Titel

Leitungsanordnung mit Abdichtung Die Erfindung betrifft eine gedichtete Leitungsanordnung gemäß Patentanspruch

1.

Stand der Technik Es ist bekannt, elektrische Leitungen zum Übertragen elektrischer Leistung und zum Übertragen elektrischer Signale zu verwenden. Beispielsweise können Elektromotoren durch elektrische Leitungen mit Energie versorgt werden. Es ist bekannt, dass bei durch einen Mantel nach außen elektrisch isolierten Leitungen ein Wassertransport in Längsrichtung entlang der Leitung erfolgen kann. Wird ein Ende einer solchen Leitung mit Wasser beaufschlagt, so kann das Wasser durch die Leitung zum anderen Ende der Leitung transportiert werden. Dies kann beispielsweise durch ein an einem Ende der Leitung angeordnetes Element verursacht werden, das einen Unterdruck erzeugt, der eine Saugwirkung entlang der Leitung entfaltet. Ein Wassertransport kann auch durch eine Kapillarwirkung in- nerhalb der Leitung begünstigt werden. Dieses Problem tritt in besonderem Maße bei Litzenleitern auf, die einen Wassertransport sowohl zwischen den Einzeldrähten der Litze als auch zwischen dem Litzenleiter und dem umgebenden Mantel ermöglichen können. In vielen technischen Anwendungsbereichen ist ein derartiger Wassertransport entlang einer elektrischen Leitung unerwünscht. Mit einer elektrischen Leitung verbundene Stecker und/oder Elektronikeinheiten müssen vor einem Wassereintrag geschützt werden.

Offenbarung der Erfindung Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte elektrische Leitungsanordnung bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Leitungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Eine erfindungsgemäße Leitungsanordnung umfasst eine elektrische Leitung mit einem Leiter, der von einem Mantel umhüllt ist. Dabei weist die Leitung ein Leitungsende, einen an das Leitungsende angrenzenden ersten Längsabschnitt und einen an den ersten Längsabschnitt angrenzenden zweiten Längsabschnitt auf. Im ersten Längsabschnitt ist der Mantel der Leitung entfernt. Der erste Längsabschnitt und der zweite Längsabschnitt sind in einer Hülse angeordnet. Diese Hülse weist dabei ein geschlossenes Ende auf. Außerdem ist die Hülse mit dem ersten Längsabschnitt der Leitung vercrimpt. Vorteilhafterweise verhindert die Hülse bei dieser elektrischen Leitungsanordnung ein Eindringen von Wasser oder an- derer Feuchtigkeit in das von dem Mantel der Leitung umhüllte Leitungsinnere.

Vorteilhafterweise wird dadurch ein Wassertransport in Längsrichtung der Leitung durch die Leitung verhindert.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform der Leitungsanordnung ist die Hülse auch mit dem zweiten Längsabschnitt der Leitung vercrimpt. Vorteilhafterweise ist die Hülse durch ihre Vercrimpung mit dem Mantel der Leitung im zweiten Längsabschnitt der Leitung dann besonders zuverlässig gegen ein versehentliches Trennen der Hülse von der Leitung geschützt. Außerdem bewirkt die Vercrimpung der Hülse mit dem zweiten Längsabschnitt der Leitung eine zusätzliche Abdichtung der elektrischen Leitung gegen eindringende Feuchtigkeit.

In einer Ausführungsform der Leitungsanordnung ist im zweiten Längsabschnitt der Leitung eine Einzeladerabdichtung zwischen dem Mantel und der Hülse angeordnet. Vorteilhafterweise bewirkt die Einzeladerabdichtung dann eine zusätz- liehe Abdichtung der Leitungsanordnung gegen von außen in das Leitungsinnere eindringende Feuchtigkeit.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Leitungsanordnung weist die Einzeladerabdichtung Silikon auf. Vorteilhafterweise eignet sich Silikon wegen seiner elastischen Eigenschaften und seiner Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse gut zur Abdichtung der elektrischen Leitung gegen von außen eindringende Feuchtigkeit.

In einer weiteren Ausführungsform der Leitungsanordnung ist im zweiten Längsabschnitt und in einem an den zweiten Längsabschnitt angrenzenden dritten Längsabschnitt der Leitung ein Schrumpfschlauch um die Leitung und die Hülse angeordnet. Vorteilhafterweise bewirkt auch der Schrumpfschlauch eine zusätzliche Abdichtung der elektrischen Leitung gegen von außen in das Innere der elektrischen Leitung eindringende Feuchtigkeit.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Leitungsanordnung weist der

Schrumpfschlauch an seiner inneren Wandung einen Kleber auf. Vorteilhafterweise weist der Schrumpfschlauch dann eine besonders hohe Temperaturstabilität auf und bietet einen robusten mechanischen Schutz der elektrischen Leitung.

