-
Die
Erfindung betrifft ein Kabeldurchführungselement zum abgedichteten
Durchführen
von mehreren Einzelkabeln durch eine Öffnung, insbesondere von einem
Nassbereich in einen Trockenbereich in einem Kraftfahrzeug. Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines
derartigen Kabeldurchführungselements.
-
Derartige
Kabeldurchführungselemente
zum abgedichteten Durchführen
von Kabeln durch eine zwei Räume
trennende Wand werden insbesondere im Kraftfahrzeugbereich beispielsweise
bei der Durchführung
von Kabeln vom Motorraum in den Innenraum eingesetzt. Derartige
Kabeldurchführungselemente
weisen teilweise eine äußere, steife
Durchführungshülse auf.
Durch diese sind die Einzelkabel geführt und zur Durchführungshülse hin
mit Hilfe einer Dichtmasse abgedichtet. Die Durchführungshülse selbst
wird schließlich
in die Öffnung
in der Wand eingesetzt und zum Öffnungsrand
beispielsweise mit Hilfe einer Tülle
abgedichtet. Das Kabeldurchführungselement
mit den darin von der Dichtmasse umschlossenen Einzelkabeln wird üblicherweise
als vorkonfektionierte Einheit bereitgestellt. Das Kabeldurchführungselement
mit den darin einliegenden abgedichteten Einzelkabeln ist daher
oftmals ein eigenständiges
Teilstück
eines Kraftfahrzeug-Bordnetzes,
an dessen Kabelenden beispielsweise bereits Stecker vorkonfektioniert
sind, über
die dann einzelne Komponenten bei der Montage problemlos angeschlossen
werden können.
-
In
speziellen Anwendungsfällen
ist es vorgesehen, dass die Einzelkabel in Ebenen zueinander durch
die Durchführungshülse hindurchgeführt werden.
D. h. eine erste Anzahl von Kabeln ist nebeneinander in einer ersten
Ebene angeordnet und eine weitere Anzahl von Einzelkabeln ist parallel
zu dieser ersten Ebene in einer zweiten Ebene angeordnet.
-
Bei
einem derartigen Kabeldurchführungselement
ist das Herstellen der vorkonfektionierten Einheit mit dem Abdichten
der Einzelkabel innerhalb der Durchführungshülse aufwändig.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige und
einfache Herstellung eines Kabeldurchführungselements zu ermöglichen.
-
Die
Aufgabe wird gemäß der Erfindung
gelöst
durch ein Kabeldurchführungselement
mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Das Kabeldurchführungselement
ist zum abgedichteten Durchführen von
mehreren Einzelkabeln ausgebildet, die zur Anordnung in zwei oder
mehr Ebenen vorgesehen sind. Das Kabeldurchführungselement weist hierzu
ein Einsatzteil sowie ein darin angeordnetes Formteil auf. Das Formteil
erstreckt sich in Längsrichtung
des Einsatzteils und ist zur Trennung der Ebenen voneinander vorgesehen.
Das Einsatzteil dient zum Einsetzen in die Wandöffnung, durch die die Einzelkabel geführt werden
sollen.
-
Das
Formteil bildet daher quasi ein Trennteil für die beiden Kabel-Ebenen,
so dass diese in einfacher Weise vor dem Vergießen mit der Dichtmasse definiert
geführt
werden. Die Einzelkabel werden daher über das Formteil in ihre Sollposition
gebracht und darin auch gehalten. Insgesamt ist daher durch das
Formteil ein vereinfachtes Herstellen, insbesondere Vergießen oder
Umspritzen mit der Dichtmasse ermöglicht, ohne dass die Gefahr
besteht, dass die Einzelkabel aus ihrer Sollposition beim Vergießen entweichen.
-
Gemäß einer
zweckdienlichen Weiterbildung steht das Formteil in Längsrichtung über das
Einsatzteil über.
