Tipps und Tricks zum Kabelbaum

Die Verkabelung ist eine der frustrierendsten und lohnendsten Aufgaben für jeden Kfz-Techniker. Es gibt eine Kunst und eine Wissenschaft, die, wenn sie richtig gemacht wird, auf dem gleichen Niveau ist wie Ihre hochwertige Maschinenarbeit.

Jeremy Gibson von Indy Wiring Services (indywiring.net) mit Sitz außerhalb von Indianapolis ist seit 2001 im Verkabelungsgeschäft tätig. Er hat für Pi Research in Cosworth gearbeitet und arbeitet jetzt direkt mit IndyCar für deren Kabelbaumbedarf zusammen. Der Großteil des Geschäfts von Indy Wiring ist auf den Rennsportmarkt ausgerichtet und verwendet Mil-Spec- und Luftfahrtprodukte wie DR25-Wärmeschrumpfschlauch, Spec 55A-Draht, Raychem-geformte Schrumpfschläuche, Deutsch Autosport-Stecker und eine Auswahl an OEM-Gegensteckern. In den letzten Jahren hat sich Gibson auf die Zusammenarbeit mit einigen OEMs und Industriekunden ausgeweitet, die Produkte wie Deutsch DTM/DT/DTP/DRC, TE HDP, AMPSEAL und MOLEX MX23 verwenden.

Wir haben uns kürzlich mit Gibson getroffen, um über Kabelbäume zu sprechen und darüber, was Motorenbauer benötigen, um einen besseren Kabelbaum für ihre Kunden herzustellen. Wenn ein Motorenbauer nicht bereit ist, einen Webstuhl herzustellen, ist Indy Wiring Service natürlich bestens in der Lage, einen nach Spezifikation zu bauen.

Eines der Dinge bei OE-Kabelbäumen ist, dass die Hersteller sie mit einem Budget konzipieren, um sie kostengünstig zu machen, und dass sie nicht dafür ausgelegt sind, häufig gefahren zu werden. Bei Motorsportanwendungen, bei denen ein Motor mehrmals pro Rennwochenende gewechselt werden kann, muss der Kabelbaum langlebig und flexibel genug sein, um Vibrationen standzuhalten, und über spezielle Anschlüsse wie Autosports zur Herstellung von Schnellkupplungen verfügen. Auch die Kabel müssen von hoher Qualität sein, um dem ständigen Ein- und Ausstecken standzuhalten.

Gibson sagt, dass sie für alle ihre Kabelbäume ausschließlich Tefzel-Kabel verwenden. Tefzel-Draht verwendet eine Ummantelung aus Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE) mit verzinnten Kupferleitungen. Die meisten OEs verwenden einen TXL-Draht aus Kupferdrahtlitzen und einer Ummantelung aus vernetztem Polyethylen (XLPE).

Gibson sagt, dass die Tefzel-Verkabelung aus mehreren Gründen für Rennanwendungen viel besser ist als die Standard-Autoverkabelung. Der Tefzel-Draht ist chemikalien- und hitzebeständig. „Es gibt ein paar Unterschiede zwischen Tefzel und TXL“, sagt er. „Die Temperaturbewertung ist beim Tefzel etwas besser. Der Tefzel-Draht ist für 150 °C ausgelegt, während TXL blau für 125 °C ausgelegt ist. TXL ist auch für eine niedrigere Spannung ausgelegt. Das Tefzel-Kabel ist für 600 Volt ausgelegt, führt aber bei einem IndyCar natürlich nicht mehr als maximal 12 Volt. Sollte es jedoch zu einer Überspannungssituation kommen, ist der Tefzel besser in der Lage, damit umzugehen.“

Er sagt außerdem, dass der Tefzel-Draht dünner und leichter ist, wenn man einen Kabelbaum für ein Steuergerät oder einen Webstuhl mit viel Verkabelung herstellt. Insgesamt übertrifft das Produkt Standard- und TXL-Kabel. Einige Motorenbauer und Rennfahrer verwenden TXL auch für Rennanwendungen, aber Gibson sagt, dass die Kosten für Tefzel nicht viel höher sind. Das hängt von Ihrer Anwendung ab. Wenn Sie jedoch das Beste nutzen möchten, ist Tefzel das Produkt der Wahl für Verkabelungsspezialisten, die ihren Lebensunterhalt mit dem Bau von Webstühlen verdienen.

