DE4321044A1 - Anordnung zur Energieverteilung in einem räumlich begrenzten Umfeld - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Energiever­ teilung in einem räumlich begrenzten Umfeld mit an unterschied­ lichen Stellen angeordneten Verbrauchern in Form eines Leitungs­ bündels mit zu den Verbrauchern geführten Abgängen, wobei die Lei­ tungen des Bündels und der Abgänge durch in Abständen vorgesehene Halteelemente in ihrer Lage fixiert sind.

Zur Verteilung elektrischer Energie, beispielsweise im Kraftfahr­ zeug- oder Flugzeugbau, finden Anordnungen der gattungsgemäßen Art als sogenannte Kabelbäume immer mehr Eingang in die Fertigungs­ technik, da sie die Möglichkeit einer Vorkonfektionsierung bieten, d. h. soweit einschließlich aller Anschlüsse, wie Stecker, Buchsen usw. vorbereitet werden können, um dann als Zulieferprodukt in das Endprodukt eingefügt zu werden.

Es ist bekannt, einzelne Teile von Leitungen mit Schmelzklebstoff abzudichten. So werden in dem Prospekt "Macromelt Hotmelt" der Firma Henkel KGaA Schmelzklebstoffe für wasserdichte Steckverbin­ dungen beschrieben. Auf der Seite 2 ist ein Stecker zu sehen, des­ sen Kabelausgang durch einen Schlauch aus einem Schmelzklebstoff gegen eindringende Feuchtigkeit geschützt ist. Auf Seite 3 wird unten rechts eine Durchführung durch ein Blech für ein Bündel von isolierten Leitungen gezeigt, wobei sowohl der Zwischenraum zwischen den Leitern als auch zwischen Durchführung und Blech wasserdicht ist. Auf den Seiten 6 und 7 wird in einer Serie von Bildern das Herstellverfahren demonstriert: Aus der Formmasse aus Schmelzklebstoffen wird mit Hilfe der Form und eines Hotmelt- Gerätes einschließlich dessen Dosierkomponente eine wasserdichte Steckverbindung als Formteil erhalten. Es ist darüber hinaus auch beständig gegen Hitze, Frost, Staub und Öl.

Die konfektionierten Kabel für die einzelnen Verbraucher einer An­ lage werden auf einem Montagetableau zu dem kompletten Leitungssatz zusammengefaßt. Um diese vorgefertigten Anordnungen (Kabelbäume) in der vorgegebenen Form bis zum endgültigen Einbau zu halten, sind die Leitungen durch Halteelemente in ihrer Lage zu fixieren, wobei es die Regel ist, daß zusätzlich zu dieser Fixierung die gesamten Leitungsstränge noch mit einer Bebänderung versehen werden, damit die für den Transport und die Verlegung notwendige Stabilität ge­ währleistet ist. Wenn auch ein Teil dieser Arbeitsschritte bereits maschinell durchgeführt werden kann, so werden doch die meisten Arbeitsgänge wegen der Vielzahl der oft vorhandenen Abzweigungen von Hand durchgeführt. Die heutige Herstellung ist daher recht kostenaufwendig, abgesehen davon, daß, wenn spezielle Anforderungen seitens des Abnehmers vorliegen, beispielsweise eine besondere Kompaktheit des Leitungssystems für den Flugzeugbau, zusätzliche kostenaufwendige Maßnahmen getroffen werden müssen.

Es ist auch bekannt, gebündelte Kabelstränge mit Schmelzklebstoff zusammenzuhalten. In der DE 37 27 240 A1 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bündeln von Kabelsträngen durch einen Indu­ strieroboter mit Klebepistolen beschrieben. Die Klebepistole weist eine Austragseinheit aus 2 beweglichen Teilen auf, die im ge­ schlossenen Zustand den Kabelstrang fest umschließt und den Kleb­ stoff über den Umfang des Kabelstranges an der gewünschten Position in Art einer Umhüllung aufträgt. Wenn die Klebepistole während des Aushärtungsvorganges längs des Kabelstranges verschoben wird, wird eine schlauchartige Umhüllung gebildet. Die runde Form des Kabel­ stranges bleibt erhalten. Es ist möglich, jeden Punkt des Kabel­ baumes programmgesteuert mit exakt der richtigen Menge an Klebstoff zu bündeln. Als schnellabbindender Klebstoff wird ein Polyamid- Schmelzklebstoff genannt. Auch 2- oder Mehrkomponenten-Klebstoffe werden erwähnt. Das beschriebene Verfahren ersetzt die Bündelung von Kabelsträngen mit Hilfe von Textilklebebändern, Kabelbindern und Schläuchen.

