung bzw. gleichmäßig bezüglich der Mitte der Längsachse eingebracht wird. von der Eintrittsöffnung bzw. den Eintrittsöffnungen erstreckt sich der Führungskanal bzw. die Führungskanäle vorteilhafter Weise im Wesentlichen senkrecht zur Zylinderwand in das Innere des Kabelstrangs oder Leitungsbündels. Dadurch wird gewährleistet, dass das Schäumungsmaterial einen kurzen Weg zurücklegt, ehe es sich im Inneren des Einlegeelements ausbreiten und ggf. ausdehnen kann und um die Einzelleiter anordnen kann. Der Führungskanal seinerseits ist dabei wiederum vorzugsweise als zylindrischer Körper vorgesehen, der im Inneren hohl ist und darin den Schaum bzw. anderes Abdichtmaterial führt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das Einlegeelement mehrteilig gestaltet, insbesondere vorzugsweise zweiteilig, wobei die Teile entlang einer Trennfläche, die in Längsrichtung des Einlegeelements verläuft, wieder zu einem vollständigen, vorzugsweise zylindrischen, Einlegeelement zusammengesetzt werden können. Dazu sind die Teile beispielsweise entlang der Trennfläche mit einem Filmscharnier verbunden und/oder sie sind mit einer Verrastung bzw. je Trennfläche mehreren Verrastungen verbindbar. Durch das mehrteilige Ausbilden des Einlegeelements wird eine einfache Montage des Einlegeelements am Kabelbaum bzw. Kabelstrang gewährleistet, da der Kabelstrang nicht einzeln in Längsrichtung durch das Einlegeelement gefädelt werden muss, sondern vielmehr eingelegt werden kann. Die Ausbildung des mehrteiligen Einlegeelements mit Rastungen bzw. einen Filmscharnier stellt dabei sicher, dass das Zusammensetzen des Einlegeelements in den zylindrischen oder anderweitig passend gestalteten Körper rasch und problemlos durchgeführt werden kann.
Werden Verrastungen oder andere Arretiereinrichtungen vorgesehen, um die Teile des Einlegeelements miteinander zu verbinden, so sind diese vorzugsweise mehrstufig ausgebildet, d. h. insbesondere mit einer ersten Stufe, in der das Einlegeelement einen größeren Querschnitt umschließt, und einer zweiten Stufe, in der das Einlegeelement eine kleinere Querschnittsfläche umschließt. Dies bietet die Möglichkeit, beim Einbringen des Abdicht- oder Schäumungsmaterials das Einlegeelement zunächst in der ersten Verraststufe zu halten, während vorzugsweise unmittelbar nach dem Füllen der Schäumform die Verrastung in die zweite Stufe erfolgt, so dass durch Kompression des Schaums innerhalb des Einlegeelements letzte, möglicherweise vorhandene Hohlräume ebenfalls mit Schaum gefüllt werden können.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind im Inneren des Einlegeelements Verästelungseinrichtungen vorgesehen, die beispielsweise als von den Innenwänden des Einlegeelements vorspringende Stifte oder Stege ausgebildet sind. Diese Verästelungseinrichtungen sind vorzugsweise unregelmäflig im Einlegeelement angeordnet. Werden solche Verästelungseinrichtungen vorgesehen, so können die Einzelleiter des Leitungsstrangs einzeln um die Verästelungen geführt werden, was weiter dazu beiträgt, dass während des Abdicht- bzw. Schäumvorgangs ein direktes Aneinander-Liegen der Leitungen vermieden wird, was seinerseits zu einer verschlechterten Ausschäumung und damit einer verschlechterten Wasserdichtheit führen würde. Alternativ können solche Verästelungen beispielsweise auch dadurch bewirkt werden, dass die Einzelleiter vor dem Einbringen in das Einlegeelement unregelmäflig gewellt werden.
