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Stand der Technik
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DE 101 39 139 A1 bezieht
sich auf ein Dosiersystem zur Dosierung eines Reduktionsmittels
für eine Abgasnachbehandlung. Gemäß dieser
Lösung wird eine Vorrichtung zur Dosierung eines Reduktionsmittels,
insbesondere von Harnstoff bzw. einer Harnstoff-Wasser-Lösung,
zur Reduktion von in dem Abgas einer Brennkraftmaschine enthaltenen
Stickoxiden offenbart. Die Vorrichtung umfasst eine Fördereinrichtung
zur Beförderung des Reduktionsmittels von einem Vorratsbehälter
zu einem das Abgas führenden Abgasrohr sowie eine Zumesseinrichtung
zur dosierten Zufuhr des Reduktionsmittels in das Abgasrohr. Bei
der Fördereinrichtung handelt es sich um eine Pumpe und
bei der Zumesseinrichtung um ein Dosierventil mit einem Austrittselement.
Die Zumesseinrichtung ist derart ausgebildet, dass diese nahe oder
am Abgasrohr befestigt werden kann, so dass das Austrittselement
in das Abgasrohr hineinragt. Die Fördereinrichtung ist
derart ausgebildet, dass diese am oder im Vorratsbehälter
befestigt werden kann. Die Fördereinrichtung und die Zumesseinrichtung
stellen voneinander getrennte, über eine Verbindungsleitung
miteinander verbundene Module dar.
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DE 10 2004 0515746
A1 bezieht sich auf ein Tankmodul für ein Reduktionsmittel
und ein Dosiersystem. Das Tankmodul umfasst wenigstens ein Tankmodulgehäuse.
Innerhalb einer Tankkammer des Tankmodulgehäuses ist ein
Dosiersystem zur Dosierung eines Reduktionsmittels in ein Abgassystem
angeordnet.
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DE 10 2006 027 487
A1 bezieht sich auf einen Fahrzeugtank für ein
flüssiges Reduktionsmittel, insbesondere für eine
Harnstofflösung. Der Fahrzeugtank nimmt ein flüssiges,
beispielsweise wässriges Reduktionsmittel, insbesondere
eine Harnstofflösung, zur Reduktion von Stickoxiden im
Abgas von Brennkraft maschinen auf. Der Fahrzeugtank umfasst eine
Behälterwand, die aus Kunststoff gefertigt ist.
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Der
Vorratstank zur Aufnahme des Reduktionsmittels umfasst einen Schwapptopf
mit einem Heizungselement sowie Sensoren für die Füllstands- und
Temperaturmessung in Bezug auf das bevorratete Reduktionsmittel.
Das Heizungselement und die Sensoren sind permanent mit Reduktionsmittel
geflutet, was sehr hohe Ansprüche an die Abdichtung der elektrischen
Anschlusskabel stellt. Einzelne ummantelte Litzen werden in der
Regel über eine Einzeladerabdichtung abgedichtet. Diese
Lösung ist erprobt und findet häufig Anwendung
bei ummantelten Litzen im Durchmesserbereich zwischen 1 mm bis 3
mm. Werden mehrere einzelne Litzen zusammengefasst und mit einer
Ummantelung versehen, so sind Durchmesser von > 5 mm abzudichten. Erschwerend kommt dazu,
dass diese Kabel nicht immer ideal rund sind, Durchmesserschwankungen
aufweisen können und auch in der Ummantelung Fehlstellen
vorliegen können. Kabel mit einem Durchmesser von mehr
als 5 mm können mit einer modifizierten Einzeladerabdichtung
abgedichtet werden. Dabei findet ein symmetrisch ausgebildetes Profilgummielement
Anwendung, was sehr montagefreundlich ist. Dieses symmetrisch ausgebildete
Profilgummielement wird über eine Hülse axial
vorgespannt, um Dichtheit herbeizuführen. Bei Steckern
werden häufig Abdichtungen mit konischen Gummielementen
eingesetzt, wobei diese über ein Hülsenelement,
welches im Innendurchmesser ebenfalls konisch angeformt ist, axial
verspannt wird.
