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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tülle zum Abdichten eines strangförmigen Elements, insbesondere eines Leitungssatzes mit einer oder mehreren Leitungen, in einer Öffnung einer Wand, insbesondere einem Karosserieblech eines Kraftfahrzeugs. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung eine Tülle mit einem geschäumten Dichtkörper, der das strangförmige Element vollumfänglich umgibt. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Tülle.
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Im Stand der Technik sind Tüllen mit geschäumtem Dichtkörper bekannt, bei denen der geschäumte Dichtkörper das strangförmige Element vollumfänglich umgibt. Dadurch soll ein Abdichten des strangförmigen Elements gegenüber einem Wasserdurchtritt in Längsrichtung des strangförmigen Elements (Dichtigkeit gegenüber Längswasser) verhindert werden. Eine derartige Tülle ist beispielsweise aus der
DE 101 29 086 A1 bekannt.
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Um die dort beschriebene Tülle an der, die Öffnung umfassenden, Wand zu befestigen, weist der geschäumte Dichtkörper einen Befestigungsbereich aus dem gleichen geschäumten Material auf, das hinsichtlich seiner Aufgabe die Längswasserdichtigkeit zu gewährleisten aus einem weichelastischen Werkstoff gebildet ist und daher für die Befestigung nicht ausreichend steif ist. Um diesem Teilbereich die notwendige Festigkeit zu verleihen, wird dieser mit mehreren Einlegeteilen, die nachträglich in den Dichtkörper eingeschoben werden, verstärkt.
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Dies hat den Nachteil einer aufwändigen Montage, die nur schwierig zu automatisieren und damit zeit- und kostenintensiv ist.
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Ferner müssen gattungsgemäße Tüllen je nach Anwendungsfall die Anforderung erfüllen das strangförmige Element gegenüber Längswasser abzudichten, das strangförmige Element, z. B. zur Vermeidung des Kontakts mit anderen Bauteilen, zu führen und/oder zwei Einbauräume, die durch die Wand voneinander getrennt sind, wie beispielsweise den Motorraum und die Fahrgastzelle, im Bereich der Öffnung abzudichten. Um das strangförmige Element zu führen, muss die Tülle relativ steif ausgeführt sein. Eine solche Steifigkeit führt allerdings zu unerwünscht hohen Montagekräften zum Montieren der Tülle in der Wandöffnung. Diese können nur zum Teil durch eine geeignete Ausführung der Dichtgeometrie zum Abdichten gegen die Wand kompensiert werden. Auch steigt durch das für die Steifigkeit notwendige enge Materialgefüge das Gewicht der Tülle. Die sich zum Teil widersprechenden Anforderungen können nur durch einen Kompromiss gelöst werden und führen zum Teil zu erheblichen Mehraufwand in der Montage beim Fahrzeughersteller (spezielle Montagewerkzeuge, vermehrter Kontrollaufwand, etc.).
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Angesichts der obigen Ausführungen besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin eine Tülle bereitzustellen, die montagefreundlich mit wenigen Teilen auskommt, bei der ein hoher Automatisierungsgrad erreicht werden kann, die aber gleichzeitig wenigstens eine der erwähnten Anforderungen Längswasserabdichtung, Führung des strangförmigen Elements und Abdichten zweier durch die Wand getrennten Einbauräume im Bereich der Schnittstelle der Öffnung erfüllt. Darüber hinaus liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde ein entsprechend automatisierbares Herstellungsverfahren für eine solche Tülle zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Tülle mit den Merkmalen im Anspruch 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen im Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde den geschäumten Dichtkörper und den Befestigungsbereich einstückig, aber aus unterschiedlichen Materialien zu bilden. Dabei werden die Materialien so ausgewählt, dass sie den Anforderungen für den entsprechenden Einsatzzweck genügen. So wird der Befestigungskörper aus einem relativ steifen bzw. steiferen Material als der Dichtkörper ausgebildet, um die Montagekräfte gering zu halten und, dadurch den Aufwand bei der Montage zu reduzieren. Darüber hinaus kann der Befestigungskörper eine Führungsfunktion für das strangförmige Element übernehmen. Der Dichtkörper hingegen ist vergleichsweise elastisch an die Anforderungen zur Abdichtung, sei es hinsichtlich eines Längswasserdurchtritts und/oder zum Abdichten gegenüber der Wand im Bereich der Öffnung ausgewählt, um eine optimale Dichtwirkung bereitstellen zu können. Dabei kommt dem Befestigungskörper in der Herstellung bevorzugt eine Doppelfunktion zu, in dem er zur Bildung des Formhohlraums (Kavität) für den geschäumten Dichtkörper im Formwerkzeug dient, d. h. zusammen mit dem Formwerkzeug den Hohlraum bildet, in den der Schaumstoff eingebracht wird.
