DE10245808B4

DE10245808B4 - Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetischen Abschirmungsstruktur und elektromagnetische Abschirmungsstruktur für elektrische Drähte

Info

Publication number: DE10245808B4
Application number: DE10245808A
Authority: DE
Inventors: Sakai Yagi; Hirotaka Fukushima; Hidehiko Kuboshima
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2001-10-01
Filing date: 2002-10-01
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2022-10-02
Also published as: JP3786594B2; US20030062177A1; DE10245808A1; US6674005B2; JP2003115223A

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetischen Abschirmungsstruktur für elektrische Drähte mit folgenden Verfahrensschritten:
Bereitstellen eines Bündels von elektrischen Drähten (1) mit einer ersten Länge (L1) und einem Durchmesser des Bündels,
Bereitstellen eines Drahtgeflechtschlauchs (5) mit einerzweiten Länge (L2), die kürzer ist als die erste Länge (L1), und einem Innendurchmesser (D), der größer ist als der Durchmesser des Bündels,
Durchführen des Bündels der elektrischen Drähte (1) durch den Drahtgeflechtschlauch (5),
Verbinden einer ersten Steckverbindung (3) mit einem ersten Ende der elektrischen Drähte (1) und Verbinden einer zweiten Steckverbindung (4) mit einem zweiten, dem ersten Ende entgegengesetzten Ende der elektrischen Drähte (1), wobei die Steckverbindungen (3, 4) jeweils einen Durchmesser aufweisen, der größer ist als der Durchmesser des Bündels,
Aufschieben eines ersten Endes des Drahtgeflechtschlauchs (5) auf die erste Steckverbindung (3) und eines zweiten Endes des Drahtgeflechtschlauchs (5) auf die zweite Steckverbindung (4),
Ziehen der zweiten Steckverbindung...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetischen Abschirmungsstruktur für elektrische Drähte gemäß dem Patentanspruch 1 und eine elektromagnetische Abschirmungsstruktur für elektrische Drähte gemäß dem Patentanspruch 3.
In den letzten Jahren werden zunehmend Schwachstromschaltungen und elektronische Schaltungen in Kraftfahrzeugen verwendet, wobei Installationsdrähte in einem Hochstrom-/Hochspannungsaufbau vorgesehen werden, so dass es unter Umständen erforderlich ist, eine effektive und kostengünstige elektromagnetische Abschirmungseinrichtung vorzusehen, welche die Schwachstromschaltungen (die einfach durch elektromagnetisches Rauschen beeinflusst werden können) zu schützen und eine Herabsetzung der Feststellungspräzision von verschiedenen Sensoren in den elektronischen Schaltungen durch die nachteiligen Wirkungen von elektromagnetischem Rauschen zu verhindern.
Zum Beispiel ist es bei einem Motor in einem Elektrokraftfahrzeug erforderlich, eine effektive elektromagnetische Abschirmungseinrichtung vorzusehen, welche die negativen Wirkungen von elektromagnetischen Wellen, die in Hochstrom-/Hochspannungsdrähten bzw. Hochstrom-/Hochspannungskabeln erzeugt werden, auf externe Einrichtungen sowie die negativen Wirkungen von elektromagnetischen Wellen von außen abschirmen.

In einer in 4 gezeigten Struktur ist ein Drahtgeflechtsschlauch 14, der durch das Verflechten von elektrisch leitenden Metalldrahtelementen zu einer Rohrform gebildet wird, auf einem Drahtbündel 10 angebracht, um dieses zu schützen, wobei der Drahtgeflechtsschlauch 14 mit einer rohrförmigen Metallmuffe 15 verbunden ist, die als leitender und abschirmender Anschluss dient, und wobei die Metallmuffe 15 an ihrem Flansch 15a über Schrauben 16 mit einem Befestigungsglied wie beispielsweise einem Außengehäuse B eines Motors verbunden ist. Ein entfernter Endteil 14a des Drahtgeflechtsschlauchs 14 ist mit einer Außenoberfläche der Metallmuffe 15 verbunden, indem um den gesamten Umfang des entfernten Endteils 14a ein Fixierband 17 mit Druck gewickelt ist. Me tallanschlüsse 13 sind auf entsprechende Leiter 11 aufgepresst, die an den entfernten Endteilen der Drähte 10 freiliegen, wobei die Drahtendteile mit den verbundenen Metallanschlüssen 13 durch eine Drahteinführöffnung b1 in dem Außengehäuse B geführt sind und die Metallanschlüsse 13 mit E/A-Anschlüssen des Motors über entsprechende Schrauben verbunden sind, um eine elektrische Verbindung herzustellen. In diesem Fall ist das Außengehäuse B mit der Erde G verbunden, sodass ein abschirmender Kurzschlusspfad von dem Drahtgeflechtsschlauch 14 über die Metallmuffe 15 und das Außengehäuse B zu der Erde gebildet wird, um durch die Drähte 10 erzeugte elektromagnetische Wellen zu absorbieren.

Der Drahtgeflechtsschlauch 14 des bekannten Typs wird gebildet, indem die oben genannten Metalldrahtelemente verflochten werden. Es existiert jedoch noch ein anderer bekannter Typ von Drahtgeflechtsschlauch, bei dem mit Kupfer beschichtete Stränge spiralförmig auf Stränge aus Kunstharz (z.B. Polyester) gewickelt werden, um netzartige Drahtelemente zu bilden, die zu einer Rohrform verwoben werden.

Der Drahtgeflechtsschlauch 14, der in der elektromagnetischen Abschirmungsstruktur von 4 verwendet wird, weist die folgenden Probleme auf.

Bei dem Herstellungsprozess werden die langen Drähte 10 durch den Drahtgeflechtsschlauch 14 geführt, wobei in diesem Fall der rohrförmige Drahtgeflechtsschlauch 14, der einen ausreichend großen Außendurchmesser aufweist, das Einführen vereinfacht, wodurch die Effizienz der Operation erhöhen werden kann. Die Verwendung des Drahtgeflechtsschlauches 14 mit einem großen Durchmesser und einer der Länge der Drähte 10 entsprechenden Länge ist jedoch kostspielig und deshalb nachteilig.

Wenn der Durchmesser des Drahtgeflechtsschlauches 14 ausreichend groß ist, reiben sich die mehreren Drähte 10 innerhalb des Drahtgeflechtsschlauches bei einer Vibration der Fahrzeugkarosserie aneinander, so dass der Nachteil auftritt, dass die Hüllglieder 12 der Drähte 10 verschleißen und damit die Dauerhaftigkeit der Hüllglieder 12 reduziert wird.

Wenn weiterhin ein ausreichender Raum zwischen der Innenoberfläche des Drahtgeflechtsschlauches 14 und den Drähten 10 vorgesehen wird, entwickeln sich leicht nicht- leitende Teile, so dass keine zufriedenstellende elektromagnetische Abschirmung erhalten werden kann.

