DE19923464A1 - Abdichtvorrichtung für ein Leitungsbündel, Verfahren zum Abdichten eines Leitungsbündels und Verwendung der Abdichtvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine erfindungsgemäße Abdichtvorrichtung für ein Leitungsbündel 1 zeichnet sich dadurch aus, daß die Abdichtvorrichtung für das Leitungsbündel 1 ein Formteil 2 umfaßt, an welchem die Leitungsadern 3 des Leitungsbündels 1 angebracht bzw. angeordnet werden und anschließend mit einem Kleber 5 dort fixiert werden. Vorzugsweise kann um das Leitungsbündel 1 im Bereich des Formteils 2 ein Schrumpfschlauch 4 aufgebracht werden. Eine bevorzugte Verwendung der erfindungsgemäßen Abdichtvorrichtung findet an einem Zylinderkopf eines Motors eines Kraftfahrzeugs statt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abdichtvorrichtung für ein Leitungsbündel gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1, betrifft ein Verfahren zum Abdichten eines Lei­ tungsbündels gemäß Patentanspruch 9 sowie eine Verwendung der Abdichtvorrichtung gemäß Patentanspruch 13.

Bisher bekannte Abdichtungen für ein Leitungsbündel, um zum Beispiel Längswasser am Durchdringen des Leitungsbündels zu hindern, wurden durch Einbringen einer Abdichtmasse in die Abdichtstelle am Leitungsbündel verwirklicht.

Für einen Einsatz im oder am Motor eines Kraftfahrzeugs sind diese bekannten Abdichtungen jedoch nicht geeignet. Im und am Motor treten nicht nur hohe Schwingungen und hohe Temperatu­ ren auf, sondern es kann die Abdichtung auch mit aggressiven Medien, wie Motorenöl oder Wasserdampf in Kontakt kommen.

Demnach ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abdichtvorrichtung für ein Leitungsbündel bzw. ein Verfahren zum Abdichten eines Leitungsbündels zu schaffen, wobei die Abdichtvorrichtung bzw. das Abdicht-Verfahren im Motorraum eines Kraftfahrzeugs, am oder gar im Motor, eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Abdichtvorrichtung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 9 gelöst.

Demnach umfaßt die Abdichtvorrichtung für das Leitungsbündel ein Formteil, an welchem die Leitungsadern des Leitungsbün­ dels angebracht bzw. angeordnet werden und anschließend mit einem Kleber dort abdichtend fixiert werden. Alternativ zum Kleben kann die Abdichtung auch mit einem Spritzgießverfahren erreicht werden.

Eine bevorzugte Verwendung der erfindungsgemäßen Abdichtvor­ richtung findet gemäß Patentanspruch 13 an einem Zylinderkopf eines Motors eines Kraftfahrzeugs statt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Abdicht­ vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Abdich­ ten eines Leitungsbündels sind der Gegenstand von Unteran­ sprüchen.

Die vorliegende Abdichtvorrichtung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Abdichtvorrichtung an einem Leitungsbündel, gemäß einer er­ sten bevorzugten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfin­ dung;

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Abdichtvorrichtung an einem Leitungsbündel, gemäß einer zwei­ ten bevorzugten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfin­ dung;

Fig. 3 zwei Ansichten eines ersten Formteils;

Fig. 4 zwei Ansichten eines zweiten Formteils;

Fig. 5 zwei Ansichten eines dritten Formteils;

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung der Formteile nach den Fig. 3, 4 und 5;

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung eines Leitungs­ bündels mit eingesetztem Formteil;

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung eines Leitungs­ bündels mit eingesetztem Formteil und mit einem aufgesetzten Kleberring; und

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung eines Leitungs­ bündels mit eingesetztem Formteil, mit aufgesetztem Kleber­ ring und mit einem Schrumpfschlauch.

In der Fig. 1 ist ein Leitungsbündel 1 dargestellt, welches mit einer Abdichtvorrichtung nach der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung abgedichtet ist. Dort ist ein Formteil 2, welches im wesentlichen eine sternförmige Querschnittsform aufweist (siehe Fig. 3 oder Fig. 6), in das Leitungsbündel 1 eingebracht, d. h. daß die einzelnen Lei­ tungsadern 3 des Leitungsbündels 1 in Hohlräumen 8 des Form­ teils 2 verlaufen.

