CN111542979B - 用于制造防爆的导线贯穿部的方法和防爆的导线贯穿部 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造防爆的导线贯穿部（10）的方法以及一种这样的导线贯穿部（10）。预给定的数量的或者质量的弹性体材料施加到导线（11）上，所述预给定的数量的或者质量的弹性体材料在表面区段（24）中在周向上完全包围导线（11）。具有弹性体材料（22）的导线（11）被放入到贯穿体（15）的贯通开口（30）中。贯穿体（15）优选在其整个轴向长度上塑性变形。在塑性变形之后，弹性体材料（22）基本上完全填满在变形的贯穿体（15）与所述导线（11）之间剩余的体积。弹性体材料（22）弹性变形并且不仅压到导线（11）上还压到变形的贯穿体（15）上，从而使得在贯穿体（15）与导线（11）之间形成防火花击穿的间隙（34）。根据变形的贯穿体（15）与导线（11）之间的在贯穿体（15）变形之后剩余的内部的体积来确定和预给定弹性体材料（22）的施加的质量。因此，弹性体（22）的质量至少取决于导线（11）的外部尺寸。因此，具有同一尺寸的贯穿体（15）能够用于具有不同的外部尺寸的导线（11）。

Description

用于制造防爆的导线贯穿部的方法和防爆的导线贯穿部

技术领域

本发明涉及一种用于制造防爆的导线贯穿部的方法以及一种这样的导线贯穿部。所述防爆的导线贯穿部用于将具有至少一个电导体和/或光导体和/或流体导体的导线以防爆的形式引导穿过开口、例如防爆的壳体的壁开口。因此，所述导线能够从防爆的区域或者壳体中引导进入有爆炸危险的周围环境中。

背景技术

所述导线能够具有多个同类的或者不同类的导体。例如，其能够具有至少一个电导体和/或至少一个光导体。附加地或者替代地，设置至少一个流体导体。

将这样的导线从防爆的区域中贯穿到有爆炸危险的周围环境中需要高度细致和准确性。必须保证热气体、火花、火焰或者别的点火源不能进入到有爆炸危险的周围环境中。要么所述导线贯穿部必须将所述区域彼此密封分隔开，要么剩余的间隙必须在其横截面和其长度方面这样构造，使得所述剩余的间隙是防火花击穿的。遵守防火花击穿的间隙的间隙尺寸需要在制造该导线贯穿部时的高度的制造准确性。因此，通常需要为具有不同的横截面或者横截面尺寸的不同的导线提供具有准确匹配的尺寸的贯穿体，所述导线能够以防爆的形式贯穿穿过所述贯穿体。

例如，DE 10 2012 111 270 A1公开了一种导线贯穿部。所述导线贯穿部具有由外套筒形成的贯穿体和与此同轴地布置的内套筒，所述贯穿体具有贯穿开口，所述导线贯穿穿过所述内套筒。所述贯穿体具有由能够塑性变形的材料构成的绉缩区段。所述内套筒能够弹性变形。通过该贯穿体的绉缩区段的变形实现该内套筒的弹性变形。在所述导线与所述内套筒或者所述在所述内套筒与所述贯穿体之间形成防火花击穿的间隙。

发明内容

由这个现有技术出发，本发明的任务在于实现一种防爆的管线贯穿部，其能够用于不同的导线。

这个任务通过根据本发明的方法以及根据本发明的导线贯穿部解决。

根据本发明的防爆的管线贯穿部包括能够塑性变形的贯穿体。所述贯穿体优选由含有金属的材料构成，尤其是由金属合金并且优选由钢合金构成。所述贯穿体具有在轴向上贯穿的贯通开口，该贯通开口尤其能够实施为圆柱形的通道。

在制造防爆的管线贯穿部时，首先将预给定的限定的数量的、尤其是预给定的质量的弹性体材料施加到导线的外表面的、例如导线护套的表面区段上。所述导线例如能够是电缆。该弹性体材料的数量至少根据该导线的外部尺寸变化。施加的弹性体材料的外部尺寸在此在每个位置处都小于所述贯通开口的内部尺寸。