Vorteilhafter Weise ist das Einlegeelement so gestaltet, dass es sich an seinen jeweiligen Enden in Längsrichtung verjüngt und mittels der Verjüngung, die vorzugsweise auf spreizbar, d. h. elastisch, gestaltet ist, die Einzelstränge des Kabelbündels ortsfest hält. Dadurch wird ein unerwünschtes Verrutschen des Kabelstrangs vermieden, wenn das Einlegeelement daran angebracht ist. Dies trägt dazu bei, Montagegenauigkeiten einzuhalten, die erforderlich sind, um die feuchtigkeitsdichtende Leitungsführung an einem bestimmten Ort beispielsweise im Kraftfahrzeug vorsehen zu können.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Einlegeelement ein Einfüllelement, das einen z.B. zumindest bereichsweise trichterförmigen Schaumzufuhrkanal bzw. Zufuhrkanal für Abdichtmaterial aufweist, der mit der Eintrittsöffnung verbindbar ist, wenn das Einfüllelement auf den vorzugsweise zylindrischen Körper des Einlegeelements aufgeclipst oder anderweitig daran befestigt wird. Dies vereinfacht den Spritzgussvorgang des Einlegeelements, insbesondere die Entnahme des fertigen Einlegeelements aus der Form, wobei gleichzeitig ein trichterförmiger Schaumzufuhrkanal gebildet werden kann, der zu einer guten Schaumzufuhr zur Eintrittsöffnung beiträgt. Vorzugsweise wird das Einfüllelement zusätzlich mit den Wänden des Einlegeelements, d. h. bevorzugter Weise des zylindrischen Körpers, verrastet, um ein Verschieben während des Schaumeinbringungsvorgangs zu vermeiden. Alternativ ist es auch möglich, es beispielsweise lediglich mittels des Schaumzufuhrkanals, der als röhrenförmiger Vorsprung in Richtung auf den zylindrischen Körper des Einlegeelements gestaltet ist, mit der Eintrittsöffnung des Einlegeelements zu verbinden. Wird ein solches Einfüllelement vorgesehen, so ist es möglich, die Anschlussgeometrie an die jeweilige Dosier- oder Schäumungsmaschine anzupassen, ohne das Einlegeelement insgesamt verändern zu müssen, indem lediglich das Einfüllelement entsprechend angepasst wird. Ferner kann nach Bedarf beispielsweise eine Verzweigung des Schaumeinbringungskanals vorgesehen werden, wenn das Einlegeelement mehrere Schaumführungskanäle aufweist.
Das Abdicht- bzw. Schäumungsmaterial, das zum Ausfüllen und Umschäumen des Einlegeelements verwendet wird, kann ebenso wie die fertige Außenkontur der Leitungsführungsanordnung den jeweiligen Bedürfnissen angepasst werden. Insbesondere kann die Anordnung in verschiedenen Härten im Außenbereich erzeugt werden, wobei bei einem Bedarf nach einer verhältnismäßig hohen Härte im Außenbereich beispielsweise auch ein Schäumungsvorgang zum Erzeugen mehrerer Schichten durchgeführt werden kann, bei dem eine härtere Außenschicht vor oder nach dem Ausbilden einer weiteren Innenschicht aufgebracht wird. Die Härte ist durch geeignete Wahl des Abdicht- bzw. Schäumungsmaterials einstellbar. Gleichzeitig bietet die Kombination des Abdichtwerkstoffs und des eingebetteten Einlegeelements eine gute Schalldämpfungsfunktion im Bauteil, die insbesondere durch die geschlossene Außenhaut des Schäumungsmaterials erreicht wird. Insgesamt bleibt dabei die Leitungsführungsanordnung verhältnismäßig leicht, wozu vor allem das niedrige Gewicht des Schaumkörpers beiträgt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben, in denen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Einlegeelements ist;
2 eine Explosionsseitenansicht des Einlegeelements aus 1 ist;
3 einen Schnitt durch eine fertige Längswasserabdichtung mit einem Einlegeteil gemäß 1 und 2 zeigt;
4 eine perspektivische Ansicht der fertigen Längswasserabdichtung gemäß 3 ist; und
5 eine schematische Darstellung des Einlegeelements in einer Formhälfte eines Abdichtwerkzeugs darstellt.
Wege zur Ausführung der Erfindung
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Einlegeelement 10. Das Einlegeelement 10 ist im Wesentlichen als kreiszylindrischer Körper gestaltet, der sich an seinen beiden Enden in Längsrichtung verjüngt. Das gesamte zylindrische Einlegeelement 10 ist hohl, so dass ein Kabelstrang mit mehreren Leitungen, die auch unterschiedliche Leitungsquerschnitte aufweisen können, in das Innere des Einlegeelements 10 eingelegt werden kann.
