DE19923464A1 - Abdichtvorrichtung für ein Leitungsbündel, Verfahren zum Abdichten eines Leitungsbündels und Verwendung der Abdichtvorrichtung - Google Patents
Abdichtvorrichtung für ein Leitungsbündel, Verfahren zum Abdichten eines Leitungsbündels und Verwendung der AbdichtvorrichtungInfo
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Abstract
Eine erfindungsgemäße Abdichtvorrichtung für ein Leitungsbündel 1 zeichnet sich dadurch aus, daß die Abdichtvorrichtung für das Leitungsbündel 1 ein Formteil 2 umfaßt, an welchem die Leitungsadern 3 des Leitungsbündels 1 angebracht bzw. angeordnet werden und anschließend mit einem Kleber 5 dort fixiert werden. Vorzugsweise kann um das Leitungsbündel 1 im Bereich des Formteils 2 ein Schrumpfschlauch 4 aufgebracht werden. Eine bevorzugte Verwendung der erfindungsgemäßen Abdichtvorrichtung findet an einem Zylinderkopf eines Motors eines Kraftfahrzeugs statt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abdichtvorrichtung
für ein Leitungsbündel gemäß dem Oberbegriff des Patentan
spruchs 1, betrifft ein Verfahren zum Abdichten eines Lei
tungsbündels gemäß Patentanspruch 9 sowie eine Verwendung der
Abdichtvorrichtung gemäß Patentanspruch 13.
Bisher bekannte Abdichtungen für ein Leitungsbündel, um zum
Beispiel Längswasser am Durchdringen des Leitungsbündels zu
hindern, wurden durch Einbringen einer Abdichtmasse in die
Abdichtstelle am Leitungsbündel verwirklicht.
Für einen Einsatz im oder am Motor eines Kraftfahrzeugs sind
diese bekannten Abdichtungen jedoch nicht geeignet. Im und am
Motor treten nicht nur hohe Schwingungen und hohe Temperatu
ren auf, sondern es kann die Abdichtung auch mit aggressiven
Medien, wie Motorenöl oder Wasserdampf in Kontakt kommen.
Demnach ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Abdichtvorrichtung für ein Leitungsbündel bzw. ein Verfahren
zum Abdichten eines Leitungsbündels zu schaffen, wobei die
Abdichtvorrichtung bzw. das Abdicht-Verfahren im Motorraum
eines Kraftfahrzeugs, am oder gar im Motor, eingesetzt werden
kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Abdichtvorrichtung gemäß dem
kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein
Verfahren gemäß Patentanspruch 9 gelöst.
Demnach umfaßt die Abdichtvorrichtung für das Leitungsbündel
ein Formteil, an welchem die Leitungsadern des Leitungsbün
dels angebracht bzw. angeordnet werden und anschließend mit
einem Kleber dort abdichtend fixiert werden. Alternativ zum
Kleben kann die Abdichtung auch mit einem Spritzgießverfahren
erreicht werden.
Eine bevorzugte Verwendung der erfindungsgemäßen Abdichtvor
richtung findet gemäß Patentanspruch 13 an einem Zylinderkopf
eines Motors eines Kraftfahrzeugs statt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Abdicht
vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Abdich
ten eines Leitungsbündels sind der Gegenstand von Unteran
sprüchen.
Die vorliegende Abdichtvorrichtung wird im folgenden unter
Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen
Abdichtvorrichtung an einem Leitungsbündel, gemäß einer er
sten bevorzugten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfin
dung;
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen
Abdichtvorrichtung an einem Leitungsbündel, gemäß einer zwei
ten bevorzugten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfin
dung;
Fig. 3 zwei Ansichten eines ersten Formteils;
Fig. 4 zwei Ansichten eines zweiten Formteils;
Fig. 5 zwei Ansichten eines dritten Formteils;
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung der Formteile
nach den Fig. 3, 4 und 5;
Fig. 7 eine perspektivische Darstellung eines Leitungs
bündels mit eingesetztem Formteil;
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung eines Leitungs
bündels mit eingesetztem Formteil und mit einem aufgesetzten
Kleberring; und
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung eines Leitungs
bündels mit eingesetztem Formteil, mit aufgesetztem Kleber
ring und mit einem Schrumpfschlauch.
In der Fig. 1 ist ein Leitungsbündel 1 dargestellt, welches
mit einer Abdichtvorrichtung nach der ersten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden Erfindung abgedichtet ist. Dort ist
ein Formteil 2, welches im wesentlichen eine sternförmige
Querschnittsform aufweist (siehe Fig. 3 oder Fig. 6), in
das Leitungsbündel 1 eingebracht, d. h. daß die einzelnen Lei
tungsadern 3 des Leitungsbündels 1 in Hohlräumen 8 des Form
teils 2 verlaufen.