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Die
vorstehend beschriebenen Ausführungsvarianten zur Abdichtung
von Einzeladern oder mehreren zusammengefassten Litzen sind geeignet
für elektrische Kabel, die nicht permanent geflutet sind. Insbesondere
in Verbindung mit dem äußerst kriechfähigen
Reduktionsmittel und großen Kabeldurchmessern ist eine
Abdichtung mit den oben stehenden Methoden nicht mehr gewährleistet. Überdies
ist zu berücksichtigen, dass die Abdichtung auch bei einem innerhalb
des Reduktionsmittels schwingenden Kabel noch gegeben sein muss.
Kabel mit größerem Durchmesser werden massebedingt
zu größeren Schwingamplituden neigen, was die
aufgezeigte Problematik noch verschärft.
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Bei
den bekannten Einzeladerabdichtungen wird die Dichtheit über
die radiale Verpressung eines Gummielementes erreicht. Bei Kabeln
mit größeren Durchmessern wird vielfach eine zusätzliche
axiale Verspannung auf das Dichtelement aufgebracht. Die zusätzlich
in axialer Richtung wirkende Verspannung verstärkt auch
die radiale Abdichtung. Bei der Übertragung der Einzeladerabdichtung
auf solche Kabel, die einen größeren Durchmesser
aufweisen, wird bei der Montage der Spannhülse aufgrund
der Reibung zwischen Kabel und Profilgummi eine radiale Abdichtstelle
an der Vorderseite der Hülse liegen. Weiter hinten liegend
angeordnete verformbare Bereiche werden durch die aufgebrachte Axialkraft
nicht verformt. Dies bedeutet, dass bei der erstgenannten Dichtstelle
eine hohe Verformung auftritt und demzufolge eine hohe radiale Dichtkraft
zwischen Kabel und Profilgummi nur dort herrscht. Bei den in axialer Richtung
weiter hinten liegenden dichten Stellen ist die Abdichtkraft relativ
gering. Bei Kabeln mit größeren Durchmessern kann
es massebedingt zu großen Schwingamplituden kommen. Diese
Amplitude muss im Falle der vorgenannten Abdichtung ebenfalls an der
stark verformten Stelle aufgenommen werden. Aufgrund der Schwingamplitude
des Kabels kann es jedoch an dieser stark verformten Stelle zu einem temporären
Spalt zwischen Kabel und Profilgummi kommen. Wegen des dabei entstehenden
hydrodynamischen Effektes würde die Flüssigkeit
in die abzudichtende Kabeldichtung hineingepumpt. Diese Undichtheit
basiert nun darauf, dass die Funktionen radiale Abdichtung und Aufnahme
der Schwingbewegung gleichzeitig von ein und derselben Dichtstelle geleistet
werden müssen.
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Bei
der Abdichtung mittels eines konisch ausgebildeten Gummielementes,
welches in axialer Richtung verspannt wird, wird in der Regel eine
konisch ausgebildete Hülse eingesetzt, die in axialer Richtung
vorgespannt wird. Dadurch entstehen an der Auflagefläche
des Abdichtelementes auf dem abzudichtenden Kabel und der Anlagefläche
und einer Stirnseite Dichtstellen. Im Einlaufbereich des Abdichtelementes,
d. h. in dem Bereich, in dem das Kabel das Abdichtelement wieder
verlässt, entsteht eine Dichtstrecke, die zur Abdichtung
und das Abfangen der Schwingbewegung dient. Aufgrund des oben stehend
geschilderten hydrodynamischen Effektes wird auch hier bei einer
Auslenkung des Kabels eine potenzielle Undichtigkeitsstelle bei
gefluteter Abdichtung entstehen, insbesondere bei einem extrem kriechfähigen
Medium wie Reduktionsmittel.
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Darstellung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abdichtung eines Kabels,
welches in einen permanent von einem sehr kriechfähigen
Medium gefluteten Tank aufgenommen ist, zu verbessern und insbesondere
bei einer Abdichtung und ei ner Aufnahme von Schwingbewegungen des
Kabels bei permanenter Dichtheit herbeizuführen.
