EP0986819B1

EP0986819B1 - Verfahren zur herstellung eines flexiblen leitungsstranges

Info

Publication number: EP0986819B1
Application number: EP98928246A
Authority: EP
Inventors: Michael Kastner
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1997-06-03
Filing date: 1998-05-12
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2018-05-12
Also published as: ES2310930T3; KR20010020331A; DE59814258D1; HU222943B1; PL186650B1; PL335964A1; DE19724685C1; CN1259224A; KR100480657B1; US6239374B1; EP0986819A1; HUP0002998A2; JP4698774B2; CZ418399A3; CN1149587C; JP2002501666A; WO1998056013A1; CZ294460B6; HUP0002998A3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Leitungsstranges, insbesondere eines Kabelbaumes für ein Kraftfahrzeug.
Leitungsstränge mit einer vorgegebenen baumartigen Struktur - als Kabelbäume bekannt - sind aus einem Verbund mehrerer elektrischer Leitungen gebildet und dienen der elektrischen Verbindung von Bauteilen, Verbrauchern und Baugruppen. Die elektrischen Leitungen sind dabei parallel verlaufend mit vorbestimmten Leitungsabgängen zusammengefaßt und vorzugsweise durch ein Wickelband fixiert oder durch einen Isolierschlauch zusammengefaßt. Der Leitungsstrang muß flexibel und sollte wickelbar sein, damit er verpackbar und erleichtert transportierbar ist und sollte und für eine Verlegung und Montage im Kraftfahrzeug auch um 90° abgewinkelt werden können. Mit zunehmender Zahl von Verbrauchern und Steuergeräten in modernen Kraftfahrzeugen steigt auch die Zahl und gegebenenfalls auch der Querschnitt der in einem solchen Kabelbaum zu verbindenen Leitungen, womit sich dessen Flexibilität verringert. Der Leitungsstrang wird immer steifer.
Um Beschädigungen an den Leitungen vorzubeugen, ist ein Vollumwickeln des Leitungsstranges erforderlich. Eine lockere Vollumwicklung, d. h. ein Umwickeln mit einer geringeren Zugkraft zur Sicherstellung einer ausreichenden Flexibilität, ist nur per Hand erreichbar und führt zu subjektiv unterschiedlichen Ergebnissen hinsichtlich der Wickeldichte und -festigkeit. Wickelmaschinen wiederum wickeln mit einer Mindestzugkraft, die zu einem sehr fest gewickelten und damit biegesteifen Leitungsstrang führen.
Um den Leitungsstrang dennoch maschinell wickeln und flexibel gestalten zu können, hat man versucht, vor dem Umwickeln eine Blindleitung, z. B. in Form einer Einzelleitung größeren Durchmessers oder in Form eines nichthaftend beschichtenden Drahtes, insbesondere eines teflonbeschichteten Drahtes in den Kabelstrang einzulegen, und diese Blindleitung nach dem maschinellen Wickeln wieder herauszuziehen, um auf diese Weise den an sich fest und gleichmäßig gewickelten Leitungsverbund unter dem Wickel aufzulockern und die Flexibilität des umwickelten Leitungsstranges zu erhöhen. Es hat sich gezeigt, daß dieses Verfahren Mängel aufweist. Einerseits können Verklebungen der Blindleitung mit dem Wickelband oder, bei antihaftbeschichteter Blindleitung, Verklebungen mit den anliegenden Leitungen auftreten, was in letzterem Falle beim Herausziehen der Blindleitung zu einer Beschädigung der Leiterisolation führen kann, und andererseits wird das Herausziehen der Blindleitung mit zunehmender Länge immer schwieriger.
Aus der WO 92/038321 ist ein Kabelbaum mit Adern bekannt, bei dem ein formgebendes Verstärkungselement mit eingewickelt wird.
Des Weiteren ist in der DE 24 59 596 ein längswasserdichtes elektrisches Kabel mit einer aus Kunststoff isolierten Adern aufgebautem Kabelseele und einem die Seele umgebenden Mantel offenbart. Die Kabelseele ist über die ganze Kabellänge mit einer wasserabweisenden Substanz, wie beispielsweise Vaseline oder Petrolat gefüllt und über die ganze Länge der Kabelseele sind ein oder mehrere elastisch komprimierbare Elemente angeordnet, wodurch die bei einer Temperaturänderung auftretende Volumenausdehnung der Füllsubstanz ausgeglichen und ein unzulässiger Überdruck im Kabel vermieden wird.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Leitungsstranges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, bei dem der Leitungsstrang nach einer festen Umwicklung eine ausreichende Flexibilität erhält.
