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Der Gegenstand betrifft eine Kabelabdichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem Hauptkabel und einem Abzweigkabel in einer solchen Kabelabdichtung.
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Im Bereich des Automobilbaus ist die elektrische Verkabelung sicherheitsrelevant. Da Fahrzeuge in der Regel sich verändernden Umweltbedingungen ausgesetzt sind, wie Regen, Spritzwasser, Streusalz, starken Temperaturschwankungen und dergleichen, sind elektrische Verbindungen stets Fehlerquellen, insbesondere im Hinblick auf Kriechströme, Kurzschlüsse und/oder Korrosion. Insbesondere bei Batterieleitungen, welche ggf. auch dauerhaft mit dem Batteriepluspotenzial belegt sind, kann Kontaktkorrosion durch die an der Leitung anliegende Spannung gefördert werden.
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Verbindungen zwischen zwei elektrischen Leitungen werden in der Regel über einen Kabelschuh und/oder entsprechende Verschraubungen realisiert. Hierbei ist es wichtig, dass die Verbindungsstelle gegenüber eindringender Feuchtigkeit geschützt ist. Dies wird heutzutage in der Regel durch einen Schrumpfschlauch mit Innenkleber realisiert, welcher über die Verbindungsstelle gezogen ist und anschließend verschrumpft wird. Ein solcher Schrumpfschlauch, insbesondere in Verbindung mit silikonummantelten Kabeln, ist jedoch problematisch im Hinblick auf Längswasser, welches zwischen Schrumpfschlauch und Kabelisolation kriecht. Eine vollständige Abdichtung ist hierbei kaum erreichbar.
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Insbesondere bei Batteriekabeln oder anderen Hochvoltanwendungen in der Kraftfahrzeugindustrie ist auch die sogenannte Wattiefe ein relevantes Kriterium. Fahrzeuge können nur bis zu einer bestimmten Tiefe in Wasser eintauchen. Diese Tiefe nennt sich Wattiefe. Eine Unterflurverlegung von Batterieleitungen führt dazu, dass die Kabel ggf. unterhalb der Wattiefe des Fahrzeugs liegen. Insbesondere besteht die Gefahr, dass beim Eintauchen von unterflurverlegten elektrischen Leitungen in Wasser diese dauerhaft Schaden nehmen können.
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Gerade eine Unterflurverlegung und/oder eine Verlegung im Außenbereich ist stets problematisch hinsichtlich eindringender Feuchtigkeit. Durch die Elektrifizierung des Antriebsstrangs wird jedoch zunehmend eine Unterflurverlegung und/oder eine Verlegung im Außenbereich, insbesondere außerhalb der Fahrgastzelle durchgeführt. Hierbei und insbesondere bei Hochvoltanwendungen, insbesondere bei Spannungen ab 48V, insbesondere bei Spannungen über 300V, muss die Verbindung zwischen den Kabeln gegenüber eintretender Feuchtigkeit besonders gesichert werden. Insbesondere muss verhindert werden, dass Längswasser Kriechströme oder Kurzschlüsse verursacht.
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Insbesondere die Abdichtung von Mittenabgriffen, bei der mittig eines Hauptkabels ein Abzweigkabel abzweigt, ist die Isolation nur mit einem teuren Y-Schrumpfschlauch möglich und der Herstellungsaufwand zum Fädeln der Kabel in einen solchen ist enorm. Darüber hinaus ist die Dichtwirkung, insbesondere abhängig vom Isolationsmaterial der Kabel, teilweise unzureichend, insbesondere bei silikonummantelten Kabeln. Auch ist die zulässige Umgebungstemperatur für den Einsatz solcher Systeme ist durch die Schmelztemperatur des Innenklebers begrenzt.
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Neben den teuren Schrumpfschläuchen besteht die Möglichkeit, die Verbindung mit Hilfe eines Gehäuses gegenüber Wasser zu schützen. Die Abdichtung des Gehäuses an den Kabelaufnahmen ist jedoch stets problematisch.
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Dem Gegenstand lag daher die Aufgabe zugrunde, die Verbindung zwischen zumindest zwei elektrischen Leitungen innerhalb eines Kraftfahrzeugs gegenüber Feuchtigkeit zu schützen. Diese Aufgabe wird durch eine Kabelabdichtung nach Anspruch 1 gelöst.
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Eine Kabelabdichtung kann auch als Abdichtungsgehäuse, Gehäuse, Umhausung oder dergleichen bezeichnet werden.
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Zunächst wird ein zweiteiliges Gehäuse vorgeschlagen. Ein solches Gehäuse ist zumindest aus einem Oberteil und zumindest einem Unterteil gebildet. Die Begriffe oben und unten beschreiben die Relation der beiden Teile zueinander. Ein Oberteil kann auch als ein erstes Teil bezeichnet werden und ein Unterteil kann als ein zweites Teil bezeichnet werden.
