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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Kabeltülle für ein Kabel, eine Kabeltülle, hergestellt nach einem solchen Verfahren, ein Kabel mit einer solchen Kabeltülle, sowie einen Stecker mit einem Steckergehäuse und einem Kabel mit einer solchen Kabeltülle.
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Kabeltüllen für Kabel und Verfahren zur Herstellung davon sind aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Kabeltüllen kommen beispielsweise im Motorenbau zum Einsatz und können in eine Öffnung eines Bauteils eines Motors, insbesondere eines Steuergeräts, montiert werden. Üblicherweise werden bei der Herstellung von Kabeltüllen geteilte Tüllen verwendet, wobei die Leitungselemente in die entsprechenden Tüllenhälften eingelegt werden. Die geteilten Tüllen werden nach der Montage der Leitungselemente durch Zusammenpressen oder Zusammenfügen der beiden Tüllenhälften verbunden oder werden alternativ miteinander verschraubt. Um eine wasserdichte Verbindung zwischen den beiden Elementen zu erhalten, können die Kontaktflächen der beiden Tüllen zusätzlich mit einem Kleber versehen werden.
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Kabeltüllen und Stecker mit Kabeltüllen sind aufwändig zum Abdichten gegen Feuchtigkeitstransport. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, das Steckergehäuse vollständig mit der Kabeltülle zu vergießen, um einen abgedichteten Stecker zu bilden. Dadurch soll das Eindringen von Feuchtigkeit in die Kontaktzone des Steckers verhindert werden, insbesondere um die Haltbarkeit des Steckers zu erhöhen. Nachteilig aus dem Stand der Technik ist jedoch, dass dabei Steckkontakte nicht mehr schwimmend gelagert, sondern starr sind, was einerseits nachteilig bei der Montage, andererseits schwierig zu reparieren ist. Des Weiteren führen derartige Steckkontakte zu Kontaktausfällen aufgrund von Ermüdung des Materials und Fehlstellungen. Starre Kontakte können sich nicht mehr ausrichten, so dass es zu ungleichmäßigem Abrieb auf den Kontaktflächen kommt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Kabeltülle für ein Kabel, eine Kabeltülle hergestellt nach einem solchen Verfahren, ein Kabel mit einer solchen Kabeltülle, sowie einen Stecker mit einem Steckergehäuse und einem Kabel mit einer solchen Kabeltülle bereitzustellen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten, und wobei insbesondere eine feuchtigkeitsdichte Kabeltülle mit hoher Haltbarkeit geschaffen wird.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zum Herstellen einer Kabeltülle für ein Kabel geschaffen wird, wobei die Kabeltülle an einem Ende des Kabels angeordnet wird, wobei das Kabel einen Kabelstrang mit einer Mehrzahl an Adern aufweist, und wobei die Adern zumindest teilweise ummantelt sind. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass
- a) das eine Ende des Kabels in eine Werkzeugform eingelegt wird, wobei die Werkzeugform zum Einfüllen von Spritzgussmasse eingerichtet ist,
- b) das Kabel in der Werkzeugform fixiert wird,
- c) die Werkzugform geschlossen wird, wobei die Werkzeugform ein Füllloch zum Einfüllen von Spritzgussmasse aufweist, wobei die Werkzeugform über das Füllloch mit Spritzgussmasse befüllt wird, wobei die Adern des Kabelstrangs und/oder das Kabel bereichsweise mit der Spritzgussmasse umgossen werden, so dass die Adern und/oder das Kabel bereichsweise umschlossen werden, wobei die Adern endständig nicht umgossen werden, und
- d) die so erhaltene Kabeltülle aus der Werkzeugform entnommen wird.
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Bevorzugt wird mindestens eine Ader des Kabelstrangs relativ zu der Werkzeugform positioniert, das Kabel fixiert, also gesichert, die anderen Adern des Kabelstrangs ausgerichtet, so dass diese konfektionierbar sind, und die Werkzeugform über ein Füllloch mit Spritzgussmasse befüllt, wobei die Kabeltülle ausgebildet wird, die insbesondere eine Feuchtigkeitsbarriere im Bereich der Kabeltülle aufweist.
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Vorzugsweise wird der Kabelstrang, insbesondere die Adern des Kabelstrangs, in Schritt b) in die Werkzeugform eingelegt.
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Vorzugsweise wird die Kabeltülle einstückig ausgebildet.
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Vorzugsweise wird mindestens eine Ader des Kabelstrangs vor Einlegen des Kabelstrangs in die Werkzeugform in Schritt a) oder nach dem Erhalt der Kabeltülle in Schritt d) endständig entmantelt.
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Vorzugsweise wird die Werkzeugform zum Härten der Spritzgussmasse erwärmt, insbesondere auf eine Temperatur von 80 bis 360 °C, bevorzugt von 100 bis 300 °C, oder bevorzugt von 120 bis 280 °C. Vorzugsweise wird die Spritzgussmasse durch Polymerisieren ausgehärtet, insbesondere mittels eines Starters zur Initiierung der Polymerisierung oder mittels UV-Strahlen. Insbesondere wird die Viskosität der Spritzgussmasse eingestellt und/oder der Vergussprozess gesteuert durch die Wahl der Temperatur sowie die Einstellung eines Drucks, insbesondere Unter- oder Überdrucks, insbesondere eines Unterdrucks.
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Vorzugsweise wird die erhaltene Kabeltülle ganz oder teilweise abgekühlt, bevorzugt vor der Entnahme aus der Werkzeugform oder bevorzugt nach der Entnahme aus der Werkzeugform.
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Vorzugsweise ist eine Innenwand der Werkzeugform mit einer Antihaftbeschichtung versehen, so dass die Kabeltülle aus der Werkzeugform leicht lösbar ist.
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Vorzugsweise wird die Spritzgussmasse in flüssiger Form in die Werkzeugform eingebracht, insbesondere in geschmolzener Form. Vorzugsweise ist die Spritzgussmasse ein Kunststoff, bevorzugt ein thermoplastischer Kunststoff.
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Vorzugsweise wird die Spritzgussmasse mittels einer Düse durch das Füllloch in die Werkzeugform, insbesondere in eine Kavität der Werkzeugform, gepresst. Alternativ wird die Spritzgussmasse mittels eines Unterdrucks in die Kavität der Werkzeugform eingezogen. Vorzugsweise weist die Werkzeugform eine Öffnung, insbesondere ein Loch, zum Erzeugen eines Unterdrucks in der Kavität der Werkzeugform auf.
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Das Verfahren zum Herstellen einer Kabeltülle für ein Kabel weist Vorteile im Vergleich zum Stand der Technik auf. Vorteilhafterweise wird die Dichtwirkung der Kabeltülle verbessert. Vorteilhafterweise wird eine Feuchtigkeitsbarriere zwischen einem Mantel des Kabels und den Adern, den Adern und der Kabeltülle, und/oder den Adern, der Kabeltülle und einem Steckergehäuse ausgebildet, wodurch ein Feuchtigkeitstransport zwischen den Bauteilen, insbesondere aufgrund einer Kapillarwirkung verhindert wird. Vorteilhafterweise befindet sich die mindestens eine fixierte Ader immer in einer bestimmten Position, so dass die Montage der anderen Adern relativ zu der mindestens einen fixierten Ader vereinfacht ist. Vorteilhafterweise ergibt sich eine Verdrehsicherung, insbesondere des Kabels und/oder des Kabelstrangs mit der Mehrzahl an Adern, so dass die Position der Adern zur weiteren Montage erhalten bleibt. Vorteilhafterweise sind die Adern, insbesondere endständig, also zur Kontaktierung mit einer Steckvorrichtung, schwimmend lagerbar. Vorteilhafterweise wird die Kabeltülle in einem Verfahrensschritt hergestellt.
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Vorzugsweise wird die Ummantelung der Adern nicht oder nicht vollständig in die Kabeltülle eingeschmolzen.
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Vorzugsweise weist die Werkzeugform Aussparungen zur Formgebung, insbesondere zum Anformen von mindestens einem Strukturelement an die Kabeltülle auf.
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Vorzugsweise wird an die Kabeltülle in Schritt c) außenseitig mindestens ein Strukturelement angeformt, insbesondere mindestens ein Strukturelement zur Befestigung oder zum Einfügen der Kabeltülle in eine Aufnahme eines Steckergehäuses und/oder in ein Fahrzeugbauteil.
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Vorzugsweise wird die Wanddicke der Kabeltülle an Belastungen angepasst, die für eine spätere Verwendung prognostiziert werden.
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Vorzugsweise wird das Kabel in Schritt b) mittels mindestens eines Befestigungselements, insbesondere einer Schelle, in oder an der Werkzeugform fixiert, so dass das Kabel insbesondere relativ zur Werkzeugform ausgerichtet wird.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens eine als fixierte Ader bezeichnete Ader des Kabelstrangs relativ zu der Werkzeugform fixiert wird.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die anderen Adern des Kabelstrangs relativ zu der mindestens einen fixierten Ader ausgerichtet werden. Dadurch ist insbesondere eine Zuordnung der anderen Adern nach der Bildung der Kabeltülle möglich.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens ein Positioniervorsprung an die Kabeltülle geformt wird, so dass die Kabeltülle an einem Steckergehäuse positionierbar ist, wobei der Positioniervorsprung der Kabeltülle und/oder eine Oberfläche der Kabeltülle zumindest bereichsweise komplementär zu einer Aussparung und/oder Auflage des Steckergehäuses zum Anordnen des Kabels in dem Steckergehäuse ausgebildet werden.
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Vorzugsweise ist der Positioniervorsprung einstückig mit der Kabeltülle ausgebildet.
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Unter einem Positioniervorsprung wird insbesondere ein Element an der Kabeltülle verstanden, das in eine komplementäre Form eines Steckergehäuses, insbesondere eine Aussparung des Steckergehäuses, eingreifen kann, so dass die Kabeltülle relativ zum Steckergehäuse positionierbar ist. Dies stellt zugleich eine Sicherung gegen Zug und Verdrehen dar.
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Vorzugsweise wird die Kabeltülle nur bereichsweise im Bereich des Positionierungsvorsprungs und auf der dem Positionierungsvorsprung abgewandten Seite der Adern mit dem Kabel vergossen.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Kabeltülle, hergestellt nach einem erfindungsgemäßen Verfahren bereitgestellt wird, insbesondere nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele. Dabei ergeben sich in Zusammenhang mit der Kabeltülle insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren zum Herstellen einer Kabeltülle für ein Kabel erläutert wurden. Die Kabeltülle ist insbesondere zum Anordnen in einem Steckergehäuse ausgebildet. Vorzugsweise ist die Kabeltülle aus einem thermoplastischen Elastomer ausgebildet.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kabeltülle die Adern derart umschließt, dass eine Verdrehung der Adern relativ zu der Kabeltülle zumindest weitgehend verhindert und/oder eine Zugentlastung für die Adern (7) bereitgestellt wird.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Kabel mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Kabeltülle bereitgestellt wird, insbesondere nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, wobei bevorzugt an beiden Enden des Kabels eine erfindungsgemäße Kabeltülle ausgebildet ist. Dabei ergeben sich für das Kabel insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren zum Herstellen einer Kabeltülle für ein Kabel und mit der Kabeltülle, hergestellt nach einem solchen Verfahren, erläutert wurden.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Stecker mit einem Steckergehäuse und einem Kabel mit einer erfindungsgemäßen Kabeltülle bereitgestellt wird, insbesondere nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele. Dabei ergeben sich für den Stecker insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren zum Herstellen einer Kabeltülle für ein Kabel, mit der Kabeltülle, hergestellt nach einem solchen Verfahren, und mit dem Kabel mit einer erfindungsgemäßen Kabeltülle erläutert wurden. Das Steckergehäuse weist dabei eine Auflage auf, auf der die Kabeltülle und/oder das Kabel angeordnet sind, wobei das Steckergehäuse bevorzugt eine Aussparung aufweist, an oder in der ein Positionierungsvorsprung der Kabeltülle angeordnet ist, wobei die Kabeltülle an dem Steckergehäuse positioniert ist, so dass die Kabeltülle relativ zu dem Steckergehäuse nicht verdrehbar ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Adern des Kabelstrangs in dem Steckergehäuse zumindest endständig schwimmend gelagert sind.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Steckergehäuse und die Kabeltülle und/oder das Steckergehäuse und das Kabel nicht miteinander vergossen sind.
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Die Beschreibung des Verfahrens einerseits und der Kabeltülle, des Kabels und des Steckers, allgemein als Vorrichtungen bezeichnet, andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Insbesondere sind Merkmale der Vorrichtungen, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren offenbart sind, bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale eines Ausführungsbeispiels einer der Vorrichtungen. Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit einer der Vorrichtungen offenbart sind, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Schritte einer Ausführungsform des Verfahrens. Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die wenigstens einen Verfahrensschritt aufweist, der sich aus wenigstens einem Merkmal einer erfindungsgemäßen Vorrichtung oder einer Vorrichtung gemäß einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele ergibt. Es wird ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung bevorzugt, das wenigstens ein Merkmal aufweist, das sich aus wenigstens einem Verfahrensschritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens oder eines Verfahrens gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen ergibt.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Werkzeugform für ein Verfahren zum Herstellen einer Kabeltülle für ein Kabel in einer Seitenansicht;
- 2 eine schematische Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Kabeltülle ohne Kabel und Kabelstrang in einer Seitenansicht (2A) und ein Ausführungsbeispiel einer Kabeltülle mit Kabel und Kabelstrang in einer Seitenansicht (2B); und
- 3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Steckergehäuses in einer Draufsicht.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Werkzeugform 9 für ein Verfahren zum Herstellen einer Kabeltülle 1 für ein Kabel 3 in einer Seitenansicht, wobei die Kabeltülle 1 mit dem Kabel 3 in die Werkzeugform 9 eingelegt ist (1A). Außerdem sind Befestigungselemente 15, insbesondere Schellen, zur Fixierung des Kabels 3 und/oder des Kabelstrangs 5 dargestellt (1B).
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In dem Verfahren zum Herstellen einer Kabeltülle 1 für ein Kabel 3 wird die Kabeltülle 1 an einem Ende des Kabels 3 ausgebildet, wobei das Kabel 3 einen Kabelstrang 5 mit einer Mehrzahl an Adern 7 aufweist, und wobei die Adern 7 zumindest teilweise ummantelt sind. In dem Verfahren wird in Schritt a) das eine Ende des Kabels 3 in eine Werkzeugform 9 eingelegt, wobei die Werkzeugform 9 zum Einfüllen von Spritzgussmasse eingerichtet ist, in Schritt b) das Kabel 3 in der Werkzeugform 9 fixiert, in Schritt c) die Werkzeugform 9 geschlossen, wobei die Werkzeugform 9 ein Füllloch 11 zum Einfüllen von Spritzgussmasse aufweist, wobei die Werkzeugform 9 über das Füllloch 11 mit Spritzgussmasse befüllt wird, wobei die Adern 7 des Kabelstrangs 5 und/oder das Kabel 3 bereichsweise mit der Spritzgussmasse umgossen werden, so dass die Adern 7 und/oder das Kabel 3 bereichsweise umschlossen werden, wobei die Adern 7 endständig nicht umgossen werden, und in Schritt d) die auf diese Weise durch Spritzgießen erhaltene Kabeltülle 1 aus der Werkzeugform 9 entnommen wird. Ein Härtungsprozess der Spritzgussmasse wird bevorzugt durch Einstellen von Druck/Unterdruck und Temperatur gesteuert.
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Die erhaltene Kabeltülle 1 kann vor oder nach Entnahme aus der Werkzeugform 9 abgekühlt werden. Die Spritzgussmasse kann in Abhängigkeit des Materials durch Erwärmen oder durch Polymerisieren ausgehärtet werden. Das Kabel 3 kann in der Werkzeugform 9 durch mindestens ein Befestigungselement 15, insbesondere eine Schelle, fixiert werden. An die Kabeltülle 1, insbesondere an die Oberfläche der Kabeltülle 1, können Strukturelemente 17 zur Formgebung der Kabeltülle 1 angeformt oder ausgeformt werden. Derartige Strukturelemente 17 ermöglichen beispielsweise die Befestigung der Kabeltülle 1 an einem Steckergehäuse 19 oder an einem Bauteil.
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Bei einer derart hergestellten Kabeltülle 1 wird die Dichtwirkung der Kabeltülle 1 verbessert. Vorteilhafterweise wird eine Feuchtigkeitsbarriere zwischen einem Mantel des Kabels 3 und den Adern 7, den Adern 7 und der Kabeltülle 1, und/oder den Adern 7, der Kabeltülle 1 und einem Steckergehäuse 19 ausgebildet, wodurch ein Feuchtigkeitstransport zwischen den Bauteilen, insbesondere aufgrund einer Kapillarwirkung verhindert wird. Vorteilhafterweise befindet sich mindestens eine vorab in der Werkzeugform 9 fixierte Ader 7 immer in einer bestimmten Position, so dass die Montage der anderen, relativ zu der fixierten Ader 7 ausgerichteten Adern 7 vereinfacht ist. Die Adern 7 sind insbesondere in einer Steckvorrichtung schwimmend lagerbar. Die Kabeltülle 1 wird insbesondere in einem Verfahrensschritt hergestellt.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung wird mindestens eine Ader 7 des Kabelstrangs 5 relativ zu der Werkzeugform 9 fixiert. Die mindestens eine Ader 7 kann dabei bevorzugt in ein Klemmelement eingeklemmt werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die anderen Adern 7 des Kabelstrangs 5 relativ zu der mindestens einen fixierten Ader 7 ausgerichtet.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird mindestens ein Positionierungsvorsprung 13 an die Kabeltülle 1 angeformt, so dass die Kabeltülle 1 in einem Steckergehäuse 19 positionierbar ist, wobei der Positioniervorsprung 13 der Kabeltülle 1 und/oder eine Oberfläche der Kabeltülle 1 zumindest bereichsweise komplementär zu einer Aussparung 21 und/oder Auflage 23 des Steckergehäuses 19 zum Anordnen des Kabels 3 in dem Steckergehäuse 19 ausgebildet werden.
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Die Spritzgussmasse kann mittels Druck über das Füllloch 11 in die Werkzeugform 9 eingepresst werden, so dass Hohlräume zwischen den Adern 7 und/oder dem Kabelstrang 5 und dem Mantel des Kabels 3 aufgefüllt werden.
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Die Kabeltülle 1 ist insbesondere zum Anordnen in einem Steckergehäuse 19 ausgebildet. Die Kabeltülle 1 ist bevorzugt aus einem thermoplastischen Elastomer ausgebildet.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umschließt die Kabeltülle 1 die Adern 7 derart, dass eine Verdrehung der Adern 7 relativ zu der Kabeltülle 1 zumindest weitgehend verhindert wird.
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Die Werkzeugform 9 ist bevorzugt aus mindestens zwei Formhälften ausgebildet, die nach Einlegen des Kabels 3 mit dem Kabelstrang 5 und den Adern 7 geschlossen werden, wobei eine Kavität zur Ausformung der Kabeltülle 1 gebildet wird.
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Die Kabeltülle 1 wird an das Kabel 3 angeformt, insbesondere formschlüssig angeformt, wobei das Kabel 3 mit der Kabeltülle 1 erhalten wird.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung wird an beiden Enden des Kabels 3 eine Kabeltülle 1 ausgebildet.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Kabeltülle 1 für ein Kabel 3 erhaltenen Kabeltülle 1 in einer Seitenansicht, ohne dargestelltes Kabel 3 und Kabelstrang 5 (2A), und einer Kabeltülle 1 mit einem Kabel 3 und einem Kabelstrang 5 mit einer Mehrzahl an Adern 7 (2B). Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Steckergehäuses 19 in einer Draufsicht. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
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Die Kabeltülle 1 ist insbesondere zum Einbau in das Steckergehäuse 19 vorgesehen. Das Steckergehäuse 19 mit einem Kabel 3 und einer Kabeltülle 1 bildet einen Stecker 25 . Dabei weist das Steckergehäuse 19 eine Auflage 23 auf, auf der die Kabeltülle 1 und/oder das Kabel 3 angeordnet werden, wobei das Steckergehäuse 19 bevorzugt eine Aussparung 21 aufweist, in der der Positioniervorsprung 13 der Kabeltülle 1 angeordnet wird, wobei die Kabeltülle 1 an dem Steckergehäuse 19 positionierbar ist, so dass die Kabeltülle 1 relativ zu dem Steckergehäuse 19 nicht verdrehbar ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Adern 7 des Kabelstrangs 5 zumindest endständig in dem Steckergehäuse 19 schwimmend gelagert.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind das Steckergehäuse und die Kabeltülle 1, und das Steckergehäuse 19 und das Kabel 3 nicht miteinander vergossen, insbesondere nicht durch die Spritzgussmasse.