Nach dem Vergießen
mit der Dichtmasse ist dies insbesondere daran zu erkennen, dass
das Formteil aus der Dichtmasse hervorsteht. Dieser in Längsrichtung
hervorstehende Teilbereich dient unter anderem einer besseren Führung der
Einzelkabel in Axialrichtung. Vorzugsweise ist der überstehende Teilbereich
des Formteils als Gegenlager für
ein Formwerkzeug beim Verfüllen
mit der Dichtmasse ausgebildet. Neben der Trennung der Einzelkabel
in zwei Ebenen dient daher das Formteil insbesondere auch zum Abdichten
der Ein zelkabel beim Gieß-
oder Spritzprozess beim Einfüllen
der Dichtmasse. Das Formteil hat daher eine Doppelfunktion und bildet beim
Gießprozess
quasi ein Teil des Formwerkzeuges. Beim Herstellen wird dabei insbesondere
derart vorgegangen, dass ein Oberteil des Formwerkzeuges von oben
gegen das Formteil und ein Unterteil des Formwerkzeuges gegen die
Unterseite des Formteils unter Einschluss der dazwischen liegenden Einzelkabel
gepresst wird. Das Formteil bildet also zugleich auch eine Trennstelle
oder Trennebene des Formwerkzeuges. Auf diese Weise ist keine separate Fixierung
mit weiteren Hilfsmitteln erforderlich. Vielmehr wird während des
Gießprozesses
eine automatische Fixierung der Einzelkabel in ihrer Sollposition erreicht,
indem diese zwischen dem Formteil und den Ober- und Unterteilen
des Formwerkzeuges in ihrer Sollposition geklemmt werden. Insgesamt
sind dadurch eine vereinfachte Positionierung und ein sehr einfaches
Ausbilden des Kabeldurchführungselements
ermöglicht.
-
Um
die Einzelkabel in eine definierte Sollposition zu bringen und zu
halten, weist das Formteil in einer bevorzugten Ausgestaltung an
seiner Oberseite sowie an seiner Unterseite Aufnahmen für ein einzelweises
Führen
der Einzelkabel auf. Das Formteil hat also an seiner Ober- und Unterseite
eine spezielle Kontur. Das vereinzelte Führen der Einzelkabel gewährleistet
ein sicheres Abdichten mit der Dichtmasse.
-
Um
eine einfache Vorkonfektionierung zu ermöglichen, sind die Aufnahmen
dabei zweckdienlicherweise zur klemmenden Aufnahme der Einzelkabel
ausgebildet. Die Aufnahmen sind daher insbesondere an den üblicherweise
kreisrunden Querschnitt der Einzelkabel angepasst und weisen im Querschnitt
betrachtet beispielsweise eine U- oder auch eine C-förmige Kontur
auf. Bei der C-förmigen Kontur
werden die Einzelkabel vorzugsweise formschlüssig umgriffen.
-
Zweckdienlicherweise
umfasst das Formteil zwei gegenüberliegende
und über
einen Steg miteinander verbundene Formteilstücke zur Trennung der Ebenen
an der Eingangs- und Ausgangsseite des Einsatzteils. Das Formteil
weist daher lediglich an seinen beiden Randseiten die insbesondere
mit den Aufnahmen versehenen Formteilstücke auf, so dass ein definiertes
und sicheres Führen
der Einzel kabel sowohl eingangs- als auch ausgangsseitig gewährleistet
ist. Im Mittenbereich sind die beiden Formteilstücke lediglich durch zumindest
einen Verbindungssteg miteinander verbunden.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung sind mehrere Formteile zur Anordnung übereinander vorgesehen.
Dadurch werden also mehr als zwei, insbesondere drei, Ebenen an
Einzelkabeln ermöglicht.
Vorzugsweise sind die einzelnen Formteile miteinander verbindbar,
so dass sie zueinander fixiert sind. Zweckdienlicherweise erfolgt
dies durch eine Rastverbindung. Prinzipiell ist auch eine Schraubverbindung,
etc. möglich.
