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Die Erfindung betrifft ein Abdichtelement
zur Wanddurchführung
eines strangförmigen
Körpers.
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In einem Kraftfahrzeug sind an mehreren Stellen
Kabeldurchführungen
durch Karosseriebleche erforderlich. Die jeweiligen Karosseriebleche trennen
dabei oftmals einen so genannten Nassraum von einem so genannten
Trockenraum. Bei einer derartigen Kabeldurchführung muss daher auf Dichtheit geachtet
werden, um ein Übertreten
von Nässe
aus dem Nassraum in den Trockenraum zu vermeiden. Ein typischer
derartiger Fall liegt im Kraftfahrzeug beispielsweise bei der Führung eines
Kabelsatzes aus dem Motorraum in den Karosserieinnenraum vor. Hierbei
wird der Kabelsatz durch eine so genannte Wasserkastenwand oder
auch Schottwand hindurchgeführt.
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Als Abdichtelemente werden üblicherweise so
genannte Tüllen,
beispielsweise Gummitüllen, oder
auch Tüllen
aus einem geschäumten
Kunststoff eingesetzt. Bei den geschäumten Tüllen kann dabei vorgesehen
sein, dass der Kabelsatz zugleich mit umschäumt ist und zusammen mit der
Tülle eine formstabile
Einheit bildet.
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In der
DE 195 44 236 A1 ist eine
Anordnung für
eine Steckeinrichtung im Bereich einer Trennwand beschrieben, die
zwischen einer nach außen abdichtbaren
Nutz- oder Fahrgastzelle und einem Aggregateraum angeordnet ist,
bei der die Steckereinrichtung aus wenigstens einer Steckerplatte
(Steckeraufnahme) und wenigstens einem in dieser arretierbaren Kabelstecker
gebildet ist, wobei die Steckeraufnahme an einem innerhalb der Nutz-
oder Fahrgastzelle angeordneten Trägerelement (Halterung) befestigt
und dieses einer Ausnehmung in der Trennwand zugeordnet ist, die
aggregateraumseitig von einem glockenartigen Kastengehäuse mit
einem Deckel dichtend abgeschlossen ist. Der Kabelstecker ist dabei
mit einem durch das Kastengehäuse
geführten Kabel
verbunden, durch das ein elektrisches Steuerglied oder ein elektrischer
Verbraucher aus dem Aggregateraum mit einem innerhalb der Nutz-
oder Fahrgastzelle angeordneten Element des Bordnetzes elektrisch
verbindbar ist, und die Steckerplatte mit einem zum Bordnetz gehörenden Kabelbaum. Die
Halterung kann Bestandteil eines Rahmengestells sein, an dem Bauelemente
eines Fahrzeug-Cockpits befestigbar sind. Das Kastengehäuse weist
einen an der Ausnehmung abgedichteten Fassungskörper für den Deckel auf, in dem eine
von dem Kabel durchdringbare Schiebetülle angeordnet ist. Die Steckerplatte
kann vorteilhaft so in der Ausnehmung angeordnet sein, dass der
Kabelstecker vom Aggregateraum her ohne Berührung der Trennwand durch das
Montagepersonal in die Steckerplatte eingesetzt werden kann. Nachteilig
an der bekannten Anordnung ist die relativ aufwendige Montage. Insbesondere
bei der Befestigung der Schiebetülle
kann es passieren, dass diese nicht richtig aufgeschoben wird, was
zu Undichtigkeiten führt.
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Aus der
DE 101 25 174 A1 ist eine
Steckereinrichtung in einem Kraftfahrzeug zur Anordnung im Bereich
einer Ausnehmung in einer einen Aggregateraum von einer Nutz- oder
Fahrgastzelle abgrenzenden Trennwand bekannt, mit wenigstens einer
Steckeraufnahme mit einem fahrgastzellenseitigen Leitungsstrang
und wenigstens einem mit dieser verbindbaren Kabelstecker, der an
einem aggregateraumseitigen Leitungsstrang angeordnet ist, und mit einem
Halter für
die Steckereinrichtung sowie einer abdichtenden Deckeleinrichtung,
wobei der Halter mit der Steckeraufnahme fest verbunden und zugleich
als Deckeleinrichtung ausgebildet ist, und dass der Halter aggregateraumseitig
an der Trennwand dichtend festgelegt ist. Nachteilig an dem bekannten
Element ist dessen relativ aufwendige Herstellung.