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Oberteil und Unterteil können jeweils schalenförmig sein und im Fügezustand das Gehäuse bilden. Im Fügezustand ist innerhalb des Gehäuses die Verbindung zwischen zwei Kabeln oder einem Kabel und einem Anschlussbolzen oder einem anderen Anschlussteil gebildet. Ein Kabel kann ein Anschlusskabel oder ein Hauptkabel sein oder umgekehrt. Haupt- und Abzweigkabel sind Begriffe, um diese beiden Kabel sprachlich voneinander zu unterscheiden. Die Kabel selbst können im Wesentlichen gleich, identisch oder ähnlich zueinander aufgebaut sein. Wenn von einem Abzweigkabel die Rede ist, so ist stets auch ein Anschlussteil, Anschlussbolzen, Anschlussstück, Anschlussfahne, Verbindungssteil oder dergleichen mit gemeint. Gemeinsam ist diesen Teilen, dass sie elektrisch mit dem Hauptkabel verbindbar sind und zumindest ein elektrisch leitendes Teil, bevorzugt ummantelt von einem Isolationsmaterial, aus dem Gehäuse heraus geführt ist. Wenn von einem Hauptkabel die Rede ist, so ist stets auch ein Anschlussteil, Anschlussbolzen, Anschlussstück, Anschlussfahne, Verbindungssteil oder dergleichen mit gemeint. Gemeinsam ist diesen Teilen, dass sie elektrisch mit dem Anschlusskabel an einem Mittenabgriff verbindbar sind und zumindest zwei elektrisch leitende Teile, bevorzugt ummantelt von einem Isolationsmaterial, aus dem Gehäuse heraus geführt sind.
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Die zweiteilige Gestaltung des Gehäuses, insbesondere aus Oberteil und Unterteil, hat den Vorteil, dass entlang des Kabelstrangs an jeder Stelle, also auch im Bereich eines Mittenabgriffs, das Gehäuse angeordnet werden kann. Es kann an einer beliebigen Stelle entlang des Hauptkabels ein Mittenabgriff realisiert werden und dieser durch das gegenständliche Gehäuse abgedichtet werden.
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Der Vorteil des zweiteiligen Gehäuses besteht auch darin, dass nach dem Fügen des Hauptkabels mit dem Abzweigkabel diese Verbindung in das Unter-/ Oberteil eingelegt werden kann, anschließend das zweite Teil des Gehäuses aufgelegt wird und das so verschlossene Gehäuse abgedichtet wird. Ein aufwändiges Auffädeln der Verbindung in einen Y-Schrumpfschlauch entfällt.
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In dem Gehäuse ist zumindest eine als Kabeleinführung gebildete Öffnung. Die Öffnung dient zur Einführung des Kabels in das Gehäuse. Vorzugsweise ist die Öffnung in einem Bereich zwischen dem Oberteil und dem Unterteil gebildet. Im Fügezustand des Gehäuses kann die Öffnung teilweise in dem Oberteil und teilweile in dem Unterteil liegen. Wird beispielsweise das Oberteil auf das Unterteil aufgesetzt, so liegen Seitenwände von Oberteil und Unterteil aneinander an. In einem Bereich einer Wand hat jeweils das Oberteil und das Unterteil eine Ausnehmung, die im Fügezustand des Gehäuses Teil der Öffnung bildet. Im Bereich dieser Öffnung wird das Kabel aus dem Gehäuse heraus- oder in das Gehäuse hineingeführt.
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Zur Abdichtung des Gehäuses wird nunmehr vorgeschlagen, dass im Fügezustand des Gehäuses aneinander anliegende Fügekanten von Oberteil und Unterteil miteinander verschweißt sind. Ober- und Unterteil sind dabei insbesondere feuchtigkeitsdicht, bevorzugt jedoch auch gasdicht, verschweißt. Ober- und Unterteil liegen mit ihren Fügekanten im gefügten Zustand unmittelbar aneinander an. Bevorzugt mittels Laserschweißen, jedoch auch mittels Ultraschallschweißen, Heißgasschweißen oder dergleichen, können die Materialien von Ober- und Unterteil aufgeschmolzen und so miteinander gefügt zu werden. Die Materialien sind insbesondere Kunststoffe, insbesondere Thermoplaste. Bevorzugt werden PA6 oder PA6.6 mit optionalem Glasfaseranteil zwischen 15-30% gew% oder vol% eingesetzt.
