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Die Erfindung betrifft eine Kabelanordnung zur elektrischen Kontaktierung eines elektrischen Geräts, insbesondere eines Dosierventils eines Abgasnachbehandlungssystems, mit einem Kabel, das zumindest eine Litze und eine die Litze elektrisch isolierende Ummantelung aufweist, wobei ein Kabelende des Kabels zur elektrischen Kontaktierung abschnittsweise ummantelungsfrei ausgebildet ist, und wobei dem Kabelende zur Kabeldurchführung in das Gerät eine Dichteinrichtung zugeordnet ist.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Anschlusssystem zur Kontaktierung eines ein Gehäuse aufweisenden elektrischen/elektronischen Geräts, mit der oben genannten Kabelanordnung sowie mit einem Gehäuse des Geräts, das eine Öffnung zur Durchführung des Kabelendes in das Gerät aufweist.
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Stand der Technik
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Kabelanordnungen und Anschlusssysteme der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Insbesondere bei der Kabelbaumontage in Kraftfahrzeugen ist den Herstellern daran gelegen, eine einfache und sichere Verbindung von Anschlusskabeln mit elektrischen/elektronischen Geräten mit geringem Zeitaufwand, mechanisch belastbar und mit hoher Lebensdauer zu gewährleisten. Damit die Litzen eines Kabels in dem Gerät elektrisch kontaktiert werden können, müssen sie durch eine Öffnung des Gehäuses in das Gerät eingeführt werden. Diese Öffnung, zumindest im Bereich elektrischer Kontaktstellen, stellt jedoch eine Gefahrenstelle des Geräts dar, wenn sie nicht korrekt abgedichtet ist. Es muss vermieden werden, dass Feuchtigkeit oder Flüssigkeit in das Innere des Geräts gelangen kann. Hierzu werden üblicherweise Dichteinrichtungen eingesetzt, die ein oder mehrere Elastomerelemente aufweisen, die zwischen das Kabel und das Gehäuse des Geräts gesetzt und elastisch verformt werden, um eine sichere Abdichtung zu erreichen. So werden beispielsweise O-Ringe oder verformbare Dichtlippen verwendet. Das oder die Elastomerelemente werden üblicherweise durch ein unregelmäßiges Verkrimpen des Gehäuses an diesem befestigt. Durch die hohe Anzahl von Einzelteilen und Montageschritten ist die Fertigung beziehungsweise Montage aufwendig und verlangt außerdem einen erhöhten logistischen Aufwand aufgrund der Lagerhaltung der Einzelteile. Darüber hinaus kann das Elastomer mit der Zeit altern, bis die Dichtstelle versagt.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Kabelanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 überwindet in vorteilhafter Weise die oben genannten Probleme. Die Dichtwirkung wird durch die erfindungsgemäße Kabelanordnung erhöht und dauerhaft beibehalten und die Montage des Kabels an dem Gerät vereinfacht. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass die Dichteinrichtung ein auf die Ummantelung aufgespritzes Montagedichtelement sowie einen auf das Kabel und das Montagedichtelement aufschiebbaren Deckel, der zur Befestigung an dem Gerät ausgebildet ist, aufweist. Durch das aufgespritzte Montagedichtelement wird die Anzahl der Einzelteile bei der Montage der Kabelanordnung reduziert. Darüber hinaus ist eine besonders dichte Verbindung zwischen dem Montagedichtelement und der Ummantelung des Kabels durch das Aufspritzen gewährleistet. Durch den auf das Montagedichtelement aufgeschobenen oder aufschiebbaren Deckel ist die Dichteinrichtung zusammen mit dem Kabel besonders einfach an dem Gerät befestigbar, wobei das Montagedichtelement insbesondere axial, also in Kabelführungsrichtung, zwischen dem Deckel und dem Gerät verspannbar oder verspannt ist, um eine hohe Dichtwirkung zu gewährleisten.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass dem Montagedichtelement an einer Stirnseite zumindest ein ringförmiger Dichtsteg zur dichtenden Berührungskontaktierung des Geräts zugeordnet ist. Dadurch, dass der Dichtsteg der Stirnseite zugeordnet ist, wird er beim Verbinden von Deckel und Gehäuse zwischen diesen axial verspannt, und dadurch wird eine sichere Dichtung erzeugt. Durch die ringförmige Ausbildung umgibt der Dichtsteg das Kabel, insbesondere koaxial oder zumindest im Wesentlichen koaxial, sodass dieses sicher vor äußeren Einflüssen abgeschirmt ist und keine Feuchtigkeit oder Flüssigkeit beziehungsweise Medium durch die Öffnung des Gehäuses in das Gehäuse eindringen kann. Insbesondere ist der Dichtsteg an dem Montagedichtelement ausgebildet und bevorzugt als Dichtlippe ausgebildet und/oder weist einen dreieckförmigen oder V-förmigen Querschnitt auf, sodass er eine spitze Anlagekante zur Anlage an dem Gehäuse bildet, die eine sichere Dichtung gewährleistet.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Montagedichtelement zumindest einen zweiten ringförmigen Dichtsteg zur dichtenden Berührungskontaktierung des Deckels aufweist. Damit ist auch zwischen dem Montagedichtelement und dem Deckel eine sichere dichte Verbindung gewährleistet. Der zweite Dichtsteg ist insbesondere wie der erste Dichtsteg ausbildbar, also als Dichtlippe und/oder mit einer spitzen Anlagekante versehen.
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Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass der Deckel selbst eine der Umspritzung beziehungsweise dem Montagedichtelement zugeordneten ringförmigen Dichtsteg aufweist. Auch dieser kann als Dichtlippe oder wie zuvor beschrieben mit einer spitzen Anlagekante ausgebildet sein. Bevorzugt ist der Deckel aus einem Material gefertigt, das härter ist als das des Montagedichtelements, sodass sich der Dichtsteg des Deckels beim Verbinden beziehungsweise Montieren in das Montagedichtelement hineindrückt und dadurch eine sichere dichte Verbindung gewährleistet. Auf der dem Gehäuse zugewandten Stirnseite kann das Montagedichtelement auch dichtstegfrei ausgebildet sein, wobei dann der erste Dichtsteg bevorzugt an dem Gehäuse des Geräts ausgebildet ist, sodass dieser wie auch der dem Deckel zugeordnete Dichtsteg bei der Montage in das Material des Montagedichtelements hineingepresst wird und dadurch eine sichere dichte Verbindung herstellt.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Deckel Mittel zur lösbaren oder unlösbaren Befestigung an dem Gerät aufweist. Dadurch ist der Deckel mit Eigenmitteln an dem Gerät befestigbar und die dichte Verbindung herstellbar. Auf zusätzliche Mittel, wie beispielsweise Schrauben oder dergleichen, wird verzichtet, sodass eine einfache und schnelle Montage gewährleistet ist.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Mittel ein Schraubgewinde, ein Bajonettgewinde, mindestens einen Biegeabschnitt, eine Rasteinrichtung und/oder ein Federelement aufweisen. Durch die genannten Mittel ist eine einfache Befestigung des Deckels und damit ein einfaches Verpressen des Montagedichtelements axial zwischen Deckel und Gehäuse gewährleistet. Durch das optionale Federelement wird außerdem eine Federvorspannung realisiert, die ein sicheres aneinander Anliegen der Einzelteile dauerhaft gewährleistet, insbesondere auch dann, wenn die Eigenelastizität des Montagedichtelements mit der Zeit nachlassen sollte.
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Bevorzugt weist die Umspritzung beziehungsweise das Montagedichtelement eine von einem Kreis abweichende Außenkontur auf. Dadurch ist auch von außen erkennbar eine Montageausrichtung der Kabelanordnung gegeben, die die Montage für den Monteur vereinfacht. Weist außerdem auch die Öffnung des Geräts eine von einem Kreis abweichende Außenkontur auf, die mit der Außenkontur des Montagedichtelements korrespondiert, ist eine eindeutige Montage der Kabelanordnung an dem Gerät gewährleistet. Darüber hinaus bietet die vorteilhafte Außenkontur eine Verdrehsicherung zwischen Kabelanordnung und Gerät, welche die Belastbarkeit der Kabelanordnung erhöht.
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Vorzugsweise ist die Außenkontur des Montagedichtelements zumindest im Wesentlichen ovalförmig oder stadionförmig ausgebildet. Dadurch ergibt sich eine einfache und eindeutige Positionierung der Kabelanordnung an dem Gerät. Während die vorgenannten Außenkonturen eine Symmetrie aufweisen, ist gemäß einer weiteren Ausführungsform bevorzugt vorgesehen, dass die Außenkontur asymmetrisch ausgebildet ist, sodass die Kabelanordnung in nur einer einzigen Ausrichtung an dem Gerät montierbar ist. Voraussetzung hierfür ist insbesondere, dass die Öffnung des Geräts der des Montagedichtelements entspricht.
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Bevorzugt ist die Umspritzung aus einem Kunststoffgranulat gefertigt, wodurch eine kostengünstige und einfache Herstellung der Kabelanordnung gewährleistet ist.
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Das erfindungsgemäße Anschlusssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Kabelanordnung aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile. Insbesondere ist das Anschlusssystem als Kabelbaumanschlusssystem ausgebildet, sodass das Anschlusssystem mehrere zu einem Kabelbaum zusammengefasste Kabel aufweist, die jeweils eine Kabelanordnung der erfindungsgemäßen Art bilden.
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Besonders bevorzugt ist die Innenkontur der Öffnung des Gehäuses der Außenkontur des Montagedichtelements angepasst und entspricht dieser beziehungsweise ist korrespondierend zu dieser ausgebildet. Dadurch werden die zuvor genannten Vorteile bezüglich der Verdrehsicherung und der eindeutigen Montage erreicht.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Gerät die Öffnung umrandend einen Aufnahmeflansch aufweist, der von dem Deckel radial umfassbar/umfasst ist, sodass eine einfache Befestigung des Deckels an dem Gerät gewährleistet ist. Beispielsweise weist der Deckel ein Innengewinde und der Aufnahmeflansch ein Außengewinde auf, auf welches der Deckel mit dem Innengewinde aufschraubbar ist. Anstelle der Gewinde kann auch zwischen Deckel und Aufnahmeflansch ein Bajonettverschluss ausgebildet sein. Auch kann der Deckel durch plastisches Verformen an dem Aufnahmeflansch befestigt werden. Denkbar ist es auch, eine Rasteinrichtung vorzusehen, welche ein lösbares (zerstörungsfrei) oder ein unlösbares Arretieren des Deckels an dem Aufnahmeflansch bietet.
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Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschrieben sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen
- 1 ein vorteilhaftes Anschlusssystem in einer vereinfachten Längsschnittdarstellung und
- 2 das Anschlusssystem in einer Querschnittsdarstellung.
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1 zeigt in einer vereinfachten Längsschnittdarstellung ein vorteilhaftes Anschlusssystem 1 für ein Kraftfahrzeug, mit einer Kabelanordnung 2 und einem elektrischen/elektronischen Gerät 30, das insbesondere ein Einspritzventil oder Dosierventil ist. Das Gerät 30 weist ein Gehäuse 4 auf, welches eine Durchgangsöffnung 5 aufweist, durch welche ein Kabel 3 der Kabelanordnung 2 hindurchführbar ist, um im Inneren des Gehäuses 4 elektrisch mit dem Gerät 30 verbunden zu werden. Der Öffnung 5 ist ein Aufnahmeflansch 6 zugeordnet, der die Öffnung 5 an ihrem Außenumfang umrandet und von dem Gehäuse 4 vorsteht, wodurch die Öffnung 5 - axial - verlängert wird.
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Das Kabel 3 der Kabelanordnung 2 weist mehrere Litzen 7, insbesondere Kupferlitzen auf, die gegeneinander elektrisch isoliert sind und Kapillarsperren 8 aufweisen. Die Litzen 7 weisen jeweils dazu eine eigene Ummantelung 7' auf. Die Litzen 7 sind außerdem von einer gemeinsamen elektrisch isolierenden Ummantelung 9 des Kabels 3 umgeben, die elastisch verformbar und schlauchförmig ausgebildet ist. Die Ummantelung 9 ist aus einem thermisch hochfesten Material gefertigt, sodass ein Aufschmelzen der Ummantelung im Normalbetrieb sicher verhindert ist.
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Das Kabel 3 ist mit einem freien Kabelende 10 durch die Öffnung 5 in das Gehäuse 4 eingeschoben. Zur elektrischen Kontaktierung des Kabels 3 ist dieses an dem freien Ende 10 abschnittsweise ummantelungsfrei ausgebildet, sodass die Litzen elektrisch kontaktierbar sind.