Bei der zu verteilenden Energie handelt es sich hauptsächlich um elektrische Energie. Daneben sind aber auch eine Vielzahl von Ver­ brauchern nicht mit elektrischer Energie zu betreiben, deren Betä­ tigung erfolgt vielmehr auf hydraulischem oder pneumatischem Wege. Hierzu sind entsprechende Rohrleitungen vorgesehen, die parallel zu den elektrischen Leitungsbündeln und gegebenenfalls zu deren Ab­ gängen geführt werden müssen, offenbar wegen der zu unterschied­ lichen Durchmesser heute üblicher Energieführungsleitungen, elek­ trischer und hydraulischer bzw. pneumatischer Art. Auf der anderen Seite findet im zunehmenden Maße die optische Datenübertragung mittels Glas- oder Kunststoffasern Eingang auch in die Fahrzeug- und Flugzeugindustrie.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, die einzelnen Energieleitungen elektrischer, optischer, hydraulischer bzw. pneumatischer Art, jeweils nach Art des Ener­ gieträgers getrennt oder kombiniert, dauerhaft mit einfachen Mit­ teln in der vorgesehenen Lage zu fixieren. Diese Festlegung in die endgültige Position soll maschinell durchführbar sein.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Halteelemente mindestens die äußere Umfläche des Bündels an den Fixpunkten umfassende, durch Spritzgießen hergestellte Formkörper sind. Der Spritzguß-Zyklus umfaßt folgende einzelne Schritte

• a) Die gebündelten Leitungen werden mit dem zu fixierenden Bereich in eine Spritzguß-Form gelegt.
• b) Die Form wird geschlossen.
• c) Die aufgeschmolzene Formmasse wird bis zu einem bestimmten Druck in die Form eingespritzt und gegebenenfalls nachgedrückt.
• d) Es wird gewartet, bis sich die Formmasse durch Abkühlen verfe­ stigt hat.
• e) Die Form wird geöffnet.
• f) Die gebündelten Leitungen mit dem Spritzguß-Formteil werden der Form entnommen.

Mit diesen Spritzguß-Formteilen ist eine sichere Kompaktierung der Leitungen in dem Bündel im Bereich des Fixpunktes gegeben, diese Kompaktierung ist dauerhaft, das gilt selbstverständlich bis zur Verlegung und darüber hinaus. Solche Formkörper sind mit glatter Oberfläche herstellbar, im Gegensatz zur heute üblichen Festlegung durch um das Bündel herum geschlungene, an den Enden verknotete oder sonstwie zusammengefügte Bänder geringer Breite, bei denen es nicht zu vermeiden ist, daß die Verbindungsstellen von der Oberflä­ che der Leiterbündel abstehen. Das kann immer wieder zu einem Festklemmen bei der Montage so vorbereiteter Anordnungen führen, insbesondere dann, wenn zur Verlegung die Leitungen um Ecken her­ umgeführt oder in Kanäle oder Schächte eingezogen werden müssen.

Die Erfindung erlaubt es nun auch, die unterschiedlichsten Ener­ gieübertragungssysteme in einem einzigen sogenannten Kabelbaum zu­ sammenzufassen, völlig unabhängig von ihren äußeren Abmessungen können nun z. B. elektrische Leitungen und optische Adern kombiniert werden (Hybridleitungen) oder es können hydraulische/pneumatische Röhrchen oder Schläuche mit elektrischen oder optischen Adern kom­ biniert oder letztere als Hybridleitungen mit Röhrchen in einem einzigen Kabelbaum fest, dauerhaft und betriebssicher zusammenge­ faßt werden. Bisherige im Markt erhältliche Halteelemente bieten diese Möglichkeit nicht.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist, daß einem Leitungsbündel unabhängig von der Anzahl zu vereinigenden Leitungen oder deren Art, z. B. elektrisch, optisch oder pneumatisch, die für die endgültige Verlegung notwendige äußere Form und Abmessung ge­ geben werden kann. So können die Leitungen zum runden Bündel ge­ formt und entsprechend fixiert werden, wenn die Verlegegegeben­ heiten dies erfordern, man kann zu einem rechteckförmigen Quer­ schnitt übergehen, wenn die vorgesehenen Führungskanäle eben diesen Querschnitt aufweisen oder man wählt einen quadratischen Quer­ schnitt der Formkörper, wenn dies die optimale Querschnittsform darstellt. Diese Querschnittsformen sind auch innerhalb z. B. eines einzigen Kabelbaumes zu variieren, etwa in der Weise, daß das Aus­ gangsbündel durch die erfindungsgemäßen Formkörper in der runden, einige Abgänge in der quadratischen, wieder andere in der rechteckförmigen oder einer ovalen Form fixiert werden.

Es ist auch möglich, den Kabelbaum in einer gewünschten Biegung zu fixieren, z. B. in einer Biegung von 90°. Das bedeutet einen we­ sentlichen Fortschritt. Wird nämlich der Kabelbaum erst bei der Montage, z. B. in einem Pkw, gebogen, dann ist die Gefahr groß, daß infolge einer Stauchung einzelne Kabel aus dem Verband heraustre­ ten. Beim Gebrauch der Anlage kann dann diese Schlaufe leicht ab­ genutzt oder abgerissen werden, was die Betriebssicherheit stark gefährdet.

Die axiale Länge der Formkörper kann beliebig gewählt werden, auch das trägt wesentlich zu einer Kompaktierung und Verfestigung der Leitungsstränge bei.

Befinden sich im Leitungsverband und/oder in einem Abgang solche, die einen zusätzlichen Schutzaufbau, sei es aus thermischen oder mechanischen Gründen aufweisen, oder weisen die endgültigen An­ schlußleitungen diesen Aufbau auf, etwa in Form eines Schutz­ schlauches, dann ergibt sich durch den erfindungsgemäßen Formkörper der weitere Vorteil der Durchdringung zusätzlicher Schutzschichten, soweit diese zumindest eine geringe Porosität aufweisen. Dies führt zu einer weiteren Kompaktierung und Erhöhung der Betriebssicherheit durch zusätzliche Fixierung der Schutzschichten, z. B. Schutz­ schläuche in geflochtener, gewebter oder gestrickter Form.

Im Automobilbau beispielsweise werden besonders hohe Anforderungen aufgrund der dort vorhandenen extremen Bedingungen, wie Hitze, Staub, Öl, Spritzwasser und dergleichen, gestellt. Auch hier erge­ ben sich durch die erfindungsgemäße Maßnahme erhebliche Vorteile, da mit der Abdichtung der Leiterbündel im Bereich der Fixpunkte eine Längswasserdichtigkeit gegeben ist. Das gilt insbesondere dann, wenn in Weiterführung der Erfindung der Formkörper die im Bündel durch die zusammengefaßten Leitungen gebildeten Hohlräume ausfüllt. Auf diese Weise ergibt sich in Achsrichtung des Bündels verteilt ein Dichtstopfen, der je nach den Erfordernissen in dem betreffenden Fahrzeug oder Flugzeug oder an sonstiger Stelle des Einbaues benutzt werden kann, um Dichtungsprobleme zu lösen. Um dieser Möglichkeit des Abdichtens durch die erfindungsgemäße Maß­ nahme aber auch der immer wieder geforderten Kompaktierung des Leiterbündels zu genügen, ist in Weiterführung des Erfindungsge­ dankens vorgesehen, daß die Länge der Formkörper in Achsrichtung des Bündels größer ist als der jeweilige Durchmesser des Bündels an der betreffenden Stelle. Die gewählte Länge kann je nach den Er­ fordernissen auch ein Mehrfaches des Durchmessers des Bündels be­ tragen, man kann selbstverständlich auch so vorgehen, daß die erfindungsgemäßen Fixpunkte in solchen Abständen nebeneinander ge­ setzt werden, daß eine praktisch kontinuierliche Kompaktierung des Leiterbündels generell oder aber auch längs bestimmter Strecken erreicht wird. Auch wenn dabei größere Abstände eingehalten werden, kann auf eine heute oft übliche Haltebewicklung verzichtet werden.

Anordnungen der gattungsgemäßen Art weisen in Abhängigkeit von der Anzahl der zu versorgenden Verbraucher oft eine Vielzahl von Ab­ zweigen auf, die zur Übersichtlichkeit des Systems aber auch zur Stabilisierung zum Zwecke der Vorkonfektionierung und anschließen­ den Montage durch Haltebänder zu sichern sind. Hier sieht die Er­ findung als vorteilhafte Weiterbildung vor, daß der Formkörper die abzweigenden Leitungen mitumschließt. Neben der Fixierung im Ab­ zweigungsbereich ist automatisch wieder eine Abdichtung an dieser Stelle erreicht, wobei die Umspritzung des Abzweigbereiches von der äußeren Form des Leiterbündels völlig unabhängig ist. Die Abdich­ tung und Kompaktierung wird auch unabhängig von der Anzahl der an der Stelle im Bündel vorhandenen Leitungen bzw. der an dieser Stelle abgehenden Leitungen erreicht.

Wie bereits ausgeführt, müssen beispielsweise im Automobilbau die in einem Kabelbaum zusammengefaßten Leitungen auch in Führungs­ rohren oder Führungskanälen verlegt werden, sie müssen aber auch durch trennende Wände hindurchgeführt werden. Dabei kommt es oft darauf an, bei einer Durchführung z. B. vom Inneren des Automobils in die außenliegenden Radkästen Abdichtungen vorzusehen, um ein Eindringen von Feuchtigkeit weitgehend zu unterbinden. Hier gibt die Erfindung eine besonders einfache Möglichkeit, die Abdichtung an den treffenden Stellen problemlos und sicher durchzuführen. Die auf dem Leiterbündel, d. h. auch auf zwei zusammengefaßten Einzel­ leitungen, aufgebrachten Formkörper können gleichzeitig die Aufgabe eines Durchführungskörpers oder einer Dichtungstülle übernehmen. Zu diesem Zweck hat es sich in Durchführung der Erfindung als vor­ teilhaft erwiesen, wenn der sich in Achsrichtung des Bündels er­ streckende Formkörper auf seiner Länge unterschiedliche Durchmesser aufweist. Ein solcher etwa gestuft ausgebildeter Formkörper, in dessen Innern die Leitungen sicher und dicht geführt sind, kann dann beispielsweise mit seinem dünneren Ende in die Bohrung eines Bleches der Karosserie des Automobils eingeführt und dort durch Druck arretiert werden.

Eine derartige mechanische Befestigung an der Karosserie ist auch möglich, wenn die Halteelemente Noppen haben, die so elastisch sind, daß sie durch die Bohrungen eines Bleches hindurchgedrückt werden können.

Es gibt Fälle bei der Verkabelung von Verbrauchern, wo, ausgehend von einem Hauptkabel, die Aufteilung auf die einzelnen Verbraucher vorgenommen wird. Ist ein solches Hauptkabel aus Gründen des me­ chanischen Schutzes beispielsweise oder auch aufgrund anderer äu­ ßerer Einflüsse besonders geschützt, dann wird man vorteilhaft nach dem Absetzen der äußeren Schutzhülle im abgesetzten Bereich dieses Kabels das weiterführende Leitungsbündel und gleichzeitig den ab­ gesetzten Teil des Kabels mit einem erfindungsgemäßen Formkörper umgeben. Das hat den Vorteil, daß die abgesetzte Stelle des Kabels sicher geschützt ist, gleichzeitig aber entsteht an dieser Stelle ein Sperrstopfen, der dichtend gleichzeitig auf das Hauptkabel und die weiterführenden Leitungen einwirkt. Enthält die weiterführende Leitung eine optische Faser kann diese wegen der durch die Erfin­ dung gegebenen Möglichkeit der räumlichen Anpassung auch mit dem notwendigen Krümmungsradius aus dem Hauptkabel herausgeführt wer­ den.

Wie bereits ausgeführt, ist die Herstellung der gattungsgemäßen Anordnungen zum Zwecke der Vorkonfektionierung mit dem Ziel der Versorgung einer Vielzahl von Verbrauchern wegen der heute üblichen Herstellung von Hand zeit- und kostenaufwendig, wobei die Qualität eines jeden Fixpunktes zusätzlich noch von der Geschicklichkeit des Bedienungspersonals abhängt. Hiervon löst sich die Erfindung, wenn Leitung bzw. Leitungsbündel mit einer aushärtbaren gießfähigen Kunststoffmasse umgeben werden. Die hierfür benötigte Materialmenge kann programmiert werden und nach Festlegung der einzelnen Fix­ punkte kann der Gießvorgang automatisch ablaufen. Das führt in Weiterführung der Erfindung dazu, daß die Herstellung aller Fix­ punkte für einen Kabelsatz oder einen Kabelbaum gleichzeitig vor­ genommen werden kann. Da die Kunststoffmasse im Bereich der Fix­ punkte die Leitungen oder Leitungsbündel dicht umschließt, also dauerhaft kompaktiert und zudem solche Gußkörper eine gleichmäßige glatte Oberfläche aufweisen, kann man auf eine zusätzliche Bebänderung der Leitungen oder Leitungsbündel innerhalb des Kabel­ baumes völlig verzichten. Somit besteht auch keine Gefahr, daß in besonders schwierigen Situationen bei der Montage sich bisher üb­ liche Bewicklungen lösen und damit die Gefahr des Festklemmens in einem Führungsrohr oder Aufnahmekanal besteht.

Um den gestellten Forderungen der gleichzeitigen Abdichtung des Leitungsbündels an den Fixpunkten optimal zu genügen, hat es sich in Weiterführung der Erfindung als zweckmäßig erwiesen, als aus­ härtbare Kunststoffmasse einen Schmelzkleber einzusetzen. Solche Schmelzkleber, wie sie beispielsweise von der Firma Henkel unter der Bezeichnung Macromelt vertrieben werden, weisen eine ausrei­ chend niedrige Viskosität auf, die es der Masse ermöglicht, nicht nur die Hohlräume im Leiterbündel dichtend auszufüllen, um so für eine Längswasserdichtigkeit innerhalb eines solchen Stopfens zu sorgen. Diese Masse ist auch in der Lage, wie ausgeführt, Schutz­ schläuche oder -bewicklungen aus porösem Material problemlos zu durchdringen und so auf einfachem Wege zu einer Kompaktierung bei­ zutragen. Sie haben darüber hinaus eine hohe Wärmestandfestigkeit und kommen damit den Anforderungen nach, die für die gattungsgemäßen Kabelbäume oder Kabelsätze bestehen. Ferner trägt für den vorteilhaften Einsatz die sehr gute Haftung eines solchen Schmelzklebers auf den unterschiedlichsten Unterlagen bei.

Da die Schmelzkleber der bekannten Art zudem lösungsmittelfrei sind, ist die Verarbeitung in den für die Vormontage von Kabelbäu­ men oder Kabelsätzen benötigten Räumen auch für das Bedienungsper­ sonal völlig problemlos.

Die Erfindung sei anhand der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt einen sogenannten Kabelbaum 1, wie er zur Strom­ versorgung einzelner unterschiedlicher Verbraucher 2 z. B. in einem Automobil oder einem Flugzeug heute üblich ist. Von einem Hauptka­ bel 3 führt das Leitungsbündel 4 zu den Verbrauchern 2, wobei durch Stichleitungen 5 das Leitungsbündel 4 bzw. das Hauptkabel 3 bis auf die Einzelleitungen zum Anschluß an die Verbraucher 2 aufgeteilt wird. Diese Aufteilung des Leitungsbündels 4 in Richtung auf die einzelnen Verbraucher 2 erfolgt auf einem sogenannten Verteilungs­ brett, die darauf festgelegte Leitungsführung entspricht der, wie sie für den vorgesehenen Einsatzzweck benötigt wird. Sind die ein­ zelnen Leitungen auf dem Brett ausgelegt, kommt es darauf an, die Leitungsbündel oder zusammengefaßten Leitungen so festzulegen, daß der gesamte Kabelbaum 1 geprüft, versandt und schließlich montiert werden kann, ohne daß sich einzelne Leitungen aus dem Verband lösen bzw. innerhalb des Verbandes so verschieben, daß eine problemlose Montage in Frage gestellt ist. Zur Festlegung der einzelnen Lei­ tungen im Leiterbündel aber auch zur Festlegung der Leitungen in den einzelnen Stichleitungen mit gleichzeitiger Abdichtung inner­ halb der Fixpunkte ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Haltesegmente im Verlauf des Kabelbaumes 1 Formkörper 6 sind. Je nach den Anforderungen können diese Formkörper 6 mit geringerem oder größerem Abstand zueinander aufgebracht werden. Formkörper 7 an den Abzweigstellen haben sich deshalb als vorteilhaft erwiesen, weil mit der Herstellung eines solchen Formkörpers gleichzeitig das Bündel 3 wie auch jede Stichleitung 5 umhüllt und abgedichtet wer­ den kann. Mit 8 ist ein Formkörper bezeichnet, der nicht nur das Hauptkabel 4 dichtend umschließt, sondern auch einen darüber ange­ ordneten Schutzschlauch 9 durchdringt, so daß bereits an dieser Stelle die Leitungen einschließlich des Schutzschlauches 9 kompaktiert und in beiden Richtungen abgedichtet werden.

Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel können die Formkörper 6 nach außen hin eine zylindrische Form mit glatter Oberfläche aufweisen, so daß ein Einfädeln oder Einführen der Lei­ tungsbündel bzw. der Abgänge in Schächte, Kanäle oder Rohre ohne Schwierigkeiten möglich ist, sie können aber auch die in den Fig. 2 bis 5 dargestellten Formen aufweisen.

Die Fig. 2 veranschaulicht beispielsweise entsprechend dem in der Fig. 1 mit 7 bezeichneten Formkörper ein Formteil 9, das einen zy­ lindrischen Teil 10 zur Aufnahme des Leiters eines Leiterbündels und Anschlußelemente 11 und 12 zur Aufnahme des weiterführenden Leiterbündels bzw. eines hiervon abgehenden Leitungsstranges auf­ weist.

Die Fig. 3 zeigt einen Formkörper 13 mit zwei zylindrischen Teilen 14 und 15, die jedoch unterschiedliche äußere Durchmesser aufwei­ sen. Wie hierzu die Fig. 4 veranschaulicht, kann eine solche Aus­ führungsform neben der eigentlichen Aufgabe der Fixierung eines Leitungsbündels und seiner Abdichtung in diesem Bereich dazu ver­ wendet werden, als sogenannte Durchführungstülle durch eine tra­ gende Wand 16 eingesetzt zu werden. Die Leitungen des Bündels 17 sind durch den Formkörper 13 kompaktiert und abgedichtet, mit dem Teil 15 ist der Formkörper in die Bohrung 18 der Wand 16 eingeführt und dort in üblicher Weise festgeklemmt. Damit ist eine völlige Abschottung der durch die Wand 16 getrennten Räume gegeben, Feuch­ tigkeit beispielsweise in Form von Spritz- oder Schwitzwasser wird von dem einem oder anderen Raum ferngehalten.

Die Fig. 5 schließlich zeigt den Querschnitt durch ein durch den Formkörper 19 in die Rechteckform gebrachtes Leitungsbündel als mögliche Ausführungsform der Erfindung. Dieser Formkörper 19 um­ schließt sowohl die von ihm umfaßten elektrischen Leitungen 20 als auch die Schläuche oder Röhrchen 21 und die optischen Adern 22 dauerhaft fest und dicht. Wie die Fig. veranschaulicht, ist die durch die Erfindung erzielte Kompaktheit dieses Haltelementes von den jeweiligen Querschnitten völlig unabhängig.

Durch die erfindungsgemäße Lösung lassen sich sogenannte Kabelbäume oder Kabelsätze kostengünstig mit hoher Qualität, was die Fixierung der Leitungen im Leiterbündel und in den Abgängen betrifft, her­ stellen, auf heute üblichen Maßnahmen in Form einer zusätzlichen Bandbewicklung kann verzichtet werden. Den Formkörpern kann man durch die Einfachheit in der Herstellung beliebige Formen geben, so daß sie neben ihrer eigentlichen Aufgabe der Kompaktierung und Ab­ dichtung weitere Aufgaben übernehmen können, beispielsweise können sie als Durchführungen oder auch Endabschlüsse verwendet werden.

Wegen der Gleichmäßigkeit der durch Spritzgießen hergestellten Formkörper dienen sie gleichzeitig zur Abstandshaltung, wenn bei­ spielsweise solche Kabelbäume ganz oder teilweise in Rohre oder Kanäle verlegt werden müssen. Je nach geforderter Kompaktheit kann die axiale Länge dieser Formkörper beliebig sein, durch geeignete Werkstoffauswahl ist die Kompaktierung und Abdichtung sowie Fixie­ rung der Leitungen optimal und vor allem dauerhaft. Selbst an ab­ gesetzten Enden, die mit den heute üblichen Mitteln nicht sicher geschützt werden können, bietet die erfindungsgemäße Maßnahme op­ timale Lösungen. Für jeden Kabelbaum ist die Fixierung der Lei­ tungen automatisch nach einem vorgegebenen Programm durchzuführen, das Setzen aller Fixpunkte erfolgt gleichzeitig, wobei diese un­ terschiedliche äußere Formen oder Abmessungen je nach ihrer end­ gültigen Position im montierten Zustand erhalten können.

Geeignete Werkstoffe zur Durchführung der Erfindung sind alle die, die sich bei geeigneten Temperaturen und Drücken spritzgießen las­ sen und haltbare Verbindungen der Leitungen untereinander sowie eventuell auch mit den Verbrauchern ergeben, ohne dabei die Ader- Isolation oder den Mantel des Leiters nachteilig zu verändern. Gängige Kunststoffe für die Ader-Isolation sind: Weich-PVC, Polyethylentetrafluorethylen, Perfluoralkoxy-Copolymere, Polytetrafluorethylen/Hexafluorpropylen, strahlenvernetztes PVC oder PE, chlorsulfoniertes PE, chloriertes PE, Silikon-EVA- Kautschuk oder Polyurethan-Elastomer. Gängige Materialien für die Mantelisolation sind: lackierte oder unlackierte Geflechte aus Baumwolle, Glas, Seide, aromatischen Polyamiden und Metallfasern wie Kupfer sowie Schläuche und Beschichtungen aus z. B. PVC und PA6. Diese Materialien sollten aber durch den Spritzguß-Formkörper nicht nur rein mechanisch zusammengehalten werden, sondern möglichst auch noch miteinander und mit den Verbrauchern dichtend verklebt werden. Der Werkstoff für den Spritzguß-Formkörper sollte also nicht nur eine hohe mechanische Stabilität unter den Gebrauchsbedingungen gewährleisten, sondern möglichst auch noch zusätzlich die ver­ schiedenen Materialien miteinander verkleben und Hohlräume zwischen ihnen und den Verbrauchern dichtend ausfüllen. Darüber hinaus ist es auch erwünscht, daß die Bindung reversibel ist, um so Fehler leicht korrigieren zu können. Konkrete Werkstoffe, die diese Auf­ gaben mehr oder weniger gut erfüllen, sind einfache Kunststoffe wie PVC oder Polypropylen.

Als besonders vorteilhaft haben sich jedoch Schmelzklebstoffe er­ wiesen, bei denen ein Fließen auch in die zwischen den Leitungen des Bündels befindlichen Zwickel, durch textile Schutzschläuche usw. hindurch bereits bei Drücken von einigen bar möglich ist.

Ein solcher Schmelzklebstoff kann z. B. auf Polyolefinen basieren, wie er beispielsweise in der DE 42 26 081 beschrieben ist. Dort wird eine Polymermischung aus einem weitgehend amorphen Poly-α-olefin, aus einem weitgehend kristallinen Poly-α-olefin und aus einem Oligomeren eines α-Olefins mit mindestens 4 C-Atomen im Monomeren und einem Molekulargewicht des Oligomeren bis 5000 be­ schrieben. Der Schmelzklebstoff zeichnet sich durch ein günstiges Viskositätsverhalten, gute Kälteflexibilität bei für Polyolefinen hohe Wärmestandfestigkeiten von ca. 145°C sowie insbesondere durch eine hohe Schlagzähigkeit aus. Er eignet sich daher vor allem zum Verkleben von unpolaren Kunststoffen in der Automobil- und Elek­ tro-Industrie. Nähere Einzelheiten sind der zitierten Patentschrift zu entnehmen, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird.

Vorzugsweise basiert der Schmelzklebstoff jedoch auf Polyamiden. Er hat insbesondere folgende Zusammensetzung:

• a) mindestens 50 Gew.-% mindestens eines Polyamids auf der Ba­ sis von dimerisierter Fettsäure,
• b) 5 bis 20 Gew.-% mindestens eines Ethylen-Copolymeren aus der Gruppe: Ethylen-Vinylacetat, Ethylen-Acrylat oder Ethylen- Methacrylat, wobei die Alkoholkomponente 1 bis 18 C-Atome ent­ hält,
• c) 2 bis 10 Gew.-% mindestens eines Copolymeren aus Styrol mit Ethylen, Isopren und/oder Butylen,
• d) 5 bis 25 Gew.-% mindestens eines Weichmachers,
• e) 0 bis 10 Gew.-% mindestens eines klebrigmachenden Harzes aus der Gruppe: Polycyclopentadien, Polyterpen, flüssiges Kohlen­ wasserstoff-Harz und
• f) 0 bis 15 Gew.-% mindestens eines Copolymeren aus Ethylen, Pro­ pylen, Butylen und/oder Maleinsäureanhydrid.

Dieser Schmelzklebstoff ermöglicht, unvorbehandeltes Polyethylen, Polyvinylchlorid und Metalle mit hohen Festigkeiten miteinander zu verbinden. Weitere Einzelheiten sind der Patentschrift DE 42 11 125 zu entnehmen, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird.

Als Beispiel für einen feuchtigkeitshärtenden Schmelzklebstoff sei das reaktive Alkoxysilangruppen enthaltende Polyamid gemäß der WO 92/07020 genannt. Der Schmelzklebstoff besitzt eine niedrige Schmelzviskosität, so daß er auch ohne Weichmacher eingesetzt wer­ den kann, andererseits liegt seine Wärmestandfestigkeit nach der Aushärtung bei über 200°C. Er eignet sich daher insbesondere zum Dichten, Formen und Kleben. Nähere Einzelheiten sind der zitierten Patentschrift zu entnehmen, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird.

In der EP 0 193 746 werden Schmelzklebstoffe aus Polyamid- Polyurethan-Blockcopolymeren mit hoher Flexibilität beschrieben. Sie werden erhalten durch Umsetzung von

• a) im wesentlichen linear aufgebauten mit Carbonsäure-Funktionen und/oder Aminogruppen-terminierten Polyamiden auf Basis von dimerisierten Fettsäuren sowie aliphatischen bzw. cycloaliphatischen Diaminen mit
• b) im wesentlichen linearen, Isocyanat-Endgruppen aufweisenden, aliphatischen Polyethern und/oder deren Reaktionsprodukten mit 2,3-Epoxypropanol, wobei die Blockcopolymeren keine freien Isocyanat- oder Epoxid-Gruppen enthalten.

Nähere Einzelheiten sind der zitierten Patentschrift zu entnehmen, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird.

Falls in besonderen Fällen auf sehr gute Haftung mit Polyimiden oder aromatischen Polyamiden Wert gelegt wird, empfiehlt sich deren Vorbehandlung mit einem Haftvermittler. In der EP 0 367 137 wird ein wärmeaktivierbarer Haftvermittler beschrieben, der 0,1 bis 10 Gew.-% einer Carbonylverbindung mit mindestens einer aktivierten Doppelbindung, 5 bis 30 Gew.-% eines Polymeren mit funktionellen Gruppen, 0 bis 10 Gew.-% weiterer Hilfsstoffe sowie ein oder meh­ rere organische Lösungsmittel bis zu 100 Gew.-% enthält. Nähere Einzelheiten sind der zitierten Patentschrift zu entnehmen, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im allgemeinen auf folgende Weise durchgeführt:

• 1) Der Kabelbaum - oder Teile davon - werden in einer Montageein­ heit aus Einzelkomponenten zusammengefaßt. In diese Montage­ einheit (z. B. Verlegebrett) sind an allen für diesen Kabelbaum definierten Stellen (z. B. Kabelabgängen oder bestimmten Form­ gebungen wie rund, eckig, oval oder Radien) Vergußformen inte­ griert. Diese Vergußformen sind auf die an diesen Stellen de­ finierten Anforderungen hin speziell ausgelegt. Bei der Verle­ gung der Einzelkomponenten (elektrische Einzelkabel oder z. B. Hydraulikleitungen) werden diese an den vorgesehenen Stellen direkt in die Formen eingelegt. Nach Schließen der Formen wer­ den diese gleichzeitig (Verfahren A) oder nacheinander (Ver­ fahren B) mit den aufgeschmolzenen Vergußmaterialien unter Druck gefüllt. Als besonders geeignet haben sich Polyamidschmelzklebstoffe erwiesen.

Verfahren A

Bei der gleichzeitigen Füllung der Formen ist unterhalb der Mon­ tageeinheit ein Verteilungssystem vorzusehen, das von einem oder mehreren Vorratsbehältern (vorzugsweise Schmelzklebstofftank­ geräten) gespeist wird. Die Verteilung, insbesondere in bezug auf die spezifischen Füllmengen, erfolgt über separate beheizbare Schläuche und vorgeschaltete Zahnradpumpen, die über eine zentrale Steuereinheit geregelt werden. Als besonders günstig hat sich hierbei die Verwendung eines Schmelzklebstoffgerätes (z. B. MX 4012 der Firma Nordson) erwiesen, das mit den vorbeschriebenen Schläu­ chen und Pumpen ausgerüstet werden kann.

Verfahren B

Bei der Befüllung der Formen nacheinander ist die Verwendung einer Schmelzklebstoffpistole anwendbar, wobei diese Schmelzklebstoffpi­ stole entweder mit einer eigenen Schmelzkammer ausgerüstet sein kann, oder über einen beheizten Schlauch mit einem separaten Auf­ schmelztank verbunden ist. Auch für dieses Verfahren sind handelsübliche Geräte, wie z. B. die Schmelzklebstoffhandpistole der Firma Bühnen, verwendbar. Bei diesem Verfahren wird die Düsenspitze der Schmelzklebstoffpistole auf die dafür vorgesehene Bohrung der jeweils verwendeten Form aufgesetzt. Die Füllmenge kann hierbei sowohl manuell als auch über eine Steuerungseinheit (z. B. Zeit­ steuerung) gesteuert werden.

Die Entscheidung für die Anwendung der beschriebenen Verfahren A oder B ist in erster Linie von den zu produzierenden Stückzahlen abhängig, wobei einerseits die Kosten der Investition und anderer­ seits die Kosten der Produktion gegenübergestellt werden müssen.

• 2) Alle Stellen der Kabelbäume, die keine definierte Formgebung, sondern lediglich eine sichere Bündelung erfordern, können mit flexibel einsetzbaren Formen gebündelt werden. Als besonders günstig hat sich hier der Einsatz von Formen, bestehend aus sich überlappenden Halbschalen aus Teflon, Aluminium oder Stahl, erwiesen, die sich flexibel dem Bündelungsdurchmesser anpassen lassen. Die Befüllung dieser Formen erfolgt zweckmä­ ßigerweise nach dem bereits beschriebenen Verfahren B.

Die Erfindung wird nun näher beschrieben. Entsprechend der allge­ meinen Verfahrensweise wurden unter folgenden Bedingungen die erfindungsgemäßen Halteelemente hergestellt:

• a) Das Kabelbündel bestand aus 5 Leitungen mit Teflon-Isolierung. Es war teilweise mit einem Nomex-Geflecht ummantelt.
• b) Schmelzklebstoff: Macromelt 6790 der Fa. Henkel KGaA.
• c) Die Formen bestanden aus Messingblöcken mit zylindrischen und konischen Aussparungen. Sie waren nicht beschichtet.
• d) Es wurde eine Schmelzklebstoff-Handpistole der Fa. Bühnen ver­ wendet.

Die Kabelbündel wurden mit den zu fixierenden Stellen in die Formen gelegt, die eine Temperatur von ca. 20°C hatten. Die Formen wurden geschlossen. Der auf 220°C erhitzte Schmelzklebstoff wurde in die Formen gedrückt, bis er an ihrer Seite zu sehen war. Nach kurzer Verweilzeit wurde nachgedrückt. Wenige Augenblicke nach der Ent­ fernung der Pistole wurden die Formen geöffnet und die fixierten Kabelbündel entnommen. Eine Reinigung der Formen war nicht notwen­ dig.

Die Halteelemente waren transparent. Im Falle der Ummantelung des Kabelbündels mit dem Nomex-Geflecht war der Schmelzklebstoff weit­ gehend durch das Geflecht gedrungen und so fest mit den Leitern verbunden, daß die Halteelemente sich nicht verschieben ließen, und zwar unabhängig von der geometrischen Form (konisch oder zylin­ drisch). Dagegen ließen sich die Halteelemente auf dem Kabelbündel ohne Textil-Mantel relativ leicht auf dem Strang verschieben.

Bestand die Ader-Isolation nicht aus Teflon, sondern aus PVC, waren die Halteelemente nicht zu verschieben. Außerdem waren die Zwickel ausgefüllt.

Claims (22)

1. Anordnung zur Energieverteilung in einem räumlich begrenzten Umfeld mit an unterschiedlichen Stellen angeordneten Verbrau­ chern in Form eines Leitungsbündels mit zu den Verbrauchern geführten Abzweigungen, wobei die Leitung des Bündels und der Abzweigungen durch in Abständen vorgesehene Halteelemente in ihrer Lage fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente mindestens die äußere Umfläche des Leitungsbün­ dels an den Fixpunkten umfassende Spritzguß-Formkörper sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper die im Leitungsbündel durch die zusammengefaßten Leitungen einschließlich gegebenenfalls vorhandener Schutz­ schichten gebildeten Hohlräume dichtend ausfüllt.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Formkörper in Achsrichtung des Leitungsbündels größer als der jeweilige Durchmesser des Leitungsbündels an der betreffenden Stelle ist.

4. Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der sich der Formkörper an oder in der Nähe einer Abzwei­ gung befindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper die abzweigende Leitung(en) mitumschließt.

5. Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der sich in Achsrichtung des Lei­ tungsbündels erstreckende Formkörper auf seiner Länge unter­ schiedliche Durchmesser aufweist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der sich in Achsrichtung des Leitungsbündels erstreckende Formkörper als Durch- oder Einführungstülle ausgebildet ist.

7. Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche mit einem Anschlußkabel, über dessen weiterführende Leitungen der Schutzmantel abgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper den abgesetzten Teil des Kabels und die weiterfüh­ renden Leitungen gleichzeitig dichtend umschließt.

8. Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungsbündel aus elektrischen und/oder pneumatischen/hydraulischen und/oder optischen Ener­ gieübertragungselementen besteht.

9. Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper eine von der runden Querschnittsform abweichende Querschnittsform aufweist.

10. Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper das Leitungsbündel in bestimmter Biegung fixiert.

11. Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper Noppen aufweist.

12. Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper durch eine textile Schicht hindurch mit dem Leitungsbündel Kontakt hat.

13. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung nach Anspruch 1, bei dem die einzelnen Leitungen entsprechend den durch die örtliche Lage der einzelnen Verbraucher bedingten Plan ausgelegt und in dieser ausgelegten Form die einzelnen Leitungen/Leitungsbündel durch Halteelemente fixiert werden (Kabelbaum), dadurch ge­ kennzeichnet, daß an den Fixpunkten die Lei­ tungen/Leitungsbündel mit einer spritzgießfähigen Kunststoff- Formmasse umgeben werden, indem

• a) die gebündelten Leitungen mit den zu fixierenden Bereichen in eine Spritzguß-Form gelegt werden,
• b) die Form geschlossen,
• c) die aufgeschmolzene Formmasse bis zu einem bestimmten Druck in die Form eingespritzt und gegebenenfalls nachgedrückt,
• d) bis zur Verfestigung durch Abkühlen gewartet,
• e) die Form geöffnet und
• f) entformt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine dosierte Menge an aufgeschmolzener Formmasse eingespritzt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Fixieren durch alle Halteelemente gleichzeitig erfolgt.

16. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Verfah­ rensansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff- Formmasse ein Schmelzklebstoff ist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzklebstoff lösungsmittelfrei ist.

18. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelz­ klebstoff vernetzt, insbesondere mit Luftfeuchtigkeit.

19. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Verfah­ rensansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzklebstoff gummielastisch ist.

20. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Verfah­ rensansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzklebstoff flammwidrig ist.

21. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Verfah­ rensansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzklebstoff teilkristallin ist.

22. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Verfah­ rensansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzklebstoff Verstärkungsmittel enthält.