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Die gegenständliche Kabelabdichtung eignet sich insbesondere für einen Kabelabzweig an einem Mittenabgriff eines Hauptkabels. Ein Hauptkabel kann an einem Mittenabgriff abisoliert sein. Beidseitig dieses abisolierten Bereichs erstreckt sich das Hauptkabel mit einem Isolationsmantel. Das Material des Isolationsmantels des Hauptkabels und/oder des Abzweigkabels kann ein Silikon sein. Auch kann das Material des Isolationsmantel PVC sein.
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Der Dichtring wird bevorzugt ein besonders weiches und temperaturbeständiges Material sein. Hierbei sind bevorzugt Silikon oder Gummi im Einsatz. Die Isolation kann hingegen variieren. Typisch sind hier Silikon, PVC oder PUR. Denkbar sind auch EPDM, XLPE/XLPO, PA11/PA12. Beim Einsatz eines Isolationsmantels aus Silikon wird bevorzugt der Dichtring auch aus Silikon gebildet.
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In dem abisolierten Bereich wird das blanke Metall der Kabelseele mit einem Abzweigkabel, bevorzugt mit seinem blanken Metall an einem ebenfalls abisolierten Ende mechanisch und elektrisch verbunden. Verbinden kann insbesondere kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig sein. Verbindung kann insbesondere vercrimpen, verlöten und/oder verschweißen umfassen. Das Abzweigkabel kann insbesondere als Splice gebildet sein.
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Die beiden von dem abisolierten Mittenabgriff ausgehenden Kabelenden des Hauptkabels ragen aus zwei Öffnungen des Gehäuses heraus und das Ende zumindest eines Abzweigkabels, welches sich von dem Mittenabgriff weg erstreckt, ragt aus jeweils zumindest einer dritten Öffnung aus dem Gehäuse heraus. Es können auch mehr als 2 Kabel zu einen „Stern“ verschweißt werden. Hintergrund wäre zum Beispiel, das unterschiedliche Isolationsmaterialien in einem Leitungsstrang Anwendung finden. Somit ist ein anforderungsgerechter modularer Aufbau möglich.
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Hauptkabel und Abzweigkabel können in einem ersten Verfahrensschritt miteinander verbunden werden. Hierbei kann beispielsweise zunächst mittig des Hauptkabels ein Bereich abisoliert werden. Auch kann ein Ende eines Abzweigkabels abisoliert werden. Auf das nach dem Abisolieren offen gelegte blanke Metall des Hauptkabels kann ein abisoliertes Ende eines Abzweigkabels gelegt werden. Haupt- und Abzweigkabel können mit ihren metallischen Litzen miteinander verbunden werden. Dies ist beispielsweise mittels Ultraschallschweißen, Laserschweißen, Widerstandsschweißen, Reibschweißen oder dergleichen möglich.
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Hauptkabel und Abzweigkabel können sowohl als Litzenleiter mit einer Vielzahl von Litzen als auch als Vollleiter mit nur einer Litze aus Vollmaterial gebildet sein. Insbesondere kann das Hauptkabel auch als Flachleiterschiene gebildet sein, von der das Abzweigkabel abzweigt. Auch kann das Hauptkabel einen runden oder im Fall einer Flachleiterschiene eckigen Leiterquerschnitt aufweisen. Das Abzweigkabel kann bevorzugt einen runden Leiterquerschnitt aufweisen.
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Nach dem Fügen der Kabel können diese in das Ober- oder Unterteil eingelegt werden und die Kabelstränge können in die hierfür vorgesehenen Ausnehmungen in den Seitenwänden eingesetzt werden. Anschließend kann das korrespondierende Ober-/ Unterteil aufgesetzt werden und jeweils mit den Ausnehmungen über den Kabelsträngen angeordnet werden. Die durch Ober- und Unterteil gebildeten Öffnungen umschließen umlaufend die Kabelstränge insbesondere die Isolationsmäntel der Kabel.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Kabel im Bereich einer jeweiligen Öffnung an dem Gehäuse isoliert angeordnet sind. Hierbei erfolgt eine Isolation dergestalt, dass ein Dichtring zwischen dem Isolationsmantel des Kabels und dem Gehäuse angeordnet wird. Eine innere Mandelfläche des Dichtrings liegt an dem Isolationsmantel des Kabels an und einer äußeren Mantelfläche des Dichtrings liegt an der Innenwand des Gehäuses im Bereich der Öffnung an.
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Es bietet sich an, zunächst zwei Dichtringe auf das Hauptkabel aufzuziehen und beidseitig des Mittenabgriffes anzuordnen. Zuvor oder danach kann die Isolation des Mittenabgriffs entfernt werden. Auf das ebenfalls abisolierte Ende des Abzweigkabels kann ein weiterer Dichtring aufgeschoben werden. Dies kann auch vor oder nach dem Abisolieren erfolgen. Beim Entfernen der Isolation kann der Isolationsmantel beispielsweises mittels eines Lasers oder eines Messers aufgeschnitten werden.
