DE60003880T2 - Kabelbaum für Einlasskrümmer - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kabelbaum für einen Ansaugkrümmer, der eine flexible Schaltung umfasst, welche zwischen am Ansaugkrümmer befestigten Schaumstoffschichten eingeklemmt ist.
  • Typischerweise umfasst ein Ansaugkrümmer eine Vielzahl von Sensoren und Stellgliedern zur Überwachung und Steuerung eines Kraftfahrzeugmotors. Ein Kabelbaum, der eine Vielzahl von mehrfach verseilten Drähten aufweist, gewährleistet die elektrische Verbindung zwischen den Sensoren, Stellgliedern und einer Motorsteuerung. Typischerweise werden Kabelbäume hergestellt, indem Anschlussklemmen mittels Quetschverbindung an mehrfach verseilten Drähten befestigt werden und anschließend die Anschlussklemmen manuell in einem Kunststoffverbinder montiert werden. Kabelbäume, die auf diese Weise hergestellt wurden, sind unzuverlässig, da die Möglichkeit besteht, dass ein "verirrter" Einzelleiter, der nicht mit einer Anschlussklemme versehen wurde, den Ausfall einer Schaltung durch Kurzschluss verursacht. Noch problematischer ist ein "verirrter" Einzelleiter, welcher einen intermittierenden Kurzschluss verursacht, dessen Diagnose und Beseitigung schwierig und zeitaufwendig ist. Ein weiteres Problem, das typischen Kabelbäumen innewohnt, hängt mit der zufälligen Bündelung der Drähte zusammen. Eine zufällige Bündelung von Drähten kann elektromagnetische Störungen oder Hochfrequenzstörungen zwischen den Drähten im Bündel verursachen. Die Störung ist schwer zu erkennen und kann eine Beeinträchtigung der Funktion von Sensoren und Stellgliedern zur Folge haben.
  • In jüngster Zeit werden Ansaugkrümmer aus Kunststoff hergestellt. US 5.743.235 zeigt einen solchen Ansaugkrümmer. Kunststoff-Krümmer stellen Anforderungen in Bezug auf die Geräuscheigenschaften. Typischerweise wird deshalb eine Schaumstoffschicht verwendet, welche den Kunststoff-Ansaugkrümmer bedeckt, um das Geräusch zu vermindern. Die Schaumstoffschicht weist entweder eine Vielzahl von Ausschnitten auf, um die Anbringung der Vielzahl von Sensoren und Stellgliedern zu ermöglichen, oder es handelt sich um eine einzige gleichmäßige Schaumstoffschicht, die sowohl den Ansaugkrümmer als auch die Vielzahl der Sensoren und Stellglieder bedeckt.
  • Das deutsche Patent DE 19842041 beschreibt eine auf einer Schaumstoffplatte befindliche Verdrahtungs- und Kabelanordnung zur Verwendung an einer Fahrzeugtür.
  • Die derzeit verwendeten Kabelbäume sind unzureichend, da sie viele kostenaufwendige und unzuverlässige manuelle Arbeitsgänge erfordern, welche zu intermittierenden elektrischen Störungen führen können, deren Diagnose und Beseitigung schwierig ist. Ferner können intermittierende elektrische Störungen wiederholte Fahrten zu einer Reparaturwerkstatt erforderlich machen, was eine zunehmende Unzufriedenheit der Kunden zur Folge hat. Aus diesen Gründen ist es wünschenswert, einen Kabelbaum bereitzustellen, der in die Schichten aus geräuschminderndem Schaumstoff integriert werden kann, um eine Geräuschminderung und eine einfache Montage zu gewährleisten und die Häufigkeit des Auftretens intermittierender elektrischer Kurzschlüsse zu verringern.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung umfasst einen an einen Verbrennungsmotor angebauten Ansaugkrümmer mit einer Kabelbaumgruppe, welcher umfasst: eine Vielzahl von elektrischen Geräten; Schaumstoff, der auf dem besagten Ansaugkrümmer angeordnet ist; und welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass er eine flexible Schaltungsbaugruppe im Inneren des besagten Schaumstoffes aufweist, die an die besagte Vielzahl von elektrischen Geräten angeschlossen ist.