In einer Weiterbildung der Leitungsanordnung ist an dem geschlossenen Ende der Hülse eine Spitze ausgebildet. Vorteilhafterweise kann diese Spitze dann wie ein offenes Leitungsende verwendet werden. Beispielsweise kann die Spitze zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen der elektrischen Leitung und einem elektrischen Gerät dienen. Die Spitze der Hülse kann beispielsweise durch ein Warmverprägungsverfahren mit einem elektrischen Gerät, etwa einem Motor, verbunden werden.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform der Leitungsanordnung weist die Spitze eine Querschnittsfläche auf, die sich um weniger als 10% von einer Querschnittsfläche des Leiters unterscheidet. Vorteilhafterweise kann die Spitze dann genau wie ein abisoliertes Längsende des Leiters der Leitung verwendet werden.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform der Leitungsanordnung weist die Hülse Kupfer auf. Vorteilhafterweise weist die Hülse dann eine hohe elektrische Leitfähigkeit auf und kann leicht mit der elektrischen Leitung vercrimpt werden.

In einer Ausführungsform der Leitungsanordnung ist der Leiter als Litze ausgebildet. Vorteilhafterweise ist der Leiter dann unempfindlich gegenüber möglichen Brüchen und gewährleistet dadurch eine hohe Zuverlässigkeit der Leitungsanordnung. Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Leitungsanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung einer Leitungsanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung einer Leitungsanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform; und

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der Leitungsanordnung gemäß der ersten Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt eine schematisierte Schnittdarstellung einer Leitungsanordnung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Leitungsanordnung 10 umfasst eine elektrische Leitung 100 und eine Hülse 400. Der Schnitt verläuft in der Darstellung der Fig. 1 parallel zu einer Längsrichtung der Leitungsanordnung 10 mittig durch die Leitungsanordnung 10. Die Leitungsanordnung 10 kann zum Übertragen elektrischer Leistung und/oder elektrischer Signale dienen. Beispielsweise kann die Leitungsanordnung 10 dazu dienen, einen Elektromotor mit elektrischer Leistung zu versorgen. Insbesondere kann die Leitungsanordnung 10 zur Versorgung eines Elektromotors eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Leistung dienen.

Die elektrische Leitung 100 weist einen Leiter 200 auf. Der Leiter 200 besteht aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung. Der Leiter 200 kann als einzelner Draht ausgebildet sein. Der Leiter 200 kann jedoch auch als Litze mit einer Vielzahl dünner Einzeldrähte ausgebildet sein. Der Leiter 200 kann beispielsweise eine Querschnittsfläche von 4 mm ² aufweisen. Der Leiter 200 kann jedoch auch einen größeren oder einen geringeren Querschnitt aufweisen. Der Leiter 200 der elektrischen Leitung 100 ist von einem schlauchförmigen Mantel 300 umhüllt. Der Mantel 300 dient dazu, den Leiter 200 nach außen elektrisch zu isolieren. Der Mantel 300 kann beispielsweise ein PVC-Mantel oder ein Ra- dox-Mantel sein.

Fig. 1 zeigt einen Endabschnitt der elektrischen Leitung 100 mit einem Leitungsende 105. Am Leitungsende 105 endet der Leiter 200 der elektrischen Leitung 100. In Längsrichtung der elektrischen Leitung 100 schließen sich an das Leitungsende 105 der elektrischen Leitung 100 ein erster Längsabschnitt 110, ein zweiter Längsabschnitt 120 und ein dritter Längsabschnitt 130 der elektrischen

Leitung 100 an. Der erste Längsabschnitt 110 ist dem Leitungsende 105 benachbart. Der zweite Längsabschnitt 120 ist dem ersten Längsabschnitt 120 benachbart. Der dritte Längsabschnitt 130 ist dem zweiten Längsabschnitt 120 benachbart. Die Längsabschnitte 1 10, 120, 130 können in Längsrichtung der elekt- rischen Leitung 100 beispielsweise Längen zwischen einigen mm und einigen cm aufweisen. Die Längen der einzelnen Längsabschnitte 110, 120, 130 können sich dabei voneinander unterscheiden.