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Erfindungsgemäß wird
vorgeschlagen, zur Abdichtung zwischen einem Kabel mit größerem Durchmesser,
d. h. einem Durchmesser > 3
mm, und einem zu kontaktierenden Sensor unter Einsatz einer Klemmhülse
aus Gründen der Montagefreundlichkeit ein symmetrisch ausgebildetes
Dichtelement, was bevorzugt aus Gummi gefertigt ist, einzusetzen.
Hinsichtlich der elastischen Eigenschaften ist das Dichtelement
sehr weich auszuführen. Dadurch ist sichergestellt, dass
Unregelmäßigkeiten bzw. Toleranzen am abzudichtenden
Kabel ausgeglichen werden können. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung
wird eine Trennung der Funktionen Abdichtung auf der einen Seite
und Aufnahme der Schwingwege des Kabels auf der anderen Seite erreicht.
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In
einer ersten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung wird ein symmetrisch ausgebildetes Dichtelement
mit drei Stegen, die als Dichtlippen wirken, und am Innendurchmesser
des Dichtelementes ausgebildet sind, d. h. auf der dem abzudichtenden
Kabel zugewandten Seite liegen, eingesetzt. Das Dichtelement ist
als Profilgummi ausgeführt und demzufolge auf der dem abzudichtenden
Kabel zugewandten Seite elastisch. Die drei am Innendurchmesser
nebeneinander liegend ausgebildeten Stege, die als Dichtlippen dienen,
bilden bei der axialen Montage des Dichtelementes und Fixierung
mit einer Klemmhülse drei in Umlaufrichtung verlaufende
Linienkontakte mit der Mantelfläche des Kabels. Auf der
dem Innendurchmesser abgewandten Seite, d. h. im Bereich des Außendurchmessers,
des Dichtelementes ist dieses konstruktionsbedingt steifer und liegt
mit Flächenberührung am Innendurchmesser der Spannhülse
an. Die Mantelfläche des Kabels und der Innendurchmesser
der Spannhülse definieren demzufolge einen Hohlraum, in
dem das symmetrisch ausgebildete Dichtelement eingelegt wird.
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Mittels
der bereits erwähnten Spannhülse, die als Klemmhülse
oder dergleichen ausgebildet sein kann, wird das als Profilgummi
ausgebildete Dichtelement in axialer Richtung vorgespannt. Dadurch
wird das in den Hohlraum zwischen der Mantelfläche des
abzudichtenden Kabels und dem Innendurchmesser der Spannhülse
eingeschlossene Dichtelement verformt und erfährt eine
radiale Kraft sowohl nach innen in Richtung auf die Mantelfläche
des Kabels als auch nach außen in Richtung des Innendurchmessers
der Klemmhülse.
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Das
als Profilgummi ausgebildete Dichtelement hat bei der Montage aufgrund
der sich einstellenden Linienberührung der drei nebeneinander
angeordneten Stege zur Mantelfläche des Kabels nur eine
geringe Reibung in Bezug auf das abzudichtende Kabel, hingegen eine
große Reibung entlang seines steifen Außendurchmessers,
der am Innendurchmesser der Klemmhülse anliegt. Dadurch
wird die Stelle der größten Verformung des als
Profilgummi ausgebildeten Dichtelementes im Bereich der Dichtlippe
liegen, die an der Stirnseite des Sensorgehäuses anliegt.
Die Abdichtung des Kabels erfolgt demnach nicht an der einem Übergriff
der Klemmhülse nächstliegenden ersten Dichtlippe.
Diese erste Dichtlippe dient nur der Funktion der Aufnahme von Schwingungen
des Kabels und übernimmt keine Abdichtfunktion. Dies bedeutet,
dass in axialer Richtung unterkriechendes Medium, insbesondere Reduktionsmittel 28,
durch einen Ringspalt 32 zwischen der Mantelfläche
des abzudichtenden Kabels unter die erste Dichtlippe gelangt, jedoch
in axialer Richtung gesehen, in einem zwischen der ersten Dichtlippe und
einer zweiten Dichtlippe liegenden Flüssigkeitsaufnahmereservoirs
gefangen bleibt, d. h. die zweite und die dritte Dichtlippe, die
die Funktion der Abdichtung übernehmen, nicht unterkriecht.