  • Die flexible Schaltungsbaugruppe ersetzt die Vielzahl von mehrfach verseilten Drähten, die in einem typischen Kabelbaum enthalten sind. Die flexible Schaltungsbaugruppe der vorliegenden Erfindung bietet gegenüber Kabelbäumen nach dem bekannten Stand der Technik Vorteile durch die Verringerung des Gewichts, die Senkung der Herstellungskosten, die Erhöhung der Zuverlässigkeit und die Vereinfachung der Diagnose und Reparatur von Störungen. Ferner kann, da die flexible Schaltungsbaugruppe aus einer Vielzahl von einzelnen gedruckten Schaltungen besteht, die in einem vorgegebenen Muster angeordnet sind, die Größe der elektromagnetischen Störung und Hochfrequenzstörung während des Entwurfs der flexiblen Schaltungsbaugruppe vorhergesagt und korrigiert werden.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Sensoren und Stellglieder Bestandteile der Schaltungsbaugruppe. Die Integration der Sensoren und Stellglieder in die Schaltungsbaugruppe gewährleistet eine einfache Montage und Reparatur. Die Einfachheit der Reparatur wird dadurch erreicht, dass ein Auswechseln sämtlicher elektrischer Bauteile zusammen mit der Schaltungsbaugruppe vorgesehen ist und es nicht mehr erforderlich ist, dass ein Wartungstechniker eine elektrische Störung bis zu einem der zahlreichen Drähte, Stellglieder oder Sensoren zurückverfolgt. Das Auswechseln der Schaltungsbaugruppe, Sensoren und Stellglieder als einer einzigen Einheit verringert den Zeitaufwand, der erforderlich ist, um eine elektrische Störung zu beheben, und verhindert mehrfache Fahrten zu einer Reparaturwerkstatt infolge einer falschen Diagnose der elektrischen Störung.
  • Am meisten zu bevorzugen ist, dass die flexible Schaltung zwischen Schaumstoffschichten eingeklemmt ist, obwohl sie auch in eine einzige Schaumstoffschicht eingeformt sein könnte.
  • Die vorliegende Erfindung überwindet die Unzulänglichkeiten des mehrfach verseilten Mehrleiter-Kabelbaums nach dem bekannten Stand der Technik, indem sie eine flexible Schaltungsbaugruppe bereitstellt, welche das Gewicht verringert, die Montage vereinfacht und die für die Diagnose und Beseitigung elektrischer Störungen erforderliche Zeit verkürzt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die verschiedenen Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden für Fachleute aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsform ersichtlich. Die der ausführlichen Beschreibung beigefügten Zeichnungen können kurz wie folgt beschrieben werden:
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht eines an einen Verbrennungsmotor angebauten Ansaugkrümmers mit der flexiblen Schaltungsbaugruppe;
  • 2 ist eine Schnittzeichnung einer anderen Ausführungsform der flexiblen Schaltungsbaugruppe mit integrierten elektrischen Geräten;
  • 3 ist eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform der flexiblen Schaltungsbaugruppe, bei der die flexible Schaltungsbaugruppe auf einer Schaumstoffschicht hergestellt ist;
  • 4 ist eine Schnittzeichnung einer anderen Ausführungsform, die mehrere flexible Schaltungsbaugruppen umfasst, welche zwischen den Schaumstoffschichten angeordnet sind; und
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht eines Motorraums und des Ansaugkrümmers mit einer dekorativen Außenhaut, die mit einem gedruckten Muster versehen ist.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Es wird nun auf die Abbildungen Bezug genommen, bei denen in allen Ansichten bzw. Zeichnungen gleiche Bezugszahlen gleiche oder einander entsprechende Teile bezeichnen; die vorliegende Erfindung, welche in 1 dargestellt ist, ist eine Verdrahtungsbaugruppe 10 für einen Ansaugkrümmer 12, der eine flexible Schaltungsbaugruppe 24 aufweist, welche zwischen am Ansaugkrümmer 12 befestigten Schaumstoffschichten 14 eingeklemmt ist. Der Ansaugkrümmer 12 ist an einem Verbrennungsmotor 16 angebracht und soll die Regelung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches gewährleisten. Eine Vielzahl von elektrischen Geräten 19, die im Inneren oder in der Nähe des Ansaugkrümmers angeordnet sind, steht mit einer Steuereinheit 18 in Verbindung, um den Motor 16 zu steuern und zu überwachen. Die elektrischen Geräte 19 umfassen Kraftstoffeinspritzdüsen 20 zur Regelung der Menge des Kraftstoffs, der mit durch den Ansaugkrümmer 12 angesaugter und in den Motor 16 eingesaugter Luft gemischt wird. Die elektrischen Geräte 19 umfassen außerdem Sensoren 22, welche der Steuereinheit 18 Informationen über die aktuellen Bedingungen des Motors 16 übermitteln. Die Sensoren 22 können von einem beliebigen in der Technik bekannten Typ sein, wobei es sich unter anderem um einen Drosselklappen-Positionssensor, einen Klopfsensor, einen Motortemperaturfühler und ein Abgasrückführungsventil handeln kann. Die Betriebsdaten dieser Geräte entsprechen denen, die in der Technik bekannt sind, und sind kein Bestandteil der vorliegenden Erfindung.