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Die Tülle der vorliegenden Erfindung wird z. B. bei der Erstellung eines Kabelbaums für ein Fahrzeug im Rahmen der Kabelkonfektionierung an dem strangförmigen Element (im Folgenden auch Leitungssatz) angebracht und der Kabelbaum samt Tülle an den Fahrzeughersteller ausgeliefert, wo er im Fahrzeug verbaut wird. Dabei wird die Tülle in der Öffnung der Wand fixiert. Im Folgenden wird rein beispielhaft auf eine Tülle zum Abdichten eines Leitungssatzes mit einer oder mehreren Leitungen Bezug genommen. Es versteht sich jedoch, dass die Tülle auch für andere strangförmige Elemente verwendbar ist, wie rein beispielhaft Hydraulik- oder Pneumatikleitungen. Auch ist die Verwendung der vorliegenden Tülle zum Abdichten in einer Öffnung einer Wand nicht auf die Verwendung in Kraftfahrzeugen und auf Öffnungen in einem Karosserieblech beschränkt. Vielmehr sind auch Öffnungen z. B. in Gehäusen aus Kunststoff oder anderen Materialien denkbar, in die die Tülle eingeknöpft werden kann.
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Die erfindungsgemäße Tülle umfasst einen geschäumten Dichtkörper (erster Dichtkörper), der das strangförmige Element (z. B. den Leitungssatz) voll umfänglich umgibt und ein Volumen definiert. Mit anderen Worten umschließt der geschäumte Dichtkörper das strangförmige Element entlang eines Teils dessen Längserstreckung so, dass es den gesamten Umfang des strangförmigen Elements umgibt. Durch die Verwendung eines geschäumten Dichtkörpers wird dabei auf an sich bekannte Art und Weise eine Dichtigkeit zwischen dem Dichtkörper und dem Leitungssatz in Längsrichtung des Leitungssatzes (Längswasserdichtigkeit) erzielt. Der Leitungssatz und/oder der geschäumte Dichtkörper können dabei eine kreisrunde Querschnittsform aufweisen. Der Dichtkörper kann sich ferner an wenigstens einem seiner Enden in Längsrichtung von einem Bereich mit einem größten Durchmesser zu einem Bereich mit kleinstem Durchmesser verjüngen. Der geschäumte Dichtkörper definiert ein Volumen, das an seiner radial inneren Seite durch den Leitungssatz begrenzt ist. Vorzugsweise ist der Dichtkörper aus einem Polyurethanschaum gebildet. Zur Verbesserung der Haftung mit dem Befestigungskörper kann dem Polyurethanschaum ein aus dem Stand der Technik bekanntes Additiv hinzugefügt werden. Darüber hinaus umfasst die erfindungsgemäße Tülle einen Befestigungskörper zum Befestigen der Tülle an der Wand. Dies kann durch beliebige Befestigungselemente, wie beispielsweise Rasthaken, Schraubpunkte bzw. -vorbereitungen, etc. realisiert sein, die geeignet sind den Befestigungskörper in seiner gewünschten Einbaulage an der Wand festzulegen. Zudem müssen die Befestigungselemente gewährleisten, dass der notwendige Anpressdruck für eine Abdichtung zwischen der Tülle und der Wand realisiert werden kann, insofern ein weiterer (zweiter) Dichtkörper (siehe später) zu diesem Zweck vorgesehen ist.