Gibson sagt, er habe damit begonnen, Tefzel-Drähte für Hochspannungsanwendungen außerhalb des Motorsports zu verwenden, und er habe es verwendet, als er alle Kabelbäume für die ersten Formel-E-Elektroautos gebaut habe, die 2014 auf den Markt kamen. „Das war ein riesiges Projekt, und es war nur ein anderer Typ.“ und ich. Es war eine großartige Lernerfahrung.“

Gibson sagte, dass ihm die Verkabelung durch Zufall ans Herz gewachsen sei. „Als ich 19 war, war ich nur auf der Suche nach einem Job und bin damals bei PI Research gelandet“, sagt er. „Sie schickten mich nach Großbritannien, um dort ein paar Wochen lang eine Ausbildung in der Elektrotechnik zu absolvieren. Ich habe neun Jahre lang für sie gearbeitet und mich mit der Verkabelung und der Gleisunterstützung beschäftigt, und so ziemlich alles. Das Unternehmen war großartig. Ich hatte keinen Abschluss, aber wenn man den Job machen konnte, waren sie gerne bereit, einem eine Chance zu geben. In der Motorsportbranche gibt es viel Stammeswissen – insbesondere im Bereich der Verkabelung.“

Die meisten Motorenbauer arbeiten den ganzen Tag mit Metall, aber bei der ganzen Elektronik, die heutzutage in Motoren eingebaut ist, einschließlich eigenständiger Steuergeräte, Sensoren usw., ist die Verkabelung unvermeidbar. Allerdings sind manche Jungs besser darin als andere. Während Motorenbauer in der Regel keinen kompletten Kabelbaum bauen, fertigen einige den Motorkabelbaum, wenn sie ein eigenständiges Steuergerät verwenden oder für eine Rennanwendung, bei der Sie eine robustere Verkabelung benötigen. Sie möchten einen Kabelbaum bauen, der an das Steuergerät angeschlossen wird und mindestens bis zur Firewall reicht, wo sich möglicherweise ein Schottanschluss für den Rest des Chassis-Kabelbaums befindet. Eine Schottverschraubung ermöglicht das Herausziehen des Motors, ohne dass der Kabelbaum durch die Brandschutzwand getrennt werden muss.

Gibson sagt, dass er selbst für eine Breitensportanwendung beim besseren Tefzel-Draht bleiben würde, aber es gibt Fälle, in denen TXL verwendet werden kann. „Ich würde auf jeden Fall den Tefzel verwenden, entweder den 55A von Raychem oder ein Äquivalent nach Mil-Spezifikation. Der einzige Grund, warum ich jemals den TXL/GXL verwenden würde, sind die Anschlüsse, die auf der Rückseite abgedichtet werden müssen. Das Tefzel ist so dünn, dass es die Rückseite des OEM-Steckers möglicherweise nicht abdichtet, aber im Allgemeinen sollten Sie versuchen, die Dinge zu schützen.“

Und manchmal sind OEM-Steckverbinder aufgrund der von der Serie spezifizierten Sensoren unvermeidlich. Aber normalerweise können Sie den OEM-Anschluss modifizieren, um auf der Rückseite eine Manschette zu erhalten. Sie können es auf diese Weise abdichten, anstatt sich auf die Drahtdichtungen selbst zu verlassen.

„Wenn ich keine Manschette darauf anbringen kann, dann vergießen wir die Rückseite mit Epoxidharz und es ist nicht so schlecht für die Wartung“, bemerkt Gibson. „Normalerweise kann man es erhitzen und es sozusagen heraushacken, dann kommt es sauber heraus. Aber wir versuchen, auf Stiefel zu verzichten, aber manchmal lässt sich das nicht ändern. Und dann kann man manchmal etwas Schrumpfschlauch auf die Drähte auftragen, einen ganz kleinen Schrumpfschlauch, und diesen dann zurück in den Übergang des Kabels vergießen, und dann ist der Schrumpfdraht jetzt dick genug, um ihn mit der Automobildichtung abzudichten .

Bei der Verkabelung im Motorsport kommt das Löten nur sehr selten zum Einsatz, da man dadurch nicht die beste Verbindung erhält. Gibson sagt, dass das Problem mit Lötzinn darin besteht, dass es inkonsistent ist, je nachdem, wie man die Lötverbindung herstellt. Durch das richtige Crimpen mit dem richtigen Werkzeug erhalten Sie die beste und zuverlässigste Verbindung.

„Es ist wichtig, das richtige Werkzeug zu haben, das für die Crimpung geeignet ist und innerhalb der Kalibrierung liegt“, sagt Gibson. „Manche Leute quetschen etwas einfach so, als würden sie es mit einer Zange zerschlagen, und nennen es gut. Möglicherweise hängen Drähte heraus und Sie haben eine große Lücke. Wenn es hässlich aussieht, wird es höchstwahrscheinlich scheitern. Dann gibt es das, was wir „Vogelkäfig“ nennen, bei dem sich die Drähte verbiegen oder nicht alle in den Stecker passen. Es gibt Standards, die Sie beim Crimpen befolgen müssen, aber es ist narrensicherer als Löten. Wir verwenden Lötmittel nur, wenn wir einen Draht mit einer Abschirmung verbinden. Wir werden eine Löthülse verwenden. Und diese sind auch ziemlich narrensicher. Wenn wir beispielsweise ein Bündel abgeschirmter Drähte haben und diese Abschirmung mit einem Erdungsstift am Stecker verbinden müssen, verwenden wir eine Lötmuffe.“

