DE19825036A1 - Kabelstrangdurchführung - Google Patents

Abstract

Im Gegensatz zu herkömmlichen spritzwasserdichten Kabelstrangdurchführungen im Kraftfahrzeugbau werden nach der Erfindung zweiteilig ausgebildete Durchführungen eingesetzt, die aus einem einteiligen starren, auf die Spritzwand aufschraubbaren Träger und einem an diesem im Naßraum anschließbaren Kabelrohr, vorzugsweise einem EPDM-Faltenbalg, bestehen. Der Träger besteht vorzugsweise aus Kunststoff oder einem anderen Werkstoff, der eine PU-Schaumdichtung zwischen dem Spritzwasserblech und einem Trägerflansch ohne Zuhilfenahme von Haftvermittlern oder Grundierungen ermöglicht. Die durch Verschrauben erfolgende spritzwasserfeste Verbindung zwischen Träger und Anschlußblech braucht standzeitlang nicht mehr gelöst zu werden. Soll das Kabelrohr ausgetauscht werden, kann dieses durch einfaches Lösen von Sicherungselementen von einem domartigen Abschnitt des Trägers abgezogen und ebenso einfach wieder aufgedrückt und verriegelt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine spritzwasserdichte Durchführung für Kabel und Kabelstränge durch eine Trennwand zwischen einem Naßbereich und einem Trockenbereich hindurch, speziell durch einen Ausschnitt in einem Blech hindurch.

Durchführungen dieser Art sind stets und unter allen Bedingungen kritisch, da sie bei meist beachtlichen Nebenbelastungen, beispielsweise unter Schwingungsbeaufschlagung, nicht nur spritzwassergeschützt, sondern mindestens spritzwassergeschützt sein sollen. Diese Probleme multiplizieren sich, wenn zusätzlich Montageanforderungen berücksichtigt werden müssen, wie dies insbesondere in der Massenproduktion, speziell in der Kraftfahrzeugfertigung, eine entscheidende Rolle spielt.

Ein spezifisch kritischer Punkt ist die Durchführung von Kabelsträngen durch die vordere Trennwand oder Spritzwasserwand, die im Kraftfahrzeug den Fahrgastraum vom Motorraum abtrennt. Die Kraftfahrzeughersteller verlangen von den Zulieferern für diese Durchführung nicht nur das Einhalten hoher Anforderungen an Dichtheit und Haftbarkeit auch unter extremen Schwingungsbelastungen und Temperaturbelastungen, sondern auch speziell eine einfache und effektive Montierbarkeit sowohl der Durchführung als auch des durch diese hindurchgeführten Kabelstrangs, speziell im Hinblick auf eine Automatenmontage.

Nach dem landläufigen Stand der Technik besteht die in den Serienfertigungen eingesetzte Kabeldurchführung aus einem einzigen tüllenartigen Gummiteil, das in seinem wulstartig ausgebildeten Basisring einen ringnutartigen Einschnitt aufweist, in den im eingebauten Zustand der Innenrand des Ausschnitts im Trennwandblech aufgenommen ist. In diesem Bereich ist die Gummitülle zusätzlich mit einer Ringscheibe verstärkt, die Schraublöcher zur zusätzlichen Fixierung der als Durchführungselement dienenden Tülle dienen. Da der Ringhinterschnitt gegen Spritzwasser nicht ausreichend dicht ist, muß dieser Befestigungsflansch zusätzlich gegen das Spritzwasserblech abgedichtet werden. Dies erfolgt dadurch, daß der Rand des Ausschnitts im Trennblech zunächst mit einem Butylkautschuk präpariert und dann mit Polyurethanschaum versehen wird. Anschließend wird die Durchführungs-Gummitülle mit dem Trennwandblech verschraubt oder vernietet.

Nach dieser Vormontage in der Vorderwand des Fahrgastraums werden dann die Kabelstränge zurechtgelegt und einzeln durch die Tülle in den Motorraum hinein eingefädelt bzw. durchgezwungen.

Dieser Aufbau der bekannten und gebräuchlich eingesetzten Spritzwasserdurchführung für Kabelstränge ist montageintensiv, und zwar sowohl hinsichtlich des wegen der Grundierung erforderlichen Butylkautschuks als auch hinsichtlich zunächst des Einzwingen des Gummiteils in den Blechausschnitt zur Aufnahme des inneren Blechausschnittrandes in der Ringnut an der Tülle, zum anderen wegen der zumeist an nicht unbedingt einfach zugänglichen Stellen erforderlichen Tätigkeit des Einfädelns des durchzuführenden Kabelstranges in die Spritzwassertülle und durch diese hindurch. Dabei müssen oft beachtliche Kabellängen durch diese Tüllendurchführung gezwängt werden.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Kabelstrangdurchführung ist darin zu sehen, daß für den Fall, daß ein Austausch der Tülle erforderlich wird, das gesamte Tüllengummiteil aus dem Ausschnitt im wahrsten Sinne des Wortes herausgerissen werden muß und der auf dem Trennblech verbleibende restliche Dichtkleber vor einer Neumontage sorgfältige entfernt werden muß.