Das in 1 dargestellte Einlegeelement 10 umfasst zwei Hälften 11, 12, sowie ein Einfüllelement 13. In 2 sind die entsprechenden Teile des Einlegeelements 10 in Explosionsseitenansicht dargestellt.
Das in 1 und 2 dargestellte Einlegeelement 10 kann um einen Kabelstrang gelegt werden, indem im offenen Zustand, der in 2 dargestellt ist, ein Kabelstrang in eine Hälfte des Einlegeelements eingebracht wird, beispielsweise in die Hälfte 11 des Einlegeelements, wonach die Hälfte 12 mittels Verrasteinrichtungen 14, die als formschlüssige Verbindungen in 2 dargestellt sind, mit der Hälfte 11 verbunden wird. Das in 1 und 2 dargestellte Einlegeelement 10 weist zwei Hälften 11, 12 auf, die jeweils näherungsweise in einem 180°-Bereich ein Kabelbündel umschließen. Es ist auch möglich, eine der Hälften 11 oder 12 deutlich größer als die andere zu gestalten, d. h. sie einen größeren Winkelbereich abdecken zu lassen. Statt der Arretiereinrichtungen 14, die mit Vorsprüngen 15 auf der unteren Hälfte 12 des Einlegeelements verrasten können, ist es möglich, die Hälften 11, 12 entlang einer Trennfläche mit einem ebenfalls im Spritzgussvorgang mit entsprechend dünner Wandstärke geformten Filmscharnier zu verbinden und lediglich entlang einer zweiten Trennfläche die Hälften des Einlegeelements nach dem Einfügen der Einzelleiter des Kabelbündels miteinander zu verrasten.
Die sich verjüngenden Bereiche 16, 17 des Einlegeelements, die dazu dienen, das Einlegeelement ortsfest auf einem Kabelstrang zu halten, sind ebenfalls einstückig mit dem zylindrischen Körper 11, 12 des Einlegeelements gegossen und sind elastisch gestaltet, indem einzelne Abschnitte durch dazwischen vorgesehene Schlitze in Umfangsrichtung voneinander getrennt sind. Dadurch können sowohl ein Kabelstrang mit dickerer Breite als auch einer mit dünnerer Breite in das Einlegeelement 10 eingelegt werden und durch die sich verjüngenden Bereiche, die sich im begrenzten Maß angepasst an die Dicke des Kabelstrangs auf spreizen, lage- und ortsfest gehalten werden.
In der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist das Einlegeelement 10 im Wesentlichen zylindrisch und mit kreisförmigen Querschnitt gestaltet. Prinzipiell ist es auch möglich, einen polygonalen Querschnitt, einen ovalen Querschnitt oder ähnliches vorzusehen, der nach Bedarf auch an die Form des durchzuführenden Kabelstrangs angepasst sein kann.
Jede der Hälften 11, 12 des in 1 und 2 dargestellten Einlegeelements 10 ist mit Austrittsöffnungen 18 für das Schäumungsmaterial versehen. Durch diese Austrittsöffnungen, die nach Bedarf um den Umfang sowie in Längsrichtung des Einlegeelements platziert werden können, kann Schäumungsmaterial, das in das Innere des Einlegeelements eingebracht ist, austreten und anschließend das Einlegeelement selbst ebenfalls umschäumen.
Zum Einbringen des Schäumungsmaterials weist eine Hälfte 11 des Einlegeelements 10 in der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform eine Eintrittsöffnung auf (nicht sichtbar) an die sich ein rohrförmiger Schaumführungskanal 20 anschließt, der im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Einlegeelements 10, d. h. in radialer Richtung des Einlegeelements verläuft. Der Schaumführungskanal 20 endet näherungsweise in der Mitte des Querschnitts des Einlegeelements und ist ferner so angeordnet, dass er auch in Längsrichtung des Einlegeelements 10 zentral positioniert ist. In die nicht-sichtbare Eintrittsöffnung für das Schäumungsmaterial kann eine Verlängerung 21 des Schaumzufuhrkanals 22 eingesetzt werden, die in einem Einfüllelement 13 vorgesehen ist. Das Einfüllelement 13 weist wiederum Arretiereinrichtungen 19 auf, mit denen es auf der auflenseitigen Zylinderfläche eines Teils des Einlegeelements 11 arretierbar ist. Das Einfüllelement 13 hat dabei vorzugsweise einen trichterförmigen Schaumzufuhrkanal 22, der zum Anschluss an eine Spritzgussmaschine oder Schäumungsmaschine geeignet ist.