Die DE 695 10 312 T2 offenbart ein Bündel von elektrischen Drähten, die von einem geflochtenen Metallmantel umgeben sind. Ein Steckverbinder ist an einem Ende mit dem Metallmantelelement verbunden. Um das Metallmantelelement werden Ringe gewunden und verklebt. Das Flechten des Metallmantels erfolgt mit einer Flechtmaschine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromagnetische Abschirmungsstruktur für elektrische Drähte zu schaffen, die für unterschiedlich dicke Drahtbündel geeignet ist, und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen elektromagnetischen Abschirmungsstruktur anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüche 1 und 3 angegebenen Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß wird ein erstes Ende eines Drahtgeflechtsschlauchs, der ein Bündel von elektrischen Drähten umgibt, auf eine erste Steckverbindung geschoben, und ein zweites Ende des Drahtgeflechtsschlauchs wird auf eine zweite Steckverbindung geschoben. Danach wird die zweite Steckverbindung in einer Richtung wegwärts von der ersten Steckverbindung bezogen, so daß sich der Drahtgeflechtsschlauch dehnt und gleichzeitig in seinem Durchmesser verringert. Dadurch wird eine elektromagnetische Abschirmungsstruktur geschaffen, die für unterschiedlich dicke Drahtbündel geeignet ist.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
1 eine Seitenansicht einer Drahtanordnung zur Verwendung bei einer elektromagnetischen Abschirmungsstruktur, die nicht Teil der Erfindung ist,
2 eine Seitenansicht einer elektromagnetischen Abschirmungsstruktur gemäß einer ersten Ausführungsform, die einen Zustand zeigt, in dem ein Spiralrohr auf den gedehnten Drahtgeflechtschlauch gewickelt ist,
3A eine Seitenansicht einer elektromagnetischen Abschirmungsstruktur gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
3B eine Seitenansicht einer elektromagnetischen Abschirmungsstruktur gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, und
4 eine Querschnittansicht einer elektromagnetischen Abschirmungsstruktur gemäß dem Stand der Technik.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen einer elektromagnetischen Abschirmungsstruktur der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
In einer in 1 gezeigten Drahtanordnung, die nicht Teil der Erfindung ist, sind drei Drähte (Kabel) oder ein Kabelbaum (im Folgenden als „Drähte 1" bezeichnet) auf einer Fahrzeugkarosserie installiert und beispielsweise wie in 4 gezeigt mit den E/A-Anschlüssen des Motors des Elektrokraftfahrzeugs verbunden, so dass diese Drähte 1 als Stromzuführdrähte dienen. In diesem Fall umfasst jeder Draht 1 einen Leiter 1a (etwa aus Kupferdraht) und ein Isolationsglied 1b, das durch Strangpressen auf dem Leiter ausgebildet ist, um diesen zu umhüllen. Das Isolationsglied 1b ist an jedem Endteil des Drahtes entfernt, und ein Metallanschluss 2 wie etwa ein LA-Anschluss ist durch Aufklemmen seines Klemmteils 2a an dem freigelegten Endteil des Leiters 1a befestigt.
Damit andere Einrichtungen nicht negativ durch die elektromagnetischen Wellen, die von der durch die Drähte 1 fließenden Hochspannung bzw. dem großen Strom erzeugt werden, beeinflusst werden, ist ein Drahtgeflechtsschlauch 5 auf den Drähten 1 gebündelt vorgesehen, um die Drähte 1 zu bedecken und die von ihnen erzeugten elektromagneti schen Wellen zu absorbieren.
Der Drahtgeflechtsschlauch 5 des bekannten Typs wird gebildet, indem elektrisch leitende Drahtelemente zu einer Rohrform verflochten werden, wobei jedoch noch ein anderer Typ existiert, in dem kupferbeschichtete Stränge spiralförmig auf Stränge aus Kunstharz (z.B. Polyester) gewunden sind, um netzartige Drahtelemente zu bilden, wobei diese Drahtelemente zu einer Rohrform verflochten sind. Der Drahtgeflechtsschlauch 5 eines dieser beiden Typen weist eine derartige Flexibilität und Dehnbarkeit auf, dass er in der Längsrichtung gedehnt bzw. verlängert werden kann.
Es muss also der Drahtgeflechtsschlauch 5 mit einer Länge L₂, die viel kürzer als die Länge L₁ der Drähte 1 ist, installiert werden. Der Innendurchmesser D des rohrförmigen Drahtgeflechtsschlauches 5 ist größer als die Dicke des Bündels der (drei) Drähte 1, sodass das Durchführen der drei Drähte nacheinander oder gemeinsam durch den Drahtgeflechtsschlauch 5 einfach und ohne Schwierigkeiten vorgenommen werden kann.
