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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Längswasserabdichtung von Kabelsträngen, insbesondere
für Kraftfahrzeuge,
mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.
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Es
ist bei Kraftfahrzeugen bekannt, Kabelstränge vom Fahrzeuginnenraum in
den Außenraum zu
führen
und dabei gegen eindringendes Wasser zu schützen. So werden beispielsweise
bei einem bekannten Verfahren die Leitungen des Kabelstranges zunächst in
einem ersten Verfahrensschritt in dem Bereich, der der jeweiligen Öffnung innerhalb
der Karosserie zugeordnet ist, in einen oder in mehrere aus schmelzbarem
Material bestehende Kämme
eingelegt und anschließend
erfolgt in einem zweiten Verfahrensschritt ein Umschließen des
Kabelstranges durch einen Schrumpfschlauch. Durch eine dem Schmelzpunkt
des jeweils zum Einsatz kommenden Materials entsprechende Temperatur
wird das durch die Kämme
sowie durch den Schrumpfschlauch gebildete Paket zum Schmelzen gebracht.
Daraus resultiert, dass die angestrebte Längswasserabdichtung in den
Zwischenräumen
des Kabelstranges herbeigeführt
wird. Anschließend
wird eine Radialdichtung durch eine auf den äußeren Umfang des Kabelstranges
aufgezogene Gummitülle
vorgenommen, durch die auch hier eine Abdichtung in Strömungsrichtung
und damit in Längsrichtung
gegen eindringendes Wasser erfolgt. Die Anwendung dieses Verfahrens
wird jedoch dadurch eingeschränkt,
dass es bei aus einer großen
Anzahl von Leitungen bestehenden Kabelsträngen nicht mehr einsetzbar
ist und dadurch, dass es neben hohen Materialeinsatzkosten auch
einen relativ hohen manuellen Aufwand erfordert.
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Von
einer Gummitülle
zur Erzielung einer Längswasserabdichtung
von Leitungsbündeln
geht auch ein bereits vorgeschlagenes Verfahren aus, bei dem zunächst auf
den Bereich des Leitungsbündels, welches
der Öffnung
im Karosserieblech beim Übergang
vom Feuchtraum in den Trockenraum zugeordnet ist, ein Dichtblock
aufgeschäumt
wird, durch den gleichzeitig die Zwischenräume der Leitungen des Leitungsbündels in
Längsrichtung
verschlossen werden. Ist der Dichtblock ausgehärtet, so wird auf diesen eine
Gummihülle
aufgezogen, die nach dem Aufziehen über ihren Flansch wasserdicht
in das Karosserieblech des Kraftfahrzeuges eingeknüpft wird. Ausgehend
davon, dass zur Gewährleistung
einer den Erfordernissen entsprechenden Dichtheit der Zwischenräume der
Leitungen des Leitungsbündels durch
den eingeschäumten
PUR-Schaum das Leitungsbündel
mit seinen Leitungen im Bereich der Öffnung des Karosseriebleches
aufgespreizt werden muss, ist auch dieses Verfahren immer noch nicht
optimal hinsichtlich der entstehenden Kosten.
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Kostenungünstig ist
aber auch ein weiterhin bekanntes Verfahren der Vielzahl von mit
Schaum zur Längswasserabdichtung
von Kabelsträngen
arbeitenden Verfahren, bei dem der gesamte Kabelstrang in ein Werkzeug
eingelegt wird, um ebenfalls eine Umschäumung, so mit einem Polyurethan,
vorzunehmen. Dabei resultieren die höheren Kosten daraus, dass immer
dann, wenn am Kabelstrang mehrere dichtende Tüllen vorgesehen sind, eine
entsprechende Anzahl von Werkzeugen erforderlich ist. Nach teilig
wirkt sich bei den mit Schaum arbeitenden Verfahren aber auch aus,
dass diese stets eine relativ lange Abbindezeit erfordern.
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Mit
relativ hohen Kosten ist aber auch ein weiteres bekanntes Verfahren
zur Längswasserabdichtung
verbunden, bei dem zunächst
jedes Kabel einzeln in eine kautschukähnliche Substanz eingelegt
wird, wobei sich an das Einlegen der Kabel ein Formen und schließlich nach
der Formgebung ein Aufziehen einer Tülle auf den gebildeten Formkörper anschließt. Als
nachteilig wirkt sich zugleich seine Zeitaufwendigkeit aus.
