DE10053115C1 - Anordnung zur Durchführung eines Leitungsstranges und Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung - Google Patents

Abstract

Für eine längswasserdichte Durchführung eines Leitungsstrangs durch einen Wanddurchbruch mit einer den Leitungsstrang umgebenden Tülle wird eine Anordnung vorgeschlagen, bei welcher ein von der Tülle umgebener Raum zwischen zwei in Längsrichtung des Leitungsstrangs beabstandeten, den Leitungsstrang eng umschließenden Manschetten der Tülle mit einem dauerhaft zähflüssigen Dichtmittel ausgefüllt ist. Für die Herstellung wird Dichtmittel vorzugsweise bei erhöhter Temperatur unter Druck in den Raum eingepresst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Durchführung eines Leitungsstrangs durch einen Wanddurchbruch, insbesondere in Fahrzeugen, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung.

Aus der DE 298 07 815 U1 ist eine Elastomertülle zum Abdichten einer Kabeldurchführung in Fahrzeugen bekannt. Die Elastomer­ tülle verjüngt sich von einem Ringteil, welches in einem Wand­ durchbruch eingeknöpft wird, konisch zu einem nach Art eines Faltenbalgs ausgebildeten Wellschlauchabschnitt, welcher sich am Ende der Tülle weiter zu engeren Manschetten verengt.

Die DE 37 40 582 A1 zeigt eine Durchführungstülle für ein Ka­ belbündel, welche sich von einem Ringteil über einen ersten Abschnitt zu einem Rohrabschnitt hin verjüngt. In dem Rohrab­ schnitt weist die Tülle einen Innendurchmesser auf, der ge­ ringfügig größer ist als der Durchmesser des Kabelbündels. Zur Abdichtung der Durchführung wird das dem Ringteil abgewandte Ende des Rohrabschnitts bei auf das Kabelbündel aufgeschobener Tülle durch Umwickeln mit einem Band oder ähnlichem auf dem Kabelbündel fixiert und zugleich der Ringspalt zwischen Kabel­ bündel und Innenwand des Rohrabschnitts am Tüllenende verschlossen. Die mit dem Ringteil nach oben weisende Tülle wird in den Rohrabschnitt von oben mit flüssigem Dichtmittel be­ füllt, wobei eine Ringnut im Rohrabschnitt das Befüllen er­ leichtern soll. Das Dichtmittel härtet aus und bildet mit dem Rohrabschnitt und dem Kabelbündel eine kompakte Abdichtung. Der konische erste Abschnitt bleibt frei von Dichtmittel und erlaubt eine begrenzte Beweglichkeit der Anordnung.

DE 195 48 503 A1 offenbart ein Steckergehäuse, dessen Hohlraum isolierte elektrische Leiterdrähte aufnimmt. Außerdem ist der Hohlraum mit einem Füllstoff gefüllt. Der Füllstoff kann ein hochviskoses Medium sein.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Durchführung eines Leitungsstrangs durch einen Wanddurchbruch, insbesondere in Fahrzeugen, sowie ein Verfäh­ ren zur Herstellung einer solchen Anordnung anzugeben.

Erfindungsgemäße Lösungen sind in den unabhängigen Patentan­ sprüchen angegeben. Die abhängigen Ansprüche enthalten vor­ teilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Der Leitungsstrang kann sowohl nur eine einzige als auch meh­ rere Leitungen, Kabel oder dergleichen aufweisen. Die Leitun­ gen, Kabel oder dergleichen sind insbesondere elektrischer Art.

Durch die Ausbildung eines Dichtmittelraums zwischen zwei in Längsrichtung des Leitungsstrangs beabstandeten Manschetten und Ausfüllen des Dichtmittelraums mit einem dauerhaft zäh­ flüssigen Dichtmittel ergibt sich eine einfach aufgebaute An­ ordnung, welche durch die bleibende Viskosität des vorzugswei­ se dauerelastischen Dichtmittels dauerhaft dichtet und insbe­ sondere bei den in Fahrzeugen durch Erschütterungen unvermeid­ lichen Bewegungen des Leitungsstrangs zum einen solche Bewe­ gungen auf vorteilhafte Weise gedämpft und eventuell bei me­ chanischer Beanspruchung auftretende Ablösungen des Dichtmit­ tels von der Innenwand der Tülle und/oder dem Kabelmantel einer Leitung von selbst wieder heilt. Die dauerhafte Zähflüs­ sigkeit des Dichtmittels ist daher besonders vorteilhaft ge­ genüber aushärtenden Dichtmitteln.

