DE102004030026B4

DE102004030026B4 - Einrichtung zum bereichsweisen Ummanteln von Leitungen

Info

Publication number: DE102004030026B4
Application number: DE200410030026
Authority: DE
Inventors: Guido Hofer; Norbert Sickau
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2004-06-22
Publication date: 2009-07-09
Anticipated expiration: 2024-06-23
Also published as: DE102004030026A1

Abstract

Einrichtung zum bereichsweisen Ummanteln von Leitungen,
– mit einer Kavität, die die jeweiligen Leitungen in dem zu ummantelnden Bereich umgibt,
– mindestens einer Abdichteinrichtung, welche die Kavität im Bereich des Eintrittes (E1, E2, E3) der Leitungen in die Kavität abschließt, sowie
– einer Einrichtung zur Zufuhr des Ummantelungsmaterials zu der Kavität,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdichteinrichtung als aus mindestens zwei Schieberelementen (1, 2, 3, 4) gebildete Schieberanordnung ausgestaltet ist, die über einen Antrieb (A) aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum bereichsweisen Ummanteln von Leitungen,

– mit einer Kavität, die die jeweiligen Leitungen in dem zu ummantelnden Bereich umgibt,
– mindestens einer Abdichteinrichtung, welche die Kavität im Bereich des Eintrittes der Leitungen in die Kavität abschließt, sowie
– einer Einrichtung zur Zufuhr des Ummantelungsmaterials zu der Kavität.

Der Begriff „Leitungen" umfasst im Folgenden jegliche Art von langgestreckten Elementen, wie elektrische Leitungen in Einzel- oder Bündelanordnung, sogenannte Kabelstränge oder Kabelbäume, hydraulische oder pneumatische Schläuche oder dergleichen. Unter dem Begriff „bereichsweises Ummanteln" wird darüber hinaus im Folgenden das Umgießen, Umspritzen oder Umschäumen mit einem geeigneten, meist dünnflüssigen Gummi- oder Kunststoffmaterial in einem begrenzten Bereich verstanden. Typisches Beispiel für ein derartiges „bereichsweises Ummanteln" ist das unmittelbare Aufbringen von speziell für den jeweiligen Anwendungsfall geformten Durchführungs- bzw. Abdichtelementen, sogenannten „Tüllen" auf Einzelleitungen, Kabelbündeln oder Schläuchen zur Montage in Durchführungen an Wandungen, Gehäusen oder dergleichen.
Einrichtungen der oben beschriebