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Die Erfindung betrifft eine mediendichte Einzeladerleitung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Leitung.
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Technischer Hintergrund
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Im elektrischen Bereich insbesondere im automotiven Bereich für Fahrzeuganwendungen sind eine große Anzahl von elektrischen Verbindern oder Verbindungspartnern bekannt, welche dazu dienen, Signale, elektrische Ströme und Spannungen im zu übertragen. Aus dem Stand der Technik sind hierzu auch Litzenleiter als Einzeladerleitung umfangreich bekannt. Solche Leitungen bestehen aus einem Leiter, der von einem Leitungsmantel umgeben ist. Der Leiter wird zum Beispiel als Litzenleiter aus einem Bündel aus einer Vielzahl von Einzeldrähten gebildet.
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Verfahren zur Herstellung von Litzenleitern der gattungsgemäßen Art sind dem Fachmann auf besagtem technischem Gebiet hinreichend bekannt und werden daher nicht näher beschrieben.
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Im Stand der Technik ist es weiter bekannt, dass elektrische Verbindungen mittels solcher elektrischer Leitungen in unterschiedlichsten Anwendungen hergestellt werden. Dabei ist es häufig unerwünscht oder führt zu Schäden, wenn ein Medientransport, wie zum Beispiel ein Wasser- oder Flüssigkeitstransport in Längsrichtung entlang der Leitung hin zu der Verbindungsstelle (zum Beispiel in einem Gerät) erfolgen kann, wo es dann zu unerwünschter Korrosion und in der Folge zu Funktionsausfällen kommt.
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Die Anzahl der in einem Leitungssatz oder Leitungsbündel befindlichen Leitungen ist generell unterschiedlich und abhängig von der Anwendung. Bei Verwendung von Einzeladern bei denen Feuchtigkeit, Wasser und Flüssigkeiten in Kontakt mit den Leitungen und Leitungsverbindungen kommen, wie z. B. bei Kraftfahrzeugen, sind die Leitungen und insbesondere die Leitungsverbindungen vor solchen Umwelteinflüssen zu schützen und muss sicher verhindert werden, dass die Flüssigkeit und darin enthaltene leitfähige Partikel im Innern der Einzelader und zwar entlang der Einzeldrähte bzw. dem Innenseite der Einzeladerisolierung wandert. Teilweise dauert es eine ganze Weile dauern, bis der unerwünschte Transport solcher Medien einen Schaden im betroffenen bzw. angeschlossenen Gerät zeigt und ist insofern auch nicht einfach zu detektieren.
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Im Stand der Technik sind unterschiedliche Lösungen vorgesehen, um den Medientransport zuverlässig in die Leitung hinein zu verhindern. Es werden Leitungen vorgeschlagen, bei denen mit aufwändigen Dichtungsverfahren versucht wird den vorgenannten nachteiligen Effekt zu verhindern. Solche Verfahren sind teuer und eignen sich daher kaum für die Automobiltechnik, wo in einem einzigen Fahrzeug derzeit eine enorme Menge an Leitungen verlegt werden, die neben den elektrischen Eigenschaften auch möglichst leicht sein sollen, mechanisch belastbar und gut konfektionierbar für einen Kabelkonfektionär oder Verarbeiter sind.
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Alternativ gibt es aufwändige Einzelabdichtungsverfahren, um in jeder Applikation individuell, zum Beispiel an den jeweiligen Verbindungsstellen zu Kontaktelementen, am Leitungsanfang und Leitungsende oder am Geräteeingang eine Dichtungslösung anzubringen. Teilweise wird versucht mit teuren Maßnahmen die Verbindungsstelle insgesamt vor dem Feuchteeintrag zu schützen und gegen Umwelteinflüsse abzudichten, zum Beispiel durch einen auf diese Verbindungsstelle aufgezogenen und aufgeschrumpften Schrumpfschlauch. Das Dichtkonzept mit einem Schrumpfschlauch wird auch bei Längsverbindungen verwendet.
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Es ist ferner bekannt, dass die Schrumpfschläuche sogenannte Schmelzklebstoffe aufweisen, um eine verbesserte Isolierung und Abdichtung der Verbindungsstelle zu erreichen. Diese Schmelzklebstoffe sollen alle Lücken und Bereiche zwischen den Leitungen vollständig ausfüllen und abdichten, um den Feuchteeintritt ausreichend zu verhindern. Hierzu muss der beim Schmelzprozess durch Erwärmung in den flüssigen Zustand gebrachte Kleber in die besagten Lücken und Zwischenräume zwischen den Leitungen fließen bzw. eindringen und dort bis zum Erkalten verbleiben.
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Ein grundsätzliches Problem bei solchen Lösungen besteht in dem Umstand, dass für jede Applikation eine individuelle, insbesondere handwerklich hergestellte Dichtung vorgesehen ist. Im Stand der Technik besteht aber ein Bedürfnis nach hoher Flexibilität, der Verfügbarkeit einer grundsätzlich dichten Einzelader, die konfektionierbar ist und daher für den Anwendungsfall geeignet anpassbar.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Lösung einer konfektionierbaren Einzeladerleitung vorzuschlagen, welche den unerwünschten Medientransport im Innern der Einzeladerleitung zuverlässig verhindert.
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Diese Aufgaben werden durch die Merkmalskombination gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird hierzu eine Einzeladerleitung der Länge L bestehend aus einer äußeren elektrischen Isolierung und einer innerhalb der Isolierung eingebrachten elektrischen Litzenleiterstruktur ausgebildet, aus einer Vielzahl von miteinander verseilten Einzeldrähten, wobei entlang der Einzeladerleitung in vorbestimmten Abständen jeweils ein innenliegender Dichtungsabschnitt vorgesehen ist, um den Transport einer Flüssigkeit innerhalb der Einzeladerleitung in beide Richtungen entlang der Einzeladerleitung zu verhindern.
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Bei der Länge L handelt es sich um Meterware, d. h. um längere Einzeladerleitungen, die insbesondere als Rollenware aufgrund der besonderen erfindungsgemäßen Struktur der Einzeladerleitung verfügbar ist. Da in vorbestimmten Abständen jeweils immer ein innenliegender Dichtungsabschnitt vorgesehen ist, kann man an unterschiedlichen Stellen die Leitung durchtrennen und findet immer benachbart vor Trennstellen in Leitungsrichtung einen Dichtungsabschnitt, außer man würde genau im Bereich eines Dichtungsabschnittes die Einzeladerleitung auftrennen. In einem solchen Fall könnte man dennoch unmittelbar daneben die Einzeladerleitung nochmal erneut kürzen und hätte dann benachbart zum Leitungsende in einem Abstand geringer als der vorbestimmte Abstand wiederum einen entsprechenden Dichtungsabschnitt, der das Transportieren eines flüssigen Mediums durch die Einzeladerleitung zuverlässig verhindert.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Dichtungsabschnitte aus einer ausgehärteten Dichtungsmasse gebildet sind, die beim Herstellungsverfahren der Einzeladerleitung an dazu vorbestimmte Positionen auf eine, mehrere oder alle Einzeldrähte aufgebracht wurde. Die Dichtungsmasse wird je nachdem, wie das Herstellungsverfahren aussieht, aus einem niederviskosen oder hochviskosen Material gewählt. Die entsprechenden Herstellungsverfahren werden später genauer beschrieben.
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Ebenfalls von Vorteil ist es daher, wenn die Dichtungsabschnitte seriell aufeinanderfolgenden entlang der Einzeladerleitung in einem äquidistanten Raster angeordnet sind. Dies kann man dadurch erreichen, dass man bei der Transportgeschwindigkeit bei der Herstellung der Einzeladerleitung eine jeweils gleich lange Verharrungszeit beim Inline-Transport einstellt, bei der eine Dosiereinheit die vorbestimmte Menge an Dichtungsmittel oder Dichtungsmasse auf die entsprechende Position aufbringt und dann die Weiterbeförderung der Einzeladerleitung vollzogen wird bis zum jeweils nächsten Dichtungsabschnitt. Auf diese Weise lassen sich sozusagen sukzessive eine Vielzahl von Dichtungsabschnitten entlang der gesamten Einzeladerleitung in einem vorbestimmten Abstand aufbringen, ohne dass aber die gesamte Leitung über ihre gesamte Länge abgedichtet sein müsste.
