[0001] Die Erfindung betrifft eine elektrische Leitung für die Verkabelung von Fahrzeugen
mit einem elektrisch leitfähigen Kern und einer den Kern umhüllenden Isolierung.
[0002] Solche Leitungen sind allgemein bekannt und werden im Fahrzeugbau angewendet. Seit
dem Einzug elektrischer Ausrüstung in Fahrzeuge werden zu deren Verkabelung aus mehreren
Einzeldrähten bestehende Kupferdrahtlitzen verwendet, da nur diese den Vibrationen
und sonstigen Belastungen während des Betriebs der Fahrzeuge standhalten konnten.
Bis heute werden zur Verkabelung von Fahrzeugen, soweit die Verbindung der verschiedenen
elektrischen Aggregate untereinander und nicht etwa die Verdrahtung innerhalb elektrischer
Aggregate, wie zum Beispiel innerhalb gedruckter Schaltungen, Lichtmaschinen, Reglern,
betroffen ist, ausschließlich Kupferdrahtlitzen verwendet. Ausnahmen bilden nur nichtmetallische
Leitungen, wie Glasfaserkabel zur optischen Nachrichtenübertragung in Fahrzeugen oder
nichtmetallische Graphitzündkabel.
[0003] Metalldrahtlitzen sind in der Herstellung relativ teuer und verursachen überdies
aufgrund ihrer hohen Flexibilität auch bei der Verarbeitung hohe Kosten, da Leitungsabschnitte
nicht vorgebogen werden können, sondern stets bei der Montage an die räumlichen Gegebenheiten
angepaßt und aufgrund ihrer hohen Flexibilität auch sorgfältig gesichert werden müssen.
[0004] Durch die Erfindung wird die elektrische Verkabelung in Fahrzeugen erheblich verbilligt.
[0005] Erfindungsgemäß wird dies durch eine elektrische Leitung der genannten Art gelöst,
bei der der Kern aus einem massiven metallischen Einzeldraht besteht und die den Kern
der Leitung umhüllende Isolierung zur wirksamen Dämpfung mechanischer Schwingungen
eine höhere Wandstärke aufweist, als für die elektrische Isolierung und den Schutz
gegen direkte Beschädigung durch außen an der Isolierung angreifende mechanische Kräfte
erforderlich ist. Neben Kostenvorteilen bei der Herstellung der Leitung selbst wird
hierdurch insbesondere die Montage der Leitung deutlich verbilligt. Da der Kern aus
einem massiven metallischen Einzeldraht besteht, kann die Leitung auch während der
Herstellung oder vor der Montage vorgebogen werden und ist damit einfacher und schneller
als eine Kupferlitze in bestehende Raumverhältnisse einbaubar. Die relativ gute Formbeständigkeit
der Leitung nach der Verlegung ermöglicht auch weitgehend den Verzicht auf Verlegesicherungen
wie sie bei Drahtlitzen erforderlich sind. Eine Erhöhung der Wandstärke der Isolierung
ermöglicht eine verbesserte Dämpfung mechanischer Schwingungen. Durch die erfindungsgemäße
elektrische Leitung werden darüber hinaus nicht nur die o. a. Vorteile gegenüber Metalldrahtlitzen
nach dem Stand der Technik erzielt, sondern es werden damit auch die Vorurteile der
Fachwelt überwunden, die einen Einsatz massiver metallischer Einzeldrähte für die
Verkabelung von Fahrzeugen als nicht gangbaren Weg betrachtete. Auch wenn die in Fahrzeugen
beim Betrieb auftretenden Vibrationen im Lauf der Entwicklung der Fahrzeugtechnik
erheblich vermindert wurden und gleichzeitig die Entwicklung von Stoffen mit guten
mechanischen Dämpfungseigenschaften voranschritt, wurde dennoch der Einsatz von elektrischen
Leitungen mit einem Kern aus einem massiven metallischen Einzeldraht anstelle einer
Metalldrahtlitze nicht einmal in Erwägung gezogen, da der Einsatz einer solchen Leitung
aufgrund der erwarteten Probleme in bezug auf Flexibilität und Schwingfestigkeit von
vornherein nicht erfolgversprechend erschien.
