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Die Erfindung betrifft eine Kabelklemme zur Befestigung eines Kabelsatzes in einem Kraftfahrzeug.
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Zur Befestigung und Führung von Kabelsätzen werden Befestigungs- bzw. Führungselemente wie Kabelklemmen benötigt, die hohen Anforderungen an Robustheit und Zuverlässigkeit ausgesetzt sind. Zudem müssen sie leicht handhabbar und leicht montierbar sein.
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Unter engen räumlichen Bedingungen wie etwa im Raum zwischen dem Motor und der Karosserie werden Kabelsätze entlang spezieller Kabelpfade verlegt, um den vorhandenen Raum optimal auszunutzen.
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Durch immer größer werdende Kabelbündel und geringer werdenden verfügbaren Raum, wird die Positionierung der Kabelklemmen schwerer und es kann zu mechanischen Belastungen der Kabelklemmen kommen. Der Platzmangel bedingt ein komplexes Pfad-Design mit kleinen Biegungsradien, was zu Verspannungen im Kabel sowie zu Dauerbelastungen der Kabelklemmen führen kann.
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Außerdem weicht der Kabelverlauf in der Realität von 3D-Modelen ab, die zum Design der Kabelpfade verwendet werden. Denn Kabelsätze sind zum Teil manuell gefertigte komplexe mehrteilige mechanische Systeme, die einer genauen Modellierung schwer zugänglich sind.
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Darüber hinaus können herstellungsbedingt, aber auch durch Transports oder Lagerung, mechanische Verdrehungen und Verspannungen entstehen, die durch das Model nicht adäquat berücksichtigt werden können. Auch beim Verbau durch Werker an verschiedenen Stationen kann es zu Verdrehungen und zu weiteren Verspannungen an der Kabelklemme kommen, was schließlich zu einem Ausfall der Kabelklemme führen kann.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorhandenen Kabelklemmen dahingehend zu verbessern, das eine zuverlässige und einfache Montage von Kabelsätzen auch unter engen räumlichen Bedingungen ermöglicht wird.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Kabelklemme zur Halterung eines Kabelsatzes im Motorraum eines Kraftfahrzeuges gelöst, die ein Klemmelement zur Aufnahme des Kabelsatzes mit einer Basis sowie ein Tragelement aufweist. Das Tragelement weist eine Auflagefläche zum Auflegen des Tragelements auf eine Montagefläche in dem Motorraum auf. Ferner weist das Tragelement einen Fuß zur Befestigung der Kabelklemme an der Montagefläche. Das Tragelement weist außerdem einen Sockel zur Aufnahme der Basis auf, über den das Klemmelement mit dem Tragelement verbindbar ist. Dabei sind die Basis und der Sockel so ausgebildet, dass im verbundenen Zustand das Klemmelement bezüglich des Tragelements schwenkbar ist.
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Die schwenkbare Verbindung zwischen dem Tragelement und dem Klemmelement ermöglicht es, bei einer Verlegung eines Kabelsatzes im Motorraum das Klemmelement das Klemmelement erforderlichenfalls so zu verschwenken, dass Spannungen im Kabelsatz sowie mechanische Belastung an dem Tragelement bzw. am Fuß des Tragelements reduziert werden. Die schwenkbare Verbindung erlaubt es außerdem, bei der Montage der Kabelsatzes Toleranzen auszugleichen, und somit den Verbau des Kabelsatzes zu erleichtern.
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Der Kabelsatz ist in diesem Kontext nicht auf eine bestimmte Art von Kabelsätzen beschränkt. Der Kabelsatz kann sowohl ein separates Kabel als auch ein Kabelbündel oder ein Teil eines Kabelbaumes sein. Er kann außerdem sowohl elektrische als auch sonstige Leitungen, wie Luftschläuche beinhalten.
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Die Montagefläche kann auch eine andere für die Montage der Kabelklemme geeignete Fläche sein. Sie kann beispielsweise eine Fläche der Karosserie oder auch eine Fläche einer separaten Befestigungsfläche sein.
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In einer Ausführungsform der Kabelklemme weist das Klemmelement Kabeldurchführungsachse auf, und das Tragelement weist eine Montageachse parallel zu der Auflagefläche auf, so dass beim Schwenken des Klemmelements bezüglich des Tragelements eine Schwenkbewegung der Kabeldurchführungsachse relativ zu der Montageachse des Tragelements stattfindet.