-
Um
eine einfache Herstellung der in mehreren Ebenen angeordneten Formteile
zu ermöglichen, ist
in einer zweckdienlichen Ausgestaltung vorgesehen, dass die mehreren
Formteile miteinander verbunden sind und quasi ein Gesamtformteil
ausbilden. Die einzelnen, miteinander verbundenen Formteile sind
aneinander beweglich, insbesondere schwenkbeweglich, befestigt,
so dass sie einfach durch Zusammenklappen übereinander angeordnet werden können. Vorzugsweise
sind die einzelnen Formteile aneinander beispielsweise durch Filmscharniere
angeordnet.
-
Das
Einsatzteil, in dem das Formteil zusammen mit den Einzelkabeln einliegt,
ist vorzugsweise unmittelbar durch die Dichtmasse selbst ausgebildet. Beim
Herstellen wird also lediglich das Formteil mit den darin einliegenden
Kabeln umspritzt. Die Außenkontur
des Einsatzteils wird dabei derart gewählt, dass es in die Wandöffnung einsetzbar
und gegebenenfalls an dieser befestigbar ist.
-
In
einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Einsatzteil
neben der Dichtmasse noch eine äußere üblicherweise
im Wesentlichen zylindrische Durchführungshülse. Diese besteht beispielsweise
aus einem steifen und harten Kunststoff. Bei dieser Ausführungsvariante
wird daher zunächst das
Formteil in die Durchführungshülse zusammen mit
den Einzelkabeln eingelegt und anschließend wird der frei bleibende
Innenraum in der Durchführungshülse mit
der Dichtmasse verfüllt.
Zweckdienlicherweise ist hierbei vorgesehen, dass die Dichtmasse
einen äußeren Rand
der Durchführungshülse umgreift,
so dass eine Axialsicherung zwischen der Durchführungshülse und der Dichtmasse ausgebildet ist.
-
Vorzugsweise
weist das Formteil eine geringere Breite als der Innendurchmesser
der Durchführungshülse auf,
so dass also ein Zwischenraum zwischen dem Formteil und der Durchführungshülse gebildet
ist, in den die Dichtmasse eindringen kann.
-
Die
Aufgabe wird weiterhin gelöst
durch ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Kabeldurchführungselements
mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Die im Hinblick auf das Kabeldurchführungselement
angeführten
Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auf das
Verfahren zu übertragen.
-
Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigen jeweils in schematischen und vereinfachten Darstellungen:
-
1 eine
vereinfachte perspektivische Darstellung eines Kabeldurchführungselements,
-
2 eine
Art Explosionsdarstellung des Kabeldurchführungselements gemäß 1 ohne
die Einzelkabel,
-
3 eine
schematische Schnittdarstellung durch das Kabeldurchführungselement
gemäß 1 zusammen
mit einem gestrichelt dargestellten Formgebungswerkzeug,
-
4 eine
perspektivische Darstellung eines mehrere Formteile aufweisenden
Gesamtformteils, sowie
-
5 eine
perspektivische Darstellung auf die Oberseite zweier Formteilstücke.
-
In
den Figuren sind gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
-
Das
Kabelführungselement 2 umfasst
im Ausführungsbeispiel
gemäß den 1 bis 3 ein Einsatzteil 3,
durch das Einzelkabel 8 einzelweise in Ebenen E1, E2, E3
angeordnet geführt
sind. Das Einsatzteil 3 ist zum abgedichteten Einsetzen
in eine Wandöffnung
vorgesehen. Das Einsatzteil 3 weist im Ausführungsbeispiel
eine vorgefertigte Durchführungshülse 4 aus
einem steifen Material auf, insbesondere Kunststoff, in der zwei
Formteile 6A, B ebenfalls aus einem festen, eigensteifen
Kunststoff einliegen. Durch die Durchführungshülse 4 sind die Einzelkabel 8 hindurchgeführt, die über die
beiden Formteil 6 in insgesamt drei Ebenen E1, E2, E3 angeordnet sind.
Die Einzelkabel 8 sind hierbei in Aufnahmen 10 der
Formteile 6 einzelweise geführt. In den Aufnahmen 10 sind
die Einzelkabel 8 vorzugsweise klemmend, also reibschlüssig und/oder
formschlüssig, eingelegt,
beispielsweise eingepresst oder eingeklipst. Im montierenden Endzustand
sind die Einzelkabel 8 sowie der in der Durchführungshülse 4 einliegende
Teilbereich der Formteile 6A, B von einer Dichtmasse 12 umgeben.
