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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen von flexiblen Elementen in Form von elektrischen Drähten oder Kabeln an oder in einem schwer zugänglichen Gegenstand sowie ein Verfahren zum Montieren einer derartigen Vorrichtung zum Befestigen von elektrischen Drähten oder Kabeln am Boden eines Gegenstands.
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Das Befestigen von flexiblen Elementen, wie etwa elektrischen Drähten oder Kabeln, insbesondere durch Schweißen, Festschrauben oder Crimpen, lässt sich üblicherweise in zwei separate Arbeitsgänge unterteilen. In einem ersten Schritt wird ein Arbeitsgang des Positionierens durchgeführt, bei dem jedes zu befestigende flexible Element an der für seine Befestigung geeigneten Stelle angeordnet wird. In einem zweiten Schritt wird ein Arbeitsgang des eigentlichen Befestigens durch Schweißen, Festschrauben, Crimpen oder eine andere Verfahrensweise durchgeführt.
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Im Allgemeinen werden bei einem solchen Befestigen von flexiblen Elementen die beiden Arbeitsgänge, d. h. das Positionieren und das eigentliche Befestigen, gleichzeitig vorgenommen: der Ausführende fixiert das flexible Element, während das Befestigen mittels Schweißen, Festschrauben, Crimpen oder dergleichen stattfindet.
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Aus Gründen der Zugänglichkeit oder der Schnelligkeit kann es jedoch in bestimmten Fällen von Nutzen sein, diese beiden Arbeitsgänge sowohl räumlich als auch zeitlich voneinander zu trennen. Das ist beispielsweise dann der Fall, wenn es sich darum handelt, die Enden eines Bündels von elektrischen Drähten oder Kabeln am Boden eines Kastens zu befestigen, der mehr oder weniger tief und schlecht zugänglich ist. Es ergibt dies die Möglichkeit, die zu befestigenden flexiblen Elemente auf eine vorläufige Art und Weise positionieren und diese flexiblen Elemente dann, d. h. zu einem späteren Zeitpunkt, zu fixieren und zu befestigen.
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Aus der
DE 37 83 733 T2 ist ein gelöteter Kabelübergangsstecker bekannt, der eine Vielzahl von Teilen aufweist, die sorgfältig zusammengebaut werden müssen. In einer schalenförmigen Basis wird ein Kabel aufgenommen, dessen einzelne Drähte an den Enden freigelegt sind und in einer aufgefächerten Anordnung ausgebreitet werden. Die Enden dieser Drähte stehen dann an dem einen Ende über den vorderen Rand vor. Zur Fixierung ist eine schalenförmige Abdeckung vorgesehen, die an ihrem vorderen Rand Aussparungen besitzt, welche zur Positionierung der Enden der Drähte dienen, um diese zu fixieren. In das Oberteil der Abdeckung wird ein weiteres Fixierungsteil eingesetzt, das gabelförmig ausgebildet ist und zur Fixierung des Kabels in der Basis dient. All diese Komponenten werden dann auf einem Substrat montiert, das seinerseits Durchgangsöffnungen für Befestigungsschauben besitzt. Entsprechende Durchgangsbohrungen für solche Befestigungsschrauben sind auch in den übrigen Komponenten vorgesehen. Dementsprechend ist die Montage eines derartigen Kabelübergangssteckers relativ aufwändig, da eine Vielzahl von Komponenten lose ineinander gesetzt werden müssen, bevor dann deren endgültige Fixierung mit den Befestigungsschrauben erfolgen kann.
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Aus der
EP 0 921 596 A1 ist ein Verbinder bekannt, der aus einem gestanzten flachen Metallteil gebildet ist, das an dem einen Ende vorstehende Arme aufweist, die um ein Kabel herumgelegt und gecrimpt werden, um die Leiter des Kabels mechanisch zu fixieren und leitend mit dem Flachteil verbunden werden. Ein zweites Paar von Armen des Flachteils dient als Zugentlastung für das Kabel. Nach der Befestigung des Kabels mit seinen Leitern an dem Flachteil kann dann die Befestigung an einer elektronischen Einrichtung erfolgen, wobei das Flachteil mit seinen vorstehenden Bereichen in entsprechende Ausnehmungen der elektronischen Einrichtung eingesetzt wird. Eine solche herkömmliche Konstruktion ist nur zur Befestigung von einzelnen Leitern vorgesehen und geeignet, während die gleichzeitige Positionierung und Anbringung von mehreren Leitern, mit dem Ziel, diese ineinander schwer zugänglichen Gegend zu montieren, dort nicht angesprochen ist.
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Die
DE 10 2008 020 969 A1 betrifft eine spezielle Haltevorrichtung zum Fixieren eines elektrischen Leiters an mindestens einer Leiterplatte, wobei die Haltervorrichtung ein Grundelement und ein Deckelelement aufweist, das mit dem Grundelement in Eingriff gebracht werden kann. Das Grundelement bildet in Verbindung mit dem Deckelelement mindestens eine Leiterführung für den Leiter, wobei in der Eingriffsstellung dafür gesorgt wird, dass der Leiter in eine mindestens zweifach gekrümmte Form in einer Ebene, insbesondere in eine S-Form gedrängt wird.
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Die Befestigung und Montage von elektrischen Drähten oder Kabeln an einem schwer zugänglichen Ort ist dort nicht angesprochen. Vielmehr geht es in dieser Druckschrift darum, mittels der Formung der Leiterenden für eine besonders sichere Positionierung und Fixierung einzelner Leiter zu sorgen.
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Aus der
US 3 103 399 A ist eine Zugentlastung für eine Vielzahl von Leitern eines Kabels bekannt, dessen Leiter an Lötstellen mit einem Basisteil verbunden werden. Zu diesem Zweck weist das Basisteil ein Trägerelement auf, das eine langgestreckte Aussparung besitzt, welche sich quer zu den ankommenden Leitern erstreckt. Ein elastisches Steckteil weist einen Vorsprung auf, der in die Ausnehmung in dem Trägerelement hineingedrückt wird. Seitliche Arme verkeilen sich mit entsprechenden Anschlägen in dem Aufnahmeteil und sorgen dafür, dass das eingesetzte elastische Steckteil in seiner Aufnahmeöffnung verriegelt bleibt, in der es die jeweiligen Leiter mit einer U-förmigen Biegung beaufschlagt, um diese festzuhalten. Auch dort ist das Thema der einfachen und kompakten Befestigung von elektrischen Drähten oder Kabeln in einem schwierig zugänglichen Gegenstand nicht angesprochen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einer herkömmlichen Vorrichtung der eingangs genannten Art, eine derartige Vorrichtung einfacher und kompakter auszubilden, sodass diese im Betrieb leicht zu montieren ist und gleichwohl zuverlässig im Betrieb ist. Weiterhing liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Montieren einer derartigen Vorrichtung zum Befestigen von elektrischen Drähten oder Kabeln am Boden eines Gegenstands anzugeben, das in einfacher Weise durchführbar ist und zu einem zuverlässigen Betrieb der Vorrichtung führt.
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Gemäß der Erfindung wird zu diesem Zweck eine Vorrichtung zum Befestigen von flexiblen Elementen in Form von elektrischen Drähten oder Kabeln an oder in einem schwer zugänglichen Gegenstand angegeben, wobei die Vorrichtung einen Träger in Form einer Platte aus elektrisch isolierendem Material aufweist, die mit Einrichtungen zum Positionieren und Halten der flexiblen Elemente versehen ist, wobei die Einrichtungen zum Positionieren und Halten der flexiblen Elemente auf einer der Seiten der Platte ausgebildet sind und aus Klemm-, Press- oder Festziehorganen bestehen, wobei die Platte ferner mit Positionierungseinrichtungen zum Positionieren der Platte relativ zu dem Gegenstand versehen ist, wobei die Positionierungseinrichtungen zur Befestigung der Platte an dem Gegenstand ausgebildet sind, wobei die Platte elektrische Leiterbahnen trägt, die den Positionen der Einrichtungen zum Positionieren und Halten der flexiblen Elemente entsprechend angeordnet sind, derart dass eine elektrische Verbindung zwischen dem jeweiligen flexiblen Element und der entsprechenden Leiterbahn herstellbar ist, wobei die elektrischen Leiterbahnen dazu ausgebildet sind, nach dem Positionieren der Platte an oder in dem Gegenstand ihrerseits elektrisch an Leiterbahnen oder andere elektrisch leitfähige Teile des Gegenstands angeschlossen zu werden, wobei der Träger als Platte aus Kunststoffmaterial ausgebildet ist und wobei die Klemm-, Press- oder Festziehorgane aus Kunststoffmaterial einstückig mit der Platte ausgebildet sind.
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In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Einrichtungen zum Positionieren und Halten der zu befestigenden flexiblen Elemente Einrichtungen zum Positionieren und Halten der Enden der flexiblen Elemente sind.
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In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Klemm-, Press- oder Festziehorgane an der Oberseite der Platte in einer Reihe angeordnet sind.
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In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Positionierungseinrichtungen zum Positionieren der Platte relativ zu dem Gegenstand und zur Befestigung der Platte an dem Gegenstand, aus Löchern bestehen, die an der entgegengesetzten Seite der Platte münden, oder aus Höckern, Zapfen, Wülsten oder Clips bestehen, die an der entgegengesetzten Seite der Platte vorhanden sind.
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Bei einer speziellen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Löcher, die an der entgegengesetzten Seite der Platte münden, oder die Höcker, Zapfen, Wülste oder Clips, die an der entgegensetzten Seite der Platte vorhanden sind, eine Fixierung durch Pressung gewährleisten.
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Weiterhin wird gemäß der Erfindung ein Verfahren zum Montieren einer derartigen Vorrichtung zum Befestigen von elektrischen Drähten oder Kabeln am Boden eines Gegenstands angegeben, wobei die Enden der elektrischen Drähte oder Kabel mit den entsprechenden Klemm-, Press- oder Festziehorganen in Eingriff gebracht werden, wobei anschließend eine elektrische Verbindung zwischen dem jeweiligen elektrischen Draht oder Kabel und der entsprechenden Leiterbahn hergestellt wird, wobei die Anordnung aus der Vorrichtung und den nunmehr mechanisch und elektrisch an die Vorrichtung angeschlossenen Drähten oder Kabeln in den Gegenstand eingeführt und an dessen Boden durch das Zusammenwirken der Positionierungseinrichtungen mit deren komplementären Elementen am Boden des Gegenstands positioniert wird, woraufhin die elektrischen Leiterbahnen der Vorrichtung an elektrische Leiterbahnen oder andere elektrische leitfähige Teile des Gegenstands elektrisch angeschlossen werden.
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In vorteilhafter Weise findet eine Vorrichtung der vorstehend definierten Art gemäß der Erfindung Verwendung zum Anschließen von elektrischen Drähten oder Kabeln an eine Motor-Rechner-Baugruppe eines elektrisch unterstützten Lenksystems bzw. eines Servolenksystems eines Kraftfahrzeuges.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird in vorteilhafter Weise das Befestigen von flexiblen Elementen erleichtert, weil die betreffenden flexiblen Elemente im vorhinein in einem abgekoppelten Zustand und somit unter guten Bedingungen hinsichtlich der Zugänglichkeit positioniert werden können, während anschließend die vorher positionierten flexiblen Elemente auf leichte und rasche Weise im angekoppelten Zustand endgültig an dem oder in dem Gegenstand für ihre Aufnahme positioniert und befestigt werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung bewirkt somit nicht nur die mechanische Befestigung von Enden von elektrischen Drähten oder Kabeln am Boden eines Gegenstands unter gleichzeitiger Erleichterung dieser Befestigung, sondern auch den elektrischen Durchgang, der im Falle dieser Anwendung erforderlich ist.
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Ein besseres Verständnis der Erfindung ergibt sich jedenfalls aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen, die beispielhaft eine Ausführungsform dieser Vorrichtung zum Befestigen von flexiblen Elementen in einer schwer zugänglichen Umgebung darstellen. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht, welche das anfängliche Positionieren der flexiblen Elemente auf dem Träger veranschaulicht;
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2 eine perspektivische Ansicht, welche das Heranführen des Trägers an einen Kasten veranschaulicht;
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3 eine perspektivische Ansicht, welche den am Boden des Kasten positionierten Träger zeigt; und
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4 eine perspektivische Ansicht, welche eine spezielle Anwendung der Erfindung veranschaulicht.
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Unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 wird eine Anordnung von elektrischen Drähten 2 betrachtet, beispielsweise ein Bündel von vier elektrischen Drähten 2, deren Enden jeweils in einem Kasten 3 und, genauer gesagt, auf dem Boden 4 des Kasten 3 positioniert und befestigt werden sollen, wobei der Kasten ein Beispiel für einen schwer zugänglichen Gegenstand darstellt. Das Positionieren und das Befestigen der Enden der elektrischen Drähte 2 wird mittels einer Vorrichtung durchgeführt, die in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnet ist.
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Wie insbesondere in 1 gezeigt ist, weist die Vorrichtung 5 im wesentlichen einen Träger 6 mit der Form einer rechteckigen Platte auf, der aus einem Kunststoffmaterial und somit aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet ist.
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Klemm- oder Press- oder Steckorgane 8, die in einem angekoppelten Zustand angeordnet und zum Positionieren und Halten der Enden der elektrischen Drähte 2 vorgesehen sind, sind an der Oberseite 7 des plattenförmigen Trägers 6 befestigt oder unmittelbar an dieser ausgebildet. Die Organe 8 können insbesondere einstückig mit der Platte aus Kunststoffmaterial ausgeführt sein, was ihnen sowohl elektrische Isolationseigenschaften als auch Flexibilitätseigenschaften verleiht, die für ihre Funktion erforderlich sind.
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An dem plattenförmigen Träger 6 sind metallische und somit elektrisch leitende Leiterbahnen 9 angeordnet, die insbesondere auf der Oberseite 7 dieses Trägers 6 in Entsprechung zu den Positionen der Enden der elektrischen Drähte 2 vorliegen. Die Leiterbahnen 9 sind entweder im Kunststoffmaterial des Trägers 6 aufgeformt oder an den Träger 6 angesetzt und im letzteren Fall durch Formschluss oder Kleben oder mittels beliebiger anderer Verfahrensweisen, die eine gute Positionierung gewährleisten, befestigt.
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Die Vorrichtung 5 weist ferner Positionierelemente 10 auf, welche gemäß der gezeigten Darstellung die Form von einfachen Löchern haben können, oder auch die Form von Höckern haben, die auf der Unterseite 11 des plattenförmigen Trägers 6 vorstehen und dazu vorgesehen sind, mit komplementären Elementen 12 zusammenzuwirken, die auf dem Boden 4 des Kasten 3 vorgesehen sind. Im Falle von Positionierelementen 10 mit der Form von durchgehenden oder zumindest auf der Unterseite 11 des Trägers 6 mündenden Löchern sind die komplementären Elemente 12 von dem Boden 4 des Kastens 3 vorstehende Finger – siehe 2.
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Für die Verwendung der Vorrichtung 5 werden die vorher abisolierten Enden der elektrischen Drähte 2 in die entsprechenden Klemm- oder Press- oder Festziehorgane 8 eingesetzt. Anschließend wird eine elektrische Verbindung zwischen den Enden dieser Drähte 2 und den entsprechenden metallischen Leiterbahnen 9 hergestellt, und zwar entweder durch Widerstandsschweißen oder durch Ultraschallschweißen, Löten, oder durch jegliches andere Verfahren, das einen guten elektrischen Durchgang gewährleistet.
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Nachdem diese Arbeitsgänge im ”abgekoppelten” Zustand und somit in einer gut zugänglichen Umgebung ausgeführt worden sind, wird die aus der Vorrichtung 5 selbst und den nunmehr mechanisch und elektrisch an diese Vorrichtung 5 angeschlossenen Enden der Drähte 2 bestehende Anordnung an den Kasten 3 herangeführt. Beim Heranführen an den Boden 4 des Kasten 3 wird die Lage der Vorrichtung 5 durch das Zusammenwirken ihrer Positionierelemente 10 mit den vom Boden 4 des Kasten 3 getragenen komplementären Elementen 12 festgelegt, was außerdem ein genaues Positionieren der Enden der Drähte 2 in Bezug auf den Kasten 3 bewirkt, vorzugsweise mit einer Fixierung vermittels eines Presseffekts an den Elementen 10 und 12.
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Sobald die Vorrichtung 5 im Kasten 3 positioniert und gegebenenfalls gehalten ist, ist es des Weiteren zweckmäßig, einen elektrischen Durchgang zwischen den metallischen Leiterbahnen 9 der Vorrichtung 5 und den zu dem Kasten 3 gehörenden Leiterbahnen oder anderen leitenden Teilen 13 herzustellen. Dieser letzte Arbeitsgang kann entweder durch Widerstandsschweißen, Laserschweißen, Löten oder jegliches andere Verfahren durchgeführt werden, das einen guten elektrischen Durchgang gewährleistet.
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Die vorstehend beschriebenen Arbeitsgänge können entweder manuell oder teilweise bzw. vollständig automatisiert durchgeführt werden.
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Die vorstehend beschriebene Vorrichtung kann beispielsweise auf das Anschließen von elektrischen Drähten oder Kabeln 2 an einen Rechner angewendet werden, der zum Steuern eines Elektromotors, wie etwa des Motors eines elektrisch unterstützten Lenksystems von Kraftfahrzeugen verwendet wird. Diese spezielle Anwendung ist in 4 veranschaulicht. Hierbei sind zwei Vorrichtungen 5A und 5B als Ersatz für die herkömmlichen Verbinder vorgesehen, um die Motor/Rechner-Baugruppe 14 zu versorgen, wobei die beiden Vorrichtungen 5A und 5B an dem Boden 4 eines solchen Kastens 3 anliegen.
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Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die einzelne Ausführungsform dieser Vorrichtung zum Befestigung von elastischen bzw. flexiblen Elementen in einer schwer zugänglichen Umgebung beschränkt, die vorstehend beispielhaft beschrieben wurde; sie umfaßt hingegen sämtliche Ausführungs- und Anwendungsvarianten, die dem gleichen Prinzip unterliegen. Der Schutzbereich der Erfindung umfaßt daher insbesondere auch die nachfolgenden Maßnahmen:
- – Modifizieren der Formen oder der Materialien der Leiterbahnen des Trägers;
- – Vorsehen der Vorrichtung zum Befestigen von flexiblen Elementen jeglicher Art und beliebiger Anzahl;
- – Vorsehen der Vorrichtung für jeglichen gewerblichen Bereich (und nicht ausschließlich für den Kraftfahrzeugbereich), in dem sich das Problem des Befestigens von flexiblen Elementen an einem schwer zugänglichen Ort stellt.
