DE10245808A1 - Elektromagnetische Abschirmungsstruktur für einen elektrischen Draht - Google Patents

Elektromagnetische Abschirmungsstruktur für einen elektrischen Draht

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Abstract

Ein Bündel von elektrischen Drähten weist eine erste Länge und einen ersten Durchmesser auf. Ein rohrförmiger geflochtener Draht weist eine zweite Länge, die kürzer als die erste Länge ist, und einen zweiten Durchmesser auf, der größer als der erste Durchmesser ist. Das Bündel der elektrischen Drähte wird durch den geflochtenen Draht geführt, wobei dann zwei Steckverbindungen mit den entgegengesetzten Enden der elektrischen Drähte verbunden werden. Die Steckverbindungen weisen einen dritten Durchmesser auf, der größer als der erste Durchmesser ist. Der geflochtene Draht wird derart gedehnt, dass seine beiden Enden auf den entsprechenden Steckverbindungen befestigt sind, um dazwischen einen Teil mit kleinerem Durchmesser zu bilden, der sich entlang des Außenumfangs des Bündels der elektrischen Drähte erstreckt. Eine leitende Halteeinrichtung ist auf dem Teil mit kleinerem Durchmesser angebracht, um die Länge und den Durchmesser des Teils mit kleinerem Durchmesser aufrechtzuerhalten.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetische Abschirmungsstruktur für die Umhüllung eines Drahtes/Kabels oder eines Kabelbaums, der mit E/A-Anschlüssen eines Motors in einem Elektrokraftfahrzeug oder mit E/A-Anschlüssen einer gewöhnlichen elektronischen/elektrischen Einrichtung verbunden ist, um eine elektromagnetische Abschirmung desselben zu erreichen.
  • In den letzten Jahren werden zunehmend Schwachstromschaltungen und elektronische Schaltungen in Kraftfahrzeugen verwendet, wobei Installationsdrähte in einem Hochstrom-/Hochspannungsaufbau vorgesehen werden, so dass es unter Umständen erforderlich ist, eine effektive und Kostengünstige elektromagnetische Abschirmungseinrichtung vorzusehen, welche die Schwachstromschaltungen (die einfach durch elektromagnetisches Rauschen beeinflusst werden können) zu schützen und eine Herabsetzung der Feststellungspräzision von verschiedenen Sensoren in den elektronischen Schaltungen durch die nachteiligen Wirkungen von elektromagnetischem Rauschen zu verhindern.
  • Zum Beispiel ist es bei einem Motor in einem Elektrokraftfahrzeug erforderlich, eine effektive elektromagnetische Abschirmungseinrichtung vorzusehen, welche die negativen Wirkungen von elektromagnetischen Wellen, die in Hochstrom-/Hochspannungsdrähten bzw. Hochstrom-/Hochspannungskabeln erzeugt werden, auf externe Einrichtungen sowie die negativen Wirkungen von elektromagnetischen Wellen von außen abschirmen.
  • In einer in Fig. 4 gezeigten Struktur ist ein geflochtener Draht 14, der durch das Verflechten von elektrisch leitenden Metalldrahtelementen zu einer Rohrform gebildet wird, auf einem Drahtbündel 10 angebracht, um dieses zu schützen, wobei der geflochtene Draht 14 mit einer rohrförmigen Metallmuffe 15 verbunden ist, die als leitender und abschirmender Anschluss dient, und wobei die Metallmuffe 15 an ihrem Flansch 15a über Schrauben 16 mit einem Befestigungsglied wie beispielsweise einem Außengehäuse B eines Motors verbunden ist. Ein entfernter Endteil 14a des geflochtenen Drahtes 14 ist mit einer Außenoberfläche der Metallmuffe 15 verbunden, indem um den gesamten Umfang des entfernten Endteils 14a ein Fixierband 17 mit Druck gewickelt ist. Metallanschlüsse 13 sind auf entsprechende Leiter 11 aufgepresst, die an den entfernten Endteilen der Drähte 10 freiliegen, wobei die Drahtendteile mit den verbundenen Metallanschlüssen 13 durch eine Drahteinführöffnung b1 in dem Außengehäuse B geführt sind und die Metallanschlüsse 13 mit E/A-Anschlüssen des Motors über entsprechende Schrauben verbunden sind, um eine elektrische Verbindung herzustellen. In diesem Fall ist das Außengehäuse B mit der Erde G verbunden, sodass ein abschirmender Kurzschlusspfad von dem geflochtenen Draht 14 über die Metallmuffe 15 und das Außengehäuse B zu der Erde gebildet wird, um durch die Drähte 10 erzeugte elektromagnetische Wellen zu absorbieren.