Im ersten Längsabschnitt 110 der elektrischen Leitung 100 ist der Leiter 200 nicht durch den Mantel 300 umhüllt. Der Mantel 300 fehlt im ersten Längsabschnitt 110 der elektrischen Leitung 100. Der Mantel 300 kann im ersten Längsabschnitt 1 10 der elektrischen Leitung 100 beispielsweise entfernt worden sein. Alternativ kann bei der Herstellung der elektrischen Leitung 100 in deren erstem Längsabschnitt 110 zu keinem Zeitpunkt ein Mantel 300 angeordnet gewesen sein.

Die Hülse 400 der Leitungsanordnung 10 besteht aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung. Die Hülse 400 dient dazu, die elektrische Leitung 100 der Leitungsanordnung 10 abzudich- ten, also gegen ein Eindringen von Feuchtigkeit im Bereich des Leitungsendes

105 zu schützen.

Die Hülse 400 weist eine im Wesentlichen hohlzylindrische Grundform mit einem geschlossenen Ende 405 auf. Die einseitig geöffnete Hülse 400 ist über den ers- ten Längsabschnitt 110 und den zweiten Längsabschnitt 120 der elektrischen

Leitung 100 gestülpt. Somit sind der erste Längsabschnitt 1 10 und der zweite Längsabschnitt 120 der elektrischen Leitung 100 im Inneren der Hülse 400 angeordnet. Das geschlossene Ende 405 der Hülse 400 ist am Leitungsende 105 der elektrischen Leitung 100 angeordnet. Der erste Längsabschnitt 1 10 der elektrischen Leitung 100 ist in einem ersten Hülsenabschnitt 410 angeordnet. Der zweite Längsabschnitt 120 der elektrischen Leitung 100 ist in einem zweiten Hülsenabschnitt 420 angeordnet.

Bevorzugt weist der zweite Hülsenabschnitt 420 der Hülse 400 einen größeren Innendurchmesser auf als der erste Hülsenabschnitt 410 der Hülse 400. Besonders bevorzugt ist der Innendurchmesser des zweiten Hülsenabschnitts 420 der Hülse 400 etwas größer als der Außendurchmesser der elektrischen Leitung 100 im zweiten Längsabschnitt 120. Der Innendurchmesser des ersten Hülsenabschnitts 410 ist bevorzugt etwas größer als der Außendurchmesser des Leiters 200 der elektrischen Leitung 100, der dem Außendurchmesser der elektrischen Leitung 100 im ersten Längsabschnitt 110 entspricht. In dieser Ausführungsform der Hülse 400 ist zwischen dem ersten Hülsenabschnitt 410 und dem zweiten Hülsenabschnitt 420 ein Übergangsbereich ausgebildet, in dem der Innendurchmesser der Hülse 400 zunimmt. Im ersten Längsabschnitt 110 der elektrischen Leitung 100 und im ersten Hülsenabschnitt 410 der Hülse 400 ist ein erster Crimpbereich 115 ausgebildet, in dem die Hülse 400 mit dem Leiter 200 der elektrischen Leitung 100 vercrimpt (verpresst) ist. Dadurch besteht im ersten Crimpbereich 115 eine mechanische Verbindung zwischen der Hülse 400 und dem Leiter 200 der elektrischen Leitung 100, durch die die Hülse 400 an der elektrischen Leitung 100 gehalten wird. Außerdem besteht im ersten Crimpbereich 1 15 ein guter elektrischer Kontakt zwischen dem Leiter 200 der elektrischen Leitung 100 und der Hülse 400.

In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Leitungsanordnung 10 ist im zweiten Längsabschnitt 120 der elektrischen Leitung 100 und dem zweiten Hülsenabschnitt 420 der Hülse 400 ein zweiter Crimpbereich 125 ausgebildet, in dem der zweite Hülsenabschnitt 420 der Hülse 400 mit dem zweiten Längsabschnitt 120 der elektrischen Leitung 100 vercrimpt (verpresst) ist. Der zweite Crimpbereich 125 bewirkt eine zusätzliche mechanische Fixierung der Hülse 400 an der elektrischen Leitung 100. Die Hülse 400 dichtet die elektrische Leitung 100 gegen ein Eindringen von Feuchtigkeit in den Bereich zwischen dem Leiter 200 und dem Mantel 300 ab. Falls der Leiter 200 als Litze ausgebildet ist, so wird auch ein Eindringen von Feuchtigkeit in einen Bereich zwischen den Einzeldrähten der Litze verhindert. Die Abdichtung der elektrischen Leitung 100 durch die Hülse 400 ist besonders wirkungsvoll, wenn die Hülse 400 im zweiten Crimpbereich 125 mit der elektrischen Leitung 100 vercrimpt ist. Dadurch wird vermieden, dass Feuchtigkeit vom dritten Längsabschnitt 130 her zwischen dem Mantel 300 und der Hülse 400 in den zweiten Längsabschnitt 120 hineinkriechen kann. Die Vercrimpung zwischen der Hülse und der elektrischen Leitung 100 im zweiten Crimpbereich 125 kann jedoch auch entfallen.

