DE102004038124A1

DE102004038124A1 - Leitungsbündel insbesondere in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102004038124A1
Application number: DE200410038124
Authority: DE
Inventors: Götz Roderer; Franz Koch
Original assignee: S Y Systems Technologies Europe GmbH
Current assignee: Yazaki Systems Technologies GmbH
Priority date: 2004-08-05
Filing date: 2004-08-05
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2024-08-06
Also published as: DE102004063976A1; DE102004038124B4

Abstract

In einem Kraftfahrzeug ist es stets erforderlich, ein Leitungsbündel (12) von einem Feuchtraum (34) in einen Trockenraum (36) zu führen. Zur Verbesserung der Abdichtung dieser Überleitungsstelle wird vorgeschlagen, ein Leitungsbündel (12) zu verwenden, dessen Einzelleitungen (10, 11) über ein quellfähiges Material (14) verbunden sind. Alternativ kann das Leitungsbündel (12) auch mit einem Feuchtetransportmedium versehen sein.

Description

Die Erfindung betrifft ein Leitungsbündel insbesondere in einem Kraftfahrzeug, das eine Mehrzahl von Einzelleitungen aufweist.
In Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen ist es erforderlich, Bündel von Leitungen durch Durchbrüche zu führen, um diese Leitungen in an sich voneinander getrennte Räume zu führen. Beispielsweise müssen solche Bündel von Leitungen durch Blechdurchbrüche vom Motorraum in den Fahrgastraum geführt werden. Beim Durchführen der Bündel durch die Blechdurchbrüche ist es zum einen erforderlich zu gewährleisten, dass die Einzelleitungen des Bündels von Leitungen nicht beschädigt werden. Zum anderen ist auch darauf zu achten, dass die Durchführung dicht gegen Wasser bzw. gegen Feuchte, wie etwa Sprühnebel ausgestaltet wird.
In der Regel besteht eine derartige Übergangsstelle aus einer so genannten Tülle, also einer ein- oder mehrteilig hergestellten Dichtung um den Durchbruch. Diese ist häufig aus Gummi hergestellt. Durch diese Tülle wird das Leitungsbündel nun so geführt, dass es in Richtung der Leitungen wasser- bzw. sprühnebeldicht ist. Hierzu kann das Leitungsbündel beispielsweise durch geometrische Maßnahmen so durch die Tülle geführt werden, dass eine ausreichende Abdichtung in Längsrichtung, d. h. in Laufrichtung der Leitungen des Bündels, erreicht wird. So kann beispielsweise durch eine geeignete Führung des Bündels im Labyrinth und gegebenenfalls unter Ausnutzung der Schwerkraft eine hinreichende Abdichtung erreicht werden. Alternativ hierzu ist es möglich, das Leitungsbündel zu umschäumen und dicht in die Tülle einzusetzen. Weiterhin ist es auch möglich, das Leitungsbündel von einer mehrteiligen Tülle zu umfassen. Alternativ hierzu kann das Leitungsbündel an der abzudichtenden Stelle, d. h. also am Durchbruch, zwischen den Leitungen mit Dichtmasse versorgt werden. Dabei kann insbesondere so genannter Hotmelt oder Coldmelt eingesetzt werden. Ebenfalls ist es bereits bekannt, um die abzudichtende Stelle einen Schlauch umzuschrumpfen, sodass das Leitungsbündel mit dem umschrumpften Schlauch in die Tülle eingesetzt oder von einer mehrteiligen Tülle umschlossen werden kann.

Für die Zuführung von Versorgungsleitungen zu Gebäuden ist aus der DE 199 15 667 bereits bekannt, quellfähige Polymere im Bereich des Durchbruches einzusetzen, die insbesondere biologisch nicht abbaubare quellfähige Polymere aufweisen. Damit ist es möglich, ein Rohrmaterial gegen einen Durchbruch abzudichten, da die quellfähigen Polymere zwischen der Rohrleitung und dem Rand des Durchbruches eingebracht werden. Die quellfähigen Polymere quellen immer dann auf, wenn tatsächlich Wasser am Durchbruch ansteht, sodass sie genau in der Situation aktiviert werden, in der sie ihre Dichtwirkung entfalten sollen. Durch zusätzliche Maßnahmen, wie etwa das Vorsehen von Polyuretanschaum oder von Verschraubungen ist es möglich, die Rohrleitung kraftschlüssig am Durchbruch zu fixieren, sodass die quellfähigen Polymere in ihrer Wirkungsweise nicht durch Zugkräfte behindert werden. Die quellfähigen Polymere können in Form eines Wickelelementes ein- oder mehrfach um die Rohrleitung gewickelt oder pulverförmig zusammen mit einem biologisch abbaubaren Schlauch angebracht werden.