  • Der geflochtene Draht 14 des bekannten Typs wird gebildet, indem die oben genannten Metalldrahtelemente verflochten werden. Es existiert jedoch noch ein anderer bekannter Typ von Draht, bei dem mit Kupfer beschichtete Stränge spiralförmig auf Stränge aus Kunstharz (z. B. Polyester) gewickelt werden, um netzartige Drahtelemente zu bilden, die zu einer Rohrform verwoben werden.
  • Der geflochtene Draht 14, der in der elektromagnetischen Abschirmungsstruktur von Fig. 4 verwendet wird, weist die folgenden Probleme auf.
  • Bei dem Herstellungsprozess werden die langen Drähte 10 durch den geflochtenen Draht 14 geführt, wobei in diesem Fall der rohrförmige geflochtene Draht 14, der einen ausreichend großen Außendurchmesser aufweist, das Einführen vereinfacht, wodurch die Effizienz der Operation erhöhen werden kann. Die Verwendung des geflochtenen Drahtes 14 mit einem großen Durchmesser und einer der Länge der Drähte 10 entsprechenden Länge ist jedoch kostspielig und deshalb nachteilig.
  • Wenn der Durchmesser des geflochtenen Drahtes 14 ausreichend groß ist, reiben sich die mehreren Drähte 10 innerhalb des geflochtenen Drahtes bei einer Vibration des Fahrzeugkörpers aneinander, so dass der Nachteil auftritt, dass die Hüllglieder 12 der Drähte 10 verschleißen und damit die Dauerhaftigkeit der Hüllglieder 12 reduziert wird.
  • Wenn weiterhin ein ausreichender Raum zwischen der Innenoberfläche des geflochtenen Drahtes 14 und den Drähten 10 vorgesehen wird, entwickeln sich leicht nicht-leitende Teile, so dass keine zufriedenstellende elektromagnetische Abschirmung erhalten werden kann.
  • Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine elektromagnetische Abschirmungsstruktur anzugeben, die eine erforderliche Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen, die insbesondere durch installierte Hochstrom-/Hochspannungsdrähten erzeugt werden, vorsehen kann und Variationen in der Größe (etwa im Durchmesser) und in der Anzahl der Drähte unterschiedlicher Art tolerieren kann.
  • Um die oben genannte Aufgabe zu erfüllen, ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetischen Abschirmungsstruktur für elektrische Drähte vorgesehen, die folgende Schritte umfasst:
    Vorsehen eines Bündels von elektrischen Drähten mit einer ersten Länge und einem ersten Durchmesser,
    Vorsehen eines rohrförmigen geflochtenen Drahtes mit einer zweiten Länge, die kürzer ist als die erste Länge, und einem zweiten Durchmesser, der größer ist als der erste Durchmesser,
    Durchführen des Bündels der elektrischen Drähte durch den geflochtenen Draht,
    Verbinden von jeweils einer Steckverbindung mit den entgegengesetzten Enden der elektrischen Drähte, wobei die beiden Steckverbindungen einen dritten Durchmesser aufweisen, der größer ist als der erste Durchmesser,
    Dehnen des geflochtenen Drahts, so dass beide Enden desselben an den entsprechenden Steckverbindungen befestigt sind, um dazwischen einen Teil mit kleinerem Durchmesser entlang des Außenumfanges des Bündels der elektrischen Drähte zu bilden, und
    Anbringen einer leitenden Halteeinrichtung auf dem Teil mit kleinerem Durchmesser, um die Länge und den Durchmesser des Teils mit kleinerem Durchmesser zu erhalten.