[0006] Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung beträgt die Wandstärke der den
Kern der Leitung umhüllenden Isolierung als Schutz gegen mechanische Beschädigung
wenigstens das Zweifache der Wandstärke, die für die elektrische Isolierung erforderlich
ist. Durch die Verdoppelung der Wandstärke werden in das Kabel eingeleitete mechanische
Schwingungen ausreichend gedämpft, um einen sicheren Einsatz der Leitung in Fahrzeugen
zu ermöglichen.
[0007] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die den Kern
der Leitung umhüllende Isolierung aus Kunststoff. Die Verwendung von Kunststoff als
Isoliermaterial ermöglicht die Auswahl eines Materials mit hoher innerer Dämpfung
bei guter elektrischer Isolierung und weiterhin einfacher Herstellungsmöglichkeit
der Leitung.
[0008] Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die den Kern der Leitung umhüllende Isolierung aus
mehreren Schichten besteht. Dieser Schichtaufbau ermöglicht es, elektrisch gut isolierende
Materialien und Materialien mit hoher innerer Dämpfung beim Aufbau der Isolierung
zu kombinieren. Durch die bei Bewegung oder Schwingung der Leitung zwischen den Isolierschichten
auftretende Reibung wird ein Rückfedern der Leitung eingeschränkt, und es werden Leitungsschwingungen
wirkungsvoll gedämpft.
[0009] Schließlich kann es vorteilhaft sein, die erfindungsgemäße elektrische Leitung für
die Verkabelung von Fahrzeug-Insassenschutzsystemen vorzusehen. In der Verkabelung
von Fahrzeug-Insassenschutzsystemen fließen nur Kleine Ströme, so daß relativ dünne
Leiterquerschnitte ausreichend sind. Diese dünnen Leiter sind einerseits ausreichend
flexibel, um auch in engen Radien verlegt zu werden, andererseits steht durch den
geringen Leiterquerschnitt aber auch genügend Platz für eine Isolierung mit höherer
Wandstärke zur Verfügung. Insbesondere bei der Verkabelung von Fahrzeug-Insassenschutzsystemen
können daher die Kosten für die Herstellung der elektrischen Leitung ohne nachteilige
Folgen deutlich verringert werden. Weiterhin werden Fahrzeug-Insassenschutzsysteme
meistens unter verwinkelten Einbauverhältnissen, z.B. hinter Seitenverkleidungen,
Armaturenbrettabdeckungen oder in Lenkrädern, angeordnet, was eine exakte Verlegung
und Sicherung der Verkabelung erfordert, um nicht andere Bauteile, wie z.B. Fensterheber,
Lüftungsklappengestänge oder Winkerschalter, störend zu beeinflussen. In dieser Hinsicht
ist die gute Formbeständigkeit der eventuell vorgebogenen und automatisch positionierten
erfindungsgemäßen Leitung besonders vorteilhaft, da hierdurch auch der Aufwand bezüglich
notwendiger Sicherungsvorrichtungen, wie z.B. Halteklammern, deutlich verringert wird.
Da immer zahlreichere Fahrzeuge serienmäßig mit Fahrzeug-Insasscnschutzsystemen versehen
werden, bietet eine Verbilligung der Verkabelung aufgrund der hohen Stückzahlen ein
erhebliches Einsparpotential.
[0010] Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
[0011] Für die Verkabelung von Fahrzeug-Insassenschutzsystemen sind in den meisten Fällen
Leitungen mit einer Querschnittsfläche zwischen 0,2 und 0,35 mm
2 ausreichend. Eine dem Stand der Technik entsprechende Kupferlitze weist bei diesen
Querschnittsflächen 7 Einzeldrähte und eine Isolierwanddicke von ca. 0,3 mm auf. Die
erfindungsgemäße elektrische Leitung für die Verkabelung von Fahrzeug-Insassenschutzsystemen
weist dahingegen einen aus einem Einzeldraht bestehenden massiven Kupferkern auf,
dessen Querschnittsfläche ebenfalls im Bereich von 0,1 bis 0,35 mm
2 liegt. Die elektrische Verbindung des Kerns der Leitung mit entsprechenden Anschlüssen
kann in üblicher Weise, beispielsweise durch Löten, Schweißen oder Verklemmen, erfolgen.