该弹性体材料的施加的数量或者质量优选能够连续改变，例如通过选择该弹性体材料的径向的层厚度和/或该弹性体材料的轴向长度而改变。

所述弹性体材料在周向上、尤其是完全无空隙地在周向上包围所述表面区段，从而使得该弹性体材料在施加到所述表面区段之后具有套筒形的或者空心圆柱形的外形。由此能够形成套筒形的或者空心圆柱形的弹性体。其厚度和轴向长度能够以可变的方式在制造该导线贯穿部时预给定。

然后，具有施加在所述表面区段上的弹性体材料的导线布置在该贯穿体的贯通开口中。优选地，所述弹性体材料在轴向上几乎放置在该贯穿体的贯通开口的中心。

然后，所述贯穿体塑性变形。在此，该贯穿体的中心区段被压向所述弹性体材料，其中，所述弹性体材料弹性变形并且压向该导线的外表面。在此，该弹性体材料的轴向长度增加，而该弹性体材料的径向的层厚度减小。由于该贯穿体的外部的压力，所述弹性体材料在其弹性变形的状态下完全地或者部分地这样封闭在所述弹性体材料与所述贯穿体之间的以及在所述弹性体材料与该导线的外表面之间的剩余的间隙，使得不仅在所述弹性体材料之间与所述贯穿体之间、还在所述弹性体材料与所述导线之间分别形成有防火花击穿的间隙。在此，存在在该导线内的、例如在多芯电缆的芯之间的间隙也能够在该贯穿体的中间区段的区域中被减小或者被封闭，从而使得在该导线内也仅剩余防火花击穿的间隙。

这样以可变的方式预给定施加的弹性体材料的数量或者质量，使得具有不同的外部尺寸的导线能够贯穿穿过具有同一尺寸的贯穿体并且以防火花击穿的方式绉缩。换言之，同一尺寸的贯穿体能够用于截然不同的导线横截面。

通过本发明，不需要提供多个不同尺寸的贯穿体，所述贯穿体非常准确地匹配于待贯穿的导线的导线横截面的尺寸。

在一种优选的实施方式中，所述弹性体材料能够被提供为带形的材料并且卷绕到导线护套的外表面的表面区段上。由此能够根据情况并且优选连续地匹配该弹性体材料的数量或者质量。

有利的是，在所述弹性体材料完全硫化之前，所述弹性体材料施加到导线护套的外表面的表面区段上。然后在施加之后，所述弹性体材料能够完全硫化并且形成统一的完整的弹性体。

在一种优选的实施例中，所述弹性体材料具有聚异丁烯。所述弹性体材料例如能够是具有聚异丁烯的橡胶混合物。

优选的是，所述弹性体材料以多个层的形式施加到导线护套的外表面的表面区段上。层的数量确定该弹性体材料的径向的层厚度。优选地，该弹性体材料的彼此紧紧贴靠的层通过其直接接触而相互连接成唯一的弹性体。在此，如果所述弹性体材料作为弹性体带通过缠绕被施加时，则能够通过利用对应宽的弹性体带进行缠绕而提供唯一的层，或者如果所述弹性体带比待制造的弹性体的所需的轴向长度窄，则能够在轴向上围绕表面区段重叠地彼此相继地缠绕多个单绕组。

通过每层具有多个在轴向上重叠的单绕组的缠绕，形成的弹性体能够具有带有隆起部的侧表面，所述隆起部通过所述重叠产生。因为在这些位置处的层比在重叠的单绕组之外的层厚。在这种情况下有利的是，相对于该侧表面的相邻的几乎位于同一圆柱侧表面上的区域的凸起的最大高度小于该贯通开口在中间区段中的半径变化。由此保证，即使当该弹性体的侧表面与理想的圆柱侧表面不同时，在贯穿体变形之后也不剩余妨碍防火花击穿的自由空间或者间隙。

在一个实施例中，所述弹性体材料不产生与该导线的外表面的粘接连接或者别的材料锁合的连接。所述弹性体材料仅力缩合地或者摩擦锁合地保持在所述外表面上。

在该贯穿体塑性变形之后，所述弹性体材料基本上完全填满变形的贯穿体与所述导线之间的空间。该空间的在所述贯穿体与所述导线护套之间剩余的体积能够通过所述弹性体材料至少填满95%或者至少填满97%或者至少填满99%。与此对应地预给定该弹性体材料的最初施加到所述导线上的质量。

