DE10241536B4

DE10241536B4 - Verkabelungsvorrichtung

Info

Publication number: DE10241536B4
Application number: DE2002141536
Authority: DE
Inventors: Florian Virchow
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-09-05
Filing date: 2002-09-05
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2022-09-06
Also published as: AT7097U1; DE10241536A1

Abstract

Verkabelungsvorrichtung für den Betrieb der Funktionseinheiten von Antriebsvorrichtungen, insbesondere der Antriebszylinder von Brennkraftmaschinen, bestehend aus einem Versorgungskanal (1), in dem an oder in einer oder mehreren ein- oder mehrteiligen Trägerplatten (2) flächenhaft ausgebildete Versorgungsleitungen (10) geführt und in das Leitungssystem der Trägerplatte eingebundene Funktionselemente (16) vorgesehen sind, die erhaben aus der Trägerplatte (2) hervorstehen, dadurch gekennzeichnet, dass beiderseits der Trägerplatte(n) (2) als getrennte Bauteile ausgebildete Abdeckblöcke (3, 4) vorgesehen sind, die aus einem elastischen und stauchfähigen Isoliermaterial bestehen, und dass die Trägerplatte(n) (2) in dem Versorgungskanal (1) von den Abdeckblöcken (3, 4) festgelegt ist, indem die Abdeckblöcke (3, 4) die Trägerplatte (2) zwischen sich gestaucht festlegen und die Abdeckblöcke (3, 4) ihrerseits an den Wänden (13, 14) des Versorgungskanals (1) gestaucht festgeklemmt sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verkabelungsvorrichtung bestehend aus einem Kanal, in dem an einer oder mehreren ein- oder mehrteiligen Trägerplatte flächenhaft ausgebildete Versorgungsleitungen geführt und in das Leitungssystem eingebundene Funktionselemente vorgesehen sind, die erhaben aus der Trägerplatte hervorstehen.

Aus der WO 01/76020 A1 ist eine Anschlussvorrichtung für die elektrischen Versorgungsleitungen von Brennkraftmaschinen bekannt, die eine Trägerplatte aufweist, die vormontiert mit flächenhaft ausgebildeten elektrischen Leitungen und Bauelementen versehen ist. Diese Bauelemente stehen im allgemeinen erhaben aus der Trägerplatte heraus. Es handelt sich dabei beispielsweise um Module für das Messen von Spannungen oder auch Zündspulen. Die Trägerplatte wird in Führungsschienen eines Kanalprofiles angeordnet, das auch die Zündspulen umfasst. Weitere Kabel werden in einer Sicke oder Vertiefung des Kanalprofiles verlegt.

Die DE 198 55 184 C1 beschreibt Fixierelemente zum Festlegen von Kabeln und Rohren ohne Nägel oder Schrauben in Mauerwerksschlitzen. Die Leitungen werden in dem Mauerschlitz mit einem Abdeckblock aus einem elastischen und stauchfähigen Material, z.B. einem Schaumstoff, fixiert.

Es ist vorgesehen, die Bauelemente an der Trägerplatte zu umschäumen, um sie vor den Vibrationen der Brennkraftmaschine zu schützen. Die Trägerplatte soll dazu noch mit den Bauelementen in den Kanal eingeschäumt werden, um zu verhindern, dass Vibrationen die Funktionsfähigkeit beeinträchtigen.

Es hat sich herausgestellt, dass die Umschäumung zwar rasch vornehmbar ist, aber nicht den gewünschten Erfolg hat. Außerdem ist eine erneute Demontage nicht möglich. Weiterhin können die permanenten Vibrationen der Brennkraftmaschine dazu führen, dass sich Bauteile auf den Platinen wegen des Widerstandes der Umschäumung gegen deren Schwingbewegung lösen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Verkabelungsvorrichtung zu schaffen, die leichter montierbar und wieder demontierbar ist. Auch soll sie sich günstiger in Bezug auf die Verminderung von Vibrationsschäden verhalten.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Verkabelungsvorrichtung gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der erfindungsgemäßen Verkabelungsvorrichtung sind beiderseits der Trägerplatte als getrennte Bauteile ausgebildete Abdeckblöcke vorgesehen, die aus einem federungs- und stauchfähigen Isoliermaterial bestehen. Die Trägerplatte ist in dem Kanal von den Abdeckblöcken festgelegt, indem die Abdeckblöcke die Trägerplatte zwischen sich und elastischer Federwirkung festlegen und die Abdeckblöcke ihrerseits an den Wänden des Kanals gestaucht festgeklemmt sind. Es können auch mehrere Trägerplatten, z.B. in mehreren Schichten mit dazwischen liegenden Abdeckblöcken, in dem Kanal angeordnet sein.

Die Ausbildung der Festklemmung in „Sandwichbauweise" vereinfacht die Ausbildung des Kanals. Die Führungsschienen oder Stege für die Trägerplatte entfallen. Das Verklemmen erfolgt einfach durch das Stauchen der Abdeckblöcke an den Kanalwänden. Wenn gewünscht, kann die Klemmeinheit aus Abdeckblöcken und Trägerplatte wieder aus dem Kanal entfernt werden, wobei die Teile weiterhin verwendbar bleiben. Die Abdeckblöcke können auch mehrteilig ausgebildet sein.

Es ist auch möglich in dem Kanal Stifte vorzusehen, die vorzugsweise senkrecht zur Trägerplattenebene ausgerichtet sind und mit dem Kanal zumindest einseitig fest verbunden sind. Die Stifte greifen dann in Bohrungen oder Ausnehmungen der Trägerplatte ein, um die Trägerplatte in Bezug auf ihre Beweglichkeit in Richtung der Schienenlänge zu fixieren. Hierbei sind die Bohrungen oder Ausnehmungen und die Stifte weiterhin bevorzugt so ausgebildet bzw. angeordnet, dass diese eine Bewegung der Trägerplattenebene senkecht zur Trägerplattenebene ermöglichen und die Trägerplatte oder die Trägerplatten bei der Montage leicht von oben über die Stifte gestülpt und in diese eingeführt werden können, so dass die Trägerplatte durch die Stifte vorzugsweise lose sitzend gehalten wird.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abdeckblöcke mit Aussparungen zur Aufnahme der Funktionselemente auf der Trägerplatte versehen sind, deren Umschließungswände einen solchen Abstand von den Funktionselementen aufweisen, dass die Funktionselemente über genügend Spielraum zum berührungsfreien Bewegen (im Falle von Vibrationen) innerhalb der Aussparungen verfügen. Da die Abdeckblöcke eigenständige Bauteile sind, lassen sich die Aussparungen für die Funktionselemente problemlos z.B. mittels Laserschneiden anfertigen. Soweit möglich, sind die Aussparungen für die Funktionselemente bevorzugt als nach oben geschlossene Hohlräume ausgebildet. Die Aussparungen können aber auch als Durchbrechungen ausgebildet sein, um von außen in die Verkabelungsvorrichtung eingeführte Anschlüsse auszunehmen und die entsprechenden Gegenstücke auf der Trägerplatte zur elektrischen Verbindung freizugeben.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abdeckblöcke aus einem geschäumten Kunststoffmaterial bestehen. An sich ist die Verwendung von geschäumtem Kunststoffmaterial bekannt. Zum Unterschied gegenüber dem Stand der Technik erfolgt die Schäumung jedoch bei der Herstellung der Abdeckblöcke getrennt. Die Schäumung verklebt somit nicht alles restlos und ist auch unter die Trägerplatte einbringbar. Geeigneter Weise liegen die Abdeckblöcke als vorgefertigte endlose Meterware geeigneter Breite und ggf. auch schon mit Aussparungen versehen vor, die dann nur noch abgelängt werden muss. Als geeigneter Werkstoff für den Schaumstoff kommen etwa Neopolen^® P und Neopolen^® PPE in Betracht.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Trägerplatte aus einem Werkstoff besteht, der hitzebeständig ist bei Temperaturen, die innerhalb des Kanals auftreten können.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass alle stromführenden Leitungen als flächenhaft auf die Trägerplatte aufgebrachte Leitungen ausgebildet sind. Dazu zählen auch die Leitungen, die den Zündspulen ihre Betriebsspannung zuführen. Die Leitungszüge können in bekannter Weise in Druck- oder Ätztechnik hergestellt sein. Es entfällt gegenüber dem Stand der Technik eine zusätzliche Sicke, in der konkrete Leitungen verlegt sind.