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Durch die Definition der Montage- und Kabeldurchführungsachsen kann die relative Orientierung bestimmt und so angepasst werden, dass etwaige währende des Kabelverbaus auftretenden Spannungen kompensiert werden.
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In einer Ausführungsform der Kabelklemme weist die Kabelklemme wenigstens eine bevorzugte Schwenkstellung auf.
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Als bevorzugte oder neutrale Stellung kann eine Schwenkstellung gewählt werden, die einer ”neutralen” Ausrichtung des Klemmelements entspricht. Unter der neutralen Stellung wird dabei eine Stellung verstanden, die einem idealen Fall entspricht, wenn es keine Abweichungen zwischen einer modellierten Kabelführung und einer echten Kabelführung geben würde.
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Die bevorzugte Stellung kann bei Anlieferung voreingestellt sein, damit bei der Montage weniger zusätzliche Kunstgriffe benötigt werden. Dies wäre beispielsweise auch dann zweckmäßig, wenn zwar ein Auftreten mechanischer Spannung zu erwarten ist, kann aber eine Spannungsrichtung oder Spannungsgröße nicht vorhergesagt werden.
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In einer anderen Ausführungsform der Kabelklemme weist die Kabelklemme wenigstens eine Schwenkamplitude, d. h. einen maximalen Schwenkwinkel auf. Die Einschränkung der Schwenkamplitude wird vermieden, dass bei der Montage des Kabelsatzes ein zu großes Spiel entsteht.
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In einer Ausführungsform der Kabelklemme entspricht die bevorzugte Schwenkstellung einer Stellung, in der Kabeldurchführungsachse und die Montageachse, projiziert auf eine durch die Auflagefläche definierte Ebene, zusammenfallen.
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Durch gleiche Ausrichtung der Montageachse und der Kabeldurchführungsachse ist es für den Werker besonders einfach den Fuß des Tragelements bezüglich einer Befestigungsöffnung richtig zu positionieren, um dann ihn in die Befestigungsöffnung einzudrücken.
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In einer weiteren Ausführungsform der Kabelklemme weist der Fuß eine zu der Befestigungsöffnung in der Montagefläche passende Form auf, wobei ein Fußquerschnitt in einer parallel zur Auflagefläche liegenden Ebene eine axiale Symmetrie mit wenigstens einer Symmetrieachse aufweist, und wobei die Montageachse des Tragelements durch die wenigstens eine Symmetrieachse des Fußquerschnittes gegeben ist.
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Ein derart symmetrisch ausgestalteter Fuß des Tragelements erleichtert das Einsetzen und Ausrichten des Tragelements bei der Montage der Kabelklemme.
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Die Befestigungsöffnung in der Montagefläche kann ein Langloch oder eine kanalförmige Ausnehmung sein, kann aber auch jede andere zur Befestigung und Ausrichtung des Tragelements geeignete Öffnung in der Montagefläche sein.
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In einer Ausführungsform der Kabelklemme weist der Fußquerschnitt eine longitudinale Symmetrieachse auf. Beispielsweise kann der Fußquerschnitt im Wesentlichen einen abgeflachten Kreis mit einer Längsachse darstellen, so dass die Montageachse des Tragelements durch die Längsachse des abgeflachten Kreises definiert wird.
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Dadurch kann das Tragelement auf einfache Weise entlang der länglichen Befestigungsöffnung ausgerichtet werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Kabelklemme ist der Fuß so dimensioniert, dass er in die Befestigungsöffnung mit Presspassung einsetzbar ist.
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Dadurch kann ein Spiel zwischen dem Fuß und der Befestigungsöffnung vermieden werden. Geringer Bewegungsfreiraum zwischen dem Fuß und der Befestigungsöffnung ermöglicht eine genauere Ausrichtung der Kabelklemme bezüglich der Montagefläche.
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In einer anderen Ausführungsform der Kabelklemme weist die Basis des Klemmelements eine Arretierungszunge mit einer Dicke d auf, und der Tragsockel weist eine Ausnehmung mit einer Breite b zur Aufnahme der Arretierungszunge auf, so dass die Schwenkamplitude durch die Breite b der Ausnehmung und der Dicke der Arretierungszunge d bestimmbar ist.
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Durch die Wahl eines passenden Verhältnisses zwischen der Breite des Schwenkspaltes und der Dicke der Arretierungszunge kann eine gewünschte Schwenkamplitude konkreten Einbaubedingungen angepasst werden.