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Auf dem Bereich des freien Kabelendes 10, welcher noch mit der Ummantelung 9 versehen ist, ist ein Montagedichtelement 11 aus einem isolierenden Kunststoffgranulat mit hoher Temperatur und hohem Druck insbesondere zu einer Tülle aufgespritzt. Das Montagedichtelement 11 umgibt somit das Kabelende 6 in Umfangsrichtung gesehen vollständig und ist aufgrund des Spritzvorgangs stoffschlüssig mit der Ummantelung 9 verbunden. Dadurch ist eine besonders dichte Verbindung zwischen Montagedichtelement 11 und dem Kabel gewährleistet. Das Montagedichtelement 11 ist in Längsrichtung gesehen zweistufig ausgebildet, sodass es einen ersten Abschnitt 12 mit einem Durchmesser D1 und einem zweiten Abschnitt 13 mit einem zweiten Durchmesser D2 aufweist, wobei der Abschnitt 13 dem Gerät 3 derart zugewandt ist und derart ausgebildet ist, dass es in die Öffnung 5 mit einführbar, beziehungsweise wie in 1 gezeigt, eingeführt ist.
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2 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch das Anschlusssystem 1 entlang der Linie A-A aus 1. Aus der Querschnittsdarstellung ist ersichtlich, dass das Montagedichtelement 11 zumindest in dem Abschnitt 13 eine von einem Kreis abweichende Außenkontur aufweist. Auch die Öffnung 5 weist eine von einem Kreis abweichende Kontur auf, wobei sich die beiden Konturen von Montagedichtelement 11 und Öffnung 5 einander entsprechen, sodass das Montagedichtelement 11 verdrehfest in die Öffnung 5 einführbar beziehungsweise eingeführt ist. Vorliegend entspricht die Außenkontur des Montagedichtelements 11 dabei einer Oval-Form oder Stadion-Form.
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Der Aufnahmeflansch 6 weist an seiner von dem Gerät 3 abgewandten Stirnseite eine stufenförmige Vertiefung 14 auf, in welche das Montagedichtelement 11 mit dem Abschnitt 12 eingesetzt ist, sodass es axial an dem Aufnahmeflansch 6 anliegt. Der Aufnahmeflansch 6 weist dazu an seiner dem Abschnitt 12 zugewandten Stirnseite einen ringförmigen Dichtsteg 15 auf, der sich über den gesamten Umfang des Aufnahmeflanschs 6 erstreckt. Der Dichtsteg 15 weist einen V-förmigen Querschnitt auf, sodass er eine spitze Auflagekante 16 für das Montagedichtelement 11 bildet.
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Auf das Kabel 3 ist weiterhin ein becherförmiger Deckel 17 aufgeschoben, der an seiner dem Montagedichtelement 11 zugewandten Innenseite einen ringförmigen Dichtsteg 18 aufweist, der wie der Dichtsteg 15 ausgebildet ist und eine spitze Anlagekante 19 aufweist. Der Innendurchmesser des Deckels 17 ist derart groß gewählt, dass der Deckel 17 auf den Aufnahmeflansch 6 aufschiebbar ist, sodass die Mantelwand des Deckels 6 den Aufnahmeflansch 6 radial umfasst. Dabei weist der Deckel 17 zumindest ein Mittel auf, mittels derer er an dem Aufnahmeflansch 6 lösbar oder unlösbar befestigbar ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Mittel um ein Innengewinde 21, das mit einem Außengewinde 22 des Aufnahmeflanschs 6 zusammenwirkt, sodass der Deckel 17 auf den Aufnahmeflansch 6 aufschraubbar ist. Durch das Aufschrauben wird der Abstand 12 des Montagedichtelements 11 zwischen dem Deckel 17 und der Stufe des Aufnahmeflanschs 6 axial verspannt, wodurch die Dichtstege 15 und 18 in das Material des Montagedichtelements 11 eingepresst werden, wodurch eine sichere Abdichtung erfolgt. Zusätzlich kann ein Federelement vorhanden und axial zwischen Montagedichtelement 11 und Deckel 17 oder Aufnahmeflansch 6 verspannt angeordnet sein, um die Dichtwirkung dauerhaft aufrechtzuerhalten.
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Alternativ zu der Schraubverbindung ist es auch denkbar, zwischen Deckel 17 und Aufnahmeflansch 6 ein Bajonettverschluss oder eine Rastverbindung vorzusehen. Auch ist es denkbar, den Deckel 17 plastisch derart zu verformen, dass er an dem Aufnahmeflansch 6 formschlüssig gehalten ist.