Im Bereich dieses Formteils 2 ist ein Kleber 5 vorgesehen,
der, wie es weiter unten noch beschrieben wird, in Form eines
Kleberrings aufgeschoben wird und durch Wärmeeinwirkung zum
Schmelzen gebracht wird und die Hohlräume zwischen Formteil 2
und den Leitungsadern 3 ausfüllt.
Anschließend kann ein Schrumpfschlauch 4 auf das Leitungsbün
del 1 aufgeschoben werden, nämlich im Bereich des Formteils 2
und auf beiden Seiten um eine bestimmte Erstreckung überste
hend, der mittels Wärmeeinbringung auf das Leitungsbündel 1
aufgeschrumpft wird, so daß sich ein definierter Außendurch
messer im Bereich des Formteils 2 ergibt.
In der Praxis hat sich gezeigt, daß beide Teile, d. h. der
Kleber 5 in Form eines Kleberring 6 und der Schrumpfschlauch
4 aufgebracht werden und gemeinsam durch Einbringen der Wärme
geschmolzen bzw. geschrumpft werden.
Die Abmessungen des hantelförmigen Formteils 2 nach der Fig.
1 und 3 sind beispielhaft und wie folgt: Außendurchmesser 14 mm;
axiale Länge 25 mm; der Durchmesser der Hohlräume 8 ist
2,5 mm; die axiale Länge der beiden Endabschnitte mit Außen
durchmesser 14 mm ist jeweils 10 mm; der dazwischenliegende
Abschnitt mit dünnerem Durchmesser von 4 mm hat eine axiale
Länge von 5 mm; die Hohlräume 8 sind gleichmäßig am Umfang
verteilt (jeweils um 45° versetzt angeordnet) und in der ge
zeigten Ausführungsform 8 an der Zahl; die Hohlräume 8 weisen
jeweils eine Öffnung nach radial außen auf und sind im we
sentlichen im Querschnitt kreisförmig, mit einer Verengung an
der Öffnung nach radial auswärts, so daß diese Öffnung in der
Weite etwa 2,06 mm beträgt.
In der Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform dargestellt,
wobei dort lediglich das Formteil 2 eine andere Gestaltung
aufweist und über eine größere Anzahl von Hohlräumen 8 ver
fügt.
Die Anbringung der Abdichtvorrichtung an dem Leitungsbündel 1
ist identisch zu der ersten Ausführungsform. Unterschiedlich
ist die Anzahl und die Größe der Hohlräume 8. Auch hier wer
den beispielhaft die Abmessungen des Formteils 2 wie folgend
angegeben: Außendurchmesser 19 mm; axiale Länge 25 mm; der
Durchmesser der Hohlräume 8 beträgt 3,5 mm; die axiale Länge
der beiden Endabschnitte mit Außendurchmesser 19 mm ist je
weils 10 mm; der dazwischenliegende Abschnitt mit dünnerem
Durchmesser von 4 mm hat eine axiale Länge von 5 mm; die ra
dial außenliegenden Hohlräume 8 sind gleichmäßig am Umfang
verteilt (jeweils um 30° versetzt angeordnet) und in der ge
zeigten Ausführungsform 12 an der Zahl; die radial innenlie
genden Hohlräume 8 sind ebenfalls gleichmäßig verteilt und 4
an der Zahl; die Hohlräume 8 weisen jeweils eine Öffnung nach
radial außen auf und sind im wesentlichen im Querschnitt
kreisförmig, mit einer Verengung an der Öffnung nach radial
auswärts, so daß die Öffnungsweite etwa 3,03 mm beträgt.
Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform sind bei der
zweiten Ausführungsform nach den Fig. 2 und 4 jeweils 2
miteinander verdrillte Leitungsadern 3 mit größerem Leitungs
aderquerschnitt in einem Hohlraum 8 untergebracht.
Schließlich ist in der Fig. 5 eine weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Formteils 2 dargestellt. Dort hat das
Formteil 2 einen Außendurchmesser von 21 mm und eine mittige,
axial verlaufende Öffnung, während die anderen Abmessungen im
wesentlichen denen des Formteils nach der Fig. 4 entspre
chen.
Das Formteil 2 ist vorzugsweise aus (Polyamid) PA 6.6 mit ei
nem Anteil von 30% Glasfasern gefertigt.
Der eingesetzte Kleber 5, auch in Form des Kleberrings 6, ist
vorzugsweise auf Polyamidbasis hergestellt.