Konzentrisches Verdrillen ist ein weiterer Trick, den Verdrahtungsspezialisten anwenden, um die Flexibilität zu erhöhen und viele Drähte effizient und sauber zu bündeln. „Wir machen das ständig, besonders im Renneinsatz, wo man die Gurte ständig an- und auszieht“, erklärt er. „Die Flexibilität ist sehr wichtig, sie sieht einfach gut aus und macht sie schön rund. Wenn Sie ein Geschirr haben, das gut aussieht, werden die Leute eher darauf vertrauen, dass es sich um ein Qualitätsgeschirr handelt, als wenn es klumpig aussieht. Auch wenn es vielleicht trotzdem funktioniert; Wenn es besser aussieht, werden die Leute ihm mehr vertrauen.“

Je nach Situation müssen Sie möglicherweise etwas Fülldraht hinzufügen, um die konzentrische Drehung richtig zu gestalten, sagt Gibson. Es handelt sich um eine Formel, bei der zur Schaffung von Flexibilität die gleiche Menge an Draht in die eine Richtung und eine andere Menge in die andere Richtung verdrillt werden muss. „Wir versuchen, den Füllstoff so gering wie möglich zu halten, aber manchmal müssen wir einen Draht hinzufügen. Wenn Sie hart genug arbeiten, können Sie jedes Mal eine perfekte Verlegung ohne Spachtelmasse erzielen. Es ist eine Art Kombination aus Wissenschaft und Kunst, um ein gutes Lay-Muster zu erhalten.“

Wenn Sie beispielsweise 12 Drähte mit demselben Durchmesser haben, ist das laut Gibson einfach. „Man kann drei Drähte in die eine Richtung und neun Drähte in die andere machen, und es ist perfekt rund. Aber wenn Sie 45 Drähte haben und einige abgeschirmt sind, verdrillte Paare oder andere verdrillte Paare mit 18 Gauge und 22 Gauge; Es wird ein bisschen mehr zu einer Kunst, bei der man es einfach herausfinden muss.“

Gibson sagt, dass man mit genügend Liebe zum Detail auch ohne viel Verkabelungserfahrung einen hochwertigen Kabelbaum bauen kann, aber das dauert länger. „Es gibt keinen Grund, warum jemand seinen Kabelbaum nicht selbst bauen kann. Aber oft liegt es einfach daran, dass nicht die richtigen Werkzeuge vorhanden sind, insbesondere bei einem Motorkabelbaum mit OEM-Steckern. Um es richtig zu machen, benötigen Sie möglicherweise Crimpzangen im Wert von 20.000 US-Dollar, weil es so viele verschiedene Anschlüsse gibt. Und alles hat seinen eigenen Standard.“

Während Gibson zugibt, dass einige Crimpwerkzeuge für die OEM-Anschlüsse recht teuer sind, benötigen die Autosports nur ein Crimpwerkzeug, und schon kann es losgehen. „Für weniger als 1.000 US-Dollar erhalten Sie alle Werkzeuge, die Sie für den Motorsport, DTs und DTMs benötigen“, sagt er. „Es ist der OEM-Bereich, bei dem es richtig teuer wird, die richtige Crimpzange zu bekommen. Viele Leute kaufen bei Lowe's eine billige Kfz-Bördelzange und versuchen, sie zum Laufen zu bringen. Aber das führt zu vielen Problemen.“

Obwohl es Hunderte von Büchern und Tausende von Artikeln über die Automobilverkabelung gibt, reichen einige der Standardsteckverbinder und Kabelprodukte im Rennsport einfach nicht aus. Die OEMs bauen Kabelbäume, die wartungsfähig sind und mehrere hunderttausend Meilen halten. Die Verkabelung muss außerdem allen Umgebungen standhalten und ist für große Produktionsläufe und nicht für den Rennsport ausgelegt.

Da es für die Verkabelung im Motorsport keinen „Race-Spec“-Standard gibt, orientieren sie sich laut Gibson größtenteils an Militär- oder Mil-Specs mit ein wenig Luftfahrtstandard. Er sagt, dass es für sein Geschäft wichtig sei, wann immer möglich die höchsten Standards einzuhalten. Wenn Sie einen Kabelbaum von Grund auf neu herstellen, besteht einer der „Tricks“ darin, einen Draht mit festem Kern zu verwenden, der beim Verlegen seine Form behält. Auf diese Weise haben Sie eine genauere Abmessung als bei einem Seil, das manche Leute stattdessen verwenden.

Gibson testet alle seine Kabelbäume, indem er jede Verbindung mit Spannung versorgt, um festzustellen, ob es zu Spannungsabfällen kommt. Das von ihm verwendete Werkzeug ist teuer, aber wenn Sie nur einen Motorkabelbaum bauen, können Sie die Leitungen mit einem guten Multimeter testen. Gibson empfiehlt außerdem, in ein gutes Paar Drahtcrimper zu investieren.

„Wir verwenden Crimpzangen von Rennsteig, die bei crimptools.com erhältlich sind“, sagt Gibson. „Wenn Sie auf der Website nach der Teilenummer des Stifts suchen, den Sie zu vercrimpen versuchen, wird dort ein Crimpeinsatz angezeigt, den Sie verwenden sollten. Es ist etwas teuer, aber wenn Sie produzieren. Es lohnt sich.“EB