  • Vorzugsweise sind die zweite Länge und der zweite Durchmesser derart gewählt, dass der Durchmesser des Teils mit reduziertem Durchmesser im wesentlichen gleich dem ersten Durchmesser ist, wenn der geflochtene Draht gestreckt wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch eine elektromagnetische Abschirmungsstruktur für elektrische Drähte angegeben, welche umfasst:
    ein Bündel von elektrischen Drähten mit einem ersten Durchmesser,
    zwei Steckverbindungen, die jeweils mit den entgegengesetzten Enden der elektrischen Drähte verbunden sind, wobei die Steckverbindungen einen zweiten Durchmesser aufweisen, der größer ist als der erste Durchmesser,
    einen rohrförmigen geflochtenen Draht, dessen beide Enden an den entsprechenden Steckverbindungen befestigt sind, um dazwischen einen Teil mit kleinerem Durchmesser entlang des Umfangs des Bündels der elektrischen Drähte zu bilden, und
    eine leitende Halteeinrichtung, die auf dem Teil mit kleinerem Durchmesser angebracht ist, um die Länge und den Durchmesser des Teils mit kleinerem Durchmesser zu erhalten.
  • In den oben genannten Konfigurationen ist die Operation zum Durchführen von mehreren Drähten durch den kurzen und breiten geflochtenen Draht einfach, wobei der geflochtene Draht effizient für mehrere Arten von Drähten mit unterschiedlichen Längen und Durchmessern verwendet werden kann, d. h. eine hervorragende Vielseitigkeit aufweist und kostengünstig ist. Außerdem ist kaum ein nicht-leitender Teil des geflochtenen Drahtes relativ zu den elektrischen Drähten vorgesehen, so dass der geflochtene Draht elektromagnetische Wellen, die durch die Drähte erzeugt werden, absorbieren kann, um eine zufriedenstellende elektromagnetische Abschirmung zu erreichen. Weiterhin wird die Innenoberfläche des geflochtenen Drahtes in einem geeigneten Kontakt zu den elektrischen Drähten gehalten, so dass die Drähte nicht gegeneinander reiben und die Dauerhaftigkeit der Drähte gegenüber Verschleiß erhöht wird.
  • Vorzugsweise umfasst die Halteeinrichtung ein rohrförmiges Glied, das spiralförmig auf den Teil mit kleinerem Durchmesser gewickelt ist.
  • Alternativ hierzu kann die Halteeinrichtung ein Paar von Clipglieder umfassen, die beide Endteile des Teils mit kleinerem Durchmesser umgreifen.
  • Dabei sind die Clipglieder vorzugsweise durch ein Verbindungsglied miteinander verbunden, das sich entlang des Teils mit reduziertem Durchmesser erstreckt.
  • In den oben genannten Konfigurationen können der Außendurchmesser und die Länge des Teils mit kleinerem Durchmesser, der durch das Dehnen des geflochtenen Drahtes gebildet wird, einfach erhalten werden.
  • Die oben genannten Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht:
  • Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer elektromagnetischen Abschirmungsstruktur gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
  • Fig. 2 ist eine Seitenansicht der elektromagnetischen Abschirmungsstruktur gemäß der ersten Ausführungsform, die einen Zustand zeigt, in dem ein Spiralrohr auf den gedehnten geflochtenen Draht gewickelt ist,
  • Fig. 3A ist eine Seitenansicht einer elektromagnetischen Abschirmungsstruktur gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, und Fig. 3B ist eine Seitenansicht einer elektromagnetischen Abschirmungsstruktur gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
  • Fig. 4 ist eine Querschnittansicht einer elektromagnetischen Abschirmungsstruktur aus dem Stand der Technik.
