-
EINLEITUNG
-
Die Offenbarung bezieht sich auf Kraftfahrzeuge, und insbesondere auf elektrische Drahtbündel für Kraftfahrzeuge.
-
Kraftfahrzeuge nutzen elektrische Drähte und Bündel derselben, um elektrische Energie und/oder Verbindungen zwischen Komponenten des Kraftfahrzeugs bereitzustellen. Bündel von elektrischen Kabeln, oft auch als Kabelbäume bezeichnet, werden verwendet, um Komponenten mit elektrischer Energie zu versorgen und/oder die Komponenten miteinander zu verbinden. Derartige Kabelbäume sind typischerweise flexible, sperrige Elemente mit einer Vielzahl von Kabeln, mit mehreren Abzweigungen und Steckverbindern. Derartige Kabelbäume sind aufgrund ihrer Flexibilität oft maßlich ungenau und lassen sich nur schwer wiederholgenau in ein Kraftfahrzeug einbauen. Des Weiteren ist der typische Kabelbaum aufgrund seiner Konstruktion nicht platzsparend und nimmt ein erhebliches Volumen ein, was den nutzbaren Innenraum des Fahrzeugs reduziert.
-
KURZDARSTELLUNG
-
In einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet eine Kabelbaumanordnung ein oder mehrere Kabelbaumsegmente. Jedes Kabelbaumsegment beinhaltet eine Vielzahl von Kabeln, eine Hülle, die die Vielzahl von Kabeln umschließt, und einen oder mehrere Verbinder, die funktionsfähig mit dem einen oder den mehreren Kabelbaumsegmenten verbunden sind, die konfiguriert sind, um benachbarte Kabelbaumsegmente zu verbinden und/oder ein Kabelbaumsegment des einen oder der mehreren Kabelbaumsegmente mit einer elektrischen Komponente zu verbinden.
-
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale ist die Hülle aus einem thermoplastischen Polymermaterial gebildet.
-
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale ist das thermoplastische Polymer eines von einem Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder einem Polycarbonat-(PC)-Material.
-
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale ist die Hülle über die Vielzahl der Kabel gewickelt.
-
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale werden die einen oder mehreren Kabelbaumsegmente durch additive Fertigung gebildet.
-
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale sind der eine oder die mehreren Verbinder einer oder mehrere von einem geraden Verbinder, einem L-förmigen Verbinder, einem T-förmigen Verbinder oder einem X-förmigen Verbinder.
-
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale sind eine oder mehrere Oberflächen des Gehäuses so konfiguriert, dass sie einer Oberfläche entsprechen, auf der das Kabelbaumsegment installiert ist.
-
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale werden ein oder mehrere Befestigungselemente in der Hülle ausgebildet.
-
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale beinhaltet die Befestigungsfunktion einen oder mehrere Flansche, die sich von der Hülle erstrecken, durch die ein oder mehrere Befestigungselemente installiert werden.
-
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale ist das Befestigungselement eines oder mehrere in der Hülle ausgebildete Verbindungselemente.
-
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale ist die Kabelbaumanordnung zur Installation in einem Fahrzeug konfiguriert.
-
In einer weiteren exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein Fahrzeug eine Karosserie mit einem oder mehreren Karosserieblechen und eine Kabelbaumanordnung, die an einem Karosserieblech der einen oder mehreren Karosseriebleche angeordnet ist. Die Kabelbaumanordnung beinhaltet eines oder mehrere Kabelbaumsegmente. Jedes Kabelbaumsegment beinhaltet eine Vielzahl von Kabeln, eine Hülle, die die Vielzahl von Kabeln umschließt, und einen oder mehrere Verbinder, die funktionsfähig mit dem einen oder den mehreren Kabelbaumsegmenten verbunden sind, die konfiguriert sind, um benachbarte Kabelbaumsegmente zu verbinden und/oder ein Kabelbaumsegment des einen oder der mehreren Kabelbaumsegmente mit einer elektrischen Komponente zu verbinden.
-
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale ist die Hülle aus einem thermoplastischen Polymermaterial gebildet.
-
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale ist das thermoplastische Polymer eines von einem Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder einem Polycarbonat-(PC)-Material.
-
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale ist die Hülle über die Vielzahl der Kabel gewickelt.
-
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale werden die einen oder mehreren Kabelbaumsegmente durch additive Fertigung gebildet.
-
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale sind der eine oder die mehreren Verbinder einer oder mehrere von einem geraden Verbinder, einem L-förmigen Verbinder, einem T-förmigen Verbinder oder einem X-förmigen Verbinder.
-
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale sind eine oder mehrere Oberflächen des Gehäuses so konfiguriert, dass sie einer Oberfläche entsprechen, auf der das Kabelbaumsegment installiert ist.
-
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale werden ein oder mehrere Befestigungselemente in der Hülle ausgebildet.
-
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale beinhaltet die Befestigungsfunktion einen oder mehrere Flansche, die sich von der Hülle erstrecken, durch die ein oder mehrere Befestigungselemente installiert werden.
-
Die oben genannten Eigenschaften und Vorteile sowie anderen Eigenschaften und Funktionen der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ohne Weiteres hervor.
-
Figurenliste
-
Andere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen nur exemplarisch in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, wobei gilt:
- 1 ist eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform eines Fahrzeugs;
- 2 ist eine Draufsicht einer exemplarischen Kabelbauminstallation an einer Bodenplatte eines Fahrzeugs;
- 3 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Steckerkonfiguration für einen Kabelbaum;
- 4 ist eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform einer Steckerkonfiguration für einen Kabelbaum;
- 5 ist eine schematische Darstellung noch einer weiteren Ausführungsform einer Steckerkonfiguration für einen Kabelbaum;
- 6 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Kabelbaumsegments;
- 7 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Installation eines Kabelbaumsegments an einem Fahrzeug;
- 8 ist eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Kabelbaumsegments; und
- 9 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Segmentbefestigungsstrategie für Kabelbäume am Fahrzeug.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Die folgende Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung in ihren An- oder Verwendungen zu beschränken. Es sollte verstanden werden, dass in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen. Der hier verwendete Begriff „Modul“ bezieht sich auf eine Verarbeitungsschaltung, die eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder gruppiert) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, die die beschriebene Funktionalität bieten, beinhalten kann.
-
Ein Fahrzeug 10 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform ist schematisch in 1 veranschaulicht. Das Fahrzeug 10 beinhaltet eine Karosserie 12, die einen Antriebsstrang 14 trägt. Der Antriebsstrang 14 beinhaltet eine Antriebsmaschine 16, beispielsweise einen Elektromotor, einen Hybridmotor oder einen Verbrennungsmotor. In der Ausführungsform von 1 wird Energie von der Antriebsmaschine 16 über ein Getriebe 18 zu einem Verteilergetriebe 20 übertragen. Eine erste Antriebswelle 22 ist funktionsfähig mit dem Verteilergetriebe 20 verbunden und erstreckt sich zu einer ersten Achse 24 und ist mit dieser über ein erstes Differential 26 oder eine andere Anordnung verbunden. Die erste Achse 24 überträgt die Leistung auf ein oder mehrere erste Räder 28. In ähnlicher Weise ist das Verteilergetriebe 20 in einigen Ausführungsformen mit einer zweiten Antriebswelle 30 verbunden, um die Leistung auf eine zweite Achse 32 zum Antreiben eines oder mehrerer zweiter Räder 34 zu übertragen. In einigen Ausführungsformen ist die zweite Antriebswelle 30 über ein zweites Differential 35 mit der zweiten Achse 32 verbunden. In der Ausführungsform von 1 ist ein Fahrzeug 10 dargestellt, das mit einem Allradantrieb oder Allradantriebsstrang 14 ausgestattet ist, in dem sowohl die ersten Räder 28 als auch die zweiten Räder 34 mit dem Antriebsstrang 14 wirkverbunden sind und von diesem angetrieben werden. Ein Fachmann wird jedoch leicht erkennen, dass die vorliegende Offenbarung ähnlich auf Fahrzeuge mit anderen Antriebsstranganordnungen angewendet werden kann, wie z. B. einem Zweiradantriebsstrang, der entweder die ersten Räder 28 oder die zweiten Räder 34 antreibt.
-
Das Fahrzeug 10 beinhaltet ferner eine oder mehrere elektrisch angetriebene Komponenten 36 oder Komponenten 36, denen elektrische Signale zugeführt werden. Die Komponenten 36 sind mit einer Stromquelle verbunden (nicht dargestellt) und/oder über einen oder mehrere Kabelbäume 38 mit anderen Komponenten 36 verbunden. Unter Bezugnahme auf 2 ist eine Draufsicht einer exemplarischen Kabelbaumanordnung 38 veranschaulicht. Der veranschaulichte Kabelbaum 38 ist an einer Bodenplatte 70 des Fahrzeugs 10 angeordnet, wobei ein Fachmann leicht erkennen wird, dass die vorliegende Offenbarung für Kabelbaum 38 Anordnungen verwendet werden kann, die an einem Karosserieblech an anderen Abschnitten des Fahrzeugs befestigt sind, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, ein Fahrzeugdach, eine Instrumententafel, einen Motorraum, einen Kofferraum oder dergleichen. Des Weiteren können die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zwar im Rahmen eines Fahrzeugs 10 beschrieben werden, wobei der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung in anderen Anwendungen verwendet werden kann.
-
Unter erneuter Bezugnahme auf 2 beinhaltet der Kabelbaum 38 eine Vielzahl von modular aufgebauten Kabelbaumsegmenten 40. Jedes Kabelbaumsegment 40 definiert einen Abschnitt des Kabelbaums 38 und ist über die Verbinder 42 mit den Komponenten 36 und/oder anderen Kabelbaumsegmenten 40 verbunden. Die Verbinder 42 können eine gerade Konfiguration aufweisen, wie in 2 dargestellt, oder andere Konfigurationen, wie beispielsweise eine T-Form, wie in 3 dargestellt, eine X-Form, wie in 4, oder eine L-Form, wie in 5. Die Verwendung der Kabelbaumsegmente 40 mit den Verbindern 42 führt zu einer modularen Kabelbaumkonstruktion 38. Es ist zu beachten, dass die in den 3-5 veranschaulichten Verbinder 42 lediglich exemplarisch sind und dass im Rahmen der vorliegenden Offenbarung weitere Formen und Konfigurationen von Verbindern 42 vorgesehen sind.
-
Unter Bezugnahme nun auf die Querschnittsansicht von 6 beinhaltet das Kabelbaumsegment 40 eine Vielzahl von Kabeln 44, die zumindest teilweise in einer Hülle 46 eingekapselt sind. Die Hülle 46 weist eine ausgewählte Querschnittsform auf, die entlang einer Länge des Kabelbaumsegments 40 konstant sein kann, oder in einigen Ausführungsformen entlang der Länge des Kabelbaumsegments 40 variieren kann. Die Vielzahl der Kabel 44 erstreckt sich entlang der Länge des Kabelbaumsegments 40. Die Hülle 46 kann beispielsweise aus einem thermoplastischen Polymer gebildet sein, wie beispielsweise aus einem Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder Polycarbonat-(PC)-Material. In einigen Ausführungsformen ist die Hülle 46 mit der Vielzahl von Kabeln 44 co-geformt, um die Vielzahl von Kabeln 44 zu umschließen und dadurch das Kabelbaumsegment 40 zu bilden. In einigen Ausführungsformen ist die Hülle 46 elektrisch isolierend, sodass zusätzliche Isolierschichten um die Kabel 44 nicht erforderlich sind. Zusätzlich oder alternativ ist die Hülle 46 in anderen Ausführungsformen als wasser- oder feuchtigkeitsbeständig konfiguriert. In weiteren Ausführungsformen kann das Kabelbaumsegment 40 über additive Fertigungsverfahren gebildet werden. Insbesondere können in einigen Ausführungsformen die Hülle 46 und die Vielzahl der Kabel 44 durch eine additive Fertigung zusammengefügt werden, während in anderen Ausführungsformen die Hülle 46 durch additive Fertigungsverfahren um die Vielzahl der Kabel 44 herum gebildet werden kann.
-
Wie in 6 dargestellt, kann das Kabelbaumsegment 40 in einigen Ausführungsformen Kabel 44 mit unterschiedlichen Querschnittsgrößen beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann die Querschnittsgröße beispielsweise zwischen 0,1 mm und 10 mm Breite oder Durchmesser liegen, während in anderen Ausführungsformen die Querschnittsgröße zwischen 1,0 mm und 3,0 mm liegen kann. Ein Fachmann kann leicht erkennen, dass die hierin beinhalteten Querschnittsgrößen nur exemplarisch sind und dass andere Querschnittsgrößen der Kabel 44 beispielsweise abhängig von den Systemanforderungen oder der Anforderung verwendet werden können.
-
Das Kabelbaumsegment 40 kann einen rechteckigen Gesamtquerschnitt aufweisen, wie in 6 dargestellt, oder wie in der in 7 dargestellten Ausführungsform kann das Kabelbaumsegment 40 konturiert oder anderweitig ausgebildet sein, wenn es an den Bauraum angepasst ist. So ist beispielsweise in der Ausführungsform von 7 das Kabelbaumsegment 40 an einem Wippenkanal 50 des Fahrzeugs 10 installiert und beinhaltet eine im Wesentlichen flache Hüllenoberseite 52 und eine schräge oder gekrümmte Hüllenunterseite 54, um im Wesentlichen einer Kanalunterseite 56 zu entsprechen. Eine Wippenabdeckung 58 kann verwendet werden, um das Kabelbaumsegment 40 im Wippenkanal 50 einzuschließen. Eine derartige Übereinstimmung der Querschnittsform des Kabelbaumsegments 40 mit dem Wippenkanal 50, in den das Kabelbaumsegment 40 effizienter eingebaut ist, verpackt das Kabelbaumsegment 40 in den verfügbaren Raum im Wippenkanal 50 und kann dadurch zu einer Verringerung der Tiefe des Wippenkanals 50 und/oder einem Höhenunterschied zum Betreten und/oder Verlassen des Fahrzeugs 10 führen.
-
In einigen Ausführungsformen, wie in den 8 und 9 dargestellt, kann das Kabelbaumsegment 40 mit einer oder mehreren Befestigungsvorrichtungen zum Befestigen des Kabelbaumsegments 40 ausgebildet sein. So können beispielsweise, wie in 8 dargestellt, einer oder mehrere Flansche 60 in den Mantel 46 eingeformt werden. Die Flansche 60 können Flanschöffnungen 62 beinhalten, durch das eine oder die mehreren Befestigungselemente 64, wie beispielsweise Schrauben oder Klammern, montiert werden, um das Kabelbaumsegment 40 im Fahrzeug 10 in Position zu halten. Zusätzlich oder alternativ, wie in 9 schematisch dargestellt, werden ein oder mehrere Befestigungselemente 64, wie beispielsweise Druckclips, in die Hülle 46 zum direkten Einbau in das Fahrzeug 10 eingegossen, um das Kabelbaumsegment 40 in seiner Position zu sichern.
-
Der modulare Aufbau des Kabelbaums 38 unter Verwendung der Kabelbaumsegmente 40 und der Verbinder 42 vereinfacht den Herstellungsprozess, um eine einheitliche Platzierung des Kabelbaums 38 im Fahrzeug 10 zu ermöglichen. Des Weiteren reduziert der modulare Aufbau den Materialverbrauch, einschließlich einer Reduzierung des Kupferverbrauchs für die Vielzahl von Kabeln 44, durch eine präzisere Platzierung der Kabel 44 durch die Verwendung der Hülle 46. Des Weiteren wird die Maßgenauigkeit und Raumausnutzung verbessert, wodurch eine erhöhte Kabeldichte in einem gegebenen Raum und/oder eine Reduzierung des für die Installation des Kabelbaums 38 erforderlichen Fahrzeugraums ermöglicht wird.
-
Während die obige Offenbarung mit Bezug auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass unterschiedliche Änderungen vorgenommen und die einzelnen Teile durch entsprechende andere Teile ausgetauscht werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Materialsituation an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher ist vorgesehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die speziellen offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, aber alle Ausführungsformen beinhaltet, die in deren Umfang fallen.