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In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Dichtungsabschnitte seriell aufeinanderfolgend in einem nicht äquidistanten Raster vorgesehen sind. Weiter vorteilhaft ist es, wenn die Isolierung der Einzeladerleitung aus einem transparenten Material gebildet ist, insbesondere in einem transparenten Material, dessen Transparenz ausreichend groß ist, so dass man mit einem unbewaffneten Auge eines Betrachters die Position der Dichtungsabschnitte in der Isolierung erkennen kann. Dies ist in so fern von besonderer Bedeutung, dass ein Kabelkonfektionär bei der Verarbeitung der Einzeladerleitung genau erkennen kann, wo sich die Dichtungsabschnitte befinden. Er kann somit kurz benachbart zu einem Dichtungsabschnitt die Einzeladerleitung abschneiden und an dieser Stelle z. B. mit einem Verbindungsmittel konfektionieren.
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Als alternative Ausgestaltung zum Herstellen eines solchen erfindungsgemäßen Vorteils kann dadurch erzielt werden, dass die Isolierung der Einzeladerleitung an den Positionen der Dichtungsabschnitte Markierungen aufweist, vorzugsweise farbliche Markierungen, wobei die Farbe der Markierung insbesondere auch eine Codierung für die Leitungsausführung darstellen kann. Auf diese Weise kann ein Kabelkonfektionär nicht nur anhand der Markierungen die Position der Dichtungsabschnitte erkennen, sondern unmittelbar auch eine gewisse Eigenschaft der Einzeladerleitung daran erkennen.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft neben der Einzeladerleitung als solchen auch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer solchen Einzeladerleitung mit den folgenden Verfahrensschritten:
- a) Befördern einer Vielzahl an Einzeldrähten zu einer Verseilungseinrichtung zum Verseilen oder Verdrillen der Einzeldrähte zu einer Leitungsstruktur und Weiterbeförderung der so hergestellten Leitungsstruktur entlang einer Produktionsrichtung R in Richtung zu einem Extruder;
- b) Aufbringen jeweils einer bestimmten Menge eines Dichtungsmaterials mittels einer Dosiereinheit sukzessive auf die Leitungsstruktur zur Erzielung von Dichtungsabschnitten an entsprechend vorbestimmten Positionen x und
- c) Aufbringen einer Isolierung (Außenmantel) um die Leitungsstruktur, sodass sich die jeweiligen Dichtungsabschnitte im Innern der Isolierung befinden.
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Das Verfahren findet vorzugsweise diskontinuierlich statt, sodass jeweils zum Dosieren einer bestimmten Menge an Dichtungsmasse das Befördern der Einzeladerleitung gestoppt wird, dann das Aufbringen der Dichtungsmasse erfolgt und danach die Einzeladerleitung weiter befördert wird bis zur nächsten Position, auf der am Ort der Dosiereinheit sich ein weiterer Dichtungsabschnitt befinden soll. Alternativ kann auch im kontinuierlichen Verfahren eine Dosierung im Inline-Prozess erfolgen, was zu höheren Fertigungsgeschwindigkeiten führt.
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Dieser jeweilige Vorgang erfolgt vorzugsweise über die gesamte Leitungslänge, sodass insgesamt eine Einzeladerleitung mit einer Vielzahl solcher sukzessiver in Serie angeordneter Dichtungsabschnitten gebildet ist.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ist weiter vorgesehen, dass das Aufbringen des Dichtungsmaterials auf die bereits verseilte Leitungsstruktur erfolgt und zwar der Art, dass ein solches Dichtungsmaterial mit einer ausreichend niedrigen Viskosität verwendet wird, sodass aufgrund insbesonderer kapillarer Kräfte, das Dichtungsmaterial auch in die Zwischenräume zwischen den Einzeldrähten gelangt. Die Viskosität wird so insbesondere empirisch in Versuchen ermittelt, um eine geeignete Viskosität und Menge zur zuverlässigen Abdichtung der Einzeladerleitung zu ermitteln.
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In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Aufbringen des Dichtungsmaterials als hochviskoses Dichtungsmaterial erfolgt und zwar auf wenigstens einen vorzugsweise zentralen Einzeldraht oder alternativ auch auf mehrere Einzeldrähte an geeigneten Positionen vor der Verseilungseinrichtung, so dass nach dem Verseilen das Dichtungsmaterial an den entsprechenden vorbestimmten Dichtungspositionen aufgebracht ist. Hierbei ist die Viskosität des Dichtungsmaterials so gewählt, dass sich nach dem Verseilen zu der verseilten Leitungsstruktur das jeweilige Dichtungsmaterial ebenfalls in den Zwischenräumen zwischen den Einzeldrähten befindet und auch an der Innenseite der Isolierung.