2 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektromagnetischen Abschirmungsstruktur.
Nachdem die Drähte 1 durch den Drahtgeflechtsschlauch 5 geführt und in einer vorbestimmten Anordnung vorgesehen sind, werden die elektrischen Steckverbindungen 3 und 4 wie in 2 gezeigt jeweils mit den entgegengesetzten Enden des Drahtgeflechtsschlauches 5 verbunden. Eine der zwei Steckverbindungen 3 und 4 wird festgehalten, wobei unter dieser Bedingung eine Zugkraft auf die andere elektrische Steckverbindung ausgeübt wird, um den Drahtgeflechtsschlauch 5 (mit der ursprünglichen Länge L₂) zu einer Länge zu dehnen, die im wesentlichen gleich der Länge L₁ der Drähte 1 ist. Auf diese Weise wird der Drahtgeflechtsschlauch 5 gedehnt, um einen Teil mit kleinerem Durchmesser 5b zu bilden, der eine Länge L₃ und einen Außendurchmesser d zwischen den entgegengesetzten Endteilen 5a aufweist, die intakt bleiben, d.h. ihren ursprünglichen Innendurchmesser D behalten. Der Teil 5b mit kleinerem Durchmesser wird derart gedehnt, dass der Durchmesser auf der Innenoberfläche in (engem) Kontakt zu den drei Drähten 1 gehalten wird.
Um die Länge L₃ und den Außendurchmesser d des gedehnten Teils 5b mit kleinerem Durchmesser zu erhalten, wird ein Spiralrohr (rohrförmiges Element) 6 auf dem Teil 5b mit kleinerem Durchmesser angebracht, wobei das Spiralrohr 6 einen elektrisch leiten den Drahtstab (etwa aus einem Draht) oder ein elektrisch leitendes und spiralförmig auf die Außenoberfläche des Teils 5b mit reduziertem Durchmesser gewickeltes Band umfasst.
Auf diese Weise können die vorbestimmte Länge L₃ und der Außendurchmesser d des Teils 5b mit kleinerem Durchmesser aufrechterhalten werden. Indem nämlich der Drahtgeflechtsschlauch 5 mit der ursprünglichen kurzen Länge L₂ gedehnt wird, kann seine Länge im wesentlichen gleich der Länge L1 der Drähte 1 unterschiedlicher Art vorgesehen werden, wodurch die Materialkosten für den Drahtgeflechtsschlauch reduziert werden können. Und außerdem wird die Innenoberfläche des Teils 5b mit kleinerem Durchmesser des gedehnten Drahtgeflechtsschlauches 5 in Kontakt mit den drei Drähten 1 gehalten, wodurch das Auftreten eines nicht-leitenden Teils vermieden werden kann, sodass eine zufriedenstellende elektromagnetische Abschirmung erhalten werden kann. Weiterhin werden die drei Drähte 1 durch den umgebenden Teil 5b mit kleinerem Durchmesser gehalten, so dass die Drähte 1 nicht gegeneinander reiben und die Dauerhaftigkeit der isolierenden Hüllglieder der Drähte 1 gegenüber Verschleiß erhöht wird.
Die mit der elektrischen Steckverbindung 3 verbundenen Metallanschlüsse 2 werden durch die Drahteinführungsöffnung b1 geführt, die in dem (als Befestigungsteil dienenden) Außengehäuse B des Motors ausgebildet ist, und sind mit den E/A-Anschlüssen des Motors verbunden.
Anstelle des Spiralrohrs 6 können gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung auch die in 3A gezeigten Clips 7 verwendet werden. In diesem Fall weist jeder Clip eine Rohrform auf und ist aus einem leitenden Metall oder einem leitenden Kunststoffmaterial ausgebildet, wobei ein Teil des Rohrkörpers ausgespart ist, um einen Schlitz 7a zu bilden. Durch eine Erweiterung der Schlitze 7a werden die Clips jeweils auf den entgegengesetzten Endteilen des Teils 5b mit kleinerem Durchmesser des Drahtgeflechtsschlauches 5 angebracht, so dass die Clips den Teil 5b mit kleinerem Durchmesser mittels ihrer Federkraft umgreifen und auf den Drähten 1 halten.
Gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung kann das Spiralrohr 6 wie in 3B gezeigt durch einen leitenden Haltestab 8 ersetzt werden. Dieser Haltestab 8 umfasst ein Verbindungsteil 8a mit einer Länge, die im wesentlichen gleich der Länge L₃ (siehe 2) des Teils 5b mit reduziertem Durchmesser ist, wobei dieser Verbindungsteil 8a aus Metall oder Kunststoff mit einer geeigneten Steifigkeit besteht, so dass er nicht versehentlich verformt werden kann. Die Clipteile 8b, die jeweils einen Schlitz 8c umfassen und dieselben Funktion wie der Clip 7 von 3A aufweisen, sind jeweils einstückig an entgegengesetzten Enden des Verbindungsteils 8a ausgebildet. Wenn also die Clipteile 8b, die jeweils an den entgegengesetzten Enden des Verbindungsteils 8a ausgebildet sind, auf dem Teil 5b mit kleinerem Durchmesser angebracht werden, halten sie den Teil 5b mit kleinerem Durchmesser in dem gedehnten Zustand, in dem die Länge L₃ und der Außendurchmesser d des rohrförmigen Teils 5b mit kleinerem Durchmesser aufrechterhalten werden.