Der Versorgungskanal ist bevorzugt als rechtwinkliger Kanal mit Vierkantprofil bestehend aus einer unteren Sockelleiste und einer oberen Deckelleiste ausgebildet. Sockelleiste und Deckelleiste sind bevorzugt lösbar verbunden. Der Versorgungskanal besteht weiterhin bevorzugt aus Metall und wird in der Regel an der Brennkraftmaschine in der Nähe der Zylinderdeckel montiert. Auf der Sockelleiste befinden sich bevorzugt Anschlüsse für Komponenten, wie auf diese aufgesetzte Zündspulen, Klopfregel- und/oder Temperaturmesseinrichtungen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert: Es zeigen:
1 schaubildlich einen Versorgungskanal für die Versorgung der Antriebszylinder einer Brennkraftmaschine mit verschiedenen Betriebs- und Messströmen bzw. -spannungen.
2 einen Schnitt durch den Versorgungskanal längs der Linie II-II in 1,
3 eine vergrößerte Darstellung der Kopfseite des Versorgungskanals nach 1, ebenfalls in schaubildlicher Darstellung,
4 die Kopfseite nach 3 in einer weiteren Vergrößerung, wobei die obere und untere Trägerplatte festlegenden Schaumstoffblöcke zur besseren Hervorhebung geschnitten dargestellt sind, und wobei mit gestrichelten Linien angedeutet ist, dass Funktionselemente berührungsfrei in Aussparungen hineinragen.
Der in 1 dargestellte Versorgungskanal 1 hat ein Vierkantprofil. In ihm befindet sich in Sandwich-Bauweise eine Trägerplatte 2, die beidseitig von Abdeckblöcken 3, 4 eingeschlossen ist. Das Material der Abdeckblöcke 3, 4 ist federungs- und stauchfähig. Ein geeignetes Material ist geschäumter Kunststoff. Die Abdeckblöcke 3 und 4 und die Trägerplatte 2 sind eigenständige Bauteile. Wie deutlich, insbesondere aus 3, zu erkennen ist, besteht der Versorgungskanal 1 aus einem oberen metallischen U-Profil 5 und einem unteren metallischen U-Profil 6. Die beiden U-Profile 5 und 6 bestehen vorzugsweise aus Aluminium und sind ineinander gesteckt. An der Oberseite 7 des oberen U-Profils 5 ist eine Zündspule 8 befestigt. Von der Zündspule 8 führt ein Zündkabel 9 zu einer nicht dargestellten Zündkerze.
Es sind in der Regel mehrere Trägerplatten 2 in Reihe angeordnet und miteinander elektrisch verbunden. Die Verbindung der Leitungszüge 10 miteinander erfolgt vorzugsweise über Steckkontakte 11. Der Einfachheit halber wird im folgenden von nur einer Trägerplatte gesprochen, die stellvertretend für alle beschrieben ist.
Aus 2 ist im Schnitt längs der Linie II-II nach 1 der Versorgungskanal 1 mit der Trägerplatte 2 und den Schaumblöcken 3, 4 zu erkennen, die die Trägerplatte 2 zwischen sich einschließen. Auf dem oberen U-Profil 5 sitzt die Zündspule 8.
Wie 3 zeigt, sind auf der Trägerplatte 2 flächenhafte Leitungszüge 10 angeordnet. Es ist dazu eine der heute üblichen Techniken, wie beispielsweise Ätzen oder Drucken, angewendet worden. Die Trägerplatte 2 besteht aus einem hochwärmebeständigen Kunststoff.
Alle zum Betrieb benötigten Leitungszüge sind auf der Trägerplatte 2 in flächenhafter Ausgestaltung angeordnet. Dies gilt auch für die Leitungszüge, die der (den) Zündspule(n) ihre Betriebsspannung zuführen. Die Höhe der Zuführungsspannung ist auf etwa 300 V begrenzt.
4 zeigt vergrößert den Einbau der Trägerplatte 2 mit den Schaumstoffblöcken 3 und 4 in den Innenraum des Versorgungskanals 1. Die Seitenwände 13 und 14 sind frei von irgendwelchen Führungsschienen. Die Trägerplatte 2 wird allein von den Abdeckblöcken 3 und 4 vibrationsfest festgelegt. Die Wände 13 und 14 des U-Profils 6 haben einen Abstand a. Die Abdeckblöcke 3 und 4 sind auf Übermaß gefertigt, haben also eine Breite, die größer ist als die Breite a. Beim Einsetzen werden sie also gestaucht und sitzen so in dem U-Profil 6 fest. Da sie zwischen sich die Trägerplatte 2 einschließen, sitzt auch diese gegen Vibrationen geschützt fest. Trägerplatte 2 selbst weist die Breite a auf.
1 und 4 zeigen, dass im oberen Abdeckblock 3 Aussparungen 15 vorgesehen sind, in die erhaben nach oben stehende Funktionselemente 16 hineinreichen. Die Aussparungen 15 sind so ausgebildet, dass die Funktionselemente 16 über genügend Spielraum zum berührungsfreien Bewegen innerhalb der Umschließungswände 17 der Aussparungen 15 verfügen. Das ist wichtig, damit sich die Funktionselemente 16 bei unvermeidbaren Restvibrationen in den Aussparungen 15 frei bewegen können. Ebenso sind im oberen Abdeckblock 3 nicht dargestellte Durchbrechungen vorgesehen.