  • Anschlussklemmen 26, die durch Quetschverbindung an der flexiblen Schaltungsbaugruppe 24 angebracht und in einem Kunststoff-Steckergehäuse 28 angeordnet sind, stellen die Verbindung zwischen der flexiblen Schaltungsbaugruppe 24 und der Steuereinheit 18 her. An jedem elektrischen Gerät 19 ist ein Steckverbinder 32 befestigt. Ein Eingangssteckverbinder 30, der an der flexiblen Schaltungsbaugruppe 24 befestigt ist, gewährleistet die Kommunikation zwischen den elektrischen Geräten 19 und der Steuereinheit 18.
  • Der Ansaugkrümmer 12 in der bevorzugten Ausführungsform ist aus Kunststoff hergestellt und mit Schaumstoffschichten 14 bedeckt, um das vom Ansaugkrümmer 12 ausgehende Geräusch zu dämpfen. Die Schaumstoffschichten 14 sind am Ansaugkrümmer 12 mit mechanischen Befestigungsmitteln angebracht, die schematisch dargestellt und mit 15 bezeichnet sind. Die mechanischen Befestigungsmittel 15 können von einem beliebigen, den Fachleuten bekannten Typ sein, darunter vom Typ von Haltevorrichtungen mit Stützbolzen und Widerhaken, oder die Schaumstoffschichten können mittels einer dekorativen Kunststoff-Motorabdeckung am Ansaugkrümmer 12 befestigt sein.
  • Eine flexible Schaltungsbaugruppe 24 ist zwischen den Schaumstoffschichten 14 eingeklemmt und an die Vielzahl von elektrischen Geräten 19 angeschlossen. Es wird nun auf 2 Bezug genommen; bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind sämtliche elektrischen Geräte 19 in die flexible Schaltungsbaugruppe 24 integriert, so dass eine aus einem Stück bestehende, die flexible Schaltung und die elektrischen Geräte umfassende Baugruppe 34 gebildet wird. Die die flexible Schaltung und die elektrischen Geräte umfassende Baugruppe 34 erfordert keine Steckverbinder 32, da sämtliche elektrischen Geräte unmittelbar an die flexible Schaltungsbaugruppe 24 angeschlossen sind. Die die flexible Schaltung und die elektrischen Geräte umfassende Baugruppe 34 kann leicht ausgewechselt werden und erleichtert dadurch eine Reparatur. Die die flexible Schaltung und die elektrischen Geräte umfassende Baugruppe 34 ermöglicht es einem Wartungstechniker, alle elektrischen Geräte 19 als eine Einheit auszuwechseln, anstatt mit unangemessen hohem Zeitaufwand das eine ausgefallene elektrische Gerät 19 zu isolieren und auszuwechseln.
  • Die flexible Schaltungsbaugruppe 24 kann mittels eines beliebigen in der Technik bekannten Verfahrens gefertigt werden. Zu den Verfahren der Fertigung der Schaltungsbaugruppe 24 gehören photographische Verfahren und Extrusionsverfahren. Es wird nun auf 3 Bezug genommen; bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das photographische Verfahren angewendet, um die flexible Schaltung 24 auf einer der Schaumstoffschichten 14 herzustellen. Die aus der flexiblen Schaltung und der Schaumstoffschicht bestehende Einheit 25 wird dann zwischen weiteren Schaumstoffschichten 14 eingeklemmt und an die Vielzahl von elektrischen Geräten 19 angeschlossen. Es ist klar, dass jedes beliebige in der Technik bekannte Verfahren angewendet werden kann, um die Schaltungsbaugruppe herzustellen.
  • Es wird nun auf 4 Bezug genommen; eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst zusätzliche gesonderte flexible Schaltungen 36. Die zusätzlichen gesonderten flexiblen Schaltungen 36 können hinzufügt werden, um spezielle Typen von elektrischen Geräten 19 anzuschließen und zu isolieren. Insbesondere ist eine gesonderte flexible Schaltung 36 für den Anschluss an die Kraftstoffeinspritzdüsen 20 vorgesehen, und eine zweite flexible Schaltungsbaugruppe gewährleistet den Anschluss an die Sensoren 22, die im Ansaugkrümmer 12 oder in dessen Nähe angeordnet sind. Jede der zusätzlichen flexiblen Schaltungen 36 kann von den anderen flexiblen Schaltungen 36 durch eine zusätzliche Schaumstoffschicht 38 getrennt sein.