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Der Befestigungskörper der vorliegenden Erfindung ist aus einem anderen Material als der Dichtkörper gebildet. Wie es bereits eingangs erwähnt wurde, ist es dabei bevorzugt den Befestigungskörper aus einem relativ steifen, d. h. steiferen, härteren Material als dem des Dichtkörpers auszugestalten. Hierzu wird der geschäumte Dichtkörper aus einem Material gebildet, das der grundlegenden Funktion. Dichten genügt, während der Befestigungskörper primär zur Erfüllung der Funktion Halten und Anpressen dient. Vorteilhafterweise ist der Befestigungskörper aus einem Polyacryl-Kunststoff (PA), aus Polycarbonat (PC), aus einem Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat (ABS) oder einer Mischung aus den letztgenannten Kunststoffen gebildet. Darüber hinaus kann durch Verwenden eines relativ leichten Materials für den Befestigungskörper, Schaumstoffmaterial für den Dichtkörper reduziert werden und damit das Bauteilgewicht sowie die Herstellungszeit beim Schäumen verkürzt werden. Ferner bietet der Befestigungskörper aus einem relativ steifen harten Material die Möglichkeit Kabelführungen, Wickelhilfen usw. bereits im Produkt zu realisieren, so dass keine zusätzlichen Elemente hierfür notwendig sind. Ferner ist der Befestigungskörper so ausgestaltet, dass er das durch den Dichtkörper definierte Volumen an wenigstens einer Seite und wenigstens entlang eines Teilbereichs dieser Seite begrenzt. Der Befestigungskörper ist entlang dieses Teilbereichs wenigstens stoffschlüssig mit dem Dichtkörper verbunden, so dass die Tülle ein einstückiges Bauteil ist. Hierbei ist unter stoffschlüssig insbesondere eine derartige stoffschlüssige Verbindung zu verstehen, die keine zusätzlichen Zwischenschichten, wie beispielsweise eine Klebemittelschicht erfordert, sondern vielmehr durch einen stoffschlüssigen Verbund oder vorzugsweise einen Haftverbund des Materials des geschäumten Dichtkörpers mit dem Material des Befestigungskörpers erzielt wird. Gemäß einer Ausgestaltung begrenzt der Befestigungskörper das durch den Dichtkörper definierte Volumen nur in einer Richtung, z. B. in Radialrichtung oder in Axialrichtung. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine Tülle erzielt werden, die den oben erwähnten Anforderungen besser genügt und den Kompromiss zur Erzielung der teils widersprüchlichen Aufgaben besser gerecht wird als der Stand der Technik und darüber hinaus mit einem hohen Automatisierungsgrad hergestellt werden kann. Ferner kann das strangförmige Element im Bereich des Durchtritts durch den Befestigungskörper mit einem bandförmigen Material umwickelt sein, um eine Beschädigung in diesem Bereich zu vermeiden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat der Befestigungskörper eine Doppelfunktion und dient beim Herstellungsverfahren in Zusammenwirken mit einem formgebenden Werkzeug zur Bildung des Hohlraums, in den der Schaumstoff für den Dichtkörper bei der Herstellung eingebracht wird. Daher weist der Befestigungskörper vorzugsweise an wenigstens einem Ende des Teilbereichs (z. B. in Radialrichtung oder in Axialrichtung), in dem er stoffschlüssig mit dem Dichtkörper verbunden ist, einen Dichtbereich auf. Der Dichtbereich verläuft vorzugsweise senkrecht zu dem Verlauf des Teilbereichs, in dem der Befestigungskörper, wie erwähnt, stoffschlüssig mit dem Dichtkörper verbunden ist. Der Dichtbereich dient zur Abdichtung gegenüber dem formgebenden Werkzeug bei der Herstellung, wobei das Volumen des Dichtkörpers bei der Herstellung durch den Befestigungskörper, das formgebende Werkzeug und den Leitungssatz vorgegeben wird. Darüber hinaus ist es bevorzugt einen weiteren (zweiten) Dichtkörper vorzusehen, der zumindest entlang des Umfangs des Befestigungskörpers angeordnet und zur Abdichtung gegenüber der Wand ausgestaltet ist.
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Dieser weitere (zweite) Dichtkörper kann bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Doppelfunktion erfüllen, indem er sich bis in den oben erwähnten Dichtbereich des Befestigungskörpers erstreckt und das Dichtmittel in diesem Dichtbereich bildet. Alternativ hierzu ist es auch denkbar das Dichtmittel 25 durch eine Dichtkontur z. B. eine oder mehrere „Dichtlippen” aus dem gleichen Material wie der Befestigungskörper zu bilden, die beim Schließen des formgebenden Werkzeugs verpresst werden und gegen die Innenfläche der formgebenden Schale des Werkzeugs abdichten. Vorzugsweise kann der weitere Dichtkörper einstückig, z. B. stoffschlüssig mit dem Befestigungskörper verbunden sein. Dies kann in einem separaten Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren erzielt werden, wobei der Befestigungskörper aus einem relativ hartelastischen Kunststoff (z. B. PC, ABS, PC-ABS, PA) gebildet ist, während der weitere Dichtkörper aus einem Thermoplast (z. B. TPE, wie TPE-S, TPE-U, TPE-V) in einem Zwei-Komponenten-Spritzgießverfahren mit angespritzt und damit einstückig bzw. stoffschlüssig mit dem Befestigungskörper ausgebildet wird.
