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Die Erfindung betrifft eine Zugsicherung für eine Versorgungsleitung in einem rohrförmigen Bauteil gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Aus der
DE 10 2012 203 542 A1 ist ein Kolbenzylinder-Aggregat bekannt, das eine Versorgungsleitung zu einem verstellbaren Dämpfventil aufweist. Bei diesem Stand der Technik bildet ein mehradriges Kabel die Versorgungsleitung zu einer Spule.
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Während der Produktion des Kolbenzylinder-Aggregats oder der Montage kann nicht ausgeschlossen werden, dass aufgrund unsachgemäßer Handhabung des Kolbenzylinder-Aggregats, z. B. Tragen an der Versorgungsleitung, die Verbindung zwischen den Leitungslitzen und der Spule gelöst wird. Um auch gegen diesen Belastungsfall gerüstet zu sein, verfügt die Spule über eine Beschichtung, die auch das spulenseitige Ende der Versorgungsleitung einschließt. Die Herstellung der Beschichtung ist vergleichsweise aufwändig, da die Spritzform einen abgedichteten Auslass für die Versorgungsleitung aufweisen muss. In der Produktion muss die Spule händisch in die Spritzform einsetzt und das Kabel herausgeführt werden. Insbesondere bei den üblichen Spritzformen mit mehreren Spritznestern ist diese Art der Herstellung einer Zugsicherung mühsam. Vielfach werden die Spulen innerhalb eines Gehäuses schon so angeordnet, dass die Spulen und die Litzen keinesfalls mit einem Betriebsmedium in Kontakt kommen. Folglich leistet eine Beschichtung ggf. funktional mehr als gefordert.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin eine alternative Zugsicherung für die Versorgungsleitung bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Spulengrundkörper eine Tülle zur Aufnahme eines Endes der Versorgungsleitung aufweist, wobei die Tülle Teil einer Halteverbindung zwischen der Versorgungsleitung und dem Spulengrundkörper ist.
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Mit der Tülle kann auf die bisher übliche Beschichtung verzichtet werden, zumindest muss eine Beschichtung keine Zugkräfte übertragen und kann deshalb auf z. B. auf eine Dichtfunktion optimiert sein.
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Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, dass die Halteverbindung als eine Formschlussverbindung ausgeführt ist. Eine Formschlussverbindung kann gesichert eine hohe Zugkraft übertragen und ist hinsichtlich der Fertigungstoleranzen der Bauteile vergleichsweise unkritisch zu bewerten.
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Alternativ kann die Halteverbindung als eine Kraftschlussverbindung ausgeführt sein. Eine Kraftschlussverbindung lässt sich vielfach mit besonders einfachen Bauteilen realisieren.
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Bei einer Bauform ist die Tülle einteilig mit dem Spulengrundkörper ausgeführt. Diese Verbindung ermöglicht sehr hohe Kraftübertragungen.
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Alternativ kann die Tülle von einem separaten Bauteil gebildet werden. Diese Bauform erleichtert die spritztechnische Herstellung des Spulengrundkörpers.
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Bei einer separaten Tülle ist die Tülle bevorzugt mittels einer Rastverbindung mit dem Spulengrundkörper verbunden. Eine Rastverbindung lässt sich schnell und zuverlässig schließen und hinsichtlich des korrekten Sitzes einfach kontrollieren.
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In einer besonders einfachen Ausführung ist die Tülle als ein Klemmzylinder ausgeführt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist der Klemmzylinder axial geschlitzt und weist eine Anzahl von Klemmhaken auf. Der Kraftaufwand bei der Montage der Versorgungsleitung und der Herstellung der Halteverbindung ist geringer als bei einem ungeschlitzten Klemmzylinder.
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Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch weist die Tülle einen Leiterkanaldeckel auf. Diese Bauform vereinfacht die Verbindung der Versorgungsleitung mit den Enden einer Wicklung auf dem Spulengrundkörper.
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Man kann auch vorsehen, dass die Tülle mehrteilig ausgeführt ist und die Einzelbauteile einen Klemmring bilden. Die Bauteilgrenzen der Einzelteile lassen sich auf ein spritztechnisches Herstellverfahren optimieren.
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Optional kann zwischen der Tülle und der Versorgungsleitung ein Haltering eingelegt sein. Der Haltering kann z. B. für eine Kraftschlussverbindung radial elastisch sein. Bei einer formschlüssigen Verbindung wird der Haltering axial umgriffen.
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Zusätzlich kann der Haltering über einen Stützring zur Versorgungsleitung gesichert sein. Bei einem Haltering in der Bauform eines O-Rings lässt sich über die Position des Stützrings zum Haltering die radiale Haltekraft des Halterings einstellen.