进一步有利的是，变形的贯穿体的轴向长度大于所述弹性体材料的轴向长度或者大于所述弹性体的轴向长度。如果已制造所述防爆的导线贯穿部，则变形的贯穿体优选在两个轴向侧上突出于所述弹性材料。

此外还优选的是，所述贯穿体这样变形，使得变形的轴向的端部区段比变形的贯穿体的变形的中心区段具有更小的外部尺寸和/或更小的内部尺寸。优选地，变形的贯穿体的端部区域紧紧贴靠在导线护套处。通过这种实施方式能够改善该导线贯穿部的密封性和/或能够附加地实现将该导线保持或者夹紧在所述贯穿体处，以便阻碍或者阻止该导线相对于所述贯穿体的轴向运动。变形的贯穿体的端部区域与所述导线护套之间的可能剩余的间隙优选无弹性体材料。

优选地，无论被贯穿穿过的导线的外横截面如何，中间区段的外部尺寸的在该贯穿体塑性变形时引起的减小总是相同的。由此能够实现，变形的贯穿体在中间区段中具有贯穿外表面，其具有限定的形状和限定的尺寸。这个贯穿外表面能够在将该贯穿体布置在壁开口或者类似物中时用于制造防火花击穿的间隙。在此，能够有利的是，在塑性变形之后通过机械加工（例如研磨和/或剥离和/或滚轧或者别的适合的工艺）再加工所述贯穿外表面，从而使得防火花击穿的间隙的制造能够实现平整度和公差。

优选地，变形的贯穿体的贯穿外表面在中间区段中对应于圆柱体的侧表面。

所述贯穿体在其未变形的初始状态下具有空心圆柱形的形状或者套筒形状。

附图说明

由从属权利要求、说明书和附图得出本发明的有利的构型方案。在下文中，根据所附附图详细阐述本发明的优选的实施例。

附图示出：

图1-5分别示出在使用贯穿体以及弹性材料的一个实施例的情况下制造防爆的导线贯穿部时的步骤，和

图6和7示出在使用图1-5中的贯穿体的情况下另外的防爆的导线贯穿部的制造，其具有直径更大的另外的导线。

具体实施方式

图1至5示意性地示出防爆的导线贯穿部10的制造。防爆的导线贯穿部10用于以防爆的方式使导线11贯穿穿过壁或者壁区段12。壁或者壁区段12将防爆的区域或者空间与有爆炸危险的周围环境分隔开。例如能够是防爆的壳体的、尤其是耐压的罩壳（Ex-d）的壁区段12。

在壁区段12中存在壁开口13（图5）。该壁开口具有壁开口内表面14，该壁开口内表面优选对应于圆柱侧表面。导线贯穿部10包括贯穿体15。当防爆的导线贯穿部10被完整制造时（图5），贯穿体15塑性变形和/或加工，并且由此形成贯穿外表面16，该贯穿外表面配属于壁开口13或者壁开口内表面14。当将贯穿体15的具有贯穿外表面16的区段布置在壁开口13中时，壁开口内表面14和贯穿外表面16共同限界外部的防火花击穿的间隙17。外部的防火花击穿的间隙17能够环形地闭合。也可能的是，贯穿体15在一个或者多个位置处贴靠在壁开口内表面14处，从而使得在横截面中看，外部的防火花击穿的间隙17未完全环形地闭合并且具有不均匀的间隙厚度。

当在贯穿体15与壁区段12之间建立防火花击穿的连接时，能够设置装置，用于保证并且维持贯穿外表面16定位在壁开口13中。例如能够存在紧固装置或者固定装置，以便将贯穿体15保持或者固定在壁区段12处的需要的相对位置中。例如，贯穿体15能够材料锁合地和/或力锁合地和/或形状缩合地固定在或者保持在壁区段12处或者壁开口13中。

