DE19728286C1 - Verkabelungselement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein zwei- oder dreidimensional geformtes Element zur Verkabelung von Datenübertragungskabel (sogenannter Kabelbaum), insbesondere in Fahrzeugen.

Bekannt ist, daß in Fahrzeugen Kabelbäume als Bündel einer größeren Anzahl von flexiblen Kabeln verwendet werden, die je nach Anwendungsfall auch an ihren Enden mit Steckern oder anderen Verbindungselementen konfektioniert sein können. Weiterhin ist bekannt - insbeson­ dere bei der Verlegung von Kabeln in Geräten, daß relativ starre Leitungen auf bestimmte Länge gelängt und an bestimmten Stellen (vor)gebogen und in Geräte, oder Fahrzeuge einge­ legt und mit den Anschlußstellen verbunden werden.

Für den Einbau in Kraftfahrzeugkarosserien wurde ein Kabelbaum aus Kunststoff vorgeschla­ gen, der in Teilen aus sehr festem Material besteht. In solche Teile kann eine Vielzahl von Leitungen eingezogen werden, die darin ortsfest und wasserdicht verpackt sind (DE 37 10 642 A1). Bei einem anderen Kabelbaum werden Aderbündel gebildet, indem die Adern beispiels­ weise mit einem Band bewickelt werden. Die nötige Formstabilität erhält dieser Kabelbaum durch ein in das Aderbündel eingebrachtes formgebendes Verstärkerelement (DE 40 26 718 A1). Ein noch anderer Kabelbaum für einen kompletten Leitungssatz ist so ausgebildet, daß er aus kompakten gliederartig zusammenlegbaren Teilen besteht. Der Vorteil liegt in der Zusam­ menlegbarkeit für den Transport zum Montageort am Fließband (DE 41 38 714 A1). Es werden also jeweils besondere Form- oder Verstärkungsteile eingebracht oder vorgesehen, um eine für die Robotermontage ausreichende Stabilität zu erzielen. Der Nachteil dieser Kabelbäume liegt besonders darin, daß die Verstärkungsteile das Gewicht und/oder die Kontur der Kabel­ bäume vergrößern.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein leichtes, zwei- oder dreidimensional geformtes Element zur Verkabelung von Datenübertragungskabel vorzuschlagen, das vorgefertigt, montagegerecht einsetzbar ist.

Das wesentliche der Erfindung besteht darin, mindestens ein metallisches Röhrchen geringer Biegesteifigkeit mit innenliegenden Datenübertragungselementen, welches nach Maßvorgabe gerade Abschnitte und mindestens einen Bogenabschnitt umfaßt, zur Erhöhung der Biegestei­ figkeit teilweise oder ganz zu ummanteln. Die versteifende Ummantelung soll vorzugsweise aus Kunststoff sein. Mit der Erfindung können zwei- oder dreidimensional geformte Elemente gebildet werden, die auch in komplizierten Einbausituationen unmittelbar Verwendung finden können, ohne daß Biegungen, Kürzungen oder andere Anpassungen vorgenommen werden müssen.

Vorzugsweise werden dünne Edelstahlröhrchen vorgeschlagen, die je nach Innendurchmesser eine bestimmte Zahl von Datenübertragungselemente (Lichtwellenleiter) enthalten. Als weite­ res Material der Röhrchen kann auch Kupfer, Aluminiumlegierung oder Stahl eingesetzt wer­ den. Dünne Edelstahlröhrchen können in beliebigen Längen mit bekannten Herstellverfahren erzeugt werden (beispielsweise nach einem Verfahren der EP 0299 123 A1). Doch wegen der geringen Wandstärke (typisch sind 0,16 bis 0,4 mm) und des kleinen Durchmessers (typisch sind 1,5 bis 6 mm) haben sie ab einer bestimmten Länge keine genügende Eigensteifigkeit. Die Steifigkeit dieser Röhrchen, die zur Transportverpackung, zum Transport und zum Einbau notwendig ist, wird durch die Erfindung hergestellt. Die Ummantelung stabilisiert die geringe Eigensteifigkeit. Die möglichen Einsatzge­ biete sind vielfältig wobei Geräte, Fahrzeuge oder Flugzeuge vorzugsweise infrage kommen. Das Verkabelungselement kann je nach Durchmesser bis zu 100 Lichtwellenleiter enthalten.