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Der Dichtring ist dabei bevorzugt aus einem gegenüber dem Material des Gehäuses weicheren Kunststoff und kann als Weichkomponente bezeichnet werden. Der Dichtring ist insbesondere aus einem Elastomer, EPDM, Silikon oder Gummi.
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Der Dichtring kann beispielsweise einen Kern aus einer Hartkomponente und äußere Mantelflächen aus der Weichkomponente gebildet sein. Die Weichkomponente kann den Kern umlaufend umschließen. Es ist auch möglich, dass der Dichtring entlang seiner Längsachse aus einer Hartkomponente und einer Weichkomponente gebildet ist. Der Dichtring kann aber auch bevorzugt nur aus der Weichkomponente gebildet sein.
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Die Hartkomponente kann gemäß einem Ausführungsbeispiel an das Gehäuse geklebt oder geschweißt werden. Somit kann zwischen der Innenfläche der Öffnung und der Hartkomponente umlaufend eine stoffschlüssige Fügezone entstehen, die abgedichtet ist.
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Bevorzugt liegt jedoch die Weichkomponente umlaufend an der Isolation des Kabels und umlaufend an einer inneren Mantelfläche der Öffnung an. Durch eine elastische Verformung des Dichtrings wirkt dieser dichtend gegenüber Längswasser.
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Das Kabel ist beweglich in der Öffnung gelagert. Um zu verhindern, dass durch axiale Bewegungen des Kabels Undichtigkeiten entstehen, wird vorgeschlagen, dass der Dichtring an zumindest der inneren Mantelfläche, bevorzugt jedoch auch an der äußeren Mantelfläche lamellenförmig gebildet ist. Hierbei können zumindest zwei, bevorzugt jedoch mehr, axial voneinander beabstandete, radial hervorstehende, bevorzugt vollständig umlaufende Lamellen vorgesehen sein. Eine Lamelle an einer äußeren Mantelfläche ist aus einem radial weiter nach außen ragenden Bereich und einen radial weniger weit nach außen ragenden Bereich gebildet. Eine Lamelle an einer inneren Mantelfläche ist aus einem radial weiter nach innen ragenden Bereich und einen radial weniger weit nach innen ragenden Bereich gebildet.
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In einem Längsschnitt können die Lamellen dreieckförmig, kegelstumpfförmig, bogenförmig oder dergleichen verlaufen. Hierbei können sich radial weiter nach außen ragende Bereiche mit radial weiter nach innen ragende Bereiche abwechseln.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Dichtring faltenbalgförmig ist. Hierdurch wird ermöglicht, dass der Dichtring Bewegungen entlang der Längsachse der Kabel ausgleicht und dabei seine Dichtheit behält.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Dichtring gegenüber der Öffnung ein Übermaß hat. Somit ist im Fügezustand der Dichtring zwischen dem Gehäuse und dem Kabel in radialer Richtung elastisch komprimiert. Der innere Durchmesser des Dichtrings ist bevorzugt kleiner als der äußere Durchmesser des Kabels mit Isolationsmantel. Der äußere Durchmesser des Dichtrings ist bevorzugt größer als der innere Durchmesser der Öffnung im gefügten Zustand des Gehäuses. Der Dichtring wird somit auf das Kabel aufgeschoben und dabei elastisch gestreckt. Beim Einsetzen des Dichtrings in die Öffnung und Verschließen des Gehäuses wird der Dichtring bevorzugt elastisch gestaucht. Hierdurch wird der Dichtring im Fügezustand elastisch komprimiert.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die aneinander anliegenden Fügeflächen zueinander kongruent sind. Ober- und Unterteil werden an ihren Fügeflächen miteinander gefügt und verbunden. Die Fügeflächen können plan sein oder plan aneinander aufliegen. Es ist jedoch auch möglich, dass die Fügeflächen zueinander kongruent sind, so dass sie ineinandergreifende Vor- und/oder Rücksprünge aufweisen. Hierbei können insbesondere stegförmige Fügeflächen, insbesondere ineinandergreifende Falze vorgesehen sein. Auch ist es möglich, dass die Fügeflächen einerseits nutförmig und andererseits stegförmig gebildet sind und ineinander gesteckt werden können.