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Der weitere (zweite) Dichtkörper kann folglich aus einem anderen Material als der Befestigungskörper ausgebildet werden und stoffschlüssig mit dem Befestigungskörper verbunden sein. Darüber hinaus ist es auch denkbar den weiteren Dichtkörper aus einem anderen Material als den (ersten) Dichtkörper zu bilden und vorzugsweise gleichfalls als geschäumten Dichtkörper auszugestalten.
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Dabei kann es bevorzugt sein, dass der Befestigungskörper den (ersten) Dichtkörper und den weiteren (zweiten) Dichtkörper im Wesentlichen voneinander trennt. D. h. auch hier kann der Befestigungskörper eine Doppelfunktion erfüllen, indem er die Kavität (den Hohlraum) des Formwerkzeugs bei der Herstellung unterteilt. Die dadurch entstandenen zwei Hohlräume können dabei mit unterschiedlichen Materialien ausgeschäumt werden. Die Materialien können so angepasst werden, dass sie den Anforderungen der Längswasserdichtigkeit sowie Abdichtung gegenüber der Wand und dabei Trennung der auf den beiden entgegengesetzten Seiten der Wand liegenden Räume bestens erfüllt. Dabei ist unter dem Begriff „im Wesentlichen” zu verstehen, dass durchaus eine gewisse Undichtigkeit im Bereich der Trennstelle vorhanden sein kann, da eine Vermischung der unterschiedlichen Schaumstoffe in einem Teilbereich nicht zwingend negative Auswirkungen haben muss. Auch kann durch eine geeignete Steuerung des Prozesses die Mischzone eingegrenzt werden. Bei dieser Ausgestaltung begrenzt der Befestigungskörper gleichfalls das durch den weiteren (zweiten) Dichtkörper definierte Volumen entlang zumindest eines Teilbereichs und ist in diesem Teilbereich bevorzugt stoffschlüssig mit dem weiteren (zweiten) Dichtkörper verbunden (analog zum ersten Dichtkörper).
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Gemäß der obigen Ausführungsform ist es besonders bevorzugt, dass der Befestigungskörper eine ringförmige Wand aufweist, die sich radial erstreckt und einen Durchbruch zur Aufnahme des strangsförmigen Elements umfasst. D. h. das radial innen liegende Ende der ringförmigen Wand dichtet gegenüber dem strangförmigen Element (dem Leitungssatz) ab, während das radial außen liegende Ende den Dichtbereich bildet.
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Zusätzlich ist es bei dieser Ausführungsform denkbar eine Durchführungsvorbereitung für ein weiteres strangsförmiges Element vorzusehen, die den Dichtkörper, den weiteren Dichtkörper und die ringförmige Wand in Axialrichtung nur teilweise durchdringt. Dies kann durch eine Freistellung des Dichtkörpers oder des weiteren Dichtkörpers und der ringförmigen Wand oder durch eine Freistellung des Dichtkörpers und des weiteren Dichtkörpers und eine teilweise Freistellung der ringförmigen Wand erzielt werden. Bei letzterer Gestaltung ist es bevorzugt die ringförmige. Wand auf eine Restwandstärke zu schwächen und/oder mit einer Sollbruchstelle zu versehen. Dadurch können für eventuelle Nachrüstungen mit weiteren Leitungen, z. B. im Reparaturfall, Durchbrüche erzielt werden durch die ein weiteres strangsförmiges Element, z. B. eine Leitung, durch die Tülle gezogen werden kann. Nach dem Durchführen kann der Bereich mit einer konventionellen Tülle oder einer geeigneten, aushärtbaren Dichtmasse verschlossen werden.
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Alternativ zu der ringförmigen Wand ist es auch denkbar, dass der Befestigungskörper eine zylindrische Wand aufweist, die den Dichtkörper teilweise aufnimmt und das durch den Dichtkörper definierte Volumen entlang eines Teilbereichs in Radialrichtung begrenzt. D. h. die zylindrische Wand definiert im Herstellungsverfahren bereits einen Hohlraum, in den der Schaumstoff eingebracht wird. An diesen Hohlraum grenzt sich das formgebende Werkzeug an und erweitert diesen Hohlraum zu einem größeren Hohlraum, so dass sich der Dichtkörper über die zylindrische Wand in Axialrichtung hinaus erstreckt. Alternativ kann das Werkzeug den Zylinder an beiden Enden lediglich verschließen, um den Hohlraum für den (ersten) Dichtkörper zu bilden.
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Bei der obigen Ausgestaltung ist es besonders bevorzugt, dass die zylindrische Wand an wenigstens einer Stirnseite, d. h. den beiden Öffnungen des Zylinders, den Dichtbereich aufweist.