Dadurch ist sichergestellt, dass die Kontaktfläche zwischen
der Mantelfläche des abzudichtenden Kabels und dem Sensorgehäuse
dauerhaft abgedichtet bleibt. Während die erste Dichtlippe
des als Profilgummi ausgebildeten Dichtelementes der Aufnahme der
Schwingungen dient, übernehmen die unbewegten, stark verformten
Bereiche der dritten Dichtlippe bzw. die am Sensorgehäuse
anliegende Stirnseite des als Profilgummi ausgebildeten Dichtelementes
die Abdichtungsfunktion. Da die zwischen der ersten Dichtlippe und
der dritten Dichtlippe liegende zweite Dichtlippe bereits stark
verformt ist, je nach Höhe der in axialer Richtung aufgebrachten
Vorspannkraft, ist die kriechende Flüssigkeit, d. h. das
Reduktionsmittel, im Flüssigkeitsreservoir gefangen und
vermag dieses nicht zu verlassen.
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In
einer weiteren Ausführungsvariante des der Erfindung zugrunde
liegenden Gedankens, kann in Abweichung zur ersten Ausführungsvariante
ein Profilgummi als Dichtungselement eingesetzt werden, bei dem
die Stege, d. h. die Dichtlippen, und dazwischen liegende Ringnuten
am Außendurchmesser des als Profilgummi ausgebildeten Dichtelementes
angebracht sind. Am Innendurchmesser des als Profilgummi ausgebildeten
Dichtelementes ist eine leichte Durchmesservergrößerung
zur Mitte, in Gestalt einer Auswölbung vorgesehen. Diese
lässt sich leichter zwangsentformen, im Vergleich zu den
in der ersten Ausführungsvariante in nenliegend ausgebildeten
relativ tiefen Nuten zwischen den am Innendurchmesser des als Profilgummi
ausgebildeten Dichtelementes gemäß der ersten
Ausführungsvariante.
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In
der zweiten Ausführungsform besteht eine relativ geringe
Reibung zwischen der Mantelfläche des Kabels und dem als
Profilgummi ausgebildeten Dichtelement. Die Nuten, die in der zweiten
Ausführungsvariante im Bereich des Außendurchmessers des
als Profilgummi ausgebildeten Dichtelementes liegen, sind kleiner
als die Nuten, die zwischen den drei Dichtlippen am Innendurchmesser
gemäß der ersten Ausführungsvariante
des als Profilgummi ausgebildeten Dichtelementes ausgeführt
sind. Aufgrund der damit verbundenen höheren Steifigkeit
am Außendurchmesser des als Profilgummi ausgebildeten Dichtelementes,
wird dieses bei der Montage der Klemmhülse im Bereich der
zweiten, dem Sensorgehäuse zugewandten Kontaktfläche
mit dem Mantel des Kabels und an der am Sensorgehäuse anliegenden
Stirnseite stärker verformt. Somit bilden sich an den genannten
Stellen die der Abdichtung dienenden Stellen des Dichtelementes.
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Auch
in der zweiten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung werden die Funktionen der Abdichtung, wie oben stehend
erwähnt, und die Funktion der Aufnahme der Schwingbewegung
voneinander getrennt. Die Funktion der Aufnahme der Schwingbewegung
liegt bei der zweiten Ausführungsvariante an einem ersten
Linienkontakt zwischen dem Innendurchmesser des als Profilgummi
ausgebildeten Dichtelementes und der Mantelfläche des abzudichtenden
Kabels. Die Auswölbung, die im Bereich des Innendurchmessers
des als Profilgummi ausgebildeten Dichtelementes liegt, dient der
Aufnahme von durch den Ringspalt in axiale Richtung kriechendem
Medium, insbesondere dem sehr gute Kriecheigenschaften aufweisenden
Reduktionsmittel. Da die dem Sensorgehäuse zuweisende Kontaktlinie
zwischen dem Innendurchmesser des als Profilgummi ausgebildeten
Dichtelementes und der Mantelfläche des abzudichtenden
Kabels stark verformt ist, wird das kriechende Medium die als Flüssigkeitsaufnahmereservoir
dienende Auswölbung an der Innenseite des als Profilgummi
ausgebildeten Dichtelementes nicht in Richtung des abzudichtenden
Sensorgehäuses verlassen.