Im Bereich dieses Formteils 2 ist ein Kleber 5 vorgesehen, der, wie es weiter unten noch beschrieben wird, in Form eines Kleberrings aufgeschoben wird und durch Wärmeeinwirkung zum Schmelzen gebracht wird und die Hohlräume zwischen Formteil 2 und den Leitungsadern 3 ausfüllt.

Anschließend kann ein Schrumpfschlauch 4 auf das Leitungsbün­ del 1 aufgeschoben werden, nämlich im Bereich des Formteils 2 und auf beiden Seiten um eine bestimmte Erstreckung überste­ hend, der mittels Wärmeeinbringung auf das Leitungsbündel 1 aufgeschrumpft wird, so daß sich ein definierter Außendurch­ messer im Bereich des Formteils 2 ergibt.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß beide Teile, d. h. der Kleber 5 in Form eines Kleberring 6 und der Schrumpfschlauch 4 aufgebracht werden und gemeinsam durch Einbringen der Wärme geschmolzen bzw. geschrumpft werden.

Die Abmessungen des hantelförmigen Formteils 2 nach der Fig. 1 und 3 sind beispielhaft und wie folgt: Außendurchmesser 14 mm; axiale Länge 25 mm; der Durchmesser der Hohlräume 8 ist 2,5 mm; die axiale Länge der beiden Endabschnitte mit Außen­ durchmesser 14 mm ist jeweils 10 mm; der dazwischenliegende Abschnitt mit dünnerem Durchmesser von 4 mm hat eine axiale Länge von 5 mm; die Hohlräume 8 sind gleichmäßig am Umfang verteilt (jeweils um 45° versetzt angeordnet) und in der ge­ zeigten Ausführungsform 8 an der Zahl; die Hohlräume 8 weisen jeweils eine Öffnung nach radial außen auf und sind im we­ sentlichen im Querschnitt kreisförmig, mit einer Verengung an der Öffnung nach radial auswärts, so daß diese Öffnung in der Weite etwa 2,06 mm beträgt.

In der Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform dargestellt, wobei dort lediglich das Formteil 2 eine andere Gestaltung aufweist und über eine größere Anzahl von Hohlräumen 8 ver­ fügt.

Die Anbringung der Abdichtvorrichtung an dem Leitungsbündel 1 ist identisch zu der ersten Ausführungsform. Unterschiedlich ist die Anzahl und die Größe der Hohlräume 8. Auch hier wer­ den beispielhaft die Abmessungen des Formteils 2 wie folgend angegeben: Außendurchmesser 19 mm; axiale Länge 25 mm; der Durchmesser der Hohlräume 8 beträgt 3,5 mm; die axiale Länge der beiden Endabschnitte mit Außendurchmesser 19 mm ist je­ weils 10 mm; der dazwischenliegende Abschnitt mit dünnerem Durchmesser von 4 mm hat eine axiale Länge von 5 mm; die ra­ dial außenliegenden Hohlräume 8 sind gleichmäßig am Umfang verteilt (jeweils um 30° versetzt angeordnet) und in der ge­ zeigten Ausführungsform 12 an der Zahl; die radial innenlie­ genden Hohlräume 8 sind ebenfalls gleichmäßig verteilt und 4 an der Zahl; die Hohlräume 8 weisen jeweils eine Öffnung nach radial außen auf und sind im wesentlichen im Querschnitt kreisförmig, mit einer Verengung an der Öffnung nach radial auswärts, so daß die Öffnungsweite etwa 3,03 mm beträgt.

Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform sind bei der zweiten Ausführungsform nach den Fig. 2 und 4 jeweils 2 miteinander verdrillte Leitungsadern 3 mit größerem Leitungs­ aderquerschnitt in einem Hohlraum 8 untergebracht.

Schließlich ist in der Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Formteils 2 dargestellt. Dort hat das Formteil 2 einen Außendurchmesser von 21 mm und eine mittige, axial verlaufende Öffnung, während die anderen Abmessungen im wesentlichen denen des Formteils nach der Fig. 4 entspre­ chen.

Das Formteil 2 ist vorzugsweise aus (Polyamid) PA 6.6 mit ei­ nem Anteil von 30% Glasfasern gefertigt.

Der eingesetzte Kleber 5, auch in Form des Kleberrings 6, ist vorzugsweise auf Polyamidbasis hergestellt.

Die eingesetzten Werkstoffe für das Formteil 2 und den Kle­ berring 6 hängen hauptsächlich von den Eigenschaften der Paarung Formteil/Leitungsbündel sowie den Randbedingungen, wie etwa Temperaturen und verwendetes Öl (im Motor) ab.