Die Einschnürung der Tülle an den Manschetten gewährleistet, dass das in den Dichtmittelraum eingefüllte Dichtmittel bei den im Betrieb auftretenden Druckwerten im Dichtmittelraum nicht austritt. Hierzu liegt die Tülle mit den Manschetten eng am Leitungsstrang an, so dass die zwischen den Leitungen und der Tülle verbleibenden Kanäle beim Einbringen des Dichtmit­ tels in den Raum zwar die dabei verdrängte Luft leicht entwei­ chen lassen, das zähflüssige Dichtmittel aber in den engen Ka­ nälen einen so hohen Fließwiderstand erleidet, dass es nach Wegnahme des Fülldrucks nicht austritt. Die Manschetten der Tülle können durch bei den gegebenen Einsatzbedingungen als nicht dehnbar betrachtbare Ringe (z. B. Kabelbinder) umschlos­ sen sein. Diese Ringe werden insbesondere dann verwendet, wenn die am Leitungsstrang anliegenden Manschetten selbst keine ausreichende Abdichtung des Dichtmittelraumes bewirken.

Der Bereich der Tülle zwischen den beabstandeten Manschetten ist vorteilhafterweise als relativ zu der Befestigung der Tül­ le in dem Wanddurchbruch verformbarer Bereich ausgebildet, so dass mit ein und derselben Tüllenform über einen weiten Win­ kelbereich beliebige Zugangs- oder Abgangsrichtungen abwei­ chend von der Richtung der Flächennormalen der durchbrochenen Wand möglich sind, indem die Tülle unter Verformung des Be­ reichs zwischen den Manschetten unter Beibehaltung der Ab­ dichtwirkung einer Richtungsänderung nachgibt und dabei das Dichtmittel im Dichtmittelraum umgelagert wird. Dies ist von besonderem Vorteil dahingehend, dass bei der Herstellung der Durchführung die Tülle vor der Befestigung in dem Wanddurch­ bruch auf dem Leitungsstrang durch Einbringen des Dichtmittels mit einer Standardausrichtung zwischen Tülle und Leitungs­ strang vorbereitet und erst beim Befestigen der Tülle im Wand­ durchbruch die endgültige Ausrichtung des Leitungsstrangs festgelegt wird.

Vorteilhafterweise liegen die beiden Manschetten der Tülle auf verschiedenen Seiten des Wanddurchbruchs, wodurch sich eine geringe Bautiefe der Anordnung von der durchbrochenen Wand er­ gibt. Der Verformungsbereich der Tülle zwischen den beabstan­ deten Manschetten ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach Art eines Faltenbalgs mit wenigstens einer Falte ausge­ bildet. Die maximale Innen-Querschnittsfläche der Tülle im Be­ reich des Dichtmittelraums ist vorteilhafterweise wenigstens 50% größer als die Innen-Querschnittsfläche der Tülle bei den Manschetten, woraus sich zum einen ein für die dauerhafte Dichtwirkung vorteilhaftes Dichtmittelvolumen und zum anderen eine gute Verformbarkeit der Tülle in diesem Bereich ergibt.

Das Dichtmittel ist vorteilhafterweise adhäsiv sowohl zum Ma­ terial der Tülle als auch zum Mantelmaterial der Leitungen, so dass bei einer Verformung oder bei Erschütterungen keine Ablö­ sung des Dichtmittels von Tülle oder Leitungen erfolgt. Als Dichtmittel bevorzugt sind Materialien wie Fett, Wachs, Harz, Bitumen oder dergleichen mit den für die Erfindung wesentli­ chen Eigenschaften. Das Dichtmittel kann die zusätzliche Ei­ genschaft besitzen, unter Lufteinfluss weiter an Viskosität zuzunehmen, wodurch sich an beiden Manschetten ein verfestig­ ter Pfropf gegen das Austreten von zähflüssigem Dichtmittel bilden kann.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Anordnung wird die Tülle in konventioneller Weise auf den Leitungsstrang aufgebracht. Die Manschetten können erforderlichenfalls unter Verwendung einer Zange aufgeweitet werden. Über den Manschetten, welche bereits von sich aus elastisch gedehnt an dem Leitungsstrang anliegen können, werden eng anliegende oder gespannte Ringe, beispielsweise in Form von Kabelbindern angebracht, wobei zu­ vor eine Befüllsonde, beispielsweise eine Kanüle oder derglei­ chen parallel zu den Leitungen des Leitungsstrangs durch eine der beiden Manschetten eingeführt wurde. Über die Befüllsonde wird Dichtmittel, welches durch Erwärmen über die spätere Be­ triebstemperatur, beispielsweise auf eine Befülltemperatur zwischen 70°C und 90°C, kurzzeitig eventuell auch höher, in der Viskosität herabgesetzt ist, unter Druck in den Dichtmit­ telraum zwischen den beiden Manschetten eingepresst und ver­ drängt dabei die dort befindliche Luft. Der mit zunehmendem Füllgrad ansteigende Gegendruck wird überwacht und bei Errei­ chen eines bestimmten Druckwerts, typischerweise zwischen 1 bar und 3 bar Überdruck, wird der Befüllvorgang abgebrochen. Das Erreichen eines bestimmten Gegendrucks dient zugleich als Prüfkriterium für die Dichtheit der Leitungsdurchführung durch die Tülle. Die durch die Drucküberwachung beim Befüllen gleichzeitig erfolgende Dichtheitsprüfung ist fertigungstech­ nisch besonders vorteilhaft. Für den Befüllvorgang kann die Tülle von einer formhaltigen Hilfseinrichtung mit beispiels­ weise zwei gegeneinander mechanisch gehaltenen Halbschalen um­ geben sein, um eine unzulässige Aufweitung unter der Einwir­ kung des Befülldrucks zu vermeiden. Die Befüllsonde wird ent­ nommen und der Ring um die betroffene Manschette erforderli­ chenfalls nachgestellt. Die Herstellung ist dadurch, dass kei­ ne Aushärtung des Dichtmittels abgewartet werden muss, auch hinsichtlich des Zeitaufwandes bei der Herstellung besonders günstig. Liegen die Manschetten ausreichend dicht am Leitungs­ strang an, kann auf eine Umspannung der dem Dichtmittelausgang der Befüllsonde zugewandten Manschette durch einen Ring unmit­ telbar vor dem Befüllvorgang verzichtet werden. In diesem Fall wird das Dichtmittel in den Dichtmittelraum eingepreßt und verbleibt dort auch ohne den Ring. Auch nach dem Befüllvorgang kann auf eine Montage von solchen Ringen an den Manschetten verzichtet werden, wenn die Manschetten derart dicht am Lei­ tungsstrang anliegen, daß das Dichtmittel nicht aus dem Dicht­ mittelraum austreten kann.

Die befüllte Tülle wird mit dem fertig konfektionierten Lei­ tungsstrang in dem Wanddurchbruch in an sich bekannter Weise befestigt. Ein Ringteil der Tülle kann beispielsweise eine um­ laufende Ringnut aufweisen, welche die Kante des Wanddurch­ bruchs umgreift. Das Ringteil kann auch, insbesondere bei stärkerer mechanischer Belastung im Betrieb, mit einer zusätz­ lichen Verstärkungsringscheibe versehen und/oder auf andere Weise in der Wand befestigt sein.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch ein­ gehend veranschaulicht. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Anordnung

Fig. 2 eine Schrägansicht einer Tülle auf einem Lei­ tungsstrang

Bei der in Fig. 1 als Schnittbild skizzierten Anordnung ist in einem Durchbruch durch eine Wand WA, die beispielsweise durch ein Wandblech eines Fahrzeugs gebildet sein kann, eine typi­ scherweise ringsymmetrische Tülle TU aus elastischem Material befestigt, indem eine am äußeren Umfang eines Ringteils RT der Tülle umlaufende Ringnut RN das Wandblech entlang der Kante des Durchbruchs beidseitig umgreift.

Der Tüllenkörper weist in Längsrichtung LR des Leitungsstrangs LS an beiden Enden Manschetten M1, M2 auf, welche den Lei­ tungsstrang LS mit seinen in Längsrichtung LR verlaufenden elektrischen Leitungen L eng umschließen. Auf die Manschetten M1, M2 können radial außenliegende Verstärkungsringe RI aus dehnfestem Material aufgesetzt sein, welche ein Aufweiten der Manschetten im Betrieb oder beim Befüllen verhindern. Die Ver­ stärkungsringe können beispielsweise durch Schlauchschellen, Kabelbinder oder dergleichen gebildet sein. Eine Manschette liegt links und eine rechts der Ebene des Wanddurchbruchs.