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Insgesamt ist jeweils eine entsprechende Viskosität in beiden alternativen Verfahrensvarianten einzustellen, dass eine Dichtung jeweils um und zwischen den Einzeldrähten der Leitungsstruktur und der Isolierung so erfolgt, dass insbesondere ein Medientransport und insbesondere ein Flüssigkeitstransport innerhalb der Leitung sicher verhindert werden.
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Weiter vorteilhaft ist die Durchführung des Verfahrens mit einem Material zur Herstellung einer transparenten Isolierung und/oder das Aufbringen von Markierungen an den Positionen der Dichtungsabschnitte. Zur Herstellung einer weiter oben beschriebenen Einzeladerleitung, bei denen die Positionen der Dichtungsabschnitte durch einen Verarbeiter von außen gut erkennbar sind.
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Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
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Es zeigen
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 3 zeigt einen Querschnitt durch eine mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Einzeladerleitung.
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Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die 1 bis 3 näher beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleiche strukturelle und/oder funktionale Merkmale der Erfindung hinweisen.
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In der 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Einzeladerleitung 1 gezeigt. In der 1 ist hierzu exemplarisch eine Einzeladerleitung 1 entlang einer Produktionsrichtung R dargestellt und zwar in einer im Wesentlichen linearen Erstreckung. An den Positionen x sind die Dichtungsabschnitte 30 dargestellt. Dabei wird die verdrillte, aus verseilten Einzeldrähten 21 (siehe 3) gebildete Litzenleiterstruktur 20 in Produktionsrichtung befördert. In der 1 im linken Abschnitt ist eine Markierungseinheit M vorgesehen zum Anbringen von farblichen oder anderen Markierungen auf der Isolierung 10 der Einzeladerleitung 1 an den entsprechenden Dichtungsabschnitten 30. Davor befindet sich entgegen der Produktionsrichtung ein Extruder E, in dem die Isolierung 10 (siehe 3) auf die Litzenleiterstruktur 20 aufgebracht wird. Entgegen der Produktionsrichtung, also in einem Fertigungsschritt davor, befindet sich eine Dosiereinheit 2 zum Aufbringen eines Dichtungsmaterials D auf die Litzenleiterstruktur 20. Wird nun ein niederviskoses Material, wie z. B. ein Tropfen aus einem Dichtungsmaterial D mittels der Dosiereinheit 2 auf die Litzenleiterstruktur 20 aufgebracht, so wird danach die Leitung weiter in Richtung zum Extruder E befördert, wobei sich dies sukzessive wiederholt und zwar so lange bis das Leitungsende erreicht ist und dadurch in den eingezeichneten äquidistanten Abständen Δx von jeweils benachbarten Positionen von Dichtungsabschnitten 30 die gesamte Einzeladerleitung mit den erfindungsgemäßen Dichtungsabschnitten 30 ausgebildet ist.
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In der 2 findet sich eine alternative Ausführungsform zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Einzeladerleitung 1, bei der bereits vor dem Verseilen, d. h. vor dem Verseilungspunkt V, an der Verseilungseinrichtung 3, wo die Einzeldrähte 21 zugeführt werden, entsprechendes Dichtungsmaterial D auf insbesondere einem zentralen Einzeldraht 21 aufgebracht wird. Bei der Verseilung werden die weiteren Einzeldrähte 21 zu dem zentralen Einzeldraht 21 zugeführt und mittels der Verseilungseinrichtung 3 verseilt. Durch den Transport bzw. das Befördern der Einzeladerleitung 1 in Richtung eines Extruders entsteht in ähnlicher Weise wie bei der Ausführungsform 1 beschrieben eine Einzeladerleitung 1 mit einer Vielzahl von benachbarten und beim Abstand Δx jeweils benachbarten Dichtungsabschnitten 30.
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In der 3 ist schematisch eine Einzeladerleitung 1 im Schnitt dargestellt. Die Einzeladerleitung 1 weist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sieben Einzeldrähte 21 auf, die mit einem Dichtungsmaterial D umgeben sind, wobei das Dichtungsmaterial D sich auch in den Zwischenräumen zwischen den Einzeldrähten 21 befindet.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.