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Weitere
bekannte Verfahren zur Längswasserabdichtung
von Kabelsträngen
sehen vor, eine Tülle
durch Vergießen
mit dünnflüssigen Kunststoffen
zu dichten, wobei entweder mit sehr dünnflüssigen 2 K Polymeren gearbeitet
wird oder es kommen Abstandhalter zur Anwendung, die zwischen den
einzelnen Leitungen oder ganzer Leitungsbündel eingelegt werden. Kommen
dünnflüssige 2
K Polymere zur Anwendung, so ist jedoch nicht immer gewährleistet, dass
das dünnflüssige Material
in der Tülle
verbleibt, so dass auch die Längswasserabdichtung
nicht gesichert ist. Werden zusätzliche
Abstandhalter zwischen den einzelnen Leitungen oder ganzer Leitungsbündel eingelegt,
so führt
das zu einer Verteuerung der Produktion um zusätzliche Komponenten und damit
um die daraus resultierende Fertigungszeit.
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Schließlich ist
es aber auch bekannt, ein Verfahren zur Längswasserabdichtung von Kabelsträngen einzusetzen,
bei dem die dem Bereich der Hindurchführung des Kabelstranges durch
die Öffnung der
Karosserie zugeordnete Tülle
im Bereich ihres kleinsten Durchmessers, aber auch der hier sich
anschließende
Leitungsstrang von einem Band umwickelt werden. Obwohl dabei eine
Umwicklung auf einer Länge
erfolgt, die zwischen 50 und 300 mm liegt, ist dieses Verfahren
nicht sicher, so dass die angestrebte Längswasserabdichtung nicht immer
erzielt wird.
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Aus
DE 37 14 582 A1 ist
eine trichterförmige Durchführung zur
Verlegung eines Leitungsbündels durch
eine Wand bekannt. Wietere derartige trichterförmige Tüllen sind aus
EP 0 635 921 A1 ,
US 5,449,823 A und
US 6,353,185 B1 bekannt.
Bei diesen bekannten trichterförmigen
Tüllen
wird eine Vergussmasse zum Abdichten der durchgeführten Leitungsbündel von
der breiteren Seite in den Trichter eingefüllt und zum Aushärten gebracht.
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Ein
weiteres Verfahren zur Längswasserabdichtung
von Kabelsträngen
ist aus
US 6,225,562
B1 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird der von
einem Fahrzeuginnenraum in einen Außenbereich geführte Kabelstrang
im Bereich seiner Hindurchführung
durch die jeweilige in der Karosserie vorgesehene Öffnung einerseits
zwischen den Leitungen des Kabelstranges sich ergebenden Zwischenräumen durch
Vergussmasse abgedichtet und andererseits auch eine Längswasserabdichtung
am äußeren Umfang
des Kabelstranges vorgenommen.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Längswasserabdichtung von
Kabelsträngen,
insbesondere für Kraftfahrzeuge, entsprechend
dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, durch das kostengünstig bei
gleichzeitiger Abdichtung der Zwischenräume der Leitungen des Kabelstranges
auch ein Eindringen von Wasser beziehungsweise Gas zwischen der
Längswasserabdichtung
des Kabelstranges und der auf diese aufzuziehenden Tülle absolut
sicher verhindert wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch,
dass der untere erste rohrförmige
Abschnitt der Tülle
auf den Kabelstrang mit seiner festen Umwicklung aus elastischem,
selbstklebendem, wasserdichtem Material durch zwei halbkreisförmige Schalenelemente
auf die feste Umwicklung des Kabelstranges gepresst wird, die nach
dem Aushärten
der Vergussmasse entfernt werden, wobei nach dem Aushärten der
Vergussmasse sowie nach dem Entfernen der halbkreisförmigen Schalenelemente
die Tülle
hochgezogen wird, so dass sowohl der untere erste rohrförmige Abschnitt
als auch der kegelstumpfförmige
Abschnitt der Tülle
durch die aus dem Hochziehen resultierende Verformung eine Position
einnehmen, in der ihr Durchmesser dem des oberen zweiten rohrförmigen Abschnittes
der Tülle entspricht,
wobei dieser Durchmesser durch die ausgehärtete Vergussmasse innerhalb
des zweiten rohrförmigen
Abschnittes der Tülle
bestimmt wird, wird erreicht, dass kostengünstig neben der Abdichtung der
Zwischenräume
der Leitungen des Kabelstranges auch ein Eindringen von Wasser beziehungsweise
Gas zwischen der Tülle
und der Längswasserabdichtung
am äußeren Umfang
des Kabelstranges verhindert wird.