Der gesamte Innenraum der Durchführungshülse 4 ist
dadurch abgedichtet.
-
Das
Kabeldurchführungselement 2 ist
insgesamt im Wesentlichen in etwa zylindrisch ausgebildet, wobei
es an seinem Außenmantel
eine Konturierung aufweist. Zusätzlich
ist etwa in der Mitte des Kabeldurchführungselements 2 und
damit der Durchführungshülse 4 ein
Flansch 14 ausgebildet, welcher ein Durchgangsloch aufweist.
Mit Hilfe des Flansches 14 lässt sich das Kabeldurchführungselement 2 beispielsweise
am Öffnungsrand
einer Wandöffnung
befestigen, in die das Kabeldurchführungselement 2 eingesteckt
ist. Die Abdichtung zum Öffnungsrand
erfolgt beispielsweise über
den ringförmigen
Flansch, der gegen den Öffnungsrand
gepresst wird. Zum Abdichten können
allgemein geeignete Dichtmittel, wie beispielsweise Dichtringe oder
gegebenenfalls auch Tüllen
vorgesehen sein.
-
Wie
insbesondere aus der 3 hervorgeht, umgreift die Dichtmasse 12 im
ausgehärteten
Zustand die beiden äußeren Randseiten
der Durchführungshülse 4 und
bildet mit ringförmigen
Nuten am Außenmantel
der Durchführungshülse 4 einen
Hintergriff aus. Dadurch ist die Durchführungshülse 4 sowohl in axialer
als auch in radialer Richtung durch die Dichtmasse 12 fixiert.
-
Wie
weiterhin aus der 2 zu entnehmen ist, sind die
beiden die einzelnen Kabelebenen E1, E2, E3 trennenden Formteile 6A,
B jeweils in Formteilstücke 16 unterteilt,
die jeweils eingangs- und ausgangsseitig angeordnet und voneinander
beabstandet sind. Im Ausführungsbeispiel
sind die beiden Formteilstücke 16 des
unteren Formteils 6A durch Stege 18 miteinander
verbunden, wohingegen die beiden Formteilstücke 16 des oberen
Formteils 6B nicht miteinander verbunden sind. Durch die
Aufteilung in zwei voneinander getrennte Formteilstücke 16 dringt
beim Vergießen
die Dichtmasse 12 auch in Zwischenbereiche zwischen den
jeweiligen Formteilstücken 16 ein.
Gleichzeitig umschließt
die Dichtmasse 12 jedes der Einzelkabel 8 einzelweise.
Insgesamt ist dadurch die Position der einzelnen Elemente des Kabeldurchführungselements 2 über die
Dichtmasse 12 festgelegt. Die Einzelkabel 8 sind
relativ zu den Formteilstücken 16 unverrückbar festgelegt. Auch
können
die Formteilstücke 16 aufgrund
der Dichtmasse 12 nicht in axialer Richtung verschoben werden.
Insgesamt entsteht durch das Vergießen oder Einspritzen der Dichtmasse 12 ein
aus der Dichtmasse 12 bestehendes Dichtelement, wie es
in der Explosionsdarstellung der 2 illustriert
ist. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass sich dieses Dichtelement
erst beim Vergießen
ausbildet und als eigenständiges
Bauteil nicht vorliegt und insbesondere auch nicht zerstörungsfrei
entnommen werden kann.
-
Wie
insbesondere aus den 1 und 3 zu entnehmen
ist, stehen die Formteile 6A, B in Längsrichtung über die
Stirnwand der ausgehärteten Dichtmasse 12 und
damit der Durchführungshülse 4 über. Der überstehende
Teilbereich dient beim Herstellverfahren als Gegenlager 20 für ein Formwerkzeug 22,
welches schematisch und stark vereinfacht in der 3 gestrichelt
dargestellt ist. Das Formwerkzeug 22 weist ein Oberteil 22A sowie
ein Unterteil 22B auf, ist also entlang einer Trennungsebene getrennt.