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Kabelklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fuß wenigstens einen Schnapphaken zu Befestigung der Kabelklemme an der Montagefläche aufweist. Durch den Schnapphaken wird die Kabelklemme auf einfache Weise an der Montagefläche befestigt.
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In einer Ausführungsform der Kabelklemme weist das Tragelement einen Kragen (8) mit wenigstens einem Kragensegment auf, so dass die Auflagefläche durch eine vom Sockel abgewandte Fläche des wenigsten eines Kragensegments definiert wird.
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Der Kragen dient als Widerlager gegenüber zum Schnapphaken, so dass eine stabile und ausbalancierte Verbindung zwischen dem Tragelement und der Montagefläche entsteht.
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In einer weiteren Ausführungsform der Kabelklemme weist das Klemmelement eine Schelle zur Aufnahme des Kabelsatzes und wenigstens einen Schellengurt zum Festhalten des Kabelsatzes aufweist. Dadurch kann der Kabelsatz leicht im Klemmelement aufgenommen und fixiert werden.
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In einer Ausführungsform der Kabelklemme weist die Basis eine Ringführung mit einem Schnappring auf, und der Sockel weist einen Arretierungsring mit einem Arretierungswulst auf, so dass im verbundenen Zustand die Basis mit dem Schnappring in drehbarem Eingriff mit dem Arretierungswulst des Arretierungsrings des Sockels steht. Eine derartige Ausgestaltung der Basis und des Sockels ermöglicht es, das Klemmelement und das Tragelement auf zuverlässige und einfache Weise schwenkbar miteinander zu verbinden.
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In einer Ausführungsform der Kabelklemme ist die Basis des Klemmelements kugelförmig ausgebildet und der Sockel des Tragelements ist in Form einer Kalotte zur Aufnahme der kugelförmigen Basis ausgebildet.
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In dieser Ausführungsform kann das Klemmelement zusätzlich zu der Schwenkbewegung auch Taumelbewegung ausführen, was speziell bei dreidimensionaler Kabelführung zusätzliche Flexibilität bieten kann.
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In einer anderen Ausführungsform der Kabelklemme weist die kugelförmige Basis einen Arretierungsstift auf, und die Kalotte weist eine Ausnehmung zur Aufnahme des Arretierungsstiftes auf. Dadurch kann die Schwenk- bzw. die Taumelbewegung Anwendungsgemäß eingeschränkt werden.
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Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Montage eines Kabelsatzes an einer Montagefläche angegeben, das folgende Schritte umfasst:
- – Bereitstellen eines Kabelsatzes;
- – Bereitstellen einer Kabelklemme gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei die Kabelklemme in einer Initialstellung voreingestellt ist;
- – Einsetzen des Kabelsatzes in das Klemmelement der Kabelklemme;
- – Eindrücken des Fußes des Tragelements in eine dafür vorgesehenes Befestigungsöffnung in der Montagefläche;
- – Ermitteln der mechanischen Spannung auf dem Tragelement;
- – Verschwenken des Klemmelements bezüglich des Tragelements in Abhängigkeit vom Ergebnis der Spannungsermittlung zur einer spannungsfreien bzw. spannungsreduzierte Kabelverlegung.
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Die Initialstellung der Kabelklemme kann dabei die oben beschriebene neutrale Stellung der Kabelklemme sein.
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Nach einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Kabelklemme zur Halterung eines Kabelsatzes im Motorraum eines Kraftfahrzeuges angegeben, das folgende Schritte aufweist:
- – Bereitstellen eines Klemmelements zur Aufnahme des Kabelsatzes, wobei das Klemmelement eine Basis aufweist,
- – Bereitstellen eines Tragelement mit einer Auflagefläche zum Auflegen des Tragelements auf die Montagefläche und mit einem Fuß zur Befestigung der Kabelklemme an einer Montagefläche in dem Motorraum, wobei das Tragelement ferner einen Sockel zur Aufnahme der Basis aufweist, über den das Klemmelement mit dem Tragelement verbindbar ist, und
- – Eindrücken der Basis des Klemmelements in den Sockel des Tragelements so dass eine im verbundenen Zustand das Klemmelement bezüglich des Tragelements in wenigstens einer Schwenkebene schwenkbar ist.
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Nach einem Ausführungsbeispiel werden Kabelklemmen gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aus bereits vorhandenen Kabelklemmen hergestellt, in dem die vorhandenen Kabelklemmen in einen Klemmelement und in ein Tragelement getrennt werden, wobei das Klemmelement mit einer Basis gemäß einer Ausführungsform der Erfindung versehen wird, und das Tragelement mit einem Sockel gemäß einer entsprechenden Ausführungsform der Erfindung versehen werden.