Am geschlossenen Ende 405 der Hülse 400 ist eine Spitze 430 der Hülse 400 ausgebildet. Die Spitze 430 erstreckt sich in Längsrichtung der elektrischen Lei- tung 100 über das Leitungsende 105 der elektrischen Leitung 100 hinaus. Die

Spitze 430 ist bevorzugt zylindrisch ausgebildet. Die Länge der Spitze 430 in Längsrichtung der elektrischen Leitung 100 kann beispielsweise etwa der Länge des ersten Längsabschnitts 1 10 der elektrischen Leitung 100 und somit auch der Länge des ersten Hülsenabschnitts 410 der Hülse 400 entsprechen.

Die Querschnittsfläche der Spitze 430 der Hülse 400 kann etwa der Querschnittsfläche des Leiters 200 der elektrischen Leitung 100 entsprechen. Von einer gleichen Querschnittsfläche kann dabei beispielsweise gesprochen werden, wenn sich die Querschnittsfläche der Spitze 430 um weniger als 10% von der Querschnittsfläche des Leiters 200 unterscheidet. Die Spitze 430 kann jedoch auch eine größere oder eine geringere Querschnittsfläche als der Leiter 200 aufweisen.

Die Spitze 430 der Hülse 400 kann dazu dienen, die elektrische Leitung 100 elektrisch zu kontaktieren, da die Spitze 430 über den ersten Hülsenabschnitt

410 und den ersten Crimpbereich 115 elektrisch leitend mit dem Leiter 200 der elektrischen Leitung 100 verbunden ist. Die Spitze 430 kann beispielsweise über ein Warmverprägungsverfahren mit einem elektrischen Gerät, beispielsweise einem Motor, verbunden werden. Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung der Leitungsanordnung 10 mit der elektrischen Leitung 100 und der im ersten Längsabschnitt 1 10 und im zweiten Längsabschnitt 120 der elektrischen Leitung 100 angeordneten Hülse 400. Im ersten Längsabschnitt 110 der elektrischen Leitung 100 ist der erste Hülsenab- schnitt 410 im ersten Crimpbereich 115 mit dem Leiter 200 der elektrischen Leitung 100 vercrimpt. Im zweiten Längsabschnitt 120 der elektrischen Leitung 100 ist der zweite Hülsenabschnitt 420 der Hülse 400 im zweiten Crimpbereich 125 mit dem Mantel 300 der elektrischen Leitung 100 vercrimpt. Der zweite Crimpbereich 125 kann entfallen.

Fig. 4 zeigt, dass sowohl die elektrische Leitung 100 als auch die Hülse 400 der Leitungsanordnung 10 eine im Wesentlichen kreiszylindrische Grundform aufweisen. Auch die Spitze 430 der Hülse 400 ist in der dargestellten Ausführungsform kreiszylindrisch ausgebildet. Die Spitze 430 könnte jedoch alternativ auch andere Formen, beispielsweise eine Vierkantform, aufweisen.

Figuren 2 und 3 zeigen Leitungsanordnungen gemäß weiterer Ausführungsformen der Erfindung. Gleiche oder gleich wirkende Teile sind dabei in Figuren 2 und 3 mit denselben Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1 und werden nicht er- neut detailliert beschrieben.

Fig. 2 zeigt eine schematisierte Schnittdarstellung einer Leitungsanordnung 20 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Bei der Leitungsanordnung 20 ist im Unterschied zur Leitungsanordnung 10 der Fig. 1 im zweiten Längsab- schnitt 120 der elektrischen Leitung 100 eine Einzeladerabdichtung 1 120 zwischen dem Mantel 300 und dem zweiten Hülsenabschnitt 420 der Hülse 400 angeordnet. Die Einzeladerabdichtung 1120 kann auch als Dichthülse oder als Dichtring bezeichnet werden. Die Einzeladerabdichtung 1120 ist als dünner Hohlzylinder oder Schlauch ausgebildet. Der Innendurchmesser der Einzelader- abdichtung 1 120 entspricht dabei in etwa dem Außendurchmesser des Mantels

300 der elektrischen Leitung 100. Der Außendurchmesser der Einzeladerabdichtung 1120 entspricht etwa dem Innendurchmesser der Hülse 400 im zweiten Hülsenabschnitt 420. Die Einzeladerabdichtung 1120 kann beispielsweise aus Silikon bestehen. Die Einzeladerabdichtung 1120 kann im zweiten Hülsenabschnitt 420 der Hülse 400 an die Innenwandung der Hülse 400 angespritzt sein. Die Einzeladerabdichtung 1120 kann jedoch auch als von der Hülse 400 getrenntes Teil ausgebildet sein.