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen einer elektromagnetischen Abschirmungsstruktur der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • In einer in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform sind drei Drähte (Kabel) oder ein Kabelbaum (im Folgenden als "Drähte 1" bezeichnet) auf einem Fahrzeugkörper installiert und beispielsweise wie in Fig. 4 gezeigt mit den E/A- Anschlüssen des Motors des Elektrokraftfahrzeugs verbunden, so dass diese Drähte 1 als Stromzuführdrähte dienen. In diesem Fall umfasst jeder Draht 1 einen Leiter 1a (etwa aus Kupferdraht) und ein Isolationsglied 1b, das durch Strangpressen auf dem Leiter ausgebildet ist, um diesen zu umhüllen. Das Isolationsglied 1b ist an jedem Endteil des Drahtes entfernt, und ein Metallanschluss 2 wie etwa ein LA- Anschluss ist durch Aufklemmen seines Klemmteils 2a an dem freigelegten Endteil des Leiters 1a befestigt. Eine elektrische Steckverbindung 3 ist mit den Anschlüssen verbunden, die jeweils an ersten Enden der Drähte 1 befestigt sind, während eine elektrische Steckverbindung 4 mit den Anschlüssen verbunden ist, die an den anderen Enden der Drähte 1 befestigt sind. Die mit der elektrischen Steckverbindung 3 verbundenen Metallanschlüsse 2 werden durch den Drahteinführteil b1 geführt, der in dem (als Befestigungsteil dienenden) Außengehäuse B des Motors ausgebildet ist, und sind mit den E/A-Anschlüssen des Motors verbunden.
  • Damit andere Einrichtungen nicht negativ durch die elektromagnetischen Wellen, die von der durch die Drähte 1 fließenden Hochspannung bzw. dem großen Strom erzeugt werden, beeinflusst werden, ist ein geflochtener Draht 5 auf den Drähten 1 gebündelt vorgesehen, um die Drähte 1 zu bedecken und die von ihnen erzeugten elektromagnetischen Wellen zu absorbieren. Die entgegengesetzten Enden des gebündelten Drahtes 5 sind jeweils mit den elektrischen Steckverbindungen 3 und 4 verbunden.
  • Der geflochtene Draht 5 des bekannten Typs wird gebildet, indem elektrisch leitende Drahtelemente zu einer Rohrform verflochten werden, wobei jedoch noch ein anderer Typ existiert, in dem kupferbeschichtete Stränge spiralförmig auf Stränge aus Kunstharz (z. B. Polyester) gewunden sind, um netzartige Drahtelemente zu bilden, wobei diese Drahtelemente zu einer Rohrform verflochten sind. Der geflochtene Draht 5 Eines dieser beiden Typen weist eine derartige Flexibilität und Dehnbarkeit auf, dass er in der Längsrichtung gedehnt bzw. verlängert werden kann.
  • Es muss also der geflochtene Draht 5 mit einer Länge L2, die viel kürzer als die Länge L1 der Drähte 1 ist, installiert werden. Der Innendurchmesser des rohrförmigen geflochtenen Drahtes 5 ist größer als die Dicke des Bündels der (drei) Drähte 1, sodass das Durchführen der drei Drähte nacheinander oder gemeinsam durch den geflochtenen Draht 5 einfach und ohne Schwierigkeiten vorgenommen werden kann.