Die eingesetzten Werkstoffe für das Formteil 2 und den Kle
berring 6 hängen hauptsächlich von den Eigenschaften der
Paarung Formteil/Leitungsbündel sowie den Randbedingungen,
wie etwa Temperaturen und verwendetes Öl (im Motor) ab.
In zahlreichen Versuchen wurde die Dichtigkeit der erfin
dungsgemäßen Abdichtvorrichtung überprüft. So wurde bei einem
Versuch zur Überprüfung der Temperaturbeständigkeit die Ab
dichtvorrichtung ca. 3360 Stunden in Motoröl, davon 935 Stun
den mit 150°C, gelagert. Das verwendete vollsynthetische Mo
toröl war ein 5W40; die Lagerung erfolgte mit einem Tempera
turzyklus, d. h. mit steigenden und fallenden Temperaturen; es
wurde regelmäßig die Dichtigkeitsprüfung mit 0,5 bar Über
druck und Unterdruck durchgeführt. Dabei zeigte sich, daß die
Abdichtvorrichtung dicht bleibt.
In den Fig. 6 und 7 sind weitere räumliche Darstellungen
des Formteils 2 nach den Fig. 3 und 4 wiedergegeben.
In den Fig. 8 bis 10 sind schließlich Leitungsbündel 1
dargestellt, die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Abdichtvor
richtung abgedichtet werden.
Das Formteil 2 wird zuerst in das Leitungsbündel 1 derart
eingebracht, daß die Leitungsadern 3 in den axial verlaufen
den Hohlräumen 8 des Formteils 2 zu liegen kommen. Bereits
nach diesem Schritt liegt ein definierter Außendurchmesser im
Bereich des Formteils 2 vor. In der Fig. 8 ist jeweils ein
dünnes (unten) und ein dickeres (oben) Leitungsbündel 1 dar
gestellt.
Über das Formteil 2 und das Leitungsbündel 1 wird ein Kleber
ring 6 aufgeschoben, wie es in der Fig. 9 gezeigt ist. Bei
einer Wärmeeinwirkung auf den Kleberring 6 wird dieser aufge
schmolzen und fließt in sämtliche Zwischenräume in dem Form
teil 2 und verfüllt diese Zwischenräume restlos.
Ein Schrumpfschlauch 7 kann mit dem Kleberring 6 oder nach
dem Verschmelzen des Kleberrings 6 auf das Leitungsbündel 1
aufgebracht werden. Im ersten Fall wird die Wärmeeinwirkung
sowohl den Kleberring 6 aufschmelzen als auch den Schrumpf
schlauch 7 auf das Leitungsbündel 1 aufschrumpfen, während im
zweiten Fall zuerst der Kleberring 6 aufgeschmolzen wird und
nach dem Erkalten des Klebers der Schrumpfschlauch 7 aufge
bracht und anschließend aufgeschrumpft wird.
Die erfindungsgemäße Abdichtvorrichtung dient zur Abdichtung
eines Leitungsbündels 1 (eines Leitungsstrangs) bestehend aus
Einzelleitungen bzw. paarweise verdrillten Leitungsadern 3
gegenüber einem Über- und Unterdruck in Verbindung mit heißem
Motoröl, einer hohen Umgebungstemperatur (150°C) und Wasser,
beispielsweise an einem Ottomotor.
Das Formteil 2 dient der Fixierung der Leitungsadern 3 und
zur Formgebung der Dichtstelle. Es wird eine definierte Kle
bermenge, zum Beispiel in Form des Kleberrings 6, eingebracht
und mit einem Schrumpfschlauch versehen. Dieser Aufbau wird
zum Beispiel mit einem Heißluftstrom erwärmt, so daß der Kle
ber schmilzt, die Zwischenräume verfüllt und der Schrumpf
schlauch aufgeschrumpft wird.
Eine solche Abdichtvorrichtung kann auch an einem Zylinder
kopf eines Motors eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Zum
Beispiel können die Leitungen des Leitungsbündels 1 die elek
tromagnetisch betätigten Ventile des Motors versorgen oder
aber Sensorsignale aus dem Motor herausleiten.
Die Abdichtvorrichtung wird vorzugsweise in Kombination mit
herkömmlichen Tüllen zur Leitungsdurchführung eingesetzt.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht also einen definierten
Abstand zwischen den einzelnen Leitungsadern 3 des Leitungs
bündels 1. Dieser Vorteil läßt sich in Kenntnis der vorlie
genden Erfindung auch mittels eines Formteils 2 erreichen,
welches nicht mit einem Kleber 5 zur Abdichtung des Leitungs
bündels 1 versehen wird, sondern welches in einem Spritzgieß
verfahren eingegossen wird.
Diese weitere Ausführungsform (nicht dargestellt) nach der
vorliegenden Erfindung ist als alternative Lösung der oben
gestellten Aufgabe zu sehen, wobei dann durch das Spritzgieß
verfahren der Kleber 5 (bzw. der Kleberring 6) und der
Schrumpfschlauch 4 ersetzt werden können, sowie nach diesem
Verfahren auch die Tülle mit angegossen werden kann.
Mittels des Spritzgießverfahrens lassen sich die Zwischenräu
me zwischen dem Formteil 2 und den Leitungsadern 3 des Lei
tungsbündels 1 restlos verfüllen und eine entsprechende Ab
dichtung herstellen. Durch entsprechende Formgebung des
Spritzgießwerkzeugs läßt sich die Außenkontur der Abdichtvor
richtung im gleichen Arbeitsgang ausbilden.
Die erfindungsgemäße Abdichtvorrichtung für ein Leitungsbün
del zeichnet sich demnach vorzugsweise dadurch aus, daß die
Abdichtvorrichtung für das Leitungsbündel ein Formteil um
faßt, an welchem die Leitungsadern des Leitungsbündels ange
bracht bzw. angeordnet werden und anschließend mit einem Kle
ber dort fixiert werden. Vorzugsweise kann um das Leitungs
bündel im Bereich des Formteils ein Schrumpfschlauch aufge
bracht werden. Eine bevorzugte Verwendung der erfindungsgemä
ßen Abdichtvorrichtung findet an einem Zylinderkopf eines Mo
tors eines Kraftfahrzeugs statt.
Claims (14)
1. Abdichtvorrichtung für ein Leitungsbündel (1), dadurch
gekennzeichnet, daß die Leitungsadern
(3) des Leitungsbündels (1) an einem Formteil (2) befe
stigt werden und
mit einem Kleber (5) am Formteil (2) abgedichtet werden
oder
mittels eines Spritzgießverfahrens am Formteil (2) abge
dichtet werden.
2. Abdichtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß zumindest im Bereich des Formteils (2) ein
Schrumpfschlauch (7) auf das Leitungsbündel (1) aufge
bracht wird.
3. Abdichtvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Kleber (5) in Form eines Kleber
rings (6) aufgebracht wird, der über das Leitungsbündel
(1) und das Formteil (2) aufgeschoben ist.
4. Abdichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß das Formteil (2) eine zylindri
sche Außenkontur aufweist.
5. Abdichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß das Formteil (2) eine Mehrzahl
von Hohlräumen (8) zur Aufnahme jeweils zumindest einer
Leitungsader (3) aufweist.
6. Abdichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß der Kleber (5) im wesentlichen
auf Polyamidbasis hergestellt ist und in Abhängigkeit der
Werkstoffpaarung Formteil/Leitungsbündel ausgewählt ist.
7. Abdichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß das Formteil (2) im wesentli
chen aus PA 6.6 mit einem Anteil von etwa 30 Gewichts-%
Glasfasern besteht.
8. Abdichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß durch das Formteil (2) eine zy
lindrische Außenkontur und ein definierter Außendurchmes
ser des abgedichteten Leitungsbündels (1) festgelegt
sind.
9. Verfahren zum Abdichten eines Leitungsbündels (1), ge
kennzeichnet durch die folgenden Schritte:
- - Anordnen der Leitungsadern (3) des Leitungsbündels (1) an einem Formteil (2);
- - Aufbringen eines Klebers (5) auf das Leitungsbündel (1) zumindest im Bereich des Formteils (2) oder Umspritzen des Formteils (2) und des Leitungsbündels (1) mittels eines Spritzgießverfahrens.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das Formteil (2) eine Mehrzahl von Hohlräumen (8) auf
weist, in die die Leitungsadern (3) des Leitungsbündels
(1) eingelegt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeich
net, daß mittels Wärmeeinbringung der Kleber (5) aufge
schmolzen wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß zumindest im Bereich des Formteils (2)
ein Schrumpfschlauch (7) auf das Leitungsbündel (1) auf
gebracht wird.
13. Verwendung der Abdichtvorrichtung nach einem der Ansprü
che 1 bis 8 im Bereich eines Zylinderkopfes eines Motors
eines Kraftfahrzeuges, wobei das Leitungsbündel (1) zur
Versorgung elektromagnetischer Ventile und/oder zum Ab
leiten von Sensorsignalen dient.
14. Verwendung der Abdichtvorrichtung nach Anspruch 13, da
durch gekennzeichnet, daß das Leitungsbündel (1) den Zy
linderkopf durchdringt.
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