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Dabei
bewirkt die Vorspannung die Abdichtung der Tülle gegen eindringende Feuchtigkeit
und der aus dem Aushärten
der Vergussmasse resultierende Verguss die Abdichtung gegen Längswasser.
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Die
durch die halbkreisförmigen
Schalenelemente beabsichtigten Wirkungen werden selbstverständlich auch
dann erreicht, wenn beispielsweise ein einteiliges geschlitztes
Spannelement oder ein Spannband zur Herbeiführung des Pressens eingesetzt
wird.
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Während in
Durchführung
des Verfahrens zwecks Erzielung der durch die Erfindung beabsichtigten
Wirkungen vorteilhaft eine aus Ethylen-Propylen-Din-Monomer (EPDM)
oder aus thermoplastischem Elastomer (TPE) bestehende Tülle eingesetzt wird,
wird die aus elastischem, selbstklebendem, wasserdichtem Material
bestehende feste Umwicklung beispielsweise unter Verwendung von PVC-Band
im Bereich der Fixierung der Tülle
auf dem Kabelstrang auf diesen aufgebracht.
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Gemäß einer
ersten Variante zur Erzielung einer Längswasserabdichtung zwischen
der Tülle und
der Längswasserabdichtung
am äußeren Umfang
des Kabelstranges beginnt die aus PVC-Band bestehende feste Umwicklung
unterhalb des unteren ersten rohrförmigen Abschnittes der Tülle und
endet vor den halbkreisförmigen
Schalenelementen innerhalb des unteren ersten rohrförmigen Abschnittes
der Tülle.
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Ausgehend
von dieser Anordnung der festen Umwicklung wird das zur Anwendung
kommende definierte Volumen der Vergussmasse derart bemessen, dass
nach ihrem Aushärten,
bei dem die Vergussmasse, die Leitungen des Kabelstranges sowie der
untere erste rohrförmige
Abschnitt der Tülle
ohne Veränderung
der Substanz der Einzelwerkstoffe eine unlösbare, stoffschlüssige Verklebung
eingehen, eine Zone gebildet wird, die den Bereich mit einschließt, der
durch den kegelstumpfförmigen
Abschnitt der Tülle
begrenzt wird.
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Alternativ
werden die durch das erfindungsgemäße Verfahren beabsichtigten
Wirkungen auch dann erzielt, wenn zunächst die aus PVC-Band bestehende
feste Umwicklung wieder unterhalb des unteren ersten rohrförmigen Abschnittes
der Tülle
beginnt, aber innerhalb des unteren ersten rohrförmigen Abschnittes der Tülle unter
den halbkreisförmigen
Schalenelementen endet. Ausgehend von dieser Anordnung der festen
Umwicklung wird in Durchführung
des Verfahrens das definierte Volumen der Vergussmasse derart bemessen,
dass nach ihrem Aushärten über dem
unteren ersten rohrförmigen
Abschnitt der Tülle
eine Zone gebildet wird, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser
des unteren ersten rohrförmigen
Abschnittes der Tülle.
Dabei wird die nach dem Aushärten
der Vergussmasse gebildete Zone vorteilhafterweise sowohl durch
den kegelstumpfförmigen
Abschnitt als auch zumindest teilweise durch den oberen zweiten
rohrförmigen
Abschnitt der Tülle
begrenzt.
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Unabhängig davon,
welche der beiden Varianten zur Längswasserabdichtung von Kabelsträngen zur
Anwendung kommt, wird schließlich
gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung zwecks Gewährleistung einer absolut sicheren
Längswasserabdichtung
zwischen der Tülle
und der Längswasserabdichtung
am äußeren Umfang
des Kabelstranges in Durchführung
des Verfahrens nach der Erfindung vor dem Füllen der Tülle mit dem definierten Volumen
der Vergussmasse, jedoch nach dem Umwickeln durch das PVC-Band des
Bereiches des Kabelstranges, in dem die Tülle auf dem Kabelstrang fixiert
wird, der Kabelstrang in einer Fixiereinheit derart ausgerichtet, dass
der Kabelstrang zumindest im Bereich der Tülle vertikal nach unten hängt, so
dass die von oben in die Tülle
gefüllte
Vergussmasse, die zu Beginn des Prozesses sehr dünnflüssig ist, sich in die Zwischenräume der
Leitungen des Kabelstranges verteilt, wobei die Umwicklung in Verbindung
mit den beiden halbkreisförmigen
Schalenelementen gewährleistet,
dass die dünnflüssige Vergussmasse
nicht unkontrolliert aus dem durch die Tülle begrenzten Raum austritt.