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Es besteht die Möglichkeit, dass sich die Tülle zumindest mittelbar an einer Innenwandung einer Leitungsaufnahme radial abstützt. Die Abstützung kann z. B. erst nach Überwinden eines gewissen Spiels aber auch schon unter Vorspannung vorliegen. Mittelbar ist in dem Sinn zu verstehen, dass z. B. ein Übertragungsring eingesetzt wird.
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Bei einer bevorzugten Anwendung wird die Innenwandung von einer Kolbenstange eines Kolbenzylinder-Aggregats gebildet.
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Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
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Es zeigt:
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1–3 Kraftschlüssige Halteverbindung zwischen Versorgungsleitung u. Spule
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4 Variante zu 1–3
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5–7 Variante zur 1–3 mit separater mehrteiliger Tülle
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8–11 Halteverbindung über Tülle und Leiterkanaldeckel
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12 u. 13 Variante zu 1–3 mit Haltering
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14 u. 15 Formschlüssige Halteverbindung
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16 u. 17 Abwandlung zu 14 und 15
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Die 1 zeigt einen Ausschnitt eines Kolbenzylinder-Aggregats 1, beispielsweise eines verstellbaren Schwingungsdämpfers. In einem Zylinder 3 ist eine Kolbenstange 5 axial beweglich geführt, die u. a. als Leitungsaufnahme 7 für eine Versorgungsleitung 9 einer elektrischen Spule 11 dient. Die Spule 11 umfasst einen Spulengrundkörper 13 und eine Wicklung 15, die nur schematisch dargestellt ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist an der hohlen Kolbenstange 5 ein topfförmiges Gehäuse 17 befestigt, das die Spule 11 aufnimmt. Grundsätzlich kann die Spule 11 auch direkt innerhalb der hohlen Kolbenstange 5 angeordnet sein.
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Der Spulengrundkörper 13 ist bevorzugt aus Kunststoff mittels eines Spritzverfahrens hergestellt und umfasst einen Rohrabschnitt 19 zur Aufnahme der Wicklung 15 und einen endseitigen geschlossenen Deckel 21. Nicht dargestellte Wicklungsenden durchdringen den Deckel 21 bis zu einer in Richtung eines Gehäusebodens 23 weisenden Deckfläche 25. Einzelne Litzen 27 der Versorgungsleitung 9 liegen auf der Deckfläche 25 auf und sind mit den Wicklungsenden verbunden.
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In der Zusammenschau mit den 2 und 3 ist erkennbar, dass die Versorgungsleitung 9 eine Tülle 29 durchgreift, die in diesem Ausführungsbeispiel als ein Klemmzylinder 29 ausgeführt ist. Der Klemmzylinder 29 ist axial geschlitzt, wobei die Schlitze Klemmhaken 31 voneinander trennen, die radial elastisch sind und auf einer äußeren Mantelfläche 33 der Versorgungsleitung 9 aufliegen. Der Klemmzylinder 29 ist mit dem Spulengrundkörper 13 einteilig ausgeführt, so dass die Klemmhaken ebenfalls aus Kunststoff bestehen.
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Die Klemmhaken 31 verfügen über eine äußere konische Spannfläche 35, die mit einem Übertragungsring 37 zusammenwirken. Auch der Übertragungsring 37 verfügt über eine Konusfläche 39 in der Form einer Einsenkung.
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Für die Montage der Baueinheit Spule-Versorgungsleitung wird der Übertragungsring 37 auf die Versorgungsleitung 9 gefädelt. Anschließend führt man das Ende der Versorgungsleitung 9 in die Tülle 29 des Spulengrundkörpers 13 ein und verbindet die Litzen 27 mit den Enden der Wicklung 15. Die Litzen 27 liegen nun auf der Deckfläche 25 des Spulengrundkörpers 13 auf und die Klemmhaken 31 stehen unter radialer Vorspannung in Kontakt mit der Mantelfläche 33 der Versorgungsleitung 9. In einem weiteren Montageschritt wird der Übertragungsring 37 mit seiner Konusfläche 39 auf die Spannflächen 35 der Klemmhaken 31 geschoben, wodurch sich diese nach radial innen auf die Mantelfläche 33 verformen. Abschließend wird das offene Ende der Versorungsleitung 9 in die hohle Kolbenstange 5 eingeführt, bis die Deckfläche 25 an dem Gehäuseboden 23 anliegt. Der Übertragungsring 37 liegt dabei an einem inneren Absatz 41 der hohlen Kolbenstange 5 an. Eine Doppelpassung zwischen dem Übertragungsring 37 einerseits und der Deckfläche 25 andererseits zur Kolbenstange 5 wird von den elastischen Klemmhaken 31 kompensiert.