In zahlreichen Versuchen wurde die Dichtigkeit der erfin­ dungsgemäßen Abdichtvorrichtung überprüft. So wurde bei einem Versuch zur Überprüfung der Temperaturbeständigkeit die Ab­ dichtvorrichtung ca. 3360 Stunden in Motoröl, davon 935 Stun­ den mit 150°C, gelagert. Das verwendete vollsynthetische Mo­ toröl war ein 5W40; die Lagerung erfolgte mit einem Tempera­ turzyklus, d. h. mit steigenden und fallenden Temperaturen; es wurde regelmäßig die Dichtigkeitsprüfung mit 0,5 bar Über­ druck und Unterdruck durchgeführt. Dabei zeigte sich, daß die Abdichtvorrichtung dicht bleibt.

In den Fig. 6 und 7 sind weitere räumliche Darstellungen des Formteils 2 nach den Fig. 3 und 4 wiedergegeben.

In den Fig. 8 bis 10 sind schließlich Leitungsbündel 1 dargestellt, die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Abdichtvor­ richtung abgedichtet werden.

Das Formteil 2 wird zuerst in das Leitungsbündel 1 derart eingebracht, daß die Leitungsadern 3 in den axial verlaufen­ den Hohlräumen 8 des Formteils 2 zu liegen kommen. Bereits nach diesem Schritt liegt ein definierter Außendurchmesser im Bereich des Formteils 2 vor. In der Fig. 8 ist jeweils ein dünnes (unten) und ein dickeres (oben) Leitungsbündel 1 dar­ gestellt.

Über das Formteil 2 und das Leitungsbündel 1 wird ein Kleber­ ring 6 aufgeschoben, wie es in der Fig. 9 gezeigt ist. Bei einer Wärmeeinwirkung auf den Kleberring 6 wird dieser aufge­ schmolzen und fließt in sämtliche Zwischenräume in dem Form­ teil 2 und verfüllt diese Zwischenräume restlos.

Ein Schrumpfschlauch 7 kann mit dem Kleberring 6 oder nach dem Verschmelzen des Kleberrings 6 auf das Leitungsbündel 1 aufgebracht werden. Im ersten Fall wird die Wärmeeinwirkung sowohl den Kleberring 6 aufschmelzen als auch den Schrumpf­ schlauch 7 auf das Leitungsbündel 1 aufschrumpfen, während im zweiten Fall zuerst der Kleberring 6 aufgeschmolzen wird und nach dem Erkalten des Klebers der Schrumpfschlauch 7 aufge­ bracht und anschließend aufgeschrumpft wird.

Die erfindungsgemäße Abdichtvorrichtung dient zur Abdichtung eines Leitungsbündels 1 (eines Leitungsstrangs) bestehend aus Einzelleitungen bzw. paarweise verdrillten Leitungsadern 3 gegenüber einem Über- und Unterdruck in Verbindung mit heißem Motoröl, einer hohen Umgebungstemperatur (150°C) und Wasser, beispielsweise an einem Ottomotor.

Das Formteil 2 dient der Fixierung der Leitungsadern 3 und zur Formgebung der Dichtstelle. Es wird eine definierte Kle­ bermenge, zum Beispiel in Form des Kleberrings 6, eingebracht und mit einem Schrumpfschlauch versehen. Dieser Aufbau wird zum Beispiel mit einem Heißluftstrom erwärmt, so daß der Kle­ ber schmilzt, die Zwischenräume verfüllt und der Schrumpf­ schlauch aufgeschrumpft wird.

Eine solche Abdichtvorrichtung kann auch an einem Zylinder­ kopf eines Motors eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Zum Beispiel können die Leitungen des Leitungsbündels 1 die elek­ tromagnetisch betätigten Ventile des Motors versorgen oder aber Sensorsignale aus dem Motor herausleiten.

Die Abdichtvorrichtung wird vorzugsweise in Kombination mit herkömmlichen Tüllen zur Leitungsdurchführung eingesetzt.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht also einen definierten Abstand zwischen den einzelnen Leitungsadern 3 des Leitungs­ bündels 1. Dieser Vorteil läßt sich in Kenntnis der vorlie­ genden Erfindung auch mittels eines Formteils 2 erreichen, welches nicht mit einem Kleber 5 zur Abdichtung des Leitungs­ bündels 1 versehen wird, sondern welches in einem Spritzgieß­ verfahren eingegossen wird.