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Anstelle
der zentrisch ausgebildeten Auswölbung am Innendurchmesser
des als Profilgummi ausgebildeten Dichtelementes können
auch zwei nebeneinander liegende Nuten im Bereich des Innendurchmessers
realisiert werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Anhand
der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
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Es
zeigt:
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1 eine
sich einstellende Undichtheit aufgrund hydrodynamischer Effekte
zwischen einem abzudichtenden Kabel und einem Profilgummi,
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2 eine
erste Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Dichtelementes mit Trennung der Funktionen Abdichtung und Aufnahme
von Schwingbewegungen des Kabels und
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3 eine
weitere Ausführungsmöglichkeit des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Dichtelementes mit der Trennung der Funktionen Abdichtung des Kabels
und Aufnahme der Schwingbewegungen des Kabels.
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Ausführungsformen
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Der
Darstellung gemäß 1 sei eine
sich einstellende Undichtigkeit aufgrund hydrodynamischer Effekte
zwischen einem abzudichtenden Kabel und einem Dichtelement zu entnehmen.
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Die
Darstellung gemäß 1 zeigt
ein Kabel 10, das symmetrisch zu seiner Symmetrieachse 12 ausgebildet
ist. Das Kabel 10 wird in ein Sensorgehäuse 14 geleitet.
An der Stirnseite 16 des Sensorgehäuses 14 liegt
ein aus Profilgummi ausgebildete Dichtung 20 an. Diese
ist von einer Klemmhülse 18 übergriffen,
die bei entsprechender Vorspannung die Dichtung 20 verformt.
Zwischen einer innenmantelfläche 42 der Klemmhülse 18 und
einer Mantelfläche 30 des abzudichtenden Kabels 10 ist
ein Hohlraum 22 vorgesehen, der im Wesentlichen durch die
Dichtung 20 ausgefüllt ist. Eine Stirnseite der
Dichtung 20 ist durch Bezugszeichen 24 kenntlich
gemacht, während eine Längsseite der Dichtung 20 durch
Bezugszeichen 26 angedeutet ist. Entlang der Längsseite 26 der
Dichtung 20 kontaktiert diese die Mantelfläche 30 des
abzudichtenden Kabels 10.
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Wie
aus der Darstellung gemäß 1 hervorgeht,
besteht zwischen der Stirnseite der Klemmhülse 18 und
der Mantelfläche 30 des abzudichtenden Kabels 10 ein
Ringspalt 32, über den kriechendes Medium 28 in
den Hohlraum 22 eintritt. Das kriechende Medium 28 unterwandert
die Längsseite 26 der Dichtung 20. Dies
hat seine Ursache darin, dass bei Kabeln 10 mit relativ
großem Durchmesser 38, massebedingt große
Schwingamplituden auftreten. Diese Schwingamplituden sind von der
Dichtung 20 aufzunehmen. Bei den Schwingamplituden wird
es im Bereich der Stirnseite 24 der Dichtung 20 zu
einem temporär auftretenden Spalt zwischen der Mantelfläche 30 des
Kabels 10 und der Längsseite 26 der Dichtung 20 kommen.
Aufgrund des dabei entstehenden hydrodynamischen Effektes wird das
kriechende Medium 28 in Richtung auf das Sensorgehäuse 14,
d. h. die abzudichtende Stelle 24, gepumpt und unterwandert
dabei die Längsseite der Dichtung 26, die an der
Mantelfläche 30 des Kabels 10 aufliegt. Diese
Undichtigkeit basiert darauf, dass bei der in 1 dargestellten
Lösung die Funktionen einer radialen Abdichtung und Aufnahme
der Schwingbewegung des Kabels von ein und derselben Partie der Dichtung 20,
d. h. von der Längsseite 26 insbesondere im vorderen
Bereich hinter dem Übergriff der Klemmhülse zu
leisten sind. Durch Bezugszeichen 36 ist eine Auslenkung
in +x- bzw. –x-Richtung bezogen auf die Symmetrieachse 12 des
Kabels 10 angedeutet, welche zur Unterwanderung der Längsseite 26 mit
kriechendem Medium 28 führt.