Aus der DE 199 55 762 ist ebenfalls bekannt, für einen zylindrischen Gegenstand, der durch einen Spalt geführt werden soll, ein Abdichtelement vorzusehen, das hülsenförmig ausgebildet ist. Das hülsenförmige Abdichtelement besteht dabei aus einem quellfähigen Material, sodass es sich bei Kontakt mit Flüssigkeiten ausdehnt und den Spalt verschließt. Das quellfähige Element kann auch dadurch erzeugt werden, dass einem Gummi geeignete quellfähige Polymere zugesetzt werden.

Weiterhin ist aus der DE 199 55 839 bekannt, Durchbrüche in Gebäude zum Durchführen von Rohren und/oder Kabeln dadurch abzudichten, dass zur Abdeckung Kunststoffschaumsysteme verwendet werden, die quellbare Komponenten enthalten. Damit ist es möglich, auf eine definierte geometrische Form der Durchbrüche zu verzichten und ebenfalls große Maueröffnungen ohne Vorhalt und Anwendung von auf die geometrischen Abmessungen angepassten Mauerdurchbrüchen einzusetzen.

Zur Abdichtung von Leitungsbündeln, insbesondere in Kraftfahrzeugen können die genannten Techniken jedoch nicht unmittelbar eingesetzt werden. Besondere Schwierigkeiten bereitet hier die Besetzung, die so genannte Population, des Bündels, die über die Fahrzeugvarianten üblicherweise variiert, sodass das Bündel entsprechend unterschiedlich dick ausfällt. Hierzu wäre es entsprechend häufig erforderlich, zusätzliche Formteile in das Bündel einzuarbeiten, um den nötigen Bündeldurchmesser und die notwendige Formstabilität erreichen zu können, die für eine Abdichtung des Bündels gegen die Tülle notwendig ist. Darüber hinaus haben Leitungsbündel die Eigenschaft, dass zwischen den Einzelleitungen des Leitungsbündels ein Kapillareffekt entsteht, der Feuchtigkeit längs der Leitungen durch den Dichtungsbereich hindurch zieht. Mit Hilfe der üblichen Techniken wäre es somit erforderlich, einen sehr hohen Füllgrad des Dichtstoffes, beispielsweise des Hotmelt oder Coldmelt vorzusehen, sodass dieser Effekt verhindert werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, auch die durch die Kapillarwirkung der Einzelleiter eines Bündels hervorgerufenen Feuchtigkeitseintritte auf einfache Weise zu verhindern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Leitungsbündel mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Eine alternative Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Leitungsbündel mit den Merkmalen gemäß Anspruch 10.

Grundsätzlich ist also in einem Bereich des Leitungsbündels ein quellfähiges Material vorgesehen, das wenigstens zwei der Einzelleitungen des Leitungsbündels miteinander verbindet. Insbesondere kann hierzu das quellfähige Material aus der Gruppe geeigneter hygroskopischer Kunststoffe gewählt werden und in das Leitungsbündel eingebracht werden. So kann das quellfähige Material in Form einer Wickelfolie, als Schaum, Klebstoff oder Sprayschicht um die Einzelleiter vorgesehen werden.

Das quellfähige Material kann aber auch Bestandteil der Leitungsummantelung der Einzelleiter an sich sein, sodass schon durch die bloße Anlagerung der Einzelleiter aneinander die Dichtwirkung erreicht werden kann. Hierbei kann die Leitungsummantelung, die sogenannte Leiterisolierung homogen oder inhomogen mit dem quellfähigen Material versehen werden. Insbesondere kann das quellfähige Material in der Leitungsummantelung radial oder axial verlaufend vorgesehen werden. Auch ein Auftragen, beispielsweise das Aufsprühen der hygroskopischen Schicht auf die Oberfläche der Isolierun ist möglich.

In einer alternativen erfindungsgemäßen Lösung kann im Leitungsbündel ein Transportstoff zum Transportieren von Feuchtigkeit vorgesehen sein. Der Transportstoff kann als ein Stab, eine Hülle, etwa aus GoreTex oder als eine Membran, im Leitungsbündel vorgesehen werden, so dass damit der Abtransport von Feuchtigkeit längs des Leitungsbündels möglich wird.