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Alternativ können das Tragelement und das Klemmelement in separaten Herstellschritten beispielsweise durch Spritzgusstechnik hergestellt werden, und dann durch das Eindrücken der Basis des Klemmelements in den Sockel des Tragelements zusammengefügt werden.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug angegeben, wobei das Kraftfahrzeug wenigstens einen Kabelsatz zur Verbindung von wenigstens zwei Kontaktstellen aufweist, und wobei das Kraftfahrzeug wenigstens eine Kabelklemme zur Halterung des Kabelsatzes gemäß einer der Ausführungsform der Erfindung aufweist.
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Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
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1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kabelklemme.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kabelklemme.
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3 zeigt einen Ausschnitt eines Klemmelements einer Kabelklemme gemäß der Ausführungsform aus 1 in perspektivischer Detailansicht.
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4 zeigt ein Tragelement einer Kabelklemme gemäß der Ausführungsform aus 1 in perspektivischer Detailansicht.
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5 zeigt einen Schnitt durch die Kabelklemme gemäß 1 in perspektivischer Detailansicht.
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1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kabelklemme. In diesem Beispiel ist eine Kabelklemme 1 mit schwenkbar gelagertem Klemmelement 2 als konstruktive Ausarbeitung auf der Basis einer Kabelklemme mit starrer Verbindung zwischen dem Klemmelement und dem Tragelement gezeigt. Die Kabelklemme in 1 ist an einer Karosserie 20 montiert.
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Wie in 1 zu sehen ist, weist die Kabelklemme 1 ein Klemmelement 2 mit einer Basis 3 und ein Tragelement 4 mit einem Sockel 5 auf. Das Klemmelement 2 und das Tragelement 4 sind über die Basis 3 und den Sockel 5 miteinander verbunden. Im Sockel 5 des Tragelements 4 ist eine Ausnehmung 15 zur Aufnahme der Arretierungszunge 12 der Basis 3 zu sehen.
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Das Tragelement 4 der Kabelklemme 1 umfasst einen Kragen 8 mit vier Kragensegmenten 9 und einen Fuß 6 mit Schnapphaken 7 zur Befestigung der Kabelklemme auf der Montagefläche. Das Klemmelement 2 weist eine Schelle 16 zur Aufnahme eines Kabelsatzes 19 mit zwei Schellengurten 17 zum Festhalten des Kabelsatzes 19 in der Schelle 16 auf. Der Kabelsatz 19 mit mehreren Drähten 21 ist in 1 ebenfalls dargestellt.
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Die Arretierungszunge 12 und die Ausnehmung 15 wirken so zusammen, dass durch die Breite der Ausnehmung 15 und die Dicke der Arretierungszunge die Schwenkamplitude, sprich der maximale Schwenkwinkel des Klemmelements bezüglich des Tragelements, bestimmt werden kann.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kabelklemme mit einem Tragelement in einer Ansicht seitens des Tragelements. Die Kabelklemme 1 weist ein Tragelement 4 und ein Klemmelement 2 auf. Das Klemmelement 2 weist eine im Wesentlichen zylindrische Schelle 16 mit einem Schellengurt 17 auf. Die Symmetrieachse der Schelle entspricht der Kabeldurchführungsachse und ist in 2 als gestrichelte Linie dargestellt.
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Das Tragelement 4 umfasst einen Kragen 8 mit vier Kragensegmenten 9 sowie einen Fuß 6. Die vom Klemmelement abgewandte Seite der Kragensegmente 9 definiert eine Auflagefläche 18 des Tragelements 4, mit der das Tragelement 4 im montierten Zustand auf einer Montagefläche aufliegt. Der Fuß 6 ist in Form eines abgeflachten Zylinders ausgebildet und weist zwei Schnapphaken 11 zur Befestigung der Kabelklemme 1 an einer Montagefläche auf. Das Fußprofil entspricht passgenau einem Langloch, das in der Montagefläche als Befestigungsöffnung vorgesehen ist. In dieser Ansicht, sowie in einem Querschnitt in der Bildebene stellt der Fuß 6 einen abgeflachten Kreis dar, deren Längsachse die Montageachse des Tragelements definiert.