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Um die Leitungen nicht mühsam einfädeln zu müssen, ist es ferner bevorzugt den Befestigungskörper aus wenigstens zwei Kreissegmenten zusammenzusetzen. Diese können getrennt in das formgebende Werkzeug eingelegt werden. Anschließend wird der Leitungssatz in das formgebende Werkzeug eingelegt. Durch Schließen des Formwerkzeugs werden die Kreissegmente um den Leitungssatz zusammengefügt und können durch eine geeignete Geometrie in Form z. B. einer Nut oder ähnlichem gegeneinander abdichten. Auch hier ist eine vollständige Abdichtung nicht unbedingt notwendig, da ein Vermischen nicht zwingend negative Auswirkungen haben muss.
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Neben der erfindungsgemäßen Tülle schlägt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Tülle vor. Das Verfahren umfasst die Schritte des Einlegens des Befestigungskörpers bzw. der Kreissegmente des Befestigungskörpers in ein formgebendes Werkzeug. Gleichzeitig oder anschließend erfolgt das Einlegen des strangförmigen Elements in das formgebende Werkzeug und daraufhin das Schließen des Werkzeugs. Nach dem Schließen ist ein Hohlraum (Kavität) durch das strangförmige Element, den Befestigungskörper und das formgebende Werkzeug begrenzt. Anschließend wird ein Schaumstoff in den Hohlraum eingebracht und aufgeschäumt und somit der Hohlraum zur Bildung des Dichtkörpers aufgeschäumt.
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Dabei kann je nach Ausgestaltung des Befestigungskörpers der Hohlraum durch den Befestigungskörper in zwei Hohlräume unterteilt werden und in die unterschiedlichen Hohlräume ein unterschiedlicher Schaumstoff eingebracht werden, der entsprechend an die Funktion des Dichtkörpers und/oder des weiteren Dichtkörpers angepasst ist, so dass die Ausbildung des (ersten) Dichtkörpers und des weiteren (zweiten) Dichtkörpers in ein und demselben Werkzeug und Verfahrensschritt erfolgen kann.
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Besonders bevorzugt ist der Hohlraum an der Schnittstelle zwischen Werkzeug und Befestigungskörper nach dem Schließen des formgebenden Werkzeugs durch den Dichtbereich des Befestigungskörpers abgedichtet.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung, die zusammen mit einem oder mehreren der oben erwähnten Merkmale umgesetzt werden können, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen, sind der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu entnehmen. Diese Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen:
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1 einen Querschnitt durch eine Tülle gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Linie 1-1 in 2 zeigt;
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2 einen Querschnitt der Tülle aus 1 entlang der Linie 2-2 zeigt;
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3 einen Querschnitt einer Tülle gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem zu 1 vergleichbaren Querschnitt zeigt;
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4 eine Alternative der Ausführungsform in 3 in einem vergrößerten Maßstab zeigt;
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5 eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tülle perspektivisch zeigt; und
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6 einen Längsschnitt durch die Tülle aus 5 zeigt.
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In der folgenden Erläuterung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird rein beispielhaft auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Tülle zum Abdichten eines Leitungssatzes eines Kraftfahrzeugs in einer Öffnung eines Karosserieblechs beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass basierend auf den obigen Ausführungen die erfindungsgemäße Tülle auch anders eingesetzt werden kann.
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In 1 ist ein Leitungssatz 10 mit mehreren Leitungen 11 dargestellt. Der Leitungssatz 10 weist eine Längserstreckung mit einer Längsmittelachse 12 auf. Die Längsmittelachse 12 entspricht der Axialrichtung. Der Leitungssatz 10 ist zumindest in einem Teilbereich der den später erläuterten Befestigungsbereich 20 durchdringt mit einem dem Fachmann bekannten Kabelwickelband 13 umwickelt.
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Die Tülle in 1 umfasst einen Befestigungskörper 20, einen ersten Dichtkörper 40 und einen zweiten Dichtkörper 50.