Diese alternative Lösung kann weiterhin auch mit allen Ausführungsformen kombiniert werden, bei denen in einem Bereich des Leitungsbündels ein quellfähiges Material vorgesehen ist, das wenigstens zwei der Einzelleitungen des Leitungsbündels miteinander verbindet. Auf diese Weise lässt sich ein zusätzlicher Feuchteschutz erzielen.

Die beschrieben erfindungsgemäßen Lösungen haben den Vorteil, dass auf einfache Weise eine Kapillarwirkung zwischen den Einzelleitungen vermieden wird, ohne dass die Auslegung der Tülle verändert werden müsste. Der Vorteil in der alternativen Lösung gemäß der Erfindung liegt darin, dass es auf einfache Weise möglich wird Feuchtigkeit, die über das Leitungsbündel an unerwünschte Stellen gelangt leicht abtransportiert werden kann.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibungsteile. Es zeigen im Einzelnen:
1: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Leitungsbündels anhand zweier Einzelleiter
2: eine schematische Darstellung eines Leitungsbündels mit Klebestreifen
3: eine schematische Darstellung eines Leitungsbündels mit besonderer Leitungsisolationsstruktur
4: eine schematische Darstellung eines Leitungsbündels bei kombinatorischer Anwendung mehrerer Abdichtmöglichkeiten
5: eine schematische Darstellung mit einem Feuchtetransportmedium
6: eine schematische Darstellung eines Leitungsbündels mit einem in das Bündel integrierten Feuchtetransportmedium
7: eine schematische Darstellung eines Leitungsbündels mit kombinierten Feuchteschutzmaßnahmen
In 1a zeigt zwei einzelne Einzelleitungen 10, 11, eines Leitungsbündels 12. Um die Einzelleitungen 10, 11, ist jeweils in einem Abschnitt der Einzelleitung ein quellfähiges Material 14 vorgesehen, das die jeweilige Einzelleitung 10, 11 bevorzugt vollständig in diesem Abschnitt umschließt. Werden die beiden Einzelleitungen 10, 11 zu einem Leitungsbündel 12 zusammengefasst, wie in 1b zu sehen ist, so werden sie über das quellfähige Material 14 miteinander verbunden. Als quellfähiges Material 14 kann dabei insbesondere ein hygroskopisches Polymer verwendet werden. Zur Unterstützung einer festen Verbindung zwischen den Einzelleitungen 10, 11 des Leitungsbündels 12 kann ein Verpresswerkzeug 16, insbesondere ein sogenannter Würger eingesetzt werden, mit dessen Hilfe das Leitungsbündel 12 verpresst werden kann. Das zwischen den Einzelleitungen 10, 11, vorgesehene quellfähige Material 14 gewährleistet nun, dass Feuchtigkeit, die eintreten sollte, vom quellfähigen Material 14 absorbiert wird. Dadurch nimmt dessen Volumen und Dichtfähigkeit zu, so dass ein weiterer Transport von Feuchtigkeit etwa infolge einer Kapillarwirkung zwischen den Einzelleitungen 10, 11 unterbunden wird.
Das quellfähige Material 14, im Folgenden auch als Dichtmaterial bezeichnet, kann reversibel oder irreversibel ausgestaltet sein. Im reversiblen Fall quillt das Dichtmaterial unter Feuchteeinwirkung auf und schrumpft wieder, wenn die Feuchte aus dem Dichtmaterial wieder austrocknet. Im irreversiblen Fall quillt das Dichtmaterial unter Feuchteeinwirkung auf, behält jedoch sein Volumen auch nach der Trocknung bei. Damit wird eine Undichtigkeit der Tülle im Einsatz ausgeheilt.
Das quellfähige Material kann auf verschiedene Weise um die Einzelleitungen 10, 11 angeordnet werden. Insbesondere kann die quellfähige Schicht im Beispiel von 1 als Paste, Schaum, flüssiger Kleber oder als Spray aufgebracht werden.
Wie in 2 gezeigt, kann darüber hinaus beispielsweise die Einzelleitung 10 mit einer Schicht aus quellfähigem Klebeband 18 umgeben werden. Diese Schicht kann auch mehrfach und voneinander beabstandet aufgebracht werden, sodass etwa die Klebebandstreifen 19 von einer weiteren Klebebandschicht 18 überdeckt werden.
In der Ausführung gemäß 3 weist die Isolation 20 der Einzelleitung 10 das quellfähige Material auf. Dabei kann das quellfähige Material in unterschiedlichen geometrischen Formen und Lagen vorgesehen sein. Insbesondere kann es als vollständig oder teilweise axial verlaufender Abschnitt 21 in der Isolation 20 integriert sein. Die quellfähigen Materialien können aber auch in der Isolation als radial verlaufende Abschnitte 22 vorgesehen sein. Ebenso kann es in der Isolation in einem Bereich 23 oder homogen in der gesamten Isolation 20 verteilt sein. Darüber hinaus kann auch eine außen auf der Isolation 20 vorgesehene Schicht 24 das quellfähige Material beinhalten.