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Aus der
DE 101 39 501 C1 ist ein
Abdichtelement zur Wanddurchführung
eines strangförmigen Körpers durch
eine Wandöffnung
bekannt, wobei das Abdichtelement insbesondere eine Tülle für einen Kabelsatz
im Kraftfahrzeugbereich ist. Das Abdichtteil weist ein Mittelteil
mit einem Führungselement
für den
strangförmigen
Körper
auf, wobei beidseitig am Mittelteil jeweils ein Seitenteil derart
klappbar angeordnet ist, dass bei nur einem an das Mittelteil angeklappten
Seitenteil dieses zusammen mit dem Mittelteil eine an die Wandöffnung angepasste
Abdichtung bildet. Bei diesem als Schiebetülle ausgebildetem Abdichtelement
stellen sich die gleichen Probleme wie bei der
DE 195 44 236 A1 .
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Der Erfindung liegt daher das technische Problem
zugrunde, ein Abdichtelement zur Wanddurchführung eines strangförmigen Körpers zu schaffen,
dass bei einfacher Montage eine hohe Zuverlässigkeit an Dichtigkeit aufweist
und nur einen geringen Bauraum aufweist.
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Die Lösung des technischen Problems
ergibt sich durch den Gegenstand mit den Merkmalen des Patentanspruches
1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Hierzu sind der Deckel und die elastische Tülle einstückig ausgebildet,
wobei die elastische Tülle
mindestens teilweise durch den Deckel drückbar und seitlich zum Deckel
klappbar ist. Dadurch entfallen jegliche Probleme hinsichtlich einer
unrichtigen Montage der Tülle
am Deckel. Durch die Ausgestaltung, dass die Tülle in den Deckel drückbar ist, kann
weitgehend auf Überlangen
beim strangförmigen
Körper
verzichtet werden. Zum Stecken eines elektrischen Kabelstranges
mit zugehörigen
Steckern in ein im Trockenraum angeordnetes Steckmodul wird die
Tülle durch
den Deckel gedrückt
bzw. mittels des Kabelstranges von der Unterseite des Deckels her
durchgezogen. Hierdurch ergibt sich eine ausreichende Kabelstranglänge, um
ein bequemes Stecken zu ermöglichen.
Nach erfolgtem Stecken kann dann die Tülle wieder zurückgezogen
werden und anschließend
seitlich umgeklappt werden, so dass der gesamte Bauraum oberhalb
des Deckels zur Verfügung
steht. Dies ergibt eine bequeme Montage bei hoher Dichtigkeit und
geringen Bauraum. Dabei sei angemerkt, dass seitliches Klappen prinzipiell
so zu verstehen ist, dass nach dem Klappen die Tülle nahezu in der Ebene der
Oberseite des Deckels oder darunter liegt, wobei die Klapprichtung
je nach äußeren Radbedingungen
unterschiedlich sein kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
wird die Tülle
in den Deckel eingespritzt, was eine einfache einstückige Ausbildung
ermöglicht.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist der Unterseite des Deckels mindestens eine vollständig umlaufende
Dichtlippe angeordnet, wobei weiter vorzugsweise eine innere und
eine äußere Dichtlippe
vorgesehen sind. Hierdurch wird neben einer Verbesserung der Dichtigkeit
auch ein Ausgleich von Toleranzen bezüglich der Ebenheit der Trennwand
erreicht.
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Vorzugsweise werden die Dichtlippen
mit der Tülle
in den Deckel eingespritzt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
sind die Dichtlippen in Längsrichtung
des Deckels konvex vorgespannt. Dadurch wird erreicht, dass die
zur Deckelmitte abnehmenden Andruckkräfte bei einer äußeren Befestigung
des Deckels beispielsweise mittels Schrauben ausgeglichen werden. Vorzugsweise
wird daher auch der Deckel selbst konvex vorgespannt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist die Unterseite des Deckels mindestens teilweise mit dem Material
der Tülle
und/oder der Dichtlippe beschichtet. Das elastische Material der
Tülle bzw.