Die Aufgabe wird bei einem Leitungsstrang nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst, nach denen der feste Querschnitt des durch Umwickeln zu fixierenden Leitungsverbundes - das ist die Summe der LeitUngsquerschnitte der Leitungen - vor dem Umwickeln durch einen parallel zu den Leitungen in den Verbund eingebrachten langgestreckten leitungsartigen Körper mit einem im Verbund veränderbaren Querschnitt eingelegt wird. Durch Einlegen dieses Körpers in den Leitungsverbund wird dessen fester Querschnitt um den Querschnitt des Körpers vergrößert. Anschließend wird der Leitungsverbund in bekannter Weise maschinell, beispielsweise mit einem Wickelband, fest umwickelt. Nach Beendigung der Umwicklung und Erhalt eines steifen und wenig flexiblen Leitungsstranges wird der Querschnitt des eingelegten Körpers verringert und dadurch die Flexibilität des Leitungsstranges erhöht. Der Wickelvorgang kann auch nach dem Umwickeln des in seinem Querschnitt veränderbaren langgestreckten Körpers unterbrochen werden, so daß der Querschnitt prozeßsicher verringert wird, beispielsweise durch Anstechen oder Anschneiden des Luftschlauches, anschließend kann die Umwickelung weitergeführt werden. Der Durchmesser des Körpers und damit sein Anteil am Querschnitt des Leitungsverbundes kann variiert werden, wodurch auch die Flexibilität des Leitungsstranges variiert und vorbestimmt werden kann.
Der Körper kann dazu aus einem elastischen Material gebildet sein und elastisch aufgeweitet in den Verbund eingelegt werden. Nach dem Umwickeln wird er entspannt oder geschrumpft.
Dazu eignet sich beispielsweise ein aufgeblasener Schlauch aus einem dünnwandigen Kunststoff oder aus dünnwandigem Gummi, der im aufgeblasenen Zustand in den Leitungsverbund eingelegt wird und aus dem nach dem Umwickeln das Füllgas, beispielsweise Luft, herausgelassen wird, insbesondere durch Anstechen desselben. Um dieses Anstechen zu erteichtern und prozeßsicher zu gestalten, kann der Schlauch am Ende des Leitungsstranges aus diesem herausragen oder auch mit einem seitlichen Ansatz versehen sein. Der geöffnete Schlauch entspannt sich und schrumpft zusammen, wodurch der feste Querschnitt des Leitungsverbundes unter der festen Umwicklung verkleinert wird und wodurch die Anordnung der Leitungen untereinander lockerer und der Leitungsstrang insgesamt flexibler werden. Der geschrumpfte Schlauch verbleibt im Leitungsstrang. Beschädigungen an den Leitungsisolierungen, wie sie beim Herausziehen einer Blindleitung aus dem Leitungsstrang auftreten können, werden zuverlässig vermieden, und eventuell auftretende Verklebungen machen sich nicht mehr nachteilig bemerkbar.
Anstelle des aufblasbaren Schlauches kann auch ein aufgeweitetes langgestrecktes leitungsartiges Rohr aus einem thermoplastischen Material in den Verbund eingebracht werden. Der Leitungsstrang braucht dann nach der Umwicklung lediglich kurzzeitig erwärmt zu werden, um die Schrumpfung des Rohres auszulösen und die Lockerung der Anordnung der Leitungen und die gewünschte Flexibilitätserhöhung zu bewirken.
Überdies ist es auch möglich, nicht in den gesamten Leitungsstrang, sondern nur in durch die Montagebedingungen vorbestimmte flexibel zu gestaltende Bereiche desselben einen Körper einzulegen, wodurch ein Leitungsstrang mit Bereichen unterschiedlicher Flexibilität hergestellt werden kann.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen schematisch:

Fig. 1: einen losen Verbund von Leitungen,
Fig. 2: den Verbund mit einem eingelegten aufgeblasenen Schlauch,
Fig. 3: den mit einem Wickelband umwickelten Verbund,
Fig. 4: den fertigen flexiblen Leitungsstrang und
Fig. 5: einen an einem Ende abgewinkelten erfindungsgemäßen Schlauch.

Fig. 1 zeigt vier verschiedene, mit einem Wickelband 6 auf einer Wickelmaschine zu einem flexiblen Leitungsstrang zu verbindende Leitungen 1 bis 4. Der feste Querschnitt des zu fixierenden Leitungsverbundes ist die Summe der vier Leitungsquerschnitte. Diesem losen Leitungsverbund wird vor dem Umwickeln ein luftgefüllter dünner Schlauch 5 runden Querschnitts beigefügt (Fig. 2). Dessen Querschnitt beträgt etwa 15% des festen Querschnitts der Leitungen. Dieser lose Verbund wird in bekannter Weise anschließend der Wickeleinrichtung zugeführt und fest mit Wickelband 6 umwickelt, wobei die Leitungen 1 bis 4 an den Schlauch 5 gedrückt werden, wodurch dieser verformt und teilweise in die Leitungszwickel gedrückt und auch in Abhängigkeit vom Wickelzug komprimiert wird. Dieser Zustand ist in Fig. 3 dargestellt. Nach dem Umwickeln hat der Schlauch 5 eine unregelmäßige Querschnittsform 7 und nimmt noch etwa 10 % des festen Querschnitts ein, wobei die in die Leitungszwickel gedrückten Bereiche mit erfaßt sind.
Die Leitungen 1 bis 4 sind aneinandergedrückt, und der Leitungsstrang ist durch den komprimierten Schlauch 5 in Richtung auf die Umwicklung (6) leicht vorgespannt und steif. Nun wird der Schlauch 5 durch Anstechen geöffnet, die Luft entweicht, und der feste Querschnitt des Leitungsverbundes verkleinert sich unter der Umwicklung (6), so daß sich der Leitungsstrang entspannt. Die Leitungen 1 bis 4 liegen nun ohne Druck aneinander und haben einen geringen Spielraum zueinander (Fig. 4). Mit diesem Zustand liegt ein flexibler Leitungsstrang vor, der ausreichend biegsam und somit verpack- und erleichtert transportierbar und auch erleichtert montierbar ist.
In Fig. 5 ist ein Abschnitt des Schlauches 5 dargestellt. Der Schlauch 5 ist aus zwei übereinandergelegten und an den Rändern miteinander verschweißten (S) PE-Folien gebildet. Der Endbereich 8 verjüngt sich im aufgeblasenen Zustand bis zur stirnseitigen Schweißnaht. Dieser Bereich 8 ragt als Ansatz aus dem Leitungsverbund heraus.
Zur Vermeidung von unerwünschten Knittergeräuschen durch den Schlauch 5, kann dieser Zusätze aus Kalzium Stearat oder anderen Mitteln enthalten. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Leitungsstrang im Kopfbereich nahe der Ohren der Fahrzeuginsassen, z. B. in dem oberen Teil der B- oder C- Säule oder zwischen Himmel und Fahrzeugdach angeordnet ist.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Leitungsstranges, bei dem mehrere Leitungen durch Umwickeln, vorzugsweise mit einem Wickelband, aneinander fixiert werden, und bei dem der feste Querschnitt des zu fixierenden Leitungsverbundes vor dem Umwickeln vergrößert und nach dem Umwickeln wieder verkleinert wird, dadurch gekennzeichnet, dass in den Leitungsverbund (Leitungen 1 bis 4) vor dem Umwickeln ein lang gestreckter leitungsartiger Körper (5) mit einem veränderbaren Querschnitt eingelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (5) aus einem elastischen Material besteht und aufgeweitet in den Leitungsverbund (Leitungen 1 bis 4) eingelegt und nach dem Umwickeln entspannt oder geschrumpft wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (5) ein aufblasbarer Schlauch ist, der im aufgeblasenen Zustand in den Leitungsverbund (Leitungen 1 bis 4) eingebracht und aus dem nach dem Umwickeln das Füllgas herausgelassen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (Körper 5) aus einem dünnwandigen Kunststoff oder aus dünnwandigem Gummi besteht.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (Körper 5) mit einem Ansatz (8) versehen ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der entspannte oder geschrumpfte Körper (5) im Leitungsstrang verbleibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (5) nur in vorbestimmte flexibel zu gestaltende Bereiche des Leitungsstranges eingelegt wird.
Leitungsverbund für einen flexiblen Leitungsstrang, mit wenigstens einer Blindleitung und einer Umwicklung, vorzugsweise aus einem Wickelband, dadurch gekennzeichnet, dass die Blindleitung ein lang gestreckter leitungsartiger Körper (5) mit einem veränderbaren Querschnitt ist.
Leitungsverbund nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der langgestreckte leitungsartige Körper (5) aus einem elastischen Material besteht, elastisch aufgeweitet in den Verbund eingelegt ist und nach dem Umwickeln der Leitungen entspannt oder geschrumpft ist.
Leitungsverbund nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (5) ein aufgeblasener Schlauch aus dünnwandigem Kunststoff oder Gummi ist.
Leitungsverbund nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (Körper 5) einen Ansatz (8) aufweist, der aus dem Leitungsverbund (Leitungen 1 bis 4) herausragt.