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Eine Verschweißung kann dann insbesondere im Bereich der ineinandergreifenden Oberflächen erfolgen. Bevorzugt verlaufen die aneinander anliegenden Seitenwände von Ober- und Unterteil entlang einer Ebene. Durch ineinandergreifende Fügeflächen berühren sich Ober- und Unterteil auch bevorzugt an solchen Oberflächen, die parallel oder winkelig zu einer solchen Ebene verlaufen, jedoch nicht senkrecht hierauf stehen. An diesen sich berührenden Fügeflächen wird bevorzugt ein Schweißvorgang eingeleitet. Insbesondere werden Ober- und Unterteil an diesen Ebenen, die parallel oder winkelig, nicht jedoch rechtwinkelig zu der Ebene der Seitenwände verlaufen, miteinander stoffschlüssig gefügt. Es ist jedoch auch möglich, dass kumulativ oder alternativ die Fügeflächen an den Flächen miteinander verschweißt sind, die senkrecht zu der eben genannten Ebene verlaufen.
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Dabei ist insbesondere bevorzugt, dass die aneinander anliegenden Fügekanten miteinander laserverschweißt sind.
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In diesem Zusammenhang ist insbesondere bevorzugt, wenn die Materialien von Ober- und Unterteil voneinander verschiedene Opazitäten aufweisen. Dabei ist insbesondere bevorzugt, wenn das Gehäuseteil, das ausgehend von der Fügefläche weiter außen liegt, eine geringere Opazität aufweist, als das Gehäuseteil, dass ausgehend von der Fügefläche weiter innen liegt. Ein Laser kann dann durch das, ausgehend von der Fügefläche weiter außen liegende Gehäuseteil, bis auf die Fügefläche des weiter innen liegenden Gehäuseteils durchstrahlen und die Materialien an diesem Übergang zwischen den beiden Gehäuseteilen erhitzen und miteinander verschweißen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Dichtring zwischen zwei axial voneinander beabstandeten, an der inneren Mantelfläche des Gehäuses angeordneten, zumindest teilweile umlaufenden Anschlägen gelagert ist. Ein Anschlag kann durch einen im Bereich der Öffnung radial nach innen weisenden Vorsprung gebildet sein. Dabei kann der Vorsprung zumindest teilweise umlaufend sein. Zwei axial voneinander beabstandete Anschläge können den Dichtring axial in der Öffnung lagern. Hierbei bilden die Anschläge eine lichte Weite, die geringer ist, als der Außenumfang des Dichtrings. Bevorzugt ist, wenn sowohl im Oberteil als auch im Unterteil jeweils ein Anschlag angeordnet ist, wobei diese jeweiligen Anschläge im gefügten Zustand einen teilweise umlaufenden Anschlag bilden. Im gefügten Zustand kann der Dichtring axial nicht über einen der zumindest teilweise umlaufenden Anschläge hinaus verrutschen. Der Dichtring ist bevorzugt axial komprimiert zwischen den Anschlägen gelagert. Die axiale Erstreckung des Dichtrings ist bevorzugt zumindest teilweile größer als der axiale Abstand der zumindest teilweise umlaufenden Anschläge voneinander, so dass beim Einsetzen des Dichtrings zwischen die Anschläge dieser axial komprimiert wird.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Hartkomponente radial beidseitig durch die Weichkomponente umgeben. In axialer Richtung ragt die Hartkomponente über die Weichkomponenten hinaus. Im gefügten Zustand ragt diese Hartkomponenten über die Öffnung nach außen. Im überragenden Bereich umgreift die Hartkomponente einen die Öffnung bildenden Vorsprung an einer äußeren Mantelfläche. Dieser umgreifende Bereich der Hartkomponente kann mit Verriegelungsmitteln am Außenumfang des die Öffnung bildenden Vorsprungs verrasten, insbesondere relativ zu axialen Richtung.
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Ein weiterer Aspekt ist ein Verfahren nach Anspruch 15.
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Eine axiale Richtung ist durch eine Einschubrichtung des Kabels in die Öffnung definiert. Als axiale Richtung kann somit insbesondere eine Richtung verstanden werden, die quer, vorzugsweise im Wesentlichen rechtwinklig zu der Außenfläche verläuft, in der die Öffnung gebildet ist. Die axiale Richtung ist insbesondere parallel zur Flächennormalen der Oberfläche, in der die Öffnung im Fügezustand des Gehäuses gebildet ist.
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Rechtwinklig zur axialen Richtung verläuft eine radiale Richtung. Die radiale Richtung ist vorzugsweise die Erstreckungsrichtung der Öffnung. Die radiale Richtung erstreckt sich vorzugsweise von einem Mittelpunkt der Öffnung nach außen. Die Öffnung kann oval, rechtwinklig, rechteckig, rund oder dergleichen sein. Die Öffnung ist insbesondere an den Kabelquerschnitt angepasst, welcher insbesondere rechteckig bei einem Flachkabel oder rund bei einem Rundkabel sein kann.