Claims

Verkabelungsvorrichtung für den Betrieb der Funktionseinheiten von Antriebsvorrichtungen, insbesondere der Antriebszylinder von Brennkraftmaschinen, bestehend aus einem Versorgungskanal (1), in dem an oder in einer oder mehreren ein- oder mehrteiligen Trägerplatten (2) flächenhaft ausgebildete Versorgungsleitungen (10) geführt und in das Leitungssystem der Trägerplatte eingebundene Funktionselemente (16) vorgesehen sind, die erhaben aus der Trägerplatte (2) hervorstehen, dadurch gekennzeichnet, dass beiderseits der Trägerplatte(n) (2) als getrennte Bauteile ausgebildete Abdeckblöcke (3, 4) vorgesehen sind, die aus einem elastischen und stauchfähigen Isoliermaterial bestehen, und dass die Trägerplatte(n) (2) in dem Versorgungskanal (1) von den Abdeckblöcken (3, 4) festgelegt ist, indem die Abdeckblöcke (3, 4) die Trägerplatte (2) zwischen sich gestaucht festlegen und die Abdeckblöcke (3, 4) ihrerseits an den Wänden (13, 14) des Versorgungskanals (1) gestaucht festgeklemmt sind.
Verkabelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die oberen Abdeckblöcke (3, 4) mit Aussparungen (15) zur Aufnahme der Funktionselemente (16) versehen sind, deren Umschließungswände (17) einen solchen Abstand von den Funktionselementen (16) aufweisen, dass die Funktionselemente (16) über genügend Spielraum zum berührungsfreien Bewegen innerhalb der Aussparungen (15) verfügen.
Verkabelungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckblöcke (3, 4) aus einem geschäumten Kunststoffmaterial bestehen.
Verkabelungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dasss die Trägerplatte (2) und die Abdeckblöcke aus Werkstoffen bestehen, die hitzebeständig sind zumindest bis zu Temperaturen von 80°C.
Verkabelungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle stromführenden Leitungen (10) als flächenhaft auf der Trägerplatte (2) vorgesehene Leitungen ausgebildet sind.
Verkabelungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (2) als längliche Leiterplatine mit zum Eingreifen von Leitungsverbindern geeigneten kurzkantigen Endbereichen ausgebildet ist.
Verkabelungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der/die unteren Abdeckblöcke (4) keine Ausparungen aufweisen.
Verkabelungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der/die unteren Abdeckblöcke (4) maximal ein Drittel der Höhe der oberen Abdeckblöcke aufweisen.
Verkabelungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (2) zwischen die Abdeckblöcke (3, 4) in den Versorgungskanal lediglich eingelegt ist und mit dem Versorgungskanal nicht anderweitig fest verbunden ist.
Verkabelungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (2) eine Breite (a) aufweist, die der Breite (a) des Versorgungskanals (1) entspricht.
Verkabelungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (15) als Durchbrechungen ausgebildet sein, um von außen in die Verkabelungsvorrichtung (1) eingeführte Anschlüsse auszunehmen und die entsprechenden Gegenstücke auf der Trägerplatte (2) zur elektrischen Verbindung freizugeben.
Verkabelungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Versorgungskanal (1) mehrere ein- oder mehrteilige Trägerplatten (2) übereinander mit dazwischen liegenden Abdeckblöcken (3, 4) angeordnet sind.