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Die Tülle ist zur Befestigung in einer kreisrunden Öffnung 14 in einem Karosserieblech 15 eines Kraftfahrzeugs ausgestaltet. Zur Befestigung der Tülle an dem Karosserieblech 15 weist der Befestigungskörper 20 eine Befestigungseinrichtung 21 auf. Diese kann, wie in 1 dargestellt, durch mehrere Rasthaken gebildet sein, die das Karosserieblech 15 im Bereich der Öffnung 14 hintergreifen. In 1 ist ein solcher Rasthaken 21 sichtbar. Es sind wenigstens zwei, vorzugsweise drei oder mehr solche Rasthaken vorzusehen, um eine sichere Festlegung der Tülle an dem Karosserieblech 15 zu gewährleisten. Der Befestigungskörper 20 ist, wie es 2 schematisch zu entnehmen ist, aus zwei halbkreisförmigen Segmenten 22, 24 gebildet, die radial innen liegend eine kreisrunde Durchgangsöffnung 23 für den Kabelsatz 10 bilden. Der Durchmesser der Öffnung 23 kann an den Außendurchmesser des Leitungssatzes 10 gegebenenfalls mit Umwicklung 13 angepasst sein, um eine ausreichende Abdichtung zwischen der die Öffnung 23 bildenden Fläche und der Außenfläche des Kabelsatzes 10 zu gewährleisten. Die radial außen liegende Fläche 25 bildet einen Dichtbereich, der bei der Herstellung mit einer Werkzeughälfte, die durch die Strichpunktlinie 60 in 1 angedeutet ist, abdichtet. Hierbei sollte die Breite der Fläche 25 in Axialrichtung in 1, d. h. die Breite der Dichtfläche des Dichtbereichs wenigstens 1,5 mm, vorzugsweise wenigstens 2 mm betragen.
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Der Befestigungskörper 20 in 1 setzt sich aus einer ringförmigen Wand 26 mit der Außenfläche 25 und der Öffnung 23 sowie der Befestigungseinrichtung 21 (hier den Rasthaken) zusammen. Zusätzlich kann eine Kabelführung 27 in Form eines gestrichelt dargestellten Vorsprungs vorgesehen sein.
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In 1 dient die ringförmige Wand 26 bei der Herstellung der Unterteilung des Formhohlraums in zwei Hohlräume 41 sowie 51, die den Volumina des jeweiligen Dichtkörpers entsprechen.
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Der Hohlraum 41 wird durch die Außenfläche des umwinkelten Leitungssatzes 10, das Formwerkzeug 60 sowie die in 1 rechter Hand dargestellte Seitenfläche der Wand 26 begrenzt. Dieser Formhohlraum wird im Herstellungsverfahren mit einem Schaumstoff eines ersten Materials ausgeschäumt, der den Dichtkörper 40 bildet. Dieser geht eine stoffschlüssige Verbindung mit der Seitenfläche der Wand 26 ein, die den Hohlraum 41 begrenzt. Der Schaumstoff für den Dichtkörper 40 wird dabei hinsichtlich dessen Hauptfunktion zur Abdichtung des Leitungssatzes 10 in Längsrichtung 12 (Längswasserdichtigkeit) ausgelegt. Vorzugsweise wird ein geeignetes Polyurethan(PUR)-Schaumsystem, bspw. ein 2K-PUR-Schaumsystem verwendet.
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Durch die Trennwand 26 kann auf der entgegengesetzten Seite des Dichtkörpers 40 (in 1 linker Hand) ein anderer Schaumstoff in den Hohlraum 51 eingebracht werden, der den weiteren (zweiten) Dichtkörper 50 bildet. Darüber hinaus weist das Werkzeug 60 in diesem Bereich eine Dichtgeometrie auf, sodass der Dichtkörper 50 mehrere Dichtlippen 52 umfasst. Dadurch wird der weitere (zweite) Dichtkörper 50 gebildet, der mit den Dichtlippen 52 zur Abdichtung gegenüber dem Karosserieblech 15 ausgestaltet ist und dessen Material entsprechend dieser Funktion ausgewählt wird. Z. B. kommt ein TPE (TPE-S, TPE-U, TPE-V) oder ein Polyurethan(PUR)-Schaumsystem zum Einsatz.
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Um auch den Reparaturfall und das Durchführen weiterer Leitungen durch die Tülle zu ermöglichen, kann es gemäß einer optionalen Ausgestaltung, wie sie in 3 dargestellt ist, denkbar sein, parallel zur Axialrichtung eine Freistellung (Aussparung) 43 im ersten Dichtkörper 40 vorzusehen, die diesen in Längsrichtung vollständig durchdringt. Dies kann durch Platzieren eines Kerns im Formwerkzeug realisiert werden, so dass das Volumen des Kerns, der anschließend wieder entfernt wird, nicht mit ausgeschäumt wird.