Das Oberteil 22A stützt
sich auf dem durch das obere Formteil 6B gebildeten Gegenlager 16 auf und
das Unterteil 22B wird gegen das durch das untere Formteil 6A gebildete
Gegenlager 16 gepresst. Gleichzeitig sind im Bereich der
Einzelkabel 8 die Wände
des Oberteils 22A bzw. des Unterteils 22B halbschalenartig
ausgebildet, so dass die Einzelkabel 8 zwischen dem Oberteil 22A bzw.
Unterteil 22B des Formwerkzeugs 22 und den jeweiligen
Aufnahmen 10 der Formteile 6A, 6B eingeklemmt
sind.
-
Zum
Herstellen des Kabeldurchführungselements 2,
wird wie folgt vorgegangen:
Im ersten Schritt werden zunächst die
Einzelkabel 8 in die dafür vorgesehenen Aufnahmen 10 der
Formteile 6A, B eingelegt. Anschließend werden die mit den Einzelkabeln 8 bestückten Formteile 6A,
B durch die Durchführungshülse 4 hindurch
gesteckt. Diese so geschaffene Baueinheit wird dann in das Formwerkzeug 22 eingesetzt.
Die überstehenden
Gegenlager 20 werden quasi als Teil des Formwerkzeuges 22 benutzt.
Die Einzelkabel 8 der Ebenen E1, E3 werden zwischen Formwerkzeug 22 und
den Gegenlagern 20 geklemmt. Insgesamt ist dadurch automatisch
die Position des Formteils 6 und mit ihm die der Einzelkabel 8 in
den Ebenen E1, E2, E3 ohne Zuhilfenahme weiterer Positionierungshilfen
fixiert. Zudem sind die Einzelkabel 8 von dem Formteil 6 und dem
Formwerkzeug 22 abdichtend umschlossen, so dass beim Vergießen keine
Dichtmasse 12 austritt. Gleichzeitig wird die Durchführungshülse 4 durch eine
an die Außenkontur
der Durchführungshülse 4 angepassten
Formgebung des Formwerkzeugs 22 in definierter Position
relativ zum Formteil 6 gehalten. Insgesamt wird daher durch
das Formwerkzeug 22 in einfacher Weise eine definierte
Position der einzelnen Teile zueinander festgelegt, bevor anschließend die
Dichtmasse 12 in den freien Innenraum im Formwerkzeug 22 eingebracht
wird. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um eine Gießmasse.
Alternativ kann auch eine Schaummasse vorgesehen sein.
-
Nach
Aushärtung
der Dichtmasse 12 wird das nunmehr fertiggestellte Kabeldurchführungselement 2 mit
den darin vergossenen Einzelkabeln 8 aus dem Formwerkzeug 22 entnommen.
Das fertige Bauteil ist in 1 in einer
Seitendarstellung gezeigt.
-
Im
Ausführungsbeispiel
sind zwei Lagen an Formteilen 6A, B vorgesehen, so dass
insgesamt drei Ebenen E1, E2, E3 an Einzelkabeln 8 ausgebildet
sind. Der hier beschriebene Aufbau und das hier beschriebene Verfahren
eignen sich aber auch für
die Ausbildung beispielsweise von lediglich zwei Ebenen E1, E2 oder
auch von noch mehr als drei Ebenen. Es braucht lediglich eine entsprechende
Anzahl an Formteilen 6A, B übereinander angeordnet zu werden.
-
Weiterhin
wurde das Ausführungsbeispiel
im Zusammenhang mit einer Durchführungshülse 4 beschrieben,
die als eine vorgefertigte eigenständige Baueinheit ausgebildet
ist. Abweichend hiervon ist in einer zweckdienlichen Alternative
auf diese eigenständige
Baueinheit der Durchführungshülse 4 verzichtet
und die Dichtmasse 12 bildet selbst die komplette Außenkontur
des Kabeldurchführungselements
beispielsweise auch mit dem Flansch 14. Das dann durch
die Dichtmasse 12 gebildete Dichtelement würde also
etwa eine Form aufweisen, die sich zusammensetzt aus dem in der 2 gezeigten Dichtelement
und der dort gezeigten Durchführungshülse 4.