Diese weitere Ausführungsform (nicht dargestellt) nach der vorliegenden Erfindung ist als alternative Lösung der oben gestellten Aufgabe zu sehen, wobei dann durch das Spritzgieß­ verfahren der Kleber 5 (bzw. der Kleberring 6) und der Schrumpfschlauch 4 ersetzt werden können, sowie nach diesem Verfahren auch die Tülle mit angegossen werden kann.

Mittels des Spritzgießverfahrens lassen sich die Zwischenräu­ me zwischen dem Formteil 2 und den Leitungsadern 3 des Lei­ tungsbündels 1 restlos verfüllen und eine entsprechende Ab­ dichtung herstellen. Durch entsprechende Formgebung des Spritzgießwerkzeugs läßt sich die Außenkontur der Abdichtvor­ richtung im gleichen Arbeitsgang ausbilden.

Die erfindungsgemäße Abdichtvorrichtung für ein Leitungsbün­ del zeichnet sich demnach vorzugsweise dadurch aus, daß die Abdichtvorrichtung für das Leitungsbündel ein Formteil um­ faßt, an welchem die Leitungsadern des Leitungsbündels ange­ bracht bzw. angeordnet werden und anschließend mit einem Kle­ ber dort fixiert werden. Vorzugsweise kann um das Leitungs­ bündel im Bereich des Formteils ein Schrumpfschlauch aufge­ bracht werden. Eine bevorzugte Verwendung der erfindungsgemä­ ßen Abdichtvorrichtung findet an einem Zylinderkopf eines Mo­ tors eines Kraftfahrzeugs statt.

Claims (14)

1. Abdichtvorrichtung für ein Leitungsbündel (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsadern (3) des Leitungsbündels (1) an einem Formteil (2) befe­ stigt werden und mit einem Kleber (5) am Formteil (2) abgedichtet werden oder mittels eines Spritzgießverfahrens am Formteil (2) abge­ dichtet werden.

2. Abdichtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß zumindest im Bereich des Formteils (2) ein Schrumpfschlauch (7) auf das Leitungsbündel (1) aufge­ bracht wird.

3. Abdichtvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kleber (5) in Form eines Kleber­ rings (6) aufgebracht wird, der über das Leitungsbündel (1) und das Formteil (2) aufgeschoben ist.

4. Abdichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Formteil (2) eine zylindri­ sche Außenkontur aufweist.

5. Abdichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das Formteil (2) eine Mehrzahl von Hohlräumen (8) zur Aufnahme jeweils zumindest einer Leitungsader (3) aufweist.

6. Abdichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kleber (5) im wesentlichen auf Polyamidbasis hergestellt ist und in Abhängigkeit der Werkstoffpaarung Formteil/Leitungsbündel ausgewählt ist.

7. Abdichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das Formteil (2) im wesentli­ chen aus PA 6.6 mit einem Anteil von etwa 30 Gewichts-% Glasfasern besteht.

8. Abdichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß durch das Formteil (2) eine zy­ lindrische Außenkontur und ein definierter Außendurchmes­ ser des abgedichteten Leitungsbündels (1) festgelegt sind.

9. Verfahren zum Abdichten eines Leitungsbündels (1), ge­ kennzeichnet durch die folgenden Schritte:

• - Anordnen der Leitungsadern (3) des Leitungsbündels (1) an einem Formteil (2);
• - Aufbringen eines Klebers (5) auf das Leitungsbündel (1) zumindest im Bereich des Formteils (2) oder Umspritzen des Formteils (2) und des Leitungsbündels (1) mittels eines Spritzgießverfahrens.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (2) eine Mehrzahl von Hohlräumen (8) auf­ weist, in die die Leitungsadern (3) des Leitungsbündels (1) eingelegt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeich­ net, daß mittels Wärmeeinbringung der Kleber (5) aufge­ schmolzen wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zumindest im Bereich des Formteils (2) ein Schrumpfschlauch (7) auf das Leitungsbündel (1) auf­ gebracht wird.

13. Verwendung der Abdichtvorrichtung nach einem der Ansprü­ che 1 bis 8 im Bereich eines Zylinderkopfes eines Motors eines Kraftfahrzeuges, wobei das Leitungsbündel (1) zur Versorgung elektromagnetischer Ventile und/oder zum Ab­ leiten von Sensorsignalen dient.

14. Verwendung der Abdichtvorrichtung nach Anspruch 13, da­ durch gekennzeichnet, daß das Leitungsbündel (1) den Zy­ linderkopf durchdringt.