(19)
(11) EP 0 848 387 A2

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
17.06.1998  Patentblatt  1998/25

(21) Anmeldenummer: 97120117.3

(22) Anmeldetag:  17.11.1997
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)6H01B 7/02
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

(30) Priorität: 10.12.1996 DE 29621450 U

(71) Anmelder: TRW Occupant Restraint Systems GmbH & Co. KG
73551 Alfdorf (DE)

(72) Erfinder:
  • Wier, Franz
    73571 Göggingen (DE)

(74) Vertreter: Degwert, Hartmut, Dipl.-Phys. 
Prinz & Partner Manzingerweg 7
81241 München
81241 München (DE)

   


(54) Elektrische Leitung für die Verkabelung von Fahrzeugen


(57) Eine elektrische Leitung für die Verkabelung von Fahrzeugen weist einen elektrisch leitfähigen Kern und eine den Kern umhüllende Isolierung auf. Zur Verbilligung der elektrischen Verkabelung in Fahrzeugen besteht der Kern aus einem massiven metallischen Einzeldraht und die den Kern der Leitung umhüllende Isolierung weist zur wirksamen Dämpfung mechanischer Schwingungen eine höhere Wandstärke auf, als für die elektrische Isolierung und den Schutz gegen direkte Beschädigung durch außen an der Isolierung angreifende mechanische Kräfte erforderlich ist.


Beschreibung


[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 mm2 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 mm2 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.


Ansprüche

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.