Der Großteil der mechanischen Belastungen der Leitung tritt bei der Montage auf, wobei
der Kupferkern in der Lage ist, hierbei erfolgende Verformungen ohne Materialbeschädigung
zu ertragen. Die den Kern umhüllende Isolierung ist zweischichtig aufgebaut und besteht
aus einer ersten, ca. 0,3 mm starken Kunststoffschicht und einer zweiten, diese umgebende
Kunststoffschicht mit einer Wandstärke von ca. 1,5 mm. Während die erste Schicht die
Anforderungen hinsichtlich der elektrischen Isolierung bereits erfüllt, ist die zweite,
dickere Schicht hauptsächlich zur Dämpfung mechanischer Schwingungen vorgesehen und
besteht daher aus einem Material mit hoher innerer Dämpfung. Wird die erfindungsgemäße
elektrische Leitung zu mechanischen Schwingungen angeregt, treten zwischen dem Kern
der Leitung und der ersten Isolierschicht, aber auch zwischen der ersten und zweiten
Isolierschicht Verschiebungen auf. Die hierbei vorhandene Reibung dämpft die Leitungsschwingungen
zusätzlich zu der Dämpfung in der Isolierschicht und im Kern. Bei entsprechender Dimensionierung
der ersten Isolierschicht in Verbindung mit geeigneter Materialauswahl ist auch der
Aufbau der Leitung mit einem massiven Kern und einer einzigen Isolierschicht zur wirksamen
Dämpfung mechanischer Schwingungen ausreichend.
[0012] Die erfindungsgemäße elektrische Leitung kann demnach bei der Montage vollautomatisch
positioniert werden, ohne daß ein übermäßiges Rückfedern oder eine ungenügende Formbeständigkeit
wie bei Kupferlitzen befürchtet werden muß. Aufgrund der relativ guten Formbeständigkeit
der erfindungsgemäßen Leitung nach dem Verlegen kann die Zahl der erforderlichen Halteklammern
zur Befestigung der Leitung an der Fahrzeugkarosserie oder sonstigen Bauteilen gegenüber
der erforderlichen Anzahl bei Verwendung flexibler Kupferlitzen deutlich reduziert
werden. Durch die erfindungsgemäße, den Kern umhüllende zweischichtige Isolierung
werden an der Verkabelung von Fahrzeuginsassenschutzsystemen auftretende mechanische
Schwingungen in einem Ausmaß gedämpft, daß die am Kern der Leitung auftretenden mechanischen
Belastungen unterhalb der hierfür geltenden Dauerfestigkeitswerte liegen und damit
ein sicherer Betrieb der Leitung gewährleistet ist.
1. Elektrische Leitung für die Verkabelung von Fahrzeugen mit einem elektrisch leitfähigen
Kern und einer den Kern umhüllenden Isolierung, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern
aus einem massiven metallischen Einzeldraht besteht und die den Kern der Leitung umhüllende
Isolierung zur wirksamen Dämpfung mechanischer Schwingungen eine höhere Wandstärke
aufweist, als für die elektrische Isolierung und den Schutz gegen direkte Beschädigung
durch außen an der Isolierung angreifende mechanische Kräfte erforderlich ist.
2. Elektrische Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der
den Kern der Leitung umhüllenden Isolierung als Schutz gegen mechanische Beschädigung
wenigstens das Zweifache der Wandstärke beträgt, die für die elektrische Isolierung
erforderlich ist.
3. Elektrische Leitung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
den Kern der Leitung umhüllende Isolierung aus Kunststoff besteht.
4. Elektrische Leitung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die den Kern der Leitung unihüllende Isolierung aus mehreren Schichten besteht.
5. Elektrische Leitung nach einem der vorstehenden Ansprüche für die Verkabelung von
Fahrzeug-Insassenschutzsystemen.