-
Der
Aufbau der Formteile 6A, B wird nachfolgend anhand der 2, 4 und 5 nähe erläutert.
-
Das
untere Formteil 6A bildet eine Art Grundformteil, an dem
die beiden Formteilstücke 16 des oberen
Formteils 6B befestigt sind. Die Befestigung erfolgt hierbei
insbesondere durch Formschlusselemente, so dass die Relativposition
der einzelnen Formteilstücke 16 relativ
zueinander fixiert sind. Diese Formschlusselemente sind im Ausführungsbeispiel
als Rastelemente 24 ausgebildet.
-
Wie
insbesondere aus den 2 und 5 zu entnehmen
ist, weisen die Formteile 6A, B an ihrer dem jeweiligen
anderen Formteil 6B, A abgewandten Ober- bzw. Unterseite
jeweils Klemmsegmente 26 auf, die zur formschlüssigen Fixierung
der Einzelkabel 8 dienen. Die Klemmsegmente 26 sind
im Querschnitt nach Art eines Teilkreisbogens ausgebildet. Jeder
Aufnahme 10 sind hierbei in Längsrichtung versetzt zueinander
angeordnete Klemmsegmente 26 zugewiesen.
-
Gemäß der Ausführungsvariante
nach 4 sind die beiden Formteile 6A, B miteinander
verbunden, und zwar über
Filmscharniere 28. Die beiden Formteile 6A, B
bilden daher ein gemeinsames Gesamtformteil, welches beispielsweise
in einem einstufigen Herstellungsprozess gespritzt oder gegossen
wird. Die beiden Form teilstücke 16 des
oberen Formteils 6B brauchen lediglich nur noch nach oben umgeklappt
zu werden, um die Einzelkabel 8 einzuklemmen. Alternativ
hierzu können
die Filmscharniere 28 auch aufgetrennt werden, so dass
die beiden Formteilstücke 22 des
oberen Formteils 6B als eigenständige, getrennte Formteilstücke 16 vorliegen,
wie sie in 5 dargestellt sind.
-
Das
hier beschriebene Kabeldurchführungselement 2 zeichnet
sich durch seine einfache Herstellung und die sichere und zuverlässige einzelweise Führung der
Einzelkabel 8 in verschiedenen Ebenen E1, E2, E3 aus. Das
Kabeldurchführungselement 2 dient
insbesondere zur Durchführung
der Einzelkabel 8 durch eine Wandöffnung zwischen zwei Räumen, insbesondere
zwischen einem Nass- und
einem Trockenraum eines Kraftfahrzeugs. Beispielsweise wird das
Kabeldurchführungselement 2 in
einer Trennwand zwischen einem Motorraum und dem Innenraum eines
Kraftfahrzeugs eingesetzt.
-
Unter
Einzelkabel 8 werden hierbei allgemein Versorgungsleitungen,
insbesondere elektrische Leiter, aber auch optische oder sonstige
Versorgungsleitungen verstanden, über die eine Versorgung von
Bauteilen erfolgt. Es handelt sich hierbei um Einzelleiter, beispielsweise
um einen isolierten Leiterdraht oder auch einen isolierten Lizendraht. Prinzipiell
besteht auch die Möglichkeit,
dass es sich bei den Einzelkabeln 8 um mehradrige Leitungen handelt.
-
- 2
- Kabeldurchführungselement
- 3
- Einsatzteil
- 4
- Durchführungshülse
- 6A,
B
- Formteil
- 8
- Einzelkabel
- 10
- Aufnahme
- 12
- Dichtmasse
- 14
- Flansch
- 16
- Formteilstück
- 18
- Steg
- 20
- Gegenlager
- 22
- Formwerkzeug
- 22A
- Oberteil
- 22B
- Unterteil
- 24
- Rastelement
- 26
- Klemmsegment
- 28
- Filmscharnier
- E1,
E2, E3
- Ebenen