Zwischen den beiden Manschetten und in Längsrichtung gegen die Ebene des Wanddurchbruchs versetzt weist die Tülle einen Ver­ formungsbereich VF auf, welcher im skizzierten bevorzugten Beispiel nach Art eines Faltenbalgs FB mit einer Falte ausge­ bildet ist. Im Verformungsbereich ist die Tülle gegenüber dem Durchmesser DL des Leitungsstrangs bei den Manschetten radial deutlich aufgeweitet auf einen maximalen Innendurchmesser DH. Die Innen-Querschnittsfläche der Tülle ist bei dem maximalen Durchmesser DH um wenigstens 50%, insbesondere wenigstens 80% größer als bei den Manschetten. Die Erweiterung DH-DL des In­ nendurchmessers beträgt vorzugsweise wenigstens das 3-fache, insbesondere wenigstens das 4-fache der mittleren Wandstärke der Tülle in diesem Bereich, so dass in diesem Bereich die Tülle eine gute Verformbarkeit für ein Verkippen VK der Ab­ gangsrichtung des Leitungsstrangs gegen die skizzierte Stan­ dardposition mit zur Ebene WE des Wanddurchbruchs senkrechter Längsrichtung LR des Leitungsstrangs LS aufweist.

In den von der Tülle zwischen den beabstandeten Manschetten M1, M2 umschlossenen Raum ist ein dauerhaft zähflüssiges, zu Innenwand der Tülle und Mantelmaterial der Leitungen des Lei­ tungsstrangs LS adhäsives Dichtmittel DM eingefüllt, welches diesen Raum unter möglichst vollständigem Luftausschluss aus­ füllt und sich insbesondere auch zwischen den einzelnen Lei­ tungen des Leitungsstrangs LS befindet. Der weit überwiegende Volumenanteil des Dichtmittels findet sich dabei in dem Ver­ formungsbereich VF.

Bei einer Verkippung der Längsrichtung LR des Leitungsstrangs LB an dem bei der Manschette M2 liegenden Ende der Tülle la­ gert sich das Dichtmittel in dem von der Tülle umschlossenen Raum um, ohne Rissbildungen oder Ablösungen zu zeigen, und bildet auch bei verkipptem Leitungsstrang einen zähen kompak­ ten Kern mit unverändert gegebener Dichtfunktion.

Die Fig. 2 zeigt die in Fig. 2 skizzierte Tülle mit einem Lei­ tungsstrangabschnitt in Schrägansicht.

Die vorstehend und in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale können sowohl einzeln als auch in verschiedenen Kombinationen vorteilhaft realisiert sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in man­ cherlei Weise abwandelbar.

Claims (14)

1. Anordnung zur längswasserdichten Durchführung eines Lei­ tungsstrangs durch einen Wanddurchbruch, insbesondere in Fahrzeugen, mit einer in dem Wanddurchbruch befestigten und den Leitungsstrang umgebenden elastischen Tülle und einem Dichtmaterial zwischen Leitungen und Innenwand der Tülle, dadurch gekennzeichnet, dass die Tülle (TU) an zwei in Längsrichtung (LR) des Lei­ tungsstrangs (LS) beabstandeten Manschetten (M1, M2) den Leitungsstrang (LS) eng umschließt und zwischen den beiden Manschetten zu einem Dichtmittelraum radial erweitert ist, und dass der von der Tülle zwischen den beiden Manschetten (M1, M2) umschlossene Dichtmittelraum mit einem dauerhaft zähflüssigen Dichtmittel (DM) ausgefüllt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innen-Querschnittsfläche der Tülle im Dichtmittel­ raum um wenigstens 50% gegenüber der Innen- Querschnittsfläche an den Manschetten zunimmt.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tülle zwischen den Manschetten (M1, M2) einen Ver­ formungsbereich (VF) ausbildet.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verformungsbereich (VF) als Faltenbalg (FB) ausge­ führt ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass je eine Manschette (M1 bzw. M2) auf jeder Seite der Ebene (WE) des Wanddurchbruchs liegt.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschetten (M1, M2) von dehnfesten Ringen (RI) um­ schlossen sind.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel (DM) adhäsiv zu Tülle (TU) und Leitun­ gen (L) ist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch Wachs, Fett, Harz oder Bitumen als Dichtmittel (DM).

9. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der auf den Leitungsstrang (LS) aufgebrachten Tülle (TU) durch eine der Manschetten (M1 oder M2) Dichtmittel (DM) unter Druck in den Raum zwischen den Manschetten (M1, M2) eingebracht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel (DM) durch eine zu dem Leitungstrang (LS) parallele Kanüle eingepresst wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosität des Dichtmittels zum Einbringen durch Erwärmen auf eine über dem Betriebstemperaturbereich liegen­ de Temperatur herabgesetzt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgang des Einbringens von Dichtmittel bei Errei­ chen eines bestimmten Gegendrucks beendet wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass während des Einbringens von Dichtmittel die Tülle durch eine Hilfseinrichtung formstabilisiert ist.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen von Dichtmittel vor dem Befestigen der Tülle im Wanddurchbruch vorgenommen wird.