Bezüglich dieses landläufig bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, eine spritzwasserdichte Kabelstrangdurchführung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, zu schaffen, bei der nicht nur die effektive Dichtheit verbessert ist, sondern die vor allem auch sowohl die Montage als auch die Demontage vereinfacht, und zwar bei verbesserter Prozeßsicherheit.

Dieses Problem löst die Erfindung durch eine spritzwasserdichte Durchführung für Kabel und Kabelstränge der eingangs beschriebenen Art, die die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale aufweist.

Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Durchführung nicht mehr einteilig, sondern zweiteilig ausgebildet ist, und zwar dergestalt, daß ein Träger aus Metall oder vorzugsweise aus Kunststoff, speziell aus glasfaserverstärktem Polyamid, besteht und nicht mehr aus Gummi. Sodann wird durch den Kabelschlauch die Austrittstelle der Kabelstränge im Feuchtraum weiter weg von der Durchführung gelegt. Dies erhöht die Durchtrittsdichtheit des Kabelstranges. Häufig wird es sich sogar empfehlen, den Kabelstrang gar nicht frei laufen zu lassen, sondern das Austrittsende des Kabelrohres oder Kabelschlauches unmittelbar mit einem entsprechend konfigurierten Eingangsstutzen eines Verteilers oder Verbrauchers zu verbinden, so daß der effektive Kabelaustritt erst wieder innerhalb eines Trockenbereichs erfolgt.

Ein wesentlicher weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß relativ große und auch preiswert gestaltete Kabelrohre oder Kabelschläuche, insbesondere Faltenbalge aus Gummi, eingesetzt werden können, durch die die zu verlegenden Kabelstränge mühelos hindurchzuschieben sind, und zwar im Bereich der Vormontage. Der Kabelstrang mit der aufgezogenen Kabeldurchführung werden dann durch das vergleichsweise große Ausschnittloch gesteckt, wobei dann ein Automat durch das Anziehen von zwei Schrauben den Träger auf dem Trennwandblech fest verschrauben kann, ohne daß mühsam Dichtlippen durch die Öffnung hindurch gezwängt werden müssen, und zwar mit der Sorgfaltsmaßgabe, daß der Blechrand nach dem Stand der Technik in die zwischen zwei Dichtlippen ausgebildete Ringnut eingreifen müssen.

Die Dichtheit der Verschraubung des Trägers auf dem Spritzwandblech wird dadurch verbessert und im wesentlichen erst erreicht, daß vor der Befestigung durch einen Automaten auf der mit dem Blech zu verbindenden Oberfläche eine PU-Schaumraupe aufgebracht wird, die dann beim Anziehen der Befestigungsschrauben für den Träger zwischen dem Blech und dem Träger flach gepreßt wird und sich dichtend sowohl mit dem Blech als auch mit dem Kunststoffträger verbindet, ohne daß es eines aufwendigen Haftvermittlers bedarf.

Darüber hinaus ist das durch Aufstecken oder Aufklipsen dicht mit dem Träger verbundene Kabelrohr nicht nur preiswert erzielbarer Vielfalt beliebig für die verschiedensten Bauserien auszutauschen, sondern auch im Reparaturfall oder im Ersatzfall einfach auszutauschen, ohne daß der Träger und seine Dichtung gegenüber dem Spritzwasserblech der Trennwand geöffnet oder sonst in irgendeiner Weise beeinträchtigt zu werden braucht.

Das dichtende Zusammenfügen des Anschlußbereichs des Kabelrohres und dem durchgeführten Anschlußkopf des in der Regel domartig ausgebildeten Trägers erfolgt über angeformte Dichtelemente, beispielsweise Dichtring und komplementärer Dichtflansch, wobei die Dichtspannung durch aufgeklipste Spannringe, durch automatisch durch Zug verspannte Klemmringe oder in beliebiger anderer Art durch Verriegelungselemente erfolgen kann. Diese Verbindung zwischen dem Kabelrohr und dem Träger der spritzwasserdichten Durchführung braucht dabei jedoch nicht beim Kraftfahrzeughersteller vorgenommen zu werden, sondern wird bereits beim Zulieferer fertiggestellt, der in aller Regel dann auch bereits die Kabelstränge in das Kabelrohr, vorzugsweise in den als Kabelrohr dienenden schlauchartigen Faltenbalg, einzieht. Beim Kraftfahrzeughersteller braucht dann lediglich vom Automaten eine PU-Schaumwulst auf die Kunststoff-Trägerplatte aufgebracht zu werden, der Kabelstrang durch die regelmäßig groß und reichlich bemessene Ausschnittsöffnung im Spritzwasserblech hindurchgesteckt und mit einem Fertigungsautomaten zwei am Träger bereits bei dessen Herstellung eingespritzte, also bereits montagefertig vormontierte Schrauben in das Spritzwasserblech eingeschraubt zu werden.