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2 zeigt
eine erste Ausführungsvariante eines erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Dichtelementes mit einer Trennung der Funktionen Abdichtung und
Aufnahme von Schwingbewegungen eines Kabels größeren
Durchmessers.
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2 ist
zu entnehmen, dass das Kabel 10 größeren
Durchmessers 38 ebenfalls mittels einer Dichtung 20 abgedichtet
wird. Die Dichtung 20 befindet sich im Hohlraum 22,
der zwischen der Mantelfläche 30 des Kabels 10 und
der Innenmantelfläche 42 der Klemmhülse 18 ausgeführt
ist. Aus der Darstellung gemäß 2 geht
zudem hervor, dass die Klemmhülse 18 eine Anlaufschräge 44 umfasst,
welche den Hohlraum 22 im Vergleich zur Lösung
in 1 etwas verringert.
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Das
Material, aus dem die im Hohlraum 22 angeordnete Dichtung 20 gefertigt
ist, ist bevorzugt ein sehr weich ausgebildetes Material, so dass
Unregelmäßigkeiten bzw. Toleranzen an der Mantelfläche 30 des
Kabels 10 größeren Durchmessers 38 ausgeglichen
werden können. Bei der in 2 dargestellten
Ausführungsva riante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung sind die Funktionen der Abdichtung und die Funktion
der Aufnahme der Schwingwege des Kabels 10 strikt voneinander
getrennt.
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Bei
der Dichtung 20, die im Hohlraum 22 zwischen der
Klemmhülse 18 und der Mantelfläche 30 des
abzudichtenden Kabels 10 aufgenommen ist, handelt es sich
um ein symmetrisch ausgebildetes Gummiprofil mit drei Stegen. Die
drei Stege fungieren als Dichtlippen und stellen eine erste Dichtung 46, eine
zweite Dichtung 48 sowie eine dritte Dichtung 50 dar.
Zwischen den einzelnen Dichtungsstegen 46, 48, 50 befinden
sich Hohlräume, nutenartige Vertiefungen, die gleiche Geometrie
oder voneinander unterschiedliche Geometrie aufweisen können.
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In
in 2 dargestelltem Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung befinden
sich die Dichtlippen 46, 48, 50 allesamt
am Innendurchmesser, d. h. auf der der Mantelfläche 30 des
abzudichtenden Kabels 10 zugewandten Seite. Die als Profilgummi
ausgebildete Dichtung 20 ist demzufolge konstruktionsbedingt
auf der der Mantelfläche 30 des Kabels zugewandten
Seite elastisch und hat bei der axialen Montage der Klemmhülse 18 drei
radial verlaufende Linienberührungen mit der Mantelfläche 30 des
abzudichtenden Kabels 10. Auf dem der Innenmantelfläche 42 der
Klemmhülse 18 zuweisenden Seite ist die Dichtung 20 konstruktionsbedingt
steif und weist eine Flächenberührung mit der
Innenmantelfläche 42 der Klemmhülse 18 auf.
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Mittels
der Klemmhülse 18 wird die als Profilgummi ausgebildete
Dichtung 20 in axialer Richtung vorgespannt. Es ergeben
sich bei Aufbringen einer Klemmkraft auf die Klemmhülse
eine erste axiale Krafteinleitungsstelle 52 sowie eine
zweite Krafteinleitungsstelle 54. Die erste Krafteinleitungsstelle
besteht zwischen einem radialen Übergriff der Klemmhülse 18 und
der Stirnseite 24 der Dichtung 20; die zweite
Krafteinleitungsstelle 54 wird durch die Stirnseite 16 des
Sensorgehäuses 14 und die diesem zuweisende Stirnseite
der durch die Axialkraft verformten Dichtung 20 gebildet.