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Weitere
bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen,
in den Unteransprüchen
genannten Merkmalen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend an zwei Ausführungsbeispielen anhand der
zugehörigen
Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 einen
Schnitt eines zur Längswasserabdichtung
vorbereiteten Kabelstranges für
Kraftfahrzeuge;
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2 einen
Schnitt eines zur Längswasserabdichtung
vorbereiteten Kabelstranges für
Kraftfahrzeuge mit einer gegenüber
der nach 1 veränderten Längswasserabdichtung und
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3 den
Schnitt des Kabelstranges nach 2 nach vollzogener
Längswasserabdichtung.
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Wie 1 zeigt,
ist auf einen Kabelstrang 1 eine Tülle 2, die aus einem
elastischen und dabei gleichzeitig biegsamen und hitzebeständigen Material
besteht, aufgezogen, die einen Flansch 3 zur Einknüpfung in
eine nicht weiter dargestellte Öffnung
der Karosserie eines Kraftfahrzeuges besitzt. Dabei besteht die
Tülle 2 weiterhin
aus einem unteren ersten rohrförmigen
Abschnitt 4, einem oberen zweiten rohrförmigen Abschnitt 5 und
aus einem dazwischen liegenden kegelstumpfförmigen Abschnitt 6.
Fixiert ist die Tülle 2 auf
dem Kabelstrang 1 durch den unteren ersten rohrförmigen,
gleichzeitig den Tüllenhals 7 bildenden
Abschnitt 4 der Tülle.
Bevor jedoch die Tülle 2 auf
den Kabelstrang 1 aufgezogen wird, wird auf den Bereich
der Fixierung der Tülle 2 auf
dem Kabelstrang 1 eine feste, aus einem elastischen, selbstklebenden,
wasserdichten Material, so aus PVC-Band bestehende Umwicklung 8 aufgebracht,
nach deren Aufbringen der Kabelstrang 1 in einer ebenfalls
nicht weiter dargestellten Fixiereinheit so ausgerichtet wird, dass
dieser vertikal nach unten hängt.
Die aus PVC-Band bestehende feste Umwicklung 8 ist derart auf
den Kabelstrang 1 aufgebracht, dass sie einige cm unterhalb
der Tülle 2 beginnt
und innerhalb des Tüllenhalses 7 vor
zwei halbkreisförmigen
Schalenelementen 9, 10 endet, durch die die Tülle 2 nach
ihrem Aufziehen auf den Kabelstrang 1 gepresst wird, so
dass durch das Pressen im Bereich der Fixierung eine den Erfordernissen
entsprechende Abdichtung hinsichtlich der durch einen Applikator 11 oben
in die Tülle 2 gefüllten, beim
Füllen
dünnflüssigen Vergussmasse 12 erzielt
wird.
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Wird
ausgehend von diesen Vorbereitungen zur Längswasserabdichtung des Kabelstranges 1 mit seiner
Tülle 2 ein
definiertes Volumen der dünnflüssigen Vergussmasse 12 von
oben in die Tülle 2 gefüllt, so
verteilt sich die dünnflüssige Vergussmasse 12 in die
Zwischenräume
der Leitungen des Kabelstranges 1 und füllt diese aus. Dabei wird durch
die feste Umwicklung 8 im Zusammenwirken mit den beiden halbkreisförmigen Schalenelementen 9, 10 gewährleistet,
dass die zunächst
dünnflüssige Vergussmasse 12 innerhalb
des der Pressung ausgesetzten Bereiches des Kabelstranges 1 verbleibt
und nicht unkontrolliert austritt. Mit dem Verteilen der dünnflüssigen Vergussmasse 12 in
die Zwischenräume
der Leitungen des Kabelstranges 1 ist aber auch gleichzeitig ein
Auffüllen
der Tülle 2 mit
der dünnflüssigen Vergussmasse 12 verbunden.