Werden bei einer alternativen Ausführungsform mehrere Führungskanäle 20 für Abdichtmaterial, hier Schäumungsmaterial, im Einlegeelement vorgesehen, so kann das Einfüllelement 13 zusätzlich eine Verzweigung des Schaumzufuhrkanals 22 aufweisen. Ferner ist es mit Hilfe des Einfüllelements 13 einfach möglich, für jede Spritzguss- bzw. Schäumungsmaschine einen passenden Anschluss vorzusehen, indem lediglich die Anschlussgeometrie des Einfüllelements 13 variiert wird.
Das Einlegeelement 10 kann zusätzlich Positionierhilfen aufweisen, mit denen es in der Form eines Schäumwerkzeugs bzw. eines Spritzgusswerkzeugs einfach zu positionieren ist. Dies ist beispielsweise in 5 zu erkennen, in der eine Formhälfte 11 in einem in ein Schäumwerkzeug eingelegten Zustand dargestellt ist, wobei die Hälfte 11 des Einlegeelements durch die Positionierhilfe 23, die als von der außenseitigen Zylinderwand vorspringender Stift gestaltet ist, lagefest in den entsprechenden Aussparungen der Formhälfte des Schäumungswerkzeugs 30 gehalten wird.
Aus 2 bzw. 5 ist ferner zu erkennen, dass das Einlegeelement 10 vorzugsweise zusätzlich in seinem Inneren stift- oder stegartige Vorsprünge aufweist, die als Verästelungseinrichtungen für die Einzelleitungen des Kabelstrangs dienen. Diese Vorsprünge 24 sind vorzugsweise unregelmäflig im Inneren des Einlegeelements angeordnet und können gleichermaßen in dem Teil 11 und in dem Teil 12 des Einlegeelements vorgesehen werden. Die Einzelleiter des Kabelstrangs können nach Bedarf um sie herumgeführt werden, so dass Einzelleiter möglichst nicht direkt neben einander zu liegen kommen.
Der Vollständigkeit halber sei noch festgehalten, dass die in 5 gezeigte Anordnung des Teils des Einlegeelements 10 eine Anordnung zeigt, die zwei Schauführungskanäle aufweist, die jeweils in das Innere des Einlegeelements und damit das Innere des Kabelstrangs möglichst nahe an dessen Zentrum führen.
Nachfolgend wird anhand 3 bis 5 die Herstellung einer Leitungsführungsanordnung mit feuchtigkeitsdichtenden Eigenschaften unter Verwendung eines Einlegeelements 10 beschrieben.
Zunächst wird ein Einlegeelement 10 an einem Kabelstrang eines Kabelbaums derart angebracht, dass die Einzelleiter des Kabelstrangs um die Verästelungseinrichtungen 24 im Inneren des Einlegeelements 10 gelegt werden, so dass sie möglichst einzeln liegen, d. h. nicht aneinander stoßen. Dabei ist das Einlegeelement 10 geöffnet, wenn ein solches Öffnen des Einlegeelements möglich ist. Alternativ ist es selbstverständlich auch möglich, wenn auch aufwändiger, die Einzelleitungen in Längsrichtung durch das Einlegeelement zu führen, wenn sich dieses nicht öffnen lässt. Anschließend wird das Einlegeelement 10 zusammengesetzt, indem die Teile 11, 12 gegeneinander geschlossen werden. Dazu werden die Arretiereinrichtungen 14, 15 in einer ersten Position verrastet, d. h. unter Ausnutzung erster Arretiernasen 15, so dass das Einlegeelement in seine im Wesentlichen zylindrische Form zusammengesetzt ist.