Aufgrund der Krafteinleitung in axiale Richtung in die als Profilgummi
ausgebildete Dichtung 20 entsteht eine radiale Kraft nach innen
in Richtung auf die Mantelfläche 30 des abzudichtenden
Kabels 10 sowie nach außen in Richtung auf die
Innenmantelfläche 42 der Klemmhülse 18.
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Da
die als Profilgummi ausgebildete Dichtung 20 bei der Montage
aufgrund der Linienberührung entlang der ersten, zweiten
und dritten Dichtlippe 46, 48, 50 nur
eine geringe Reibung zur Mantelfläche 30 des Kabels 10 aufweist,
hingegen eine sehr große Reibung am steif ausgebildeten
Außendurchmesser, d. h. im Bereich der Innenmantelfläche 42 der
Klemmhülse 18, liegt ein Ort maximaler Verformung 56 im
Bereich der dritten Dichtlippe 50 sowie der der Stirnseite 16 des
Sensorgehäuses 14 zuweisenden Stirnseite der als
Profilgummi ausgebildeten Dichtung 20. Dies bedeutet, dass
eine erste Abdichtstelle 60 zwischen der Spitze des dritten
Dichtsteges 50 und der Mantelfläche 30 des
abzudichtenden Kabels 10 liegt, und eine weitere, zweite
Abdichtstelle 62 zwischen der der Stirnseite 16 des
Sensorgehäuses 14 zuweisenden Seite der Dichtung 20.
Durch diese einen Ort maximaler Verformung 56 darstellenden
Bereiche der Dichtung 20 wird eine abzudichtende Stelle 34 zwischen
der Innenseite des Sensorgehäuses 14 und der Mantelfläche 30 des
Kabels 10 wirksam abgedichtet.
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Dies
bedeutet, dass an dem Ort maximaler Verformung 56 die Funktion
der Abdichtung liegt, während im Bereich der ersten Dichtlippe 46 die Schwingungsaufnahme 58 liegt.
Die ruhiggestellten zweiten und dritten Dichtlippen 48 bzw. 50 am
Innendurchmesser der als Profilgummi ausgebildeten Dichtung 20 übernehmen
die Abdichtfunktion, während die erste Dichtlippe 46 am
Innendurchmesser der als Profilgummi ausgebildeten Dichtung 20 die Schwingungsaufnahme 58 beim
Schwingen des Kabels 10 im Fluid darstellt. Dringt bei
der Schwingbewegung gemäß des Bezugszeichens 36,
d. h. einer Auslenkung des Kabels 10 in +x-Richtung bzw.
in –x-Richtung bezogen auf dessen Symmetrieachse 12,
kriechendes Fluid 28 über den Ringspalt 32 in den
Hohlraum 22 ein, so wird dieses kriechende Fluid 28 im
Flüssigkeitsaufnahmereservoir 64, d. h. in der Nut
im Bereich des Innendurchmessers der Dichtung 20 zwischen
der ersten Dichtlippe 46 und der zweiten Dichtlippe 48 verharren.
Da die zweite Dichtlippe 48 schon eine relative große
radiale Vorspannung aufweist, wird die Flüssigkeit nicht
in den Leerraum 66 vordringen, der am Innendurchmesser
der als Profilgummi ausgebildeten Dichtung 20 zwischen
der zweiten Dichtlippe 48 und der dritten, sehr stark verformten
Dichtlippe 50 liegt.
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Aus
der Darstellung gemäß 3 geht eine weitere,
zweite Ausführungsmöglichkeit einer erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Dichtung hervor, bei der eine Trennung der Funktionen Abdichtung
und Schwingungsaufnahme für das Kabel gegeben ist.
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Bei
dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung
ist die Dichtung 20 ebenfalls als Profilgummi ausgebildet.
Im Gegensatz zu dem in der Darstellung gemäß 2 gezeigten
Dichtung, bei der am Innendurchmesser drei nebeneinander liegende
Dichtlippen 46, 48, 50 aufgeführt
sind und welches relativ aufwendig zwangsentformt werden muss, sind
bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel Dichtstege
im Bereich eines Außendurchmessers 68 Dichtung 20 verlegt.