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Die Aussparung 43 kann sich zum leichten Entfernen des Kerns zu der Wand 26 hin verjüngend ausgestaltet sein. Zusätzlich ist es bei dieser Ausgestaltung eine Aussparung 28 in der Wand 26 des Befestigungskörpers 20 vorgesehen, die diese vollständig durchdringt, während wie in 3 dargestellt, der zweite Dichtkörper 50 in Flucht der Aussparungen 43, 28 unversehrt bleibt. Zum Einführen einer zusätzlichen Leitung kann der Dichtkörper 50 durch Einführen eines spitzen Gegenstands in die Aussparungen 43, 28 durchbrochen und eine Leitung durchgefädelt werden. Durch die Elastizität des zweiten Dichtkörpers 50 wäre es denkbar, dass bereits eine ausreichende Abdichtung gegenüber der zusätzlich eingeführten Leitung erzielt wird, indem sich der zweite Dichtkörper 50 an die eingeführte Leitung anlegt und abdichtet.
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Alternativ ist es auch denkbar eine zur Aussparung 43 vergleichbare Aussparung 53 in dem zweiten Dichtkörper 50 vorzusehen und die Aussparung 28 im Befestigungskörper 20 nicht durchgängig zu gestalten, sondern eine Restwandstärke in einer Größenordnung von z. B. ca. 2/10 mm zu belassen, die mittels eines spitzen Gegenstands leicht durchbrochen werden kann und zusätzlich mit einer Sollbruchstelle versehen werden kann. Bei dieser Ausgestaltung ist es jedoch erforderlich gegebenenfalls eine herkömmliche Tülle vorzusehen, um eine Abdichtung des zusätzlich eingeführten Leitungssatzes (in 4 nicht dargestellt) zu gewährleisten.
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Im Folgenden wird kurz die Herstellung der in den 1 bis 4 dargestellten Tülle erläutert.
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Hierzu wird ein formgebendes Werkzeug mit zwei Werkzeughälften 60 verwendet. Im geöffneten Zustand der Werkzeughälften 60 werden die zwei Teilsegmente 22, 24 des Befestigungskörpers 20 eingelegt. Anschließend erfolgt das Einlegen des Leitungssatzes 10, der vorab umwickelt sein kann, in eine der Werkzeughälften bzw. eines der Segmente 22 bzw. 24. Anschließend wird das Werkzeug bzw. werden die Werkzeughälften 60 geschlossen, wobei die Segmente 22, 24 zusammengefügt werden und gegebenenfalls an ihren Schnittstellen durch z. B. eine Nut (nicht dargestellt) gegeneinander abdichten. Im geschlossenen Zustand dichtet ferner die Außenfläche 25 gegen die Innenfläche der formgebenden Schale 60 ab und unterteilt den Formhohlraum (Kavität) in die Hohlräume 41, 51.
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Im Anschluss kann gleichzeitig ein Schaumstoff mit unterschiedlichen Eigenschaften in die jeweiligen Hohlräume 41, 51 eingebracht und aufgeschäumt werden, um die Dichtkörper 40, 50 auszubilden. Das Einbringen kann auch separat nacheinander oder mit Zeitversatz erfolgen. Dabei geht der Schaumstoff beider Dichtkörper 40, 50 eine stoffschlüssige Verbindung mit der Wand 26 des Befestigungskörpers 20 ein. Gleiches gilt für die Verbindung zwischen zumindest dem Dichtkörper 40 und dem Leitungssatz, vorzugsweise zwischen beiden Dichtkörpern 40, 50 und dem Leitungssatz 10.
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Nach dem Entnehmen der Tülle ist die Tülle fest mit dem Leitungssatz 10 verbunden.
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Zur Montage wird der Leitungssatz durch die Öffnung 14 des Karosserieblechs 15 geführt und die Tülle mittels der Rasthaken 21 verrastet. Dadurch wird der nötige Anpressdruck für die Dichtgeometrie 52 gewährleistet und eine Abdichtung gegenüber dem Karosserieblech 15 gewährleistet. Zusätzlich wird durch den Dichtkörper 40 eine Längswasserdichtigkeit erzielt und durch den Befestigungskörper 20 eine einfache zuverlässige Montage mit niedrigen Montagekräften sowie die Möglichkeit einer Kabelführung 27 mit der notwendigen Steifigkeit realisiert.
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Das Einlegen der Segmente 22, 24 sowie des Leitungssatzes 10 kann voll automatisch mittels eines Roboters erfolgen, wodurch ein Verfahren mit hohem Automatisierungsgrads erzielt wird.
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Alternativ zu der in den 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsform ist auch eine Tülle gemäß einer alternativen Ausführungsform, wie sie in Bezug auf die 5 und 6 beschrieben wird, denkbar.