Es wird auch vorgeschlagen, in einer Ummantelung mindestens zwei Röhrchen in Art eines Mehrlings einzubetten.

Vorzugsweise sind die Bogenabschnitte mit einem Radius gebogen, der größer ist als der kriti­ sche Biegeradius der Datenübertragungselemente.

Weiterhin wird vorgeschlagen, die Datenübertragungselemente an mindestens einem Ende des Verkabelungselements mit Verbindungselementen zu konfektionieren. Hierbei wird an jede Art von Verbindungselement gedacht, wie beispielsweise Stecker, Kupplung, Weiche oder Muffe.

Die Datenübertragungselemente können mit Füllmasse (beispielsweise Petrolat) im Röhrchen eingebettet sein.

Die Ummantelung soll die Biegesteifigkeit erhöhen. Hierzu sind verschiedene Maßnahmen möglich. Die Ummantelung kann aus Kunststoff, aus einer Draht- oder einer Folienbandage gebildet sein. Eine Drahtbandage kann durch Umseilen mit einem oder mit mehreren Drähten erzeugt werden. Für verschiedene Anwendungen kann die Ummantelung zur besonderen Erhöhung der Steifheit hart oder bei der Anforderung Schwingungsdämpfung eher weich aus­ geführt werden. Die Biegesteifigkeit muß nicht in jedem Fall extrem gesteigert sein. Es sind Anwendungsfälle möglich, bei denen eine Restbiegbarkeit erwünscht ist, so daß das Verkabe­ lungselement noch eine gewisse Verformbarkeit zur nachträglichen Anpassung an bestimmte Lagen oder Radien besitzt.

Als Ummantelung sind Kunststoffe, Drähte oder Folien verschiedener Qualität einsetzbar. Als harter Kunststoff bietet sich beispielsweise vernetztes Polyethylen (VPE) oder Kunstharz an. Als weiches Material ist Gummi geeignet. Eine Draht- oder eine Folienbandage kann mit Kunststoff umhüllt sein. Die Kunststoffumhüllung kann auch eine isolierende Funktion haben, so daß Einsatzfälle denkbar sind, bei denen das metallische Röhrchen unter einer Kunststoff­ isolierung als elektrischer Leiter (beispielsweise zur elektrischen Signalisierung) eingesetzt wird.

Zur Beschleunigung des Einbauvorgangs kann das Verkabelungselement mit Befestigungs­ elementen (beispielsweise Schellen) versehen sein. Für gewisse Anwendungsfälle sollte das metallische Röhrchen mit einer Erdungsverbindung versehen werden, so daß keine Poten­ tialdifferenz zum Gehäuse des Fahrzeugs entstehen kann.

Mindestens eine Stelle der Oberfläche des Verkabelungselements kann markiert sein. Solche Markierungen können auf die Anschlußrichtung, auf Typen oder Zahl der Lichtwellenleiter oder auf Art der Verbindung zum nächsten Element hinweisen.

Der Querschnitt des Verkabelungselements kann rund oder vieleckig sein.

Ausführungsformen der Erfindung werden in den Figuren dargestellt. Sie zeigen im Einzelnen:

Fig. 1 eine schematische, räumliche Darstellung,

Fig. 2 einen Querschnitt mit Ummantelung,

Fig. 3 bis Fig. 6 vier Typen von Verbindungselementen,

Fig. 7a und 7b zwei Querschnitte (schematisch) und

Fig. 8 einen Querschnitt eines Doppelröhrchens.