Die beschriebenen Ausführungen lassen sich zur weiteren Verbesserung der Abdichtwirkung auch miteinander kombinieren. Eine solche Kombination ist beispielhaft in 4 gezeigt. Im Schnitt ist hierbei schematisch eine Tülle 26 dargestellt, durch die ein Leitungsbündel 12 verläuft. Die beiden gezeigten Einzelleitungen 10, 11 sind wiederum über ein quellfähiges Material 14 mit den bereits beschriebenen Vorteilen verbunden. Zusätzlich ist an einer oder beiden Seiten der Tülle 26 eine Ausschäumung 28 vorgesehen. Diese bietet nun neben einem zusätzlichen Feuchteschutz auch eine Absicherung gegen mechanische Beanspruchung an den Seitenflächen. Dabei kann die Aufschäumung 28 je nach Bedarf beidseitig oder nur Einseitig, d. h. entweder in Richtung des Feuchtraumes 34 als Blocker oder in Richtung des Trockenraumes 36 zur Aufnahme von Restfeuchte vorgesehen werden. Damit wird das Auftreten des Fehlers unwahrscheinlich und die Auswirkungen des Fehlers werden minimiert.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in 5 dargestellt. Dabei wird auf die Möglichkeit zurückgegriffen, Stoffe zu verwenden, die Feuchtigkeit in eine definierte Richtung transportieren. Solche Stoffe sind beispielsweise unter dem Handelsnamen GoreTex auch von ihrer Funktion her bekannt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine Hülse 32 aus einem solchen feuchtetransportierenden Material verwendet. Diese Hülse wird in die Tülle 26 eingelagert und ist in der Lage eingedrungene Feuchte in Transportrichtung 30 vom Trockenraum 36 in den Feuchtraum 34 zu transportieren. Das Leitungsbündel ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt und verläuft innerhalb der Transporthülse 32. Zusätzlich können selbstverständlich auch die bereits dargestellten Maßnahmen entsprechend den 1 bis 4 ergriffen werden, um den Feuchteschutz weiter zu verbessern. Besonders in diesen Fällen kann die Hülse 32 auch als Halbschale ausgebildet sein und hierzu im unteren Bereich der Tülle 26 angeordnet werden. Ebenso kann, je nach Anwendungsfall die Hülse 32 auch nur in Richtung des Feuchtraums 34 oder in Richtung des Trockenraums 36 einseitig angeordnet werden.
Das Feuchtetransportmedium lässt sich auch in das Leitungsbündel Integrieren, wie in 6 gezeigt. Hierzu wird in das Leitungsbündel 12 ein Transportstab 38 integriert, der ebenfalls wie die in 5 dargestellte Transporthülse 32 in der Lage ist, Feuchte vom Trockenraum 36 in den Feuchtraum 34 zu transportieren. Wiederum sind die Einzelleiter 10, 11 miteinander über ein quellfähiges Material 14 verbunden, das auch eine Abdichtung und Haftung zur Transporthülle 32 gewährleistet. Die Feuchtigkeitsabgabe erfolgt wiederum in Transportrichtung 30 vom Trockenraum 36 in den Feuchtraum 34.
Eine vorteilhafte Kombination mehrer der bislang beschriebenen Maßnahmen zum Abdichten ist in 7 schematisch dargestellt. Durch eine Tülle 26 verläuft ein Leitungsbündel 12 mit den Einzelleitern 10, 11, 13, die wiederum über ein quellfähiges Material 14 mit den bereits beschriebenen Vor teilen verbunden sind. Im Leitungsbündel 12 ist ein Transportstab 38 in bereits beschriebener Weise integriert. Mit dieser kombinatorischen Maßnahme kann die Wassersperrwirkung nochmals erheblich verbessert werden. Sofern dennoch Feuchte vom Feuchtraum 34 in den Trockenraum 36 gelangen sollte wird diese über den Transportstab 38 abtransportiert.
Die Erfindung wurde in den Beispielen im Wesentlichen jeweils mit zwei Einzelleitern 10, 11 dargestellt. Die Anzahl der Einzelleiter hängt jedoch stets von der aus dem Feuchtraum 34 in den Trockenraum 36 zu übertragenden Versorgungs- und Datenleitungen ab und kann entsprechend größer sein. Auch können mehrere Transportstäbe 38 in einem Leitungsbündel 12 verwendet werden.