  • Die Schaumstoffschichten der vorliegenden Erfindung gewährleisten die Dämpfung des vom Ansaugkrümmer 12 ausgehenden Geräusches und gewährleisten außerdem den Schutz der flexiblen Schaltungsbaugruppe 24 vor der Umgebung, die in einem Motorraum 40 eines Kraftfahrzeugs vorhanden ist. Es kann eine Kunststoffabdeckung (nicht dargestellt) vorgesehen sein, um die Schaumstoffschichten 14 und den Ansaugkrümmer 12 abzudecken und dadurch für ein ästhetisch angenehmeres Aussehen zu sorgen. Es wird nun auf 5 Bezug genommen; eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht eine auf den Schaumstoffschichten 14 angebrachte dekorative Außenhaut 42 vor, was eine Kunststoffabdeckung unnötig macht. Auf die dekorative Außenhaut 42 kann ein gedrucktes Muster aufgedruckt sein. Bei einer anderen Variante dieser Ausführungsform ist ein kundenspezifisches Aufdrucken eines speziellen, vom Kunden gewählten Musters auf die dekorative Außenhaut 42 vorgesehen. Der Kunde hat die Möglichkeit, ein beliebiges Muster zu wählen und dieses Muster kundenspezifisch auf die dekorative Außenhaut 42 drucken zu lassen, zwecks Einbau ins Fahrzeug. Die vorstehende Beschreibung ist als Beispiel zu betrachten und nicht nur eine Materialspezifikation.
  • Die Erfindung wurde anhand von Beispielen beschrieben, und es ist zu beachten, dass es sich bei der verwendeten Terminologie um der Beschreibung und nicht der Einschränkung dienende Begriffe handeln soll. Im Rahmen der obigen Lehren sind zahlreiche Änderungen und Varianten der vorliegenden Erfindung möglich. Es wurden die bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung offenbart; für einen Fachmann ist jedoch offensichtlich, dass gewisse Änderungen innerhalb des Rahmens dieser Erfindung liegen. Selbstverständlich kann die Erfindung innerhalb des Geltungsbereiches der beigefügten Ansprüche auf andere Weise in die Praxis umgesetzt werden, als hier speziell beschrieben wurde. Aus diesem Grunde sind die nachfolgenden Ansprüche zu studieren, um den wirklichen Umfang und Inhalt dieser Erfindung zu bestimmen.

Claims (14)

  1. An einen Verbrennungsmotor angebauter Ansaugkrümmer (12) mit einer Kabelbaumgruppe (10), welcher umfasst: eine Vielzahl von elektrischen Geräten (19); und gekennzeichnet ist durch Schaumstoff (14), der auf dem besagten Ansaugkrümmer angeordnet ist; und welcher eine flexible Schaltungsbaugruppe im Inneren des besagten Schaumstoffes aufweist, die an die besagte Vielzahl von elektrischen Geräten angeschlossen ist.
  2. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte flexible Schaltungsbaugruppe wenigstens einen Eingangssteckverbinder (30) und ein Vielzahl von Ausgangssteckverbindern zur Befestigung an der besagten Vielzahl von elektrischen Geräten aufweist.
  3. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte flexible Schaltung zwischen Schaumstoffschichten eingeklemmt ist.
  4. Ansaugkrümmer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte flexible Schaltung auf einer der besagten Schaumstoffschichten hergestellt ist.
  5. Ansaugkrümmer nach Anspruch 3, welcher ferner eine Vielzahl von flexiblen Schaltungen umfasst, die zwischen den besagten Schaumstoffschichten (14) eingeklemmt sind, wobei jede der besagten flexiblen Schaltungen von jeder der anderen flexiblen Schaltungen durch die besagten Schaumstoffschichten getrennt ist.
  6. Ansaugkrümmer nach Anspruch 3, welcher ferner eine andere flexible Schaltungsbaugruppe und eine dritte Schaumstoffschicht umfasst, wobei die besagte dritte Schaumstoffschicht die besagten flexiblen Schaltungsbaugruppen trennt, die zwischen den besagten Schaumstoffschichten eingeklemmt sind.
  7. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1, wobei die besagte flexible Schaltungsbaugruppe und die besagten elektrischen Geräte eine aus einem Stück bestehende Baugruppe sind, so dass die gesamte flexible Schaltungsbaugruppe und die besagten elektrischen Geräte als eine Einheit auswechselbar sind.
  8. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Schaumstoff an dem besagten Ansaugkrümmer mittels einer Vielzahl von mechanischen Befestigungsmitteln angebracht ist.
  9. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Ansaugkrümmer aus einem Kunststoff hergestellt ist.
  10. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der besagten Schaumstoffschichten eine dekorative Außenhaut (42) umfasst.
  11. Ansaugkrümmer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte dekorative Außenhaut ferner ein gedrucktes Muster umfasst.
  12. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte flexible Schaltungsbaugruppe einen Ausgangssteckverbinder zum Anschluss an eine Steuereinheit des Kraftfahrzeugs umfasst.
  13. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Vielzahl von elektrischen Geräten wenigstens eine Kraftstoffeinspritzdüse umfasst.
  14. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Vielzahl von elektrischen Geräten Sensoren umfasst, die in dem besagten Ansaugkrümmer angeordnet sind.
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