Dichtlippe bewirkt eine gute Schalldämmung, so dass weniger Geräusche vom
Motorraum in den Innenraum eingekoppelt werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
besteht der Deckel aus PA6 GF30. PA6 ist ein aus ε-Aminocapronsäure oder ε-Caprolactam
angebaute Polyamid mit 30% Glasfaseranteil. Der besondere Vorteil
von PA6 GF30 ist dessen gute Hitzebeständigkeit, da beim Einspritzen
der Tülle
erhebliche Temperaturen auftreten.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
besteht die Tülle
und/oder die Dichtlippe aus EPDM (Ethylen/Probylen-Dien-Terpolymere).
Der große
Vorteil von EPDM gegenüber
vergleichbaren gummiartigen Kunststoffen ist dessen große Langzeitstabilität hinsichtlich
der Dichtigkeit. Ein weiterer großer Vorteil ist dessen Stabilität über einen
großen Temperaturbereich.
EPDM hat sich dabei sowohl im Kälte-
als auch im Hitzebereich als langzeitstabil erwiesen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist die Tülle
kegelstumpfförmig
ausgebildet. Dadurch wird erreicht, dass eine ausreichende Dichtigkeit
zwischen Tülle
und Kabelstrang erreicht wird und andererseits beim Stecken ausreichend
Spiel vorhanden ist. Vorzugsweise ist der Kabelstrang mit LMX umwickelt,
um die Dichtigkeit des Kabelstranges selbst zu gewährleisten,
so dass keine Feuchtigkeit über
die Kabel durch die Tülle
in den Innenraum gelangen kann.
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Die Dicke der Tülle liegt vorzugsweise zwischen
1 bis 1,8 mm, vorzugsweise zwischen 1,3 – 1,6 mm. Dies stellt ein Optimum
zwischen Giegsamkeit und Schalldämmung
dar.
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Weiter vorzugsweise ist die Unterseite
des Deckels mit Montagefüßen ausgebildet,
die mit entsprechenden Vorhalterungen an der Trennwand korrespondieren
und so sicherstellen, dass das Abdichtelement nur befestigt werden
kann, wenn es plan auf der Trennwand aufliegt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist die Oberseite des Deckels mit Freischnitten ausgebildet, so
dass der Bauraum weiter optimiert wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Die
Fig. zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf ein Abdichtelement,
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2 eine
Unteransicht auf das Abdichtelement und
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3 eine
Seitenansicht auf das Abdichtelement
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Das Abdichtelement 1 umfasst
einen Grundkörper 2 aus
einem starren Kunststoff, der vorzugsweise aus PA6 GF30 besteht
und den Deckel des Abdichtelementes 1 bildet. Der Grundkörper 2 ist
an den Seitenrändern
mit drei trapezförmigen
Auflagen 3 ausgebildet, die jeweils zentrisch eine Öffnung aufweisen.
Um den Umfang herum sind verschiedene Versteifungsrippen angeordnet.
Des weiteren umfasst das Abdichtelement 1 eine kegelstumpfförmige Tülle 4 sowie
eine nahezu halbkreisförmige
Wulst 5. Die Tülle 4 mit
Wulst 5 sind einstückig
mit dem Grundkörper 2 ausgebildet,
wobei Tülle 4 und
Wulst 5 vorzugsweise aus EPDM bestehen. Der Grundkörper 2 weist
des weiteren einen Freischnitt 6 auf, so dass die Bauhöhe in diesem
Bereich gering ist. Weiter weist der Grundkörper eine als kreisförmige Erhebung
ausgebildete Markierung 7 auf. An der Markierung 7 kann
beispielsweise der Grundkörper 2 aufgebohrt
werden, um nachträglich
weitere Kabel durchzuführen,
ohne den alten Kabelstrang zu entfernen. Ein typischer Fall hierfür ist beispielsweise
der nachträgliche
Einbau einer Klimaanlage, wobei selbstverständlich nach dem Durchbohren
diese Stelle wieder abgedichtet werden muss, beispielsweise durch
eine separate Tülle,
die in die Bohrung eingesetzt wird.