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Im fertig montierten Zustand der Spule 11 ist diese innerhalb des Gehäuses 17 fixiert, so dass auch bei einer Zugbelastung auf die Versorgungsleitung 9 keine Lösebewegung auf den Übertragungsring 37 einwirken kann. Die Versorgungsleitung 9 ist unabhängig von der Litzenverbindung mit der Wicklung 15 fest innerhalb der Kolbenstange 5 verankert, so dass auch größere Zugkräfte von der kraftschlüssigen Halteverbindung 26 zwischen der Versorgungsleitung 9 und dem Spulengrundkörper 13 aufgenommen werden.
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Mit der 4 soll gezeigt werden, dass die Funktion des Übertragungsrings gemäß 2 auch von einer Konusfläche der Leitungsaufnahme 7 gebildet werden kann.
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Die 5 bis 7 beschreiben ebenfalls eine Variante mit kraftschlüssiger Halteverbindung zwischen der Tülle 29 und dem Spulengrundkörper 13. Abweichend zur Variante nach den 1 bis 3 wird hier die Tülle 29 von einem zum Spulengrundkörper 13 separaten Bauteil gebildet, das wiederum mehrteilig ausgeführt ist und die Einzelbauteile einen Klemmring bilden.
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Ein Innenring 43 als Bauteil der Tülle 29 verfügt über einzelne Klemmhaken 31 entsprechend den 1 bis 3. Endseitig verfügt der Innenring über einen ringförmigen Boden 45, der eine Anschlagposition an einer Stirnfläche 47 der Versorgungsleitung 9 bestimmt. Der Boden 45 verfügt über eine Durchgangsöffnung 39 für die Litzen 27. Ein Spannring 51 als weiteres Bauteil der Tülle 29 verfügt über eine Konusfläche 39 entsprechend dem Übertragungsring 37 aus 2 An einem in Richtung der Deckfläche 25 des Spulengrundkörpers 13 weisenden Ende verfügt der Spannring 51 über radial elastische Verrastungsmittel 53, die in einer umlaufenden Nut 55 der Deckfläche 35 ober einem darauf aufbauenden Anschlussstück 57 eingreifen.
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Die Montage der Versorgungsleitung 9 beginnt mit dem Auffädeln des Innenrings 43 und des Spannrings 51, wobei der Innenring 43 an der Stirnfläche 47 der Versorgungsleitung 9 anliegt. Danach erfolgt die Verdrahtung der Versorgungsleitung 9 mit der Wicklung 15. Im Weiteren wird der Spannring 51 mit seiner Konusfläche 39 auf die Spannfläche 35 der Klemmhaken 31 auf den Innenring 43 geschoben, wodurch eine kraftschlüssige Halteverbindung zwischen der Versorgungsleitung 9 und der Tülle 29 aufgebaut wird. Danach wird der Spannring 51 mit seinen Verrastungsmitteln 53 in den Spulengrundkörper 13 eingedrückt, um die Formschlussverbindung mit dem Spulengrundkörper 13 zu schließen. Das offene Ende der Versorgungsleitung kann nun in die hohle Kolbenstange 5 eingeführt werden, um den Montagezustand nach 5 zu erreichen.
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Die Ausführung nach den 8 bis 11 unterscheidet sich von den beiden vorangehenden Bauformen dadurch, dass die Tülle 29 in der einfachsten Bauform nur einen einzigen Schlitz 30 aufweist. Die Tülle 29 verfügt über eine Abdeckung der Mantelfläche 33 von mehr als 180°, sodass ein Äquator der Versorgungsleitung 9 umgriffen wird. Der Tülle 29 schließt sich im rechten Winkel ein Leiterkanaldeckel 59 an, der auf der Deckfläche 25 des Spulengrundkörpers 13 bevorzugt mittels einer Rastverbindung 61 befestigt ist. Der Innendurchmesser der Tülle 29 ist etwas kleiner als der Außendurchmesser der Versorgungsleitung 9. Der Schlitz 30 sorgt dabei für einen Toleranzausgleich bei der Presspassung. In diesem Bereich der Tülle 29 liegt zwischen der Versorgungsleitung 9 und der Tülle 29 eine kraftschlüssige Halteverbindung vor.