In Fig. 1 ist ein in drei Raumrichtungen (x,y,z) verlaufendes Verkabelungselement 100 darge­ stellt. Die Längen der Geradenstücke und die der Bögen und die Krümmung (Radius und Rich­ tung) der Bögen wird in der Regel von den Abmessungen des Einbaugeräts oder des Fahr­ zeugs vorgegeben. Mit diesen Maßvorgaben (und auch konfektioniert mit Steckern etc.) kann jedes Verkabelungselement fabrikmäßig hergestellt und an den Installationsort geliefert wer­ den. Bei der Montage werden keine weiteren Anpassungen, Änderungen oder Eingriffe an oder in das Verkabelungselement vorgenommen. Das Verkabelungselement nach Fig. 1 ent­ hält ein metallisches Röhrchen 10 mit drei, lose austretenden Lichtwellenleitern 80 und einer sich fast über die gesamte Länge erstreckenden Ummantelung 20. Frei austretende Lichtwel­ lenleiter können beliebig verbunden (gespleißt) werden. Die Vorkonfektionierung mit einem Verbindungselement dürfte jedoch für die meisten Anwendungsfälle die Regel sein. Die Bogenelemente 21 haben einen Krümmungsradius R, der nicht kleiner ist als der kritische Bie­ geradius der innen liegenden Lichtwellenleiter 80. Das eine Ende des Verkabelungselements ist mit einem Stecker 30 abgeschlossen. Die Fig. 2 zeigt ein Röhrchen 10 mit kreisrundem Querschnitt mit Lichtwellenleitern 80 und Ummantelung 20.

Die Fig. 3 bis 6 zeigen Verbindungselemente zum Abschluß eines Röhrchens. Mit den Bezugszeichen 30, 31, 32 und 33 sind ein Stecker (30), eine Kupplung (31), eine konisch erwei­ terte Schutzkappe (32) - zur Vermeidung scharfer Metallkanten - und eine optische Weiche (33) gezeigt. Weiterhin ist angedeutet, daß der oder die Lichtwellenleiter 80 mit Überlänge im Röhrchen liegen, wodurch sich ihre schraubenförmige Lage ergibt. In Fig. 6 ist eine Schelle 40 gezeigt mit der die Befestigung oder auch die Erdung des Röhrchens erfolgen kann. Sollte die Schelle 40 der Erdung dienen, muß die Schelle metallisch sein und im elektrischen Kontakt mit dem Röhrchen stehen.

In den Fig. 7a und 7b sind schematisch zwei Querschnitte (Rechteck und Quadrat) eines Röhrchens 10 angedeutet. In Fig. 8 sind zwei Röhrchen als "Zwilling" 100' nebeneinander in einer Ummantelung gezeigt. Die beiden Röhrchen 10, 10' können gerade nebeneinander liegen oder miteinander verseilt sein. Die vorhandenen Zwickel 22 können mit Kunststoff aus­ gefüllt sein.

Claims (13)

1. Zwei- oder dreidimensional geformtes Element (100) zur Verkabelung von Datenübertra­ gungskabel - insbesondere in Fahrzeugen, bestehend aus mindestens einem metallischen Röhrchen (10) geringer Biegesteifigkeit mit innenliegenden Datenübertragungselementen (80) - insbesondere Lichtwellenleitern, welches nach Maßvorgabe gerade Abschnitte und minde­ stens einen Bogenabschnitt (21) umfaßt, wobei zur Erhöhung der Biegesteifigkeit das minde­ stens eine Röhrchen (10) und/oder mindestens ein Bogenabschnitt (21) teilweise oder ganz ummantelt ist.

2. Verkabelungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenabschnitte (21) mit einem Radius (R) gebogen sind, der größer ist als der kritische Biegeradius der Datenübertragungselemente (80).

3. Verkabelungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Röhrchen (10) parallel miteinander ummantelt sind (Fig. 8).

4. Verkabelungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Datenübertragungselemente (80) an mindestens einem Ende des Verkabelungs­ elements (100) mit Verbindungselementen (30) konfektioniert sind.

5. Verkabelungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Datenübertragungselemente (80) mit Füllmasse eingebettet sind.

6. Verkabelungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ummantelung (20) aus Kunststoff ist.

7. Verkabelungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (20) eine Drahtbandage ist.

8. Verkabelungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (20) eine Folienbandage ist.

9. Verkabelungselement nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Draht- oder Folienbandage mit Kunststoff ummantelt ist.

10. Verkabelungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß das Material mindestens eines Röhrchens (10) Edelstahl ist.

11. Verkabelungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß mindestens ein Röhrchen mit mindestens einem Erdungsanschluß (40) kontaktiert ist.

12. Verkabelungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß das Verkabelungselement (100) mit Befestigungselementen (40) versehen ist.

13. Verkabelungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß mindestens eine Stelle der Oberfläche des Verkabelungselements (100) markiert ist.