Das definierte Volumen der dünnflüssigen Vergussmasse 12 ist
jedoch so bemessen, dass beim Auffüllen der Tülle 2 lediglich der durch
den kegelstumpfförmigen
Abschnitt 6 der Tülle 2 begrenzte
Raum 13 mit aufgefüllt
wird. Ist die Vergussmasse 12 ausgehärtet, nachdem diese, der Tüllenhals 7 und
die Leitungen des Kabelstranges 1 eine unlösbare, stoffschlüssige Verklebung
eingegangen sind, so ist eine Zone 14 entstanden, die durch die
Eigenschaften der Vergussmasse 12 zu einem aus der Verklebung
resultierenden, miteinander verklebten Verbund geworden ist. Ist
die Aushärtung
abgeschlossen, so werden die halbkreisförmigen Schalenelemente 9, 10 entfernt
und der Kabelstrang 1 mit seiner Längswasserabdichtung steht für seinen
vorgesehenen Einsatz bereit.
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Bei
dem Kabelstrang 1 nach den 2 und 3 wird
ebenfalls von einer einen Flansch 3 besitzenden Tülle 2 ausgegangen,
die aus einem elastischen und dabei gleichzeitig biegsamen und hitzebeständigen Material
sowie aus einem unteren ersten rohrförmigen Abschnitt 4,
einem oberen zweiten rohrförmigen
Abschnitt 5 und aus einem dazwischen liegenden kegelstumpfförmigen Abschnitt 6 besteht. Auch
dieser Kabelstrang 1 wird vor dem Aufziehen der Tülle 2 vertikal
nach unten ausgerichtet, nachdem zuvor auf den Bereich der Fixierung
der Tülle 2 auf
den Kabelstrang 1 eine feste, aus einem elastischen, selbstklebenden,
wasserdichten Material, so aus PVC-Band bestehende Umwicklung 8 aufgebracht
wurde. Gegenüber
der festen Umwicklung 8 nach 1 endet
diese jedoch gemäß 2 innerhalb
des unteren ersten rohrförmigen
Abschnittes 4 der Tülle 2 unter
den halbkreisförmigen
Schalenelementen 9, 10, nachdem sie bereits etwa
20 mm unterhalb der Tülle 2 beginnt.
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Wird
bei diesem Kabelstrang 1 eine Längswasserabdichtung vorgenommen,
so wird, wie 2 zeigt, von oben durch einen
Applikator 1 wiederum eine dünnflüssige Vergussmasse 12 in
die Tülle 2 gefüllt. Das
definierte Volumen der dünnflüssigen Vergussmasse 12 ist
jedoch im Gegensatz zu dem nach 1 eingesetzten
Volumen so bemessen, dass nach dem Aushärten der Vergussmasse 12 über dem unteren
ersten rohrförmigen
Abschnitt eine Zone 15 gebildet wird, die nicht nur durch
den kegelstumpfförmigen
Abschnitt 6 sondern teilweise auch den oberen zweiten rohrförmigen Abschnitt 5 der
Tülle 2 begrenzt wird.
Werden nach dem Aushärten
der Vergussmasse 12 auch noch die halbkreisförmigen Schalenelemente 9, 10 entfernt,
so wird die Tülle 2 hochgezogen,
um die aus 3 ersichtliche Position einzunehmen.
Aus diesem Hochziehen der Tülle 2 resultiert
eine Verformung sowohl des unteren ersten rohrförmigen Abschnittes 4 als
auch des kegelstumpfförmigen
Abschnittes 6 der Tülle 2,
die dazu führt,
dass nicht nur der kegelstumpfförmige
Abschnitt 6 sondern auch der untere erste rohrförmige Abschnitt 4 der Tülle 2 nunmehr
einen Durchmesser besitzen, der dem des oberen zweiten rohrförmigen Abschnittes 5 der
Tülle 2 entspricht
und durch die ausgehärtete Vergussmasse 12 innerhalb
des zweiten rohrförmigen
Abschnittes 5 der Tülle 2 bestimmt
wird. Die Verformung des unteren ersten rohrförmigen Abschnittes 4 sowie
des kegelstumpfförmigen
Abschnittes 6 der Tülle 2 führt im Ergebnis
des Hochziehens der Tülle 2 zu
einer Vorspannung, die die Längswasserabdichtung
der Tülle 2 gegen
eindringende Feuchtigkeit gewährleistet.
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- 1
- Kabelstrang
- 2
- Tülle
- 3
- Flansch
- 4
- unterer
erster rohrförmiger
Abschnitt
- 5
- oberer
zweiter rohrförmiger
Abschnitt
- 6
- kegelstumpfförmiger Abschnitt
- 7
- Tüllenhals
- 8
- feste
Umwicklung
- 9,
10
- halbkreisförmige Schalenelemente
- 11
- Applikator
- 12
- Vergussmasse
- 13
- Raum
- 14,
15
- Zonen