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Bei dieser Ausführungsform umfasst der Befestigungskörper 20 eine zylindrische Wand 29, deren Mittelachse sich mit der Längsmittelachse 12 des Leitungssatzes 10 deckt. Das Zylinderinnere definiert einen Teil des Hohlraums 41, welcher das Volumen des ersten Dichtkörpers 40 vorgibt. Der Zylinderhohlraum wird bei der Herstellung durch die Formhälften 60 ergänzt. Dabei bilden die Stirnseiten 25 der zylindrischen Wand 29 jeweils den Dichtbereich zur Abdichtung gegenüber der Formhälfte 60 hier in Längs- bzw. Axialrichtung. In 1 oben erfolgt die Abdichtung hingegen in Radialrichtung.
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Anders als bei der Ausführungsform in den 1 bis 4 ist der zweite Dichtkörper 50 nicht geschäumt und nicht in demselben Werkzeug hergestellt. Vielmehr wird der Befestigungskörper 20 in einem Spritzgusswerkzeug in einem Zwei-Komponenten-Spritzguss zusammen mit dem zweiten Dichtkörper 50 hergestellt, der gleich die entsprechende Dichtgeometrie 52 zum Abdichten am Karosserieblech 15 (in 6 nicht dargestellt) aufweist. Der zweite Dichtkörper 50 ist dabei vorzugsweise aus einem Thermoplast, z. B. TPE hergestellt, während der Befestigungskörper 20 z. B. aus PC, ABS, PC-ABS oder PA gefertigt ist. Dabei wird das Material des Dichtkörpers 50 über einen Kanal in dem Befestigungskörper zu den Flächen 25 geführt und bildet dort eine Dichtfläche, die der besseren Abdichtung gegenüber dem Werkzeug 60 dient. Alternativ hierzu ist es auch denkbar die Fläche 25 mit einer Dichtkontur z. B. einer oder mehreren „Dichtlippen” aus dem gleichen Material wie der Befestigungskörper auszugestalten, die beim Schließen des formgebenden Werkzeugs verpresst werden und gegen die Innenfläche der formgebenden Schale 60 abdichten.
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Auch bei der Ausführung in den 5 und 6 wird ein Drei-Komponenten-Teil geschaffen, das einstückig ausgestaltet ist, wobei der Schaumstoff des ersten Dichtkörpers 40 mit der Innenfläche der zylindrischen Wand 29 eine stoffschlüssige Verbindung eingeht, so dass der Befestigungskörper 20 fest mit dem Dichtkörper 40 verbunden ist. Gleiches gilt für die Verbindung des Dichtkörpers 40 mit dem Leitungssatz 10. Bei dieser Ausführungsform ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform oben, erfüllt der erste Dichtkörper 40 die Funktion der Längswasserdichtigkeit entlang der Längsachse 12. Diesbezüglich wird das Material entsprechend ausgewählt. Der Befestigungskörper 20 erfüllt die Anforderung an eine einfache Montage, d. h. ein einfaches Einknöpfen der Tülle in der Öffnung 14 im Karosserieblech 15, sowie möglicherweise die notwendige Steifigkeit für eine Kabelführung (siehe Kabelführung 27 in 1). Der zweite Dichtkörper 50 ist hinsichtlich seines Materials an die Funktion der Abdichtung gegenüber dem Karosserieblech 15 ausgelegt und ausgestaltet.
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Ansonsten unterscheidet sich die Ausgestaltung der Ausführungsformen in 5 und 6 nur unwesentlich von der in den 1 bis 4.
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Bei der Herstellung wird der Befestigungskörper 20 vorzugsweise einteilig mit bereits angespritztem zweitem Dichtkörper 50 in eine der Werkzeughälften 60 eingelegt, nachdem der Leitungssatz 10 durch die Zylinderöffnung der zylindrischen Wand 29 geführt wurde. Nach dem Schließen der Werkzeughälften 60 definieren die zylindrische Wand 29 zusammen mit den Formhälften 60 einen Hohlraum, der mit einem Schaumstoff ausgeschäumt wird und den Dichtkörper 40 bildet, der durch eine formschlüssige Verbindung mit dem Leitungssatz 10 einerseits und der Innenwand der zylindrischen Wand 29 andererseits einen Verbund mit dem Leitungssatz 20 und dem Befestigungskörper 20 sowie dem damit einstückig ausgebildeten zweiten Dichtkörper 50 eingeht. Damit werden vergleichbare Vorteile, wie bei der oben erwähnten Ausführungsform, realisiert.
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Es versteht sich, dass die obigen Ausführungsformen nur einige wenige Möglichkeiten zur Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellen und verschiedene Abwandlungen und Modifikationen denkbar sind. Auch ist es denkbar Einzelmerkmale der einzelnen Ausführungsformen miteinander zu kombinieren, insofern sich diese nicht widersprechen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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