Zwischen den einzelnen Dichtstegen im Bereich des Außendurchmessers 68 der Dichtung 20 sind
Nuten in einer Nuttiefe 76 ausgebildet. Demgegenüber
befindet sich im Bereich eines Innendurchmessers 78 der
als Profilgummi ausgebildeten Dichtung 20 eine leichte
Durchmesservergrößerung in Form einer Auswölbung 70.
Diese lässt sich im Vergleich zur in 2 dargestellten
Ausführungsvariante der Dichtung 20 wesentlich
leichter zwangsentformen. Aufgrund der Auswölbung 70,
d. h. der Durchmesservergrößerung entlang der
Längsseite 26 der als Profilgummi ausgebildeten
Dichtung 20, ergeben sich eine erste Kontaktlinie 72 und
eine zweite Kontaktlinie 74 zwischen dem Innendurchmesser 78 der
Dichtung 20 und der Mantelfläche 30 des
abzudichtenden Kabels 10. Durch die in 3 dargestellte
Ausführungsform der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung wird eine geringe Reibung zwischen der Mantelfläche 30 des
abzudichtenden Kabels 10 und der Innenseite, d. h. dem
Innendurchmesser 78 der als Profilgummi ausgebildeten Dichtung 20 erreicht.
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Die
am Bereich des Außendurchmessers 68 der Dichtung 20 vorgesehenen
Nuten sind bevorzugt kleiner als die Nuten, die die Freiräume 64 bzw. 66 an der
Innenseite der Dichtung 20 in der Darstellung gemäß 2 bilden.
Aufgrund der höheren Steifigkeit der Dichtung 20 im
Bereich des Außendurchmessers 68 der Dichtung 20 wird
diese bei der Montage der Klemmhülse 18, d. h.
dem Verspannen innerhalb des Hohlraumes 22, im Bereich
der zweiten Kontaktlinie 74 und der Stirnseite, die an
der Stirnseite 16 des Sensorgehäuses 14 anliegt,
sehr stark verformt im Vergleich zur entlang der Kontaktlinie 72 auftretenden
Verformung.
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Dadurch
sind auch bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung
die Funktionen Abdichtung und Aufnahme der Schwingbewegung 58 im
Bereich der ersten Kontaktlinie 52 von der Funktion Abdichtung
im Bereich der zweiten Kontaktlinie 74 und der Verformung
an der zweiten axialen Klemmkrafteinleitungsstelle 54 gegeben.
Während ent lang der ersten Kontaktlinie 72 eine
Schwingungsaufnahme 58 gegeben ist, stellt die zweite Kontaktlinie 74 zwischen dem
Innendurchmesser 78 der Dichtung 20 und der Mantelfläche 30 des
abzudichtenden Kabels 10 die Funktion Abdichtung sicher.
An der ersten Kontaktlinie 72 möglicherweise in
die Auswölbung 64 bzw. 70 eingedrungenes
kriechendes Medium 28 wird dort verharren. Da die zweite
Kontaktlinie 74 keine Schwingungsaufnahmestelle 58 darstellt,
sondern nicht ausgelenkt wird, tritt kein hydrodynamischer Punkteffekt
auf, so dass das kriechende Medium 28 in der Auswölbung 64, 70 verharren
wird.
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In
Abwandlung der Ausbildung einer ersten Kontaktlinie 72 und
einer zweiten Kontaktlinie 74 im Bereich des Innendurchmessers 78 der
als Profilgummi ausgebildeten Dichtung 20 können
auch zwei nebeneinander liegende Nuten geringer Tiefe am Außendurchmesser 68 gemäß der
Darstellung in 3 vorgesehen sein.
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In
der Darstellung gemäß 3 ist die
durch Schwingungen erzeugte Auslenkung in +x-Richtung bzw. –x-Richtung
in Bezug auf die Symmetrieachse 12 des abzudichtenden Kabels 10 durch
Bezugszeichen 36 angedeutet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10139139
A1 [0001]
- - DE 1020040515746 A1 [0002]
- - DE 102006027487 A1 [0003]