Bei diesen wenigen Montagevorgängen wird eine absolut dichte, montagefreundliche, kostensparende und bei Beschädigung oder Umbau des Kabelrohres problemlos auswechselbare Kabeltülle verfügbar.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 im Axialschnitt eine Durchführung mit Merkmalen der Erfindung; und

Fig. 2 das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel in Draufsicht von oben.

In der Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der spritzwasserdichten Durchführung für Kabel und Kabelstränge durch einen Ausschnitt 1 im Spritzwasserblech 2 eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Unter Bezug auf diese Fig. 1 liegt der Naßbereich 3 oberhalb und der Trockenbereich 4 unterhalb der durch das Spritzwasserblech 2 definierten Ebene. Der oder die Kabelstränge verlaufen in einer in der Figur nicht im einzelnen dargestellten Weise innerhalb der Durchführung zumindest im wesentlichen parallel zur Mittelachse 5 der Durchführung.

Der Träger 6 der Durchführung weist eine insgesamt domartige Struktur auf und trägt an seiner Basis einen Außenflansch 7, über den der Träger 6 vom Trockenbereich 4 her in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise durch zwei Schrauben 8, 8' spritzwasserdicht mit dem Blech 2 verbunden ist. Die Wasserdichtheit dieser Verbindung wird dadurch mittels einer PU- Schaumraupe 9 erzielt, die vor dem Andrücken des Flansches 7 von der Seite des Trockenbereichs 4 her an das Blech 2 auf den Flansch 7, vorzugsweise durch einen Fertigungsautomaten aufgebracht wird. Diese PU-Schaumraupe wird durch das Anziehen der Schrauben über die gesamte Verbundfläche verpreßt. In der in Fig. 1 angedeuteten Weise können im Spritzblech eine oder wenige Öffnungen vorgesehen sein, an denen zu Kontrollzwecken der überschüssige PU-Schaum 9 austreten kann.

Der Träger 6 ist in seinem in den Naßraum 3 hineinragenden Abschnitt domartig ausgebildet, und zwar hier nach Art eines kegelstumpfförmigen Hohlkörpers 10.

Das Kabelrohr 11 ist in dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel als flexibler und dehnbarer Faltenbalg aus EPDM hergestellt.

Zum Anschluß an den kegelstumpfförmigen Dom 10 ist der Faltenbalg 11 in seinem Anschlußbereich mit einer formkomplementären trichterartigen Glocke 12 einsstückig ausgebildet, die zu Anschlußzwecken auf dem Trägerdom 10 unter leichter Vorspannung aufgespannt ist. Dabei wirkt die gesamte Kegelmantelfläche zwischen dem Anschlußtrichter des Faltenbalgs 11 und der Domstruktur des Trägers 6 als Dichtfläche.

Die Anschlußbasis des Kabelrohrs 11 ist in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise zusätzlich mit einem außenflanschartigen und ringförmig um die Basis des kegelstumpfförmigen Dichtmantels 12 umlaufenden Dichtelements 13 einstückig ausgebildet, der mit einem an der Anschlußbasis des Trägerdoms 6 ausgebildeten, ebenfalls umlaufenden Dichtflansch 14 des Trägers 6 zusammenwirkt. Die Dichtspannung wird dabei in axialer Richtung durch einen Clipsring 15 erzeugt, der in dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel durch eine Schnappverbindung 16, 17 niedergehalten wird, und zwar gegen die elastische Rückstellkraft des Flanschringes 13 des Anschlußelementes 12 des Faltenbalges 11, in welchen Flanschring ein Dichtkeilring 18 eingepreßt wird.

Dabei kann die Sicherheit einer solchen in Fig. 1 dargestellten einfachen Schnappverbindung durch Verriegelungsmechanismen, beispielsweise einen Bajonettverschluß, im Bedarfsfall verbessert werden.

Auf seiner Deckplatte weist der Clipsring 15 zwei, drei oder vier Durchbrechungen 19 auf, in die im Bedarfsfall ein Demontagewerkzeug einsetzbar ist.

Nach dem Lösen des Ringes 15 kann dann der Faltenbalg 11 problemlos und ohne jedes weitere Hindernis vom Träger 6 abgezogen werden, ohne daß dieser hinsichtlich seiner spritzwasserdichten Befestigung am Blech 2 im geringsten beeinträchtigt wird.