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Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1 einen Mittenabgriff als Splice;
- 2a-d verschiedene Ausführungsbeispiele von Dichtringen;
- 3 die Anordnung eines Dichtrings in einem Kabelgehäuse gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 4 die Anordnung eines Dichtrings in einem Gehäuse gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 5 die Anordnung eines Dichtrings in einem Gehäuse gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 6a, b ein Querschnitt durch eine Verbindung von Gehäuseteilen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 7 eine Ansicht eines Gehäuses gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt eine Verbindung zwischen zwei Kabeln. Es ist ein Hauptkabel 2 mit einem Abzweigkabel 4 verbunden. Die beiden Kabel 2, 4 sind aus einer Kabelseele 2a, 4a und einem Isolationsmantel 2b, 4b gebildet.
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Die Kabelseelen 2a, 4a sind aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Kupfer oder Kupferlegierung sowie Aluminium oder Aluminiumlegierung. Das Hauptkabel 2 ist in einem Mittenbereich 6 abisoliert, d.h. der Isolationsmantel 2b ist von der Kabelseele 2a entfernt. Dies kann insbesondere durch Entfernen des Isolationsmantels 2b mittels eines Lasers, insbesondere durch Aufschneiden des Isolationsmantels 2b mittels eines Lasers erfolgen. Ausgehend von dem Bereich 6 erstreckt sich das Kabel 2b mit zwei Kabelenden.
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An der Kabelseele 2a im Bereich 6 ist die Kabelseele 4a des Abzweigkabels 4 verbunden. Insbesondere besteht eine stoffschlüssige Verbindung. Hierbei ist insbesondere ein Verlöten oder Verschweißen möglich. Es ist jedoch auch möglich, dass eine klemmende Verbindung, insbesondere in Form eines Crimps vorgesehen ist. Die Verbindung ist bevorzugt stoffschlüssig mittels Schweißen, insbesondere mittels Reibschweißen, bevorzugt mittels Ultraschallschweißen oder mittels Widerstandsschweißen gebildet. Die Kabelseelen 2a, 4a sind somit mechanisch und/oder elektrisch miteinander verbunden.
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An dem Abzweigkabel 4 ist die Kabelseele 4a an einem Kabelende freigelegt. Das andere Ende des Kabels 4 erstreckt sich von dem Bereich 6 fort. Eine hier gezeigte Verbindung zwischen einem Hauptkabel 2 und einem Abzweigkabel 4 kann auch Splice genannt werden.
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Beabstandet von dem Bereich 6 kann an dem Kabel 2 jeweils an den beiden Kabelenden ein Dichtring 8 vorgesehen sein. Beabstandet von dem Bereich 6 kann an dem Kabel 4 ein Dichtring 8 vorgesehen sein. Der Dichtring 8 wird nachfolgend noch näher beschrieben werden.
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Bei der Fertigung können auf das Hauptkabel 2 zwei Dichtringe 8 beabstandet zum Bereich 6 aufgeschoben werden. Zuvor oder danach kann der Isolationsmantel 2b in den Bereich 6 entfernt werden. Anschließend wird ein abisoliertes Kabelende des Abzweigkabels 4 in den Bereich 6 mit seiner Kabelseele 4a mit der Kabelseele 2a in der oben beschriebenen Art und Weise verbunden. Zuvor oder danach kann ein Dichtring 8 auf das Abzweigkabel 4 aufgeschoben werden. Es ist eine Verbindung zwischen einem Hauptkabel 2 und einem Abzweigkabel 4 gebildet, wobei jeweils beabstandet von der Verbindung an den abgehenden Kabelenden auf den jeweiligen Isolationsmänteln 2b, 4b jeweils ein Dichtring 8 aufgeschoben ist. Eine solche Verbindung zwischen zwei Kabeln kann, wie nachfolgend beschrieben werden wird, gegenüber Feuchtigkeit geschützt werden.
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Ein auf die Isolationsmäntel 2b, 4b aufzuschiebender Dichtring 8 ist in den 2a-d beispielhaft gezeigt. Dabei sind jeweils ein Querschnitt und ein Längsschnitt durch einen Dichtring 8 gezeigt.
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In der 2a ist im Querschnitt zu erkennen, dass der Dichtring 8 einen äußeren Umfang 8a und eine innere lichte Weite 8b aufweist. Die innere lichte Weite 8b ist insbesondere in ihrem Profil dem Querschnittsprofil des jeweiligen Kabels 2, 4, geometrisch ähnlich und dabei bevorzugt rund oder rechteckig.
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In einem Längsschnitt durch den Dichtring 8 zu erkennen, dass dieser entlang der axialen Achse 10 voneinander beabstandete Lamellen 12 im Bereich seiner inneren Mantelfläche aufweist. Die Lamellen 12 sind durch radial weiter nach innen ragende und radial weniger weit nach innen ragende Bereiche gebildet. Radial ist eine Richtung senkrecht zur Längsachse 10. Die Lamellen 12 sind bevorzugt umlaufend zu einer Mittenachse, die entlang der Längsachse 10 verläuft.