为了制造导线贯穿部10，在第一步骤中（图1），将弹性体材料施加并且根据示例卷绕到导线11的外表面21上。外表面21例如能够通过导线护套的外表面形成。导线11能够具有至少一个电导体和/或至少一个光导体和/或至少一个流体导体。例如能够是多芯电缆。

根据示例，以弹性体带23的形式或者别的适合的形式提供弹性体材料22，所述别的适合的形式实现该弹性体材料的数量或者质量的连续变化。弹性体带23在外表面21的表面区段24中在周向上围绕外表面21缠绕，从而使得弹性体材料22在表面区段24中在周向上完全包围导线11。

弹性体材料22以多个层25的形式在表面区段24中施加到导线11上。在该实施例中，通过利用弹性体带23实现的在轴向上相继地布置的一个或者多个缠绕结构形成每个层25。在图1中示意性地通过箭头P示出了利用弹性体带23缠绕导线11。

优选地，在相对于导线11的延伸方向的径向上或者在轴向A上来观察，每个层25具有相同的厚度，这例如通过下述方式来实现：该弹性体带的宽度对应于表面区段24的轴向长度，弹性体材料22施加在所述表面区段中。

当弹性体材料22被施加到导线11上时，其优选未完全硫化。在施加弹性体材料22的过程中，紧邻的层25相互接触并且彼此连接。由此产生由弹性体材料22制成的弹性体26，该弹性体具有空心圆柱形的或者套筒形的外形并且在表面区段24的区域中环绕导线11。在此不产生弹性体26与导线11之间的粘接连接或者材料锁合的连接（图2）。弹性体材料22能够具有例如聚异丁烯。

在下一步骤中，具有弹性体材料22或者弹性体26的导线11贯穿穿过贯穿体15的贯通开口30（图2）。贯通开口30在轴向A上完全穿过贯穿体15，并且在本示例中具有圆柱形的形状。在图2中示出了在其未变形的初始状态下的贯穿体15。该贯穿体在本示例中具有基本上为空心圆柱形的或者套筒形的外形，该外形具有圆柱侧表面形的外表面和内表面。贯穿体15在其未变形的初始状态下具有对应于第一直径d1的外直径和对应于第二直径d2的内直径。弹性体26的外部尺寸或者外直径最大等于并且优选小于第二直径d2。导线11在本示例中具有对应于第三直径d3的外直径。

在轴向A上，相对于弹性体26这样布置贯穿体25，使得弹性体26几乎布置在贯通开口30的中心，如图2示意性所示。在下一步骤中，所述贯穿体塑性变形。利用适合的绉缩工具（未示出），在沿周向围绕所述贯穿体均匀分布的多个位置处将变形力F施加到贯穿体15上，该变形力径向向内地指向导线11。在图3中示意性地通过空心箭头示出变形力F。

在变形时，贯穿体15的外形改变。变形的贯穿体15（图3）具有多个轴向区段，所述轴向区段的形状与紧邻的轴向区段不同。在本示例中，变形的贯穿体15在每个轴向的纵向端部处分别具有端部区段31并且在两个端部区段31之间具有中心区段32。每个端部区段31能够通过在径向上加宽的或者锥形的连接区段33与中心区段32连接。

变形的贯穿体15的中心区段32具有对应于第四直径d4的外直径，该外直径小于在贯穿体15的初始状态下的第一直径d1。变形的贯穿体15的中心区段32具有对应于第五直径d5的内直径，该内直径小于在贯穿体15的初始状态下的第二直径d2。第五直径d5大于导线11的第三直径d3。

在本实施例中，贯穿体15由其初始状态这样变形，使得端部区段31的外直径小于中心区段32的第四直径d4。此外，端部区段31的内直径小于中心区段32的第五直径d5。在端部区段31处，变形的贯穿体15能够紧紧贴靠在导线11的外表面21处并且将夹紧力施加到导线11上。由此实现贯穿体15和弹性体26相对于导线11的轴向固定。