An seinem in der Fig. 1 nicht ausgeführt dargestellten, in der Figur oben liegenden Ausgangsende weist das Kabelrohr entweder unmittelbar einen Anschluß an einen Verteiler auf, weist eine abgedichtete Durchführung der Kabelstränge auf oder ist in ansonsten prinzipiell beliebiger Art den Anforderungen der jeweiligen Anwendung angepaßt, kann also sowohl ein Kupplungsteil als auch ein Verzweigungsteil als auch ein Verzweigungsteil oder andere funktionelle Elemente aufweisen.

In der aus den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Weise ist der Anschlußdom 10 des Trägers 6 mit zwei seinen Mantel durchdringenden beidseitig offenen Rohrabschnitten 20 versehen, die mit einstückig mit dem Dichtabschnitt 12 des Faltenbalges 11 ausgebildeten Verschlußkappen 21 verschlossen, und zwar ebenfalls wasserdicht verschlossen sind. Diese verschlossenen Durchführungen 20 dienen als Reserveauslässe oder Notauslässe für Kabel oder kleinere Kabelstränge, die erst im Rahmen einer späteren Erweiterung, Ergänzung oder Umkonstruktion der elektrischen Anlage des Fahrzeugs durch die Durchführung in der Spritzwand hindurchgeführt werden sollen.

Im Gegensatz zu herkömmlichen spritzwasserdichten Kabelstrangdurchführungen im Kraftfahrzeugbau werden nach der Erfindung zweiteilig ausgebildete Durchführungen eingesetzt, die aus einem einteiligen starren, auf die Spritzwand aufschraubbaren Träger und einem an diesem im Naßraum anschließbaren Kabelrohr, vorzugsweise einem EPDM-Faltenbalg, bestehen. Der Träger besteht vorzugsweise aus Kunststoff oder einem anderen Werkstoff, der eine PU-Schaumdichtung zwischen dem Spritzwasserblech und einem Trägerflansch ohne Zuhilfenahme von Haftvermittlern oder Grundierungen ermöglicht. Die durch Verschrauben erfolgende spritzwasserfeste Verbindung zwischen Träger und Anschlußblech braucht standzeitlang nicht mehr gelöst zu werden. Soll das Kabelrohr ausgetauscht werden, kann dieses durch einfaches Lösen von Sicherungselementen von einem domartigen Abschnitt des Trägers abgezogen und ebenso einfach wieder aufgedrückt und verriegelt werden.

Claims (10)

1. Spritzwasserdichte Durchführung für Kabel und Kabelstränge durch einen Ausschnitt in einem Blech hindurch, das einen Nassbereich von einem Trockenbereich trennt gekennzeichnet durch einen Träger (6) mit einer domartigen Struktur (10), die an ihrer Basis einen Aussenflansch (7) trägt, über den der Träger (6) vom Trockenbereich (4) her spritzwasserdicht mit dem Blech (2) verbindbar ist, und dessen Dom (10), der durch den Blechausschnitt (1) hindurchgreift, mit Anschlusselementen für den spritzwasserdichten Anschluss (12) eines wasserdichten Kabelrohres (11) versehen ist.

2. Durchführung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen flexiblen Schlauch (11) als Kabelrohr.

3. Durchführung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen schlauchartigen oder tüllenartigen Elastomer-Faltenbalg (11) als Kabelrohr.

4. Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine hohle, beidseitig offene kegelstumpfförmige Grundstruktur des Domes (10).

5. Durchführung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine trichterartig kegelstumpfförmige Grundstruktur der Anschlussseite (12) des Kabelrohres (11), die formkomplementär zu der kegelstumpfförmigen Grundstruktur (10) des Trägerdomes, diese grossflächig dichtend übergreifend, konfiguriert ist.

6. Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch zueinander formkomplementäre und ineinandergreifende durchgehend hohle Vorsprünge (20) am Trägerdom und kappenartige Rücksprünge (21) im Anschlussbereich (12) des Kabelrohres (11) als Reservekabelauslässe.

7. Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein an der Anschlussbasis (12) des Kabelrohres (11) einstückig mit diesem ausgebildetes aussenflanschartiges und ringförmig umlaufendes Dichtelement (13), das mit einem konfigurativ entsprechend ausgebildeten Dichtflansch (14) am Trägerdom (10) zusammenwirkt.

8. Durchführung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen starren Spannring oder Klemmring (15), der das am Kabelrohr (11) ausgebildete Dichtelement (13) dichtend auf den Dichtflansch (14) des Domes (10) spannt.

9. Durchführung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Ausgestaltung des starren Spannringes (15) als einrastenden (16, 17) Klipsring oder als verriegelbare Ringkonstruktion.

10. Verwendung einer Kabelstrangdurchführung mit den Merkmalen nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur spritzwasserdichten Durchführung von Kabelsträngen durch das Spritzwasserblech von Kraftfahrzeugen, das den Motorraum vom Fahrgastraum trennt.