Alternativ dazu ist es auch möglich, zunächst ein Teil 11 des Einlegeelements, ggf. mit aufgesetztem Einfüllelement 13, in eine Formhälfte 30 eines Schäumungswerkzeugs einzulegen, anschließend den Kabelstrang mit den Einzelleitungen in diese Hälfte des Einlegeelements 11 einzubringen und schließlich die zweite Hälfte des Einlegeelements 12 mit der ersten Hälfte 11 zu verbinden und zu arretieren. Es wird jedoch bevorzugt, das Einlegeelement 10 bereits beim Zusammenstellen des Kabelbaums am entsprechenden Kabelstrang anzubringen. Dies spart zusätzlichen Fertigungsaufwand beim Schäumvorgang.
Anschließend wird das Einfüllelement 13 auf den zylindrischen Körper des Einlegeelements aufgesetzt und ggf. daran verrastet bzw. verclipst.
Die Gesamtanordnung wird nunmehr in ein Schäumungswerkzeug 30 eingelegt und zwar so, dass die Eintrittsöffnung für Schäumungsmaterial 22 mit einem Schaumzufuhrkanal 31 des Formwerkzeugs 30 ausgerichtet ist. Gleichzeitig wird das Einlegeelement 10 mit Hilfe der Positioniervorsprünge 23 in entsprechenden Aussparungen des Formwerkzeugs 30 positioniert. Die Leiter, die in das Einlegeelement eingelegt sind, werden dabei durch Ein- und Ausgänge für die Leitungsbündel 32, 33 geführt. Das Schäumwerkzeug kann je nach gewünschter Außengeometrie, d. h. insbesondere der vorgegebenen Außenform, die zur Befestigung der wasserdichtenden Leitungsführungsanordnung an einer Wandung von beispielsweise einem Fahrzeug nötig ist, mit entsprechenden Formgebungen 35 versehen sein. Z. B. können Vorsprünge und Nuten an der Außengeometrie der fertigen Längswasserabdichtung vorgesehen werden. In der in 5 dargestellten Ausführungsform soll die fertige Längswasserabdichtung im Wesentlichen patronenförmig sein und zusätzlich in Umfangsrichtung verlaufende Vorsprünge bzw. Vertiefungen aufweisen, wie es zum Beispiel in 4 zu erkennen ist.
Nachdem das Einlegeelement mit dem darin eingelegten Kabelstrang im Formwerkzeug 30 positioniert ist, wird das Formwerkzeug geschlossen und Schäumungsmaterial wird über den Schaumzufuhrkanal 31 des Formwerkzeugs, die Eintrittsöffnung 22 im Einfüllelement sowie den Schaumführungskanal 20 bzw. die Schauführungskanäle 20 in das Innere des Einlegeelements geführt, wodurch es gleichzeitig in den zentralen Bereich, d. h. den mittleren Bereich, des Kabelstrangs in Radialrichtung gesehen gelangt. Als Schäumungsmaterialien mit guten Dichteigenschaften zum Abdichten der Kabelstränge können beispielsweise Hotmelt-, Coldmelt-, Makromelt-, Butyl- und andere Schaumwerkstoffe verwendet werden. Zum Beispiel können auch PU- oder Silikonschäume sowie Vergüsse eingesetzt werden. Alternativ und bevorzugt kann auch Polyurethanschaum eingesetzt werden. Der in den zentralen Bereich des Einlegeelements und des Kabelstrangs eingebrachte Schaum dehnt und breitet sich zunächst im Inneren des Einlegeelements aus und umschließt dabei die Einzelleiter des Kabelstrangs, die gut vereinzelt im Inneren des Einlegeelements vorliegen. Dieser Effekt wird dadurch unterstützt, dass die Einzelleiter zwar durch die konusförmigen Endbereiche 16, 17 des Einlegeelements gebündelt gehalten werden, jedoch andererseits durch den Druck, den das Schäumungsmaterial aufbringt, von innen nach außen gedrückt werden und somit sich soweit auffächern, dass sich Schäumungsmaterial um alle einzelnen Leiter verteilen kann. Wenn das Schäumungsmaterial die Wand des Einlegeelements 10 erreicht hat, tritt es durch die Austrittsöffnungen 18 für das Schäumungsmaterial, die in der Wand des Einlegeelements 10 vorgesehen sind, aus und umschließt zusätzlich das Einlegeelement 10 sowie die daraus austretenden Leiter in dem Bereich, in dem das Schäumungsmaterial eingebracht wird, d. h. zwischen den Ein- und Ausgängen 32, 33 für den Kabelstrang. Dabei füllt es die Form 30, 31 des Schäumungswerkzeugs aus. Dabei dehnt sich das Schäumungsmaterial soweit aus, bis es an der Wand des Formwerkzeugs 30, 31 anliegt und nimmt die dadurch vorgegebene Form ein.