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Beim Aufschieben des Dichtrings 8 liegen die Lamellen 12 mit ihren radial weiter nach innen ragenden Bereichen auf dem Isolationsmantel 2b auf.
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Für eine Abdichtung gegenüber dem Gehäuse wird bevorzugt, dass zusätzlich zu den Lamellen 12 auch, wie ich 2b gezeigt, am Außenumfang 8a Lamellen 14 vorgesehen sind. Die Lamellen 14 können entsprechend der Lamellen 12 gebildet sein und haben radial weiter nach außen ragende und radial weniger weit nach außen ragende Bereiche. Die radial weiter nach außen ragenden Bereiche liegen im Einbauzustand an den inneren Wandflächen der Öffnung des Gehäuses an.
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2c zeigt einen Dichtring 8 aus einer Weichkomponente 8' und einer Hartkomponente 8". Die Dichtringe 8 gemäß den 2a und b, welche nur aus der Weichkomponente 8' gebildet sind, sind gemäß den 2c und d zusätzlich um eine Hartkomponente 8" ergänzt. Gemäß der 2c ist die Hartkomponente 8" außenumfänglich des Dichtrings 8 vorgesehen. In dem Längsschnitt gemäß der 2c ist zu erkennen, dass an einem Innenumfang die Lamellen 12, wie zuvor beschrieben, vorgesehen sind.
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An dem Außenumfang 8a des Dichtrings 8 liegt umlaufend ein Ring aus einer Hartkomponente 8" an. An diesem Ring kann ein umlaufender Vorsprung in der Art einer Schweißfahne vorgesehen sein. Dieser Vorsprung kann im gefügten Zustand an der inneren Mantelfläche des Gehäuses anliegen und dort in einer oben für die Fügeflächen beschriebenen Art und Weise verschweißt werden. Die Hartkomponente 8" ist bevorzugt aus demselben Material, wie eine Ober- oder eine Unterseite eines Gehäuses.
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2d zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Dichtrings 8. Bei diesem Dichtring ist die Hartkomponente 8" aus einer axialen Stirnfläche des Dichtrings 8 herausgeführt. Die Hartkomponente 8" umgreift bevorzugt umlaufend die Weichkomponente 8" am Außenumfang 8a des Dichtrings 8. Die Lamellen 12, 14 sind gemäß der 2b vorgesehen.
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Der im Querschnitt U-förmig geformte Teil der Hartkomponente 8" umgreift im gefügten Zustand die äußere Gehäusewand, um so den Dichtring 8 im Gehäuse zu fixieren.
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7a zeigt ein Unterteil 16 und ein Oberteil 18 eines Gehäuses. Zu erkennen ist, dass Unterteil 16 und Oberteil 18 halbschalenförmig gebildet sind. In den Gehäuseteilen 16, 18 sind Ausnehmungen vorgesehen, in die ein Kabel eingeführt werden kann. Die Ausnehmungen münden in Öffnungen 20, welche durch Oberteil 18 und Unterteil 16 im nicht gefügten Zustand nur zum Teil gebildet sind und sich erst im gefügten Zustand zu einer gesamten Öffnung 20 fügen.
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In ein Unterteil 16 kann, wie in 7b gezeigt, eine Verbindung gemäß der 1 eingelegt werden. Dabei werden die Dichtringe 8 unmittelbar im Bereich der Öffnungen 20 positioniert. Anschließend wird das Oberteil 18 auf das Unterteil 16 aufgesetzt.
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7c zeigt, wie Oberteil 18 und Unterteil 16 zu einem Gehäuse 22 gefügt sind. Oberteil 18 und Unterteil 16 sind entlang einer Schweißnaht 24 miteinander stoffschlüssig verbunden. Aus den Öffnungen 20 ragen die Kabel 2, 4 mit ihren Kabelenden heraus. Die Öffnungen 20 sind so geformt, dass sie samt Dichtring 8, wie nachfolgend gezeigt werden wird, dichtend sind.
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3 zeigt eine Draufsicht auf ein Unterteil 16, wobei die Beschreibung zumindest in Teilen auch für das Oberteil 18 gelten kann.