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In der 2 ist
das Abdichtelement 1 in einer Unteransicht dargestellt.
Um den Umfang herum ist eine äußere Dichtlippe 8 und
eine innere Dichtlippe 9 angeordnet, die vorzugsweise ebenfalls
aus EPDM bestehen, wobei die innere Dichtlippe etwas flacher ausgebildet
ist. Die Unterseite des Grundkörpers 2 ist zwischen
Montage-Füßen 10 mit
EPDM beschichtet.
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Bevor nun die Funktionsweise des
Abdichtelementes 1 näher
erläutert
wird, soll kurz der Herstellvorgang des Abdichtelementes beschrieben
werden. Zur Herstellen des Abdichtelementes 1 wird zunächst der
Grundkörper 2 gespritzt.
Anschließend
wird der Grundkörper 2 ausgehärtet. In
einem nächsten Schritt
wird auf dem Grundkörper 2 ein
Haftvermittler bzw. Kleber auftragen, wo gummielastisches Material,
also vorzugsweise EPDM, aufgetragen werden soll. Anschließend wird
das gummielastische Material eingespritzt, so dass in einem Schritt
Tülle 4,
Wulst 5, innere und äußere Dichtlippe 9, 8 sowie
die Beschichtung der Unterseite hergestellt werden. Aufgrund der
hohen Temperaturen beim zweiten Spritzen muss das Material des Grundkörpers 2 entsprechend
thermostabil sein, ohne seine Materialeigenschaften zu verlieren.
Dabei hat sich PA6 GF30 als besonders geeignet erwiesen, insbesondere
in Verbindung mit EPDM als gummielastisches Material.
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Nachfolgend wird nun der Montagevorgang des
Abdichtelementes 1 näher
erläutert.
Zunächst wird
der Kabelstrang durch die Tülle
geführt
und die Adern mit den Steckverbindern kontaktiert. Dieser Vorgang
kann in einem Vormontage-Prozess stattfinden. Zum Transport wird
dann vorzugsweise eine Abdeckung 11 von der Unterseite
her aufgerastet, um die empfindlichen Dichtlippen 8, 9 vor
Transportschäden
zu schützen.
Die Abdeckung 11 ist in der 3 dargestellt.
Zum Montieren wird dann die Abdeckung 11 entfernt und das
Abdichtelement 1 zur Öffnung
in der Karosserie geführt.
Zur Erhöhung
des Spiels der Kabel des Kabelstranges wird die Tülle von
der Oberseite zur Unterseite durchgedrückt bzw. am Kabelstrang von
der Unterseite her durchgezogen. Hierdurch hat der Monteur ausreichend
Freiheit, die Steckverbinder in eine Steckleiste im Innenraum des Kraftfahrzeugs
zu stecken. Anschließend
kann dann die Tülle 4 wieder
zur Oberseite hin herausgedrückt werden
bzw. durch Ziehen am Kabelstrang von der Oberseite her herausgezogen
werden. Danach wird das Abdichtelement 1 mit den Montagefüßen 10 in die Öffnung justiert
und vorzugsweise mit der Karosserie verschraubt, wobei die Schrauben
durch die Öffnungen
in den trapezförmigen
Auflagen 3 gesteckt werden. Nach der Verschraubung wird
dann die Tülle 4 zur
Seite abgeklappt. Im abgeklappten Zustand liegt dann die Tülle 4 nahezu
in einer Ebene der Oberseite des Grundkörpers 2, so dass der
komplette Bauraum oberhalb des Abdichtelementes 1 im Nassbereich
für andere
Geräte
zur Verfügung
steht. Es versteht sich, dass auch Ausführungsformen denkbar sind,
wo die Tülle 4 nach
vorn oder nach hinten abklappbar ausgebildet ist.