Es wurden spezifische Beispiele des Formhaltegliedes gezeigt, wobei das Formhalteglied nicht auf diese Beispiele beschränkt ist, sondern ein beliebiges anderes geeignetes Glied verwendet werden kann, sofern seine Form und Funktion dem technischen Konzept der Erfindung entsprechen.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetischen Abschirmungsstruktur für elektrische Drähte mit folgenden Verfahrensschritten: Bereitstellen eines Bündels von elektrischen Drähten (1) mit einer ersten Länge (L1) und einem Durchmesser des Bündels, Bereitstellen eines Drahtgeflechtschlauchs (5) mit einerzweiten Länge (L2), die kürzer ist als die erste Länge (L1), und einem Innendurchmesser (D), der größer ist als der Durchmesser des Bündels, Durchführen des Bündels der elektrischen Drähte (1) durch den Drahtgeflechtschlauch (5), Verbinden einer ersten Steckverbindung (3) mit einem ersten Ende der elektrischen Drähte (1) und Verbinden einer zweiten Steckverbindung (4) mit einem zweiten, dem ersten Ende entgegengesetzten Ende der elektrischen Drähte (1), wobei die Steckverbindungen (3, 4) jeweils einen Durchmesser aufweisen, der größer ist als der Durchmesser des Bündels, Aufschieben eines ersten Endes des Drahtgeflechtschlauchs (5) auf die erste Steckverbindung (3) und eines zweiten Endes des Drahtgeflechtschlauchs (5) auf die zweite Steckverbindung (4), Ziehen der zweiten Steckverbindung (4) in einer Richtung wegwärts von der ersten Steckverbindung (3) in einem Zustand, bei dem das erste Ende des Drahtgeflechtschlauchs (5) auf der ersten Steckverbindung (3) und das zweite Ende des Drahtgeflechtsschlauchs (5) auf der zweiten Steckverbindung (4) festgehalten wird unter gleichzeitigem Dehnen des Drahtgeflechtschlauchs (5), so daß ein im Durchmesser verringerter Bereich (5b) entsteht, und Anbringen einer leitenden Halteeinrichtung (6; 7; 8) auf dem im Durchmesser verringerten Bereich (5b), um die Länge (L3) und einen Durchmesser (d) des im Durchmesser verringerten Bereichs (5b) beizubehalten.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Länge (L2) und der Innendurchmesser (D) des Drahtgeflechtschlauchs (5) derart gewählt werden, dass der Durchmesser (d) des im Durchmesser verringerten Bereichs (5b) im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Bündels der elektrischen Leiter (1) im gedehnten Zustand des Drahtgeflechtschlauchs (5) wird.
Elektromagnetische Abschirmungsstruktur für elektrische Drähte mit: einem Bündel von elektrischen Drähten (1), das einen Durchmesser hat, einer ersten Steckverbindung (3) und einer zweiten Steckverbindung (4), die jeweils mit den entgegengesetzten Enden der elektrischen Drähte (1) verbunden sind, wobei die Steckverbindungen (3, 4) jeweils einen Durchmesser aufweisen, der größer ist als der Durchmesser des Bündels der elektrischen Drähte (1), einem Drahtgeflechtschlauch (5), dessen beide Enden an den entsprechenden Steckverbindungen (3, 4) befestigt sind, und das einen gedehnten Bereich (5b) mit kleinerem Durchmesser (d) aufweist, der kleiner als der Durchmesser des Drahtgeflechtschlauchs (5) an den Steckverbindungen (3, 4) ist, und einer leitenden Halteeinrichtung, die auf dem gedehnten Bereich (5b) mit kleinerem Durchmesser (d) angeordnet ist, die den Durchmesser (d) des gedehnten Bereichs (5b) über eine bestimmte Länge (L3) hinweg beibehält.
Elektromagnetische Abschirmungsstruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung ein rohrförmiges Element (6) umfasst, das spi ralförmig auf den gedehnten Bereich (5b) mit kleinerem Durchmesser (d) gewickelt ist.
Elektromagnetische Abschirmungsstruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung ein Paar von Clipelementen (7; 8) umfasst, die beide Endteile des gedehnten Bereichs (5b) mit kleinerem Durchmesser (d) umgreifen.
Elektromagnetische Abschirmungsstruktur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Clipelemente (8) durch ein Stabelement (8a) miteinander verbunden sind, das sich entlang des gedehnten Bereichs (5b) erstreckt.
Elektromagnetische Abschirmstruktur nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtgeflechtschlauch (5) aus Strängen aus Kunstharz bestehen, um die spiralförmig kupferbeschichtete Stränge gewunden sind.