10: Einzelleitung
11: Einzelleitung
12: Leitungsbündel
14: quellfähige Dichtmasse
16: Verpresswerkzeug
18: Klebebandschicht
19: Klebebandstreifen
20: Isolation
21: axial verlaufender Abschnitt
22: radial verlaufender Abschnitt
23: Isolation mit quellfähiger Dichtmasse
24: Oberflächenabschnitt
26: Tülle
28: Ausschäumung
30: Transportrichtung
32: Transporthülle
34: Feuchtraum
36: Trockenraum
38: Transportstab

Claims

Leitungsbündel (12) insbesondere in einem Kraftfahrzeug, das eine Mehrzahl von Einzelleitungen (10, 11) aufweist, dadurch gekennzeichnet , dass das Leitungsbündel (12) einen Bereich aufweist, in dem wenigstens zwei der Einzelleitungen (10, 11) über ein quellfähiges Material (14), insbesondere über ein hygroskopisches Polymer verbunden sind.
Leitungsbündel (12) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das quellfähige Material (14) in Form einer Wickelfolie insbesondere als Klebeband (18, 19), als Schaum, als Kleber oder als Sprayschicht vorgesehen ist.
Leitungsbündel (12) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das quellfähige Material (14) Bestandteil der Leitungsisolation (20) der Einzelleiter (10, 11) ist.
Leitungsbündel (12) nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass das quellfähige Material (14) in der Leitungsummantelung radial oder axial verlaufend vorgesehen ist.
Leitungsbündel (12) nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass das quellfähige Material (14) als Oberflächenbereich (24) auf der Oberfläche der Leitungsisolation (20) vorgesehen ist
Leitungsbündel (12) nach einem der Ansprüche 1 – 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungsbündel (12) verpresst ist, insbesondere mit einem Verpresswerkzeug (16) versehen ist.
Leitungsbündel (12) nach einem der Ansprüche 1 – 6 dadurch gekennzeichnet, dass das als quellfähiges Material (14) ein aufquellender Dichtstoff verwendet wird, der nach dem Aufquellen sein neues Volumen beibehält.
Leitungsbündel (12) nach einem der Ansprüche 1 – 6 dadurch gekennzeichnet, dass das als quellfähiges Material (14) ein aufquellender Dichtstoff verwendet wird, der nach dem Aufquellen sein neues Volumen wieder verändert.
Leitungsbündel (12) nach einem der Ansprüche 1 – 8 dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungsbündel (12) einen Bereich aufweist, in dem in dem ein Transportstab (38) zum Transportieren von Feuchtigkeit vorgesehen ist.
Leitungsbündel (12) insbesondere in einem Kraftfahrzeug, das eine Mehrzahl von Einzelleitungen (10, 11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungsbündel (12) einen Bereich aufweist, in dem ein Transportstoff (32, 38) zum Transportieren von Feuchtigkeit vorgesehen ist.
Leitungsbündel (12) nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass als Transportstoff ein Stab (38) insbesondere aus GoreTex oder eine Membran, im Leitungsbündel (12) vorgesehen ist.
Leitungsbündel (12) nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass als Transportstoff eine Transporthülse (32) vorgesehen ist, durch die das Leitungsbündel (12) geführt wird.
Leitungsbündel (12) nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass als Transportstoff ein Bestandteil der Leitungsisolation (20) der Einzelleiter (10, 11) vorgesehen ist.
Leitungsbündel (12) nach einem der Ansprüche 10 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungsbündel (12) einen Bereich aufweist, in dem wenigstens zwei der Einzelleitungen (10, 11) über ein quellfähiges Material (14), insbesondere über einen hygroskopisches Polymer verbunden sind.
Leitungsbündel (12) nach Anspruch 10 oder 11 dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungsbündel (12) so angeordnet ist, dass es von einem Feuchtraum (34) in einen Trockenraum (36) geführt wird und der Transportstoff so in dem Leitungsbündel (12) angeordnet ist, dass Feuchtigkeit von vom Trockenraum (36) in den Feuchtraum (34) transportiert wird.