Solange das Schäumungsmaterial im Inneren des Einlegeelements noch nicht verfestigt ist bzw. das Äußere des Einlegeelements noch nicht mit Schäumungsmaterial umschlossen ist, kann nach Bedarf das Einlegeelement in seinem Innenquerschnitt verkleinert werden, indem die Verrastungen des oberen und unteren Einlegeelementteils 11, 12 verschoben werden, d. h.
die Verrastung auf eine zweite Stufe eingestellt wird, bei der der Innenquerschnitt des Einlegeelements verkleinert ist. Dadurch wird das Schäumungsmaterial weiter komprimiert und eventuell noch vorhandene Holräume werden mit Schaum gefüllt.
Nach dem Schäumungsvorgang reagiert der Schaum bzw. die Gießmasse, beispielsweise Polyurethan oder Silikon, aus, wonach die fertige Anordnung aus der Form entnehmbar ist.
Die Anordnung sieht somit eine sowohl in radialer Richtung des Kabelstrangs als auch in Längsrichtung des Kabelstrangs wasserdichtende Ausführungsform einer wasserdichtenden Leitungsdurchführung vor.
Eine fertige Leitungsführungsanordnung 40 ist in 3 und 4 in Querschnitt bzw. in der Seitenansicht dargestellt. Wie 4 entnehmbar ist, ist in der dargestellten Ausführungsform die gesamte dichtende Anordnung im Wesentlichen patronenförmig mit in Umfangrichtung verlaufenden Längsnuten, die zur Montage an einer Durchtrittsöffnung in einer Fahrzeugwand dienen. Die Einzelleiter des Kabelstrangs 42 treten an den beiden Enden in Längsrichtung der patronenförmigen Anordnung 41 aus. Dabei können selbstverständlich Leiter unterschiedlicher Dicke in einen Kabelstrang integriert sein, wie es beispielsweise aus 3 entnehmbar ist. Aus 3 ist ferner gut zu entnehmen, dass sowohl vollständig das Innere des Einlegeelements 11, 12, 13 mit Schaummaterial 44 ausgefüllt ist als auch der gesamte Außenbereich um das Einlegeelement 11, 12, 13 mit Schäumungsmaterial umgeben ist, das schließlich die endgültige Außenform bestimmt.
Der wesentliche Aspekt der Erfindung liegt somit darin, eine sehr gut wasserdichtende Leitungsführungsanordnung vorzusehen, bei der insbesondere auch eine Dichtigkeit in Längsrichtung des Kabelstrangs gewährleistet wird und bei der dennoch keine wesentlichen Mehrkosten im Vergleich zu herkömmlich umschäumten Leitungsführungsanordnungen auftreten. Dies wird erreicht, indem ein Einlegeelement 10 vorgesehen wird, das einen Schaumeintrag ermöglicht, der vom Zentrum des Einlegeelements und damit des Kabelstrangs sich nach außen ausbreitet. Dieser Effekt kann dadurch unterstützt werden, dass im Inneren des Einlegeelements die Einzelleiter des Kabelstrangs durch entsprechende Verästelungseinrichtungen lagefest gehalten werden.

Claims

Einlegeelement (10) für eine feuchtigkeitsabdichtende Leitungsführungsanordnung, wobei das Einlegeelement (10) mit seiner Innenwandung einen Hohlraum begrenzt und mindestens eine Eintrittsöffnung für gieß-, fließ- oder schäumungsfähiges Abdichtmaterial aufweist, die mit einem Führungskanal (20) für das Material verbunden ist, der im Hohlraum im Abstand von der Innenwandung des Einlegeelements (10) endet.