  • Nachdem die Drähte 1 durch den geflochtenen Draht 5 geführt und in einer vorbestimmten Anordnung vorgesehen sind, werden die elektrischen Steckverbindungen 3 und 4 wie in Fig. 2 gezeigt jeweils mit den entgegengesetzten Enden des geflochtenen Drahtes 5 verbunden. Eine der zwei Steckverbindungen 3 und 4 wird festgehalten, wobei unter dieser Bedingung eine Zugkraft auf die andere elektrische Steckverbindung ausgeübt wird, um den geflochtenen Draht 5 (mit der ursprünglichen Länge L2) zu einer Länge zu dehnen, die im wesentlichen gleich der Länge L1 der Drähte 1 ist. Auf diese Weise wird der geflochtene Draht 5 gedehnt, um einen Teil mit kleinerem Durchmesser 5b zu bilden, der eine Länge L3 und einen Außendurchmesser d zwischen den entgegengesetzten Endteilen 5a aufweist, die intakt bleiben, d. h. ihren ursprünglichen Innendurchmesser D behalten. Der Teil 5b mit kleinerem Durchmesser wird derart gedehnt, dass der Durchmesser auf der Innenoberfläche in (engem) Kontakt zu den drei Drähten 1 gehalten wird.
  • Um die Länge L3 und den Außendurchmesser d des gedehnten Teils 5b mit kleinerem Durchmesser zu erhalten, wird ein Spiralrohr 6 auf dem Teil 5b mit kleinerem Durchmesser angebracht, wobei das Spiralrohr 6 einen elektrisch leitenden Drahtstab (etwa aus einem Draht) oder ein elektrisch leitendes und spiralförmig auf die Außenoberfläche des Teils 5b mit reduziertem Durchmesser gewickeltes Band umfasst.
  • Auf diese Weise können die vorbestimmte Länge L3 und der Außendurchmesser d des Teils 5b mit kleinerem Durchmesser aufrechterhalten werden. Indem nämlich der geflochtene Draht 5 mit der ursprünglichen kurzen Länge L2 gedehnt wird, kann seine Länge im wesentlichen gleich der Länge L1 der Drähte 1 unterschiedlicher Art vorgesehen werden, wodurch die Materialkosten für den geflochtenen Draht reduziert werden können. Und außerdem wird die Innenoberfläche des Teils 5b mit kleinerem Durchmesser des gedehnten, geflochtenen Drahts 5 in Kontakt mit den drei Drähten 1 gehalten, wodurch das Auftreten eines nicht-leitenden Teils vermieden werden kann, sodass eine zufriedenstellende elektromagnetische Abschirmung erhalten werden kann. Weiterhin werden die drei Drähte 1 durch den umgebenden Teil 5b mit kleinerem Durchmesser gehalten, so dass die Drähte 1 nicht gegeneinander reiben und die Dauerhaftigkeit der isolierenden Hüllglieder der Drähte 1 gegenüber Verschleiß erhöht wird.
  • Anstelle des Spiralrohrs 6 können gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung auch die in Fig. 3A gezeigten Clips 7 verwendet werden. In diesem Fall weist jeder Clip eine Rohrform auf und ist aus einem leitenden Metall oder einem leitenden Kunststoffmaterial ausgebildet, wobei ein Teil des Rohrkörpers ausgespart ist, um einen Schlitz 7a zu bilden. Durch eine Erweiterung der Schlitze 7a werden die Clips jeweils auf den entgegengesetzten Endteilen des Teils 5b mit kleinerem Durchmesser des geflochtenen Drahtes 5 angebracht, so dass die Clips den Teil 5b mit kleinerem Durchmesser mittels ihrer Federkraft umgreifen und auf den Drähten 1 halten.
  • Gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung kann das Spiralrohr 6 wie in Fig. 3B gezeigt durch einen leitenden Haltestab 8 ersetzt werden. Dieser Haltestab 8 umfasst ein Verbindungsteil 8b mit einer Länge, die im wesentlichen gleich der Länge L3 (siehe Fig. 2) des Teils 5b mit reduziertem Durchmesser ist, wobei dieser Verbindungsteil 8a aus Metall oder Kunststoff mit einer geeigneten Steifigkeit besteht, so dass er nicht versehentlich verformt werden kann. Die Clipteile 8b, die jeweils einen Schlitz 8c umfassen und dieselben Funktion wie der Clip 7 von Fig. 3A aufweisen, sind jeweils einstückig an entgegengesetzten Enden des Verbindungsteils 8a ausgebildet. Wenn also die Clipteile 8b, die jeweils an den entgegengesetzten Enden des Verbindungsteils 8a ausgebildet sind, auf dem Teil 5b mit kleinerem Durchmesser angebracht werden, halten sie den Teil 5b mit kleinerem Durchmesser in dem gedehnten Zustand, in dem die Länge L3 und der Außendurchmesser d des rohrförmigen Teils 5b mit kleinerem Durchmesser aufrechterhalten werden.
  • Es wurden spezifische Beispiele des Formhaltegliedes gezeigt, wobei das Formhalteglied nicht auf diese Beispiele beschränkt ist, sondern ein beliebiges anderes geeignetes Glied verwendet werden kann, sofern seine Form und Funktion dem technischen Konzept der Erfindung entsprechen.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetischen Abschirmungsstruktur für elektrische Drähte mit folgenden Schritten:
Vorsehen eines Bündels von elektrischen Drähten mit einer ersten Länge und einem ersten Durchmesser,
Vorsehen eines rohrförmigen geflochtenen Drahtes mit einer zweiten Länge, die kürzer ist als die erste Länge, und einem zweiten Durchmesser, der größer ist als der erste Durchmesser,
Durchführen des Bündels der elektrischen Drähte durch den geflochtenen Draht,
Verbinden von jeweils einer Steckverbindung mit den entgegengesetzten Enden der elektrischen Drähte, wobei die beiden Steckverbindungen einen dritten Durchmesser aufweisen, der größer ist als der erste Durchmesser,
Dehnen des geflochtenen Drahts, wobei beide Enden desselben an den entsprechenden Steckverbindungen befestigt sind, um dazwischen einen Teil mit kleinerem Durchmesser entlang des Außenumfanges des Bündels der elektrischen Drähte zu bilden, und
Anbringen einer leitenden Halteeinrichtung auf dem Teil mit kleinerem Durchmesser, um die Länge und den Durchmesser cies Teils mit kleinerem Durchmesser zu erhalten.
2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Länge und der zweite Durchmesser derart gewählt werden, dass der Durchmesser des Teils mit kleinerem Durchmesser im wesentlichen gleich dem ersten Durchmesser wird, wenn der geflochtene Draht gedehnt wird.
3. Elektromagnetische Abschirmungsstruktur für elektrische Drähte mit:
einem Bündel von elektrischen Drähten mit einem ersten Durchmesser,
zwei Steckverbindungen, die jeweils mit den entgegengesetzten Enden der elektrischen Drähte verbunden sind, wobei die Steckverbindungen einen zweiten Durchmesser aufweisen, der größer ist als der erste Durchmesser,
einem rohrförmigen geflochtenen Draht, dessen beide Enden an den entsprechenden Steckverbindungen befestigt sind, um dazwischen einen Teil mit kleinerem Durchmesser entlang des Umfangs des Bündels der elektrischen Drähte zu bilden, und
einer leitenden Halteeinrichtung, die auf dem Teil mit kleinerem Durchmesser angebracht ist, um die Länge und den Durchmesser des Teils mit kleinerem Durchmesser zu erhalten.
4. Elektromagnetische Abschirmungsstruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung ein rohrförmiges Glied umfasst, das spiralförmig auf den Teil mit kleinerem Durchmesser gewickelt ist.
5. Elektromagnetische Abschirmungsstruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung ein Paar von Clipglieder umfasst, die beide Endteile des Teils mit reduziertem Durchmesser umgreifen.
6. Elektromagnetische Abschirmungsstruktur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Clipglieder durch ein Stabglied verbunden werden, das sich entlang des Teils mit reduziertem Durchmesser erstreckt.
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