Die Einzeladerabdichtung 1120 bewirkt eine zusätzliche Abdichtung der Lei- tungsanordnung 20. Insbesondere verhindert die Einzeladerabdichtung 1120 ein

Eindringen von Feuchtigkeit in den von der Hülse 400 umschlossenen Bereich der elektrischen Leitung 100. Durch die Einzeladerabdichtung 1 120 wird verhindert, dass Feuchtigkeit an der Außenseite des Mantels 300 aus dem dritten Längsabschnitt 130 in Richtung des zweiten Längsabschnitts 120 vordringt.

Auch bei der Leitungsanordnung 20 der Fig. 2 kann die Vercrimpung zwischen dem zweiten Hülsenabschnitt 420 der Hülse 400 und der elektrischen Leitung 100 im zweiten Crimpbereich 125 entfallen. Bevorzugt ist die Vercrimpung im zweiten Crimpbereich 125 im zweiten Längsabschnitt 120 bei der Leitungsanord- nung 20 jedoch vorhanden, um die Einzeladerabdichtung 1120 zu fixieren.

Fig. 3 zeigt eine schematisierte Schnittdarstellung einer Leitungsanordnung 30 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Im Unterschied zur Leitungsanordnung 10 der Fig. 1 ist bei der Leitungsanordnung 30 der Fig. 3 ein Schrumpfschlauch 2120 zur zusätzlichen Abdichtung vorgesehen.

Der Schrumpfschlauch 2120 ist im zweiten Längsabschnitt 120 der elektrischen Leitung 100 und im dritten Längsabschnitt 130 der elektrischen Leitung 100 um die elektrische Leitung 100 und um den zweiten Hülsenabschnitt 420 der Hülse 400 herum angeordnet. Der Schrumpfschlauch 2120 ist dabei derart auf die elektrische Leitung 100 und die Hülse 400 aufgeschrumpft, dass der Schrumpfschlauch 2120 im dritten Längsabschnitt 130 der elektrischen Leitung 100 den Mantel 300 der elektrischen Leitung 100 und im zweiten Längsabschnitt 120 der elektrischen Leitung 100 den zweiten Hülsenabschnitt 420 der Hülse 400 fest umschließt.

An einer Innenwandung 2125 des Schrumpfschlauchs 2120 ist ein Kleber 2130 angeordnet. Der Kleber 2130 bewirkt eine Verklebung des Schrumpfschlauchs 2120 mit dem Mantel 300 der elektrischen Leitung 100 und dem zweiten Hülsen- abschnitt 420 der Hülse 400. Hierdurch ergibt sich eine besonders hohe Temperaturstabilität des Schrumpfschlauchs 2120 und eine besonders hohe mechani- sehe Robustheit der Leitungsanordnung 30. Der Kleber 2130 an der Innenwandung 2125 des Schrumpfschlauchs 2120 kann jedoch auch entfallen.

Der Schrumpfschlauch 2120 bewirkt eine zusätzliche Abdichtung der Leitungsanordnung 30 gegen von außen in den von der Hülse 400 umschlossenen Bereich und dadurch auch ein Eindringen von Feuchtigkeit in den Bereich zwischen dem Leiter 200 und dem Mantel 300. Der Schrumpfschlauch 2120 verhindert, dass Feuchtigkeit vom dritten Längsabschnitt 130 her in den Bereich zwischen dem Mantel 300 und der Hülse 400 im zweiten Längsabschnitt 120 der elektrischen Leitung 100 vordringt.

Der im zweiten Längsabschnitt 120 der elektrischen Leitung 100 ausgebildete zweite Crimpbereich 125 kann bei der Leitungsanordnung 30 entfallen. Bevorzugt ist der zweite Hülsenabschnitt 420 der Hülse 400 im zweiten Längsabschnitt 120 der elektrischen Leitung 100 jedoch durch den zweiten Crimpbereich 125 mit dem Mantel 300 der elektrischen Leitung 100 verpresst.