在第一步骤中施加到导线11上的弹性体材料22具有限定的质量，如此预给定该质量，使得其基本上填满变形的贯穿体15与导线11之间的体积。剩余的体积或者剩余的空间优选至少填满95%，进一步优选至少填满97%，并且进一步优选至少填满99%。尤其是这样预给定弹性体材料22的质量，使得其完全填满变形的贯穿体的中心区段32与导线11之间的区域。

换言之，根据导线11的外直径（在这里：第三直径d3）和变形的贯穿体15的至少在中心区段32中的内直径（在这里：第五直径d5）和变形的贯穿体15的中心区段32的轴向长度来确定和预给定施加到导线11上的弹性体材料22的数量或者质量。由此可能的是，将在其初始状态下具有同一外直径和内直径的贯穿体15用于导线11的不同的导线直径并且在制造导线贯穿部10时对应地匹配待施加的弹性体材料22的质量。已经表明，由此能够仅利用8种或者10种或者12种不同尺寸的贯穿体15以防爆的方式绉缩直径为大约8mm至25mm的导线。

在贯穿体塑性变形之后，弹性体26弹性变形并且压向变形的贯穿体的中心区段32的内侧并且压向导线11的外侧21。由此至少部分地闭合剩余的中间空间，从而使得在变形的贯穿体15与弹性体26之间以及在弹性体26与导线11之间分别形成有内部的防火花击穿的间隙34。

当已以多个层35的形式施加所述弹性体材料并且层25由在轴向上相邻地施加的、在轴向上略微重叠的多个单绕组构成时，每个层25在单绕组的至少一个重叠区域中的径向厚度能够大于在该重叠区域外的径向厚度。出于这个原因或者由于别的与制造相关的原因，与理想的目标圆柱侧表面相比，弹性体材料22的或者弹性体26的产生的侧表面能够具有高度偏差、尤其是凸起。在这种情况下有利的是，所有的凸起相对于目标圆柱侧表面具有在相对于轴向的径向上测量的高度，所述高度小于所述贯通开口在中间区段32中的半径变化。

在中心区段32中，变形的贯穿体15具有贯穿外表面16，所述贯穿外表面在本实施例中具有圆柱侧表面的形状。为了与壁内表面14共同形成外部的防火花击穿的间隙17，能够在贯穿体15塑性变形之后在另外的步骤中加工贯穿外表面16，以便保持预给定的品质或者公差。在图4中明显示意性地示出了这个加工。在这个加工步骤中，例如能够使用旋转的研磨工具38或者别的适合的加工工具，以便产生贯通外表面16的所需的上表面品质或者尺寸精密性。

最后，如开头结合图5说明的那样，安装在导线11处的变形的贯穿体15能够布置在壁开口13中，外部的防火花击穿的的间隙17能够形成在壁开口13中。通过这种方式，导线11能够以防火花击穿的方式贯穿穿过壁开口13。在贯穿体15与所述导线之间和在贯穿体15与壁开口13之间都不存在防火花击穿的间隙17、34，从而使得热气体、火花、火焰或者别的点火剂不能到达有爆炸危险的周围环境中。

根据图6和7示意性地示出贯穿体15的用于不同的导线11的使用的可变性。图6示出图2中的在初始状态下的贯穿体15，其具有对应于第一直径d1的外直径和对应于第二直径d2的内直径。导线11在这里具有对应于第六直径d6的外直径，其中，第六直径d6大于图2中的导线11的第三直径d3。施加的弹性体材料22的质量已匹配于导线11与变形的贯穿体15之间的减小的体积（图7）。由此可能的是，将具有不同的外直径的导线11分别与相同的贯穿体15以防火花击穿的方式连接。

在这里说明的实施方式中，通过两个平坦的圆柱形表面14、16限界外部的点火间隙17。替代于此地，外部的点火间隙17也能够具有凸起和/或凹陷。例如，壁开口13的一部分能够设有内螺纹，贯穿体15的或者能够与贯穿体15连接的紧固装置的一部分能够设有外螺纹，该外螺纹能够拧入到壁开口13的内螺纹中。