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Wie man weiter aus der 8 entnehmen kann, sind die einzelnen Litzen im Wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse der Kolbenstange 5 gebogen. Der Leiterkanaldeckel 59 fixiert die einzelnen Litzen 27 auf der Deckfläche 25 des Spulengrundkörpers 13. Bei der Montage wird die Versorgungsleitung 9 in die Tülle 29 eingeführt. In einer Zwischenposition besteht ein Abstand zwischen dem Tüllenende und den Litzen 27. Es werden die Litzen 27 umgebogen und mit den Enden der Wicklung 15 verbunden. Anschließend schiebt man den Leiterkanaldeckel 59 samt der Tülle 29 wieder in Richtung der Deckfläche 25 und verschließt die Rastverbindung zwischen dem Leiterkanaldeckel 59 und dem Spulengrundkörper 13. In den 9 und 11 sind Rasthaken 63 erkennbar, die in den Spulengrundkörper 13 eingreifen. Bei einer Zugbelastung auf die Versorgungsleitung 9 übt die Mantelfläche 33 der Versorgungsleitung 9 mit der Tülle 29 eine Reibkraft aus, die als Haltekraft wirksam ist. Zusätzlich besteht eine Formschlussverbindung zwischen den abgewinkelten Litzen 27 und dem Leiterkanaldeckel 59.
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Die 12 und 13 beschreiben eine Weiterentwicklung der Variante nach den 8 bis 11. Zusätzlich verfügt die Halteverbindung über einen Haltering 65, der in dieser Darstellung von einem O-Ring gebildet wird. Ein Schlitz gemäß der 9 ist somit nicht mehr notwendig. Der O-Ring 65 sorgt für eine Presspassung zwischen dem Innendurchmesser der Tülle 29 und der Mantelfläche 33 der Versorgungsleitung 9. Zusätzlich kann ein Stützring 67 eingesetzt werden, über den die Vorspannung des Halterings 65 einstellbar ist, indem der Stützring 67 mehr oder weniger tief in die Tülle 29 eingepresst wird. Einen vergleichbaren Effekt kann man erzielen, wenn sich der Haltering 65 direkt an einem Absatz 69 der hohlen Kolbenstange abstützt.
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Die 14 und 15 beschreiben eine Variante, bei der über eine Formschlussverbindung eine Halteverbindung zwischen der Versorgungsleitung 9 und dem Spulengrundkörper 13 erreicht werden soll. Dazu verfügt die Versorgungsleitung 9 über eine Aufdickung 71, die optional von einer partiell verstärken Ummantelung oder, wie in 16 gezeigt, von einem separaten Haltering 73 gebildet wird.
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Die Tülle 29 verfügt über den mindestens einen Schlitz 30, der eine radiale Montage der Versorgungsleitung in die Tülle 29 ermöglicht, jedoch ebenso mehr als 180° der Mantelfläche 33 abdeckt. Innenseitig verfügt die Tülle 29 über eine Ringnut 75 zur Aufnahme der Aufdickung 71. Für die Montage wird die Tülle 29, die ebenfalls einen Leiterkanaldeckel 59 umfasst, auf die Versorgungsleitung 9 im Bereich der Aufdickung 71 aufgeknöpft. Dafür kann sich die Tülle 29 in Grenzen radial aufweiten. Die Aufdickung 71 rastet dabei in die Ringnut 75 ein. Wenn die Spule 11 zusammen mit der Versorgungsleitung 9 in die hohle Kolbenstange 5 montiert wird, dann verriegelt eine Innenwandung 77 der hohlen Kolbenstange 5 die Tülle 29 im Bereich der Formschlussverbindung zwischen der Aufdickung 71 und der Ringnut 75.
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Funktional ist die Ausführung nach den 16 und 17 identisch mit der Ausgestaltung nach der 14. Abweichend ist die Tülle 29 einteilig mit dem Spulengrundkörper 13 ausgeführt und die Aufdickung für die Formschlussverbindung wird von dem separaten Haltering 73 gebildet, der radial elastisch ist und ggf. in eine Nut 79 der Mantelfläche 33 eingreift.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kolbenzylinder-Aggregat
- 3
- Zylinder
- 5
- Kolbenstange
- 7
- Leitungsaufnahme
- 9
- Versorgungsleitung
- 11
- Spule
- 13
- Spulengrundkörper
- 15
- Wicklung
- 17
- Gehäuse
- 19
- Rohrabschnitt
- 21
- Deckel
- 23
- Gehäuseboden
- 25
- Deckfläche
- 26
- Halteverbindung
- 27
- Litze
- 29
- Tülle
- 30
- Schlitz
- 31
- Klemmhaken
- 33
- Mantelfläche
- 35
- Spannfläche
- 37
- Übertragungsring
- 39
- Konusfläche
- 41
- Absatz
- 43
- Innenring
- 45
- Boden
- 47
- Stirnfläche
- 49
- Durchgangsöffnung
- 51
- Spannring
- 53
- Verrastungsmittel
- 55
- Nut
- 57
- Anschlussstück
- 59
- Leiterkanaldeckel
- 61
- Rastverbindung
- 63
- Rasthaken
- 65
- Haltering
- 67
- Stützring
- 69
- Absatz
- 71
- Aufdickung
- 73
- Haltering
- 75
- Ringnut
- 77
- Innenwandung
- 79
- Nut
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012203542 A1 [0002]