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Die Pfeile in 2 verdeutlichen die möglichen Schwenkrichtungen des Tragelements 4 bezüglich auf das Klemmelement 2. Die in 2 gezeigte Stellung der Kabelklemme 1 entspricht der neutralen Stellung, d. h. einer Stellung der Kabelklemme 1, in der sich Kabelklemme 1 unmittelbar vor ihrer Montage befindet. In dieser Stellung fallen die Montageachse des Tragelements 4 und die Kabeldurchführungsachse der Schelle 16 zusammen, so dass die beiden Achsen durch eine gestrichelte Linie dargestellt sind.
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3 zeigt einen Ausschnitt eines Klemmelements einer Kabelklemme gemäß der Ausführungsform aus 2 in perspektivischer Detailansicht. Hier sind die Basis 3 und ausschnittsweise die Schelle 16 zu sehen, wobei die Ausgestaltung der Basis 3 in dieser Detailansicht deutlich zu sehen ist. Die Basis weist eine Arretierungszunge 12 zum Einsatz in die Ausnehmung 15 des Sockels 5 des Tragelements 4 auf. Die Basis 3 weist ferner eine Ringführung 10 und einen Schnappring 11 auf.
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Der Schnappring 11 ist so ausgelegt, dass bei einem Hineindrücken der Basis 3 in den Tragsockel 5 des Tragelements 4 die Basis 3 mit dem Schnappring 11 im Tragsockel eingeschnappt werden kann.
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4 zeigt ein Tragelement einer Kabelklemme gemäß der Ausführungsform aus 2 in perspektivischer Detailansicht. Das Tragelement 4 weist einen Tragsockel 5 mit einem Arretierungsring 13, einen Kragen 8 mit Kragensegmenten 9 und einen Fuß 6 mit Schnapphaken 7 auf.
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Der Arretierungsring 13 weist einen Arretierungswulst 14 zum Arretieren des Schnappringes 11 der Basis 3 auf, so dass im verbundenen Zustand die Basis 3 mit dem Schnappring 11 in schwenkbarem Eingriff mit dem Arretierungswulst 14 des Arretierungsrings 13 des Tragsockels 5 steht.
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5 zeigt einen Schnitt durch die Kabelklemme gemäß dem Ausführungsbeispiel aus 2 in perspektivischer Detailansicht zur Verdeutlichung der Gestaltung einzelner Elemente und ihrer Wechselwirkung im verbundenen Zustand. Das Tragelement 4 weist einen Sockel 5, einen Kragen 8 mit Kragensegmenten 9, sowie einen Fuß 6 auf.
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Der Schnitt der Zeichnung verläuft in der Basis 3 des Klemmelements 2 parallel zu der durch die Auflagefläche des Kragens definierten Auflageebene.
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Der Arretierungswulst 14 des Arretierungsringes ist in dieser Ansicht nicht sichtbar. Die Arretierungszunge 12 und die Ausnehmung 15 im Tragsockel 5 sind dagegen deutlich zu sehen. In 5 ist zusätzlich eine Schwenkachse z gezeigt die eine Schwenkebene senkrecht zu der Achse z definiert.
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Durch das Zusammenwirken der Arretierungszunge 12 und der Ausnehmung 15 wird die Schwenkamplitude als maximale Schwenkwinkel a definiert. In diesem Beispiel beträgt der Schwenkwinkel 15 Grad. Er kann aber anwendungsspezifisch durch entsprechende Anpassung der Breite der Ausnehmung 15 und der Dicke der Arretierungszunge 12 angepasst werden.
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Obwohl zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorhergehenden Beschreibung gezeigt wurde, können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden. Die genannten Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und nicht dazu vorgesehen, den Gültigkeitsbereich, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr stellt die vorhergehende Beschreibung dem Fachmann einen Plan zur Umsetzung zumindest einer beispielhaften Ausführungsform zur Verfügung, wobei zahlreiche Änderungen in der Funktion und der Anordnung von in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elementen gemacht werden können, ohne den Schutzbereich der angefügten Ansprüche und ihrer rechtlichen Äquivalente zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kabelklemme
- 2
- Durchführungselement
- 3
- Basis
- 4
- Tragelement
- 5
- Sockel
- 6
- Fuß
- 7
- Schnapphaken
- 8
- Kragen
- 9
- Kragensegment
- 10
- Ringführung
- 11
- Schnappring
- 12
- Arretierungszunge
- 13
- Arretierungsring
- 14
- Arretierungswulst
- 15
- Ausnehmung
- 16
- Schelle
- 17
- Schellengurt
- 18
- Auflagefläche
- 19
- Kabelsatz
- 20
- Karosserie