本发明涉及一种用于制造防爆的导线贯穿部10的方法以及一种这样的导线贯穿部10。预给定的数量的或者质量的弹性体材料施加到导线11上，所述预给定的数量的或者质量的弹性体材料在表面区段24中在周向上完全包围导线11。具有弹性体材料22的导线11被放入到贯穿体15的贯通开口30中。贯穿体15优选在其整个轴向长度上塑性变形。在塑性变形之后，弹性体材料22基本上完全填满在变形的贯穿体15与导线11之间剩余的体积。弹性体材料22弹性变形并且不仅压到导线11上还压到变形的贯穿体15上，从而使得在贯穿体15与导线11之间形成防火花击穿的间隙34。根据变形的贯穿体15与导线11之间的在贯穿体15变形之后剩余的内部的体积来确定和预给定弹性体材料22的施加的质量。因此，弹性体22的质量至少取决于导线11的外部尺寸。因此，具有同一尺寸的贯穿体15能够用于具有不同的外部尺寸的导线11。

附图标记：

10 导线贯穿部

11 导线

12 壁区段

13 壁开口

14 壁开口内表面

15 贯穿体

16 贯穿外表面

17 外部的防火花击穿的间隙

21 导线的外表面

22 弹性体材料

23 弹性体带

24 表面区段

25 弹性体材料的层

26 弹性体

30 贯通开口

31 端部区段

32 中心区段

33 锥形的连接区段

34 内部的防火花击穿的间隙

38 研磨工具

A 轴向

d1 第一直径

d2 第二直径

d3 第三直径

d4 第四直径

d5 第五直径

d6 第六直径

F 变形力。

Claims (11)

1.用于制造防爆的导线贯穿部（10）的方法，其具有下述步骤：

- 提供能够塑性变形的贯穿体（15），其具有贯通开口（30），

- 将预给定的数量的弹性体材料（22）施加到导线（11）的外表面（21）的表面区段（24）上，其中，至少根据所述导线（11）的外部尺寸来预给定待施加的弹性体材料（22）的数量，

- 将具有所述弹性体材料（22）的导线（11）的表面区段布置在所述贯穿体（15）的贯通开口（30）中，

- 所述贯穿体（15）塑性变形，从而使得所述贯穿体（15）的变形的中心区段（32）将所述弹性体材料（22）压向所述导线（11）的外表面（21）并且使所述弹性体材料弹性变形，从而使得不仅在变形的贯穿体（15）与所述弹性体材料（22）之间、还在所述弹性体材料（22）与所述导线（11）之间分别形成有防火花击穿的间隙（34），

在所述弹性体材料（22）完全硫化之前，所述弹性体材料（22）施加到所述导线（11）的外表面（21）的表面区段（24）上，

所述弹性体材料（22）被提供为带形的材料并且卷绕到所述导线（11）的外表面（21）的表面区段（24）上，

在将带形弹性体材料（22）卷绕到表面区段（24）上之后，所述弹性体材料（22）能够完全硫化并且形成统一的完整的弹性体。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，所述弹性体材料（22）以多个层（25）的形式施加到所述导线（11）的外表面（21）的表面区段（24）上。

3.根据权利要求2所述的方法，

其特征在于，所述弹性体材料（22）的层（25）通过直接接触相互连接成唯一的弹性体（26）。

4.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，所述弹性体材料（22）在不形成与所述导线（11）的材料锁合的连接的情况下施加到或者已施加到所述表面区段（24）上。

5.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，所述弹性体材料（22）在周向上完全包围所述表面区段（24）。

6.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，所述弹性体材料（22）基本上完全填满变形的贯穿体（15）与所述导线（11）之间的空间。

7.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，所述贯穿体（15）这样变形，使得变形的轴向的端部区段（31）比所述贯穿体（15）的变形的中心区段（32）具有更小的外部尺寸。

8.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，所述贯穿体（15）这样变形，使得变形的轴向的端部区段（31）比所述贯穿体（15）的变形的中心区段（32）具有更小的内部尺寸。

9.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，变形的贯穿体（15）的端部区段（31）紧紧贴靠在所述导线（11）的外表面（21）处。

10.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，变形的贯穿体（15）的轴向长度大于所述弹性体材料（22）的轴向长度。

11.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，所述贯穿体（15）在其未变形的初始状态下具有空心圆柱形的形状。

Images