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Zunächst ist zu erkennen, dass das Unterteil 16 schalenförmig ist und im Bereich der Öffnungen 20 jeweils ein Dichtring 8 eingesetzt ist. Der Dichtring 8 liegt mit seinen Lamellen 14 an der inneren Mantelfläche des Unterteils 16 an. Über eine Stirnfläche hinausragend, ist eine Hartkomponente 8" an den Dichtring 8 vorgesehen. Im Längsschnitt ist die Hartkomponente 8" U-förmig so geformt, dass sie die äußere Mantelfläche des Unterteils 16 umgreift. Im gefügten Zustand wird das Oberteil 18 auf das Unterteil 16 aufgesetzt. Dabei werden die Lamellen 14 radial nach innen gestaucht. Die Hartkomponente 8" wird dann so auf die Öffnung aufgeschoben, dass sie sowohl Oberteil als auch Unterteil im Bereich der Öffnung 20 umgreift und diese zueinander fixiert. Die Kabel sind in der 3 nicht gezeigt, liegen jedoch mit ihren Isolationsmänteln 2b, 4b an den inneren Lamellen 12 an und verformen diese elastisch radial nach außen.
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Der Dichtring 8 ist im gefügten Zustand komprimiert und dichtet die Öffnung 20 sowohl an der Gehäuseinnenseite als auch dem Kabelmantel ab.
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An dem Unterteil 16 ist eine Fügefläche 24 vorgesehen. Eine hierzu komplementäre Fügefläche 24 ist an dem Oberteil 18 vorgesehen.
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Die 6a, b zeigen Ausführungsbeispiele solcher Führungsfügeflächen 24. In der 6a ist zu erkennen, dass Oberteil 18 und Unterteil 16 ineinandergreifende Falze 26, 28 aufweisen. Das Oberteil 18 ist aus einem Material gebildet, das eine geringere Opazität aufweist, als das Material des Unterteils 16. Hierdurch kann ein Laserstrahl 30 durch das Material des Oberteils 18 bis an die Fügefläche 24 heran geführt werden. Der Laserstrahl 30 durchstrahlt das Oberteil 18 und heizt die Materialien von Unterteil 16 und Oberteil 18 an der Fügefläche 24 auf, so dass diese aufschmelzen und nach Abkühlung miteinander verbunden sind.
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Entsprechendes gilt für 6b, wobei hier jedoch die Fügeflächen 24 durch Nut und Feder gebildet sind. Auch hier kann ein Laserstrahl 30 durch das weniger opake Material entweder des Oberteils 18 oder des Unterteils 16 bis an die Fügefläche 24 geführt werden und dort zu einem Aufschmelzen der Materialien führen. Durch diesen Schweißvorgang werden die Halbschalen miteinander verschweißt.
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Beim Verschweißen werden die beiden Gehäusehälften 16, 18 auch unter Druck aufeinander zu bewegt, so dass sich beim Aufschmelzen der Materialien diese verbinden. Bevorzugt weisen Oberteil 18 und Unterteil 16 jeweils einen umlaufenden Steg auf. Diese Stege liegen in der Trennebene aufeinander, Dann wird dann durch das Material das außen liegenden Gehäuseteils hindurch das zweite Material des innen liegenden Gehäuseteils erhitzt und unter Druck verschweißt
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4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem der Dichtring 8 an der Öffnung 20 durch zwei Anschläge 32a, 32b axial in der Unterschale 16 fixiert ist. Dabei kann der Dichtring 8 auch axial durch die Anschläge 32a, b komprimiert sein. Auch hier erfüllt der Dichtring 8 eine Abdichtung einerseits an der Gehäuseinnenfläche und andererseits an den Isolationsmänteln in der beschriebenen Art und Weise.
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5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem ein Dichtring 8 gemäß 2c zum Einsatz kommt. Im Unterschied zu den bisherigen Ausführungsbeispielen wird die Abdichtung des Dichtrings 8 an der Gehäuseinnenseite über die radial nach außen ragende Schweißfahne realisiert. Hier kann ein Verschweißen der Schweifahne an der Innenfläche von Unterschale 16 und Oberschale 18 erfolgen. Insbesondere wird ein Laserstrahl an die Schweißfläche herangeführt und Schweiß schmilzt die Materialien auf, so dass diese nach dem Erkalten stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
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Die Ausführungsbeispiele gemäß der 3-5 unterscheiden sich lediglich durch die Art der Dichtringe 8. Das Einlegen der Kabel und das Verbinden von Oberteil 18 und Unterteil 16 miteinander in der in den 6a und b gezeigten Weise, sowie in hierzu auch allgemein beschriebenen Weisen, unterscheidet sich jedoch nicht.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Hauptkabel
- 4
- Abzweigkabel
- 2a, 4a
- Kabelseele
- 2, 4b
- Isolationsmantel
- 6
- Bereich
- 8
- Dichtung
- 8'
- Weichkomponente
- 8"
- Hartkomponente
- 8a
- Außenumfang
- 8b
- lichte Weite
- 10
- Längsachse
- 12, 14
- Lamellen
- 16
- Unterteil
- 18
- Oberteil
- 20
- Öffnung
- 22
- Gehäuse
- 24
- Fügefläche
- 26
- Falz
- 30
- Laserstrahl
- 32a,b
- Anschlag