Einlegeelement (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskanal (20) in der Mitte oder Näherungsweise der Mitte des Hohlraums im Einlegeelement (10), betrachtet im Querschnittsrichtung senkrecht zur Längsachse des Einlegeelements, endet.
Einlegeelement (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskanal (20) die Durchtrittsöffnung einer an der Innenwandung des Einlegeelements (10) angeordneten, insbesondere angegossenen, Düse bildet.
Einlegeelement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeelement (10) wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Austrittsöffnungen (18) für das Material in seinen Wänden und/oder mehrere Führungskanäle (20) für das Material aufweist.
Einlegeelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeelement (10) im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist.
Einlegeelement (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsöffnung an der Zylinderwand vorgesehen ist.
Einlegeelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass das Einlegeelement prismaförmigen Querschnitt aufweist.
Einlegeelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeelement (10) mindestens zwei Teile (11, 12) umfasst, deren Trennfläche in Längsrichtung des Einlegeelements verläuft, wobei die Teile (11, 12) mit einem Filmscharnier verbunden sind und/oder mit einer Arretierung, insbesondere einer Verrastung (14, 15) verbindbar sind.
Einlegeelement (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbindung der Teile (11, 12) mehrstufige Arretierungen, insbesondere Verrastungen (14, 15) vorgesehen sind.
Einlegeelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Einlegeelements Verästelungseinrichtungen (24) für die Leitungen vorgesehen sind.
Einlegeelement (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verästelungseinrichtungen (24) von der Innenwandung vorspringende Stifte sind, die vorzugsweise unregelmäßig an der Innenwandung verteilt angeordnet sind.
Einlegeelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Einlegeelement an seinen Enden in Längsrichtung verjüngt und die Verjüngung (16, 17) aufspreizbar gestaltet ist.
Einlegeelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Führungskanal (20) mittig oder im Wesentlichen mittig zwischen den Enden des Einlegeelements in Längsrichtung des Einlegeelements (10) endet.
Einlegeelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend durch ein Einfüllelement (13), das einen vorzugsweise trichterförmigen Zuführkanal (22) aufweist, der mit der Eintrittsöffnung verbindbar ist.
Einlegeelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Einfüllelement eine Verriegelung, vorzugsweise Verrastung mit der Wandung des Einlegeelements (10) aufweist.
Leitungsführungsanordnung (40), umfassend einen Kabelstrang mit mehreren Leitungen (42), der in ein Einlegeelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingebracht ist, sowie gieß-, fließ- oder schäumungsfähiges Abdichtmaterial (44), welches das Einlegeelement ausfüllt und umgibt.
Verfahren zur Herstellung einer feuchtigkeitsdichtenden Leitungsführungsanordnung, umfassend die Schritte: – Einlegen einer oder mehrerer Einzelleitungen eines Kabelstrangs in ein Einlegeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 16; – Positionieren des Einlegeelements mit der/den Leitungen in einer Schäum- oder Gießform; – Einbringen von gieß-, fließ- oder schäumungsfähigem Abdichtmaterial in die Eintrittsöffnung des Einlegeelements und über den Führungskanal sowie Ausfüllen und Umgeben, insbesondere Aus- und Umschäumen, des Einlegeelements von innen nach außen; und – Entnehmen der Leitungsführungsanordnung aus der Schäum- oder Gießform.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelleitungen des Kabelstrangs beim Einlegen in das Einlegeelement mit Hilfe von Verästelungseinrichtungen des Einlegeelements voneinander zumindest bereichsweise getrennt werden.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeelement mehrteilig ist und mindestens zwei Arretierstufen, insbesondere Verraststufen der Teile des Einlegeelements vorgesehen sind und weiter umfassend die Schritte: – nach dem Einlegen der Einzelleitungen in das Einlegeelement: Schließen des Einlegeelements und Arretieren oder Verrasten der Teile in einer ersten Stufe, die einen größeren Querschnitt des Hohlraums des Einlegeelements als eine zweite Stufe vorsieht; und – nach dem Einbringen des Materials: Arretieren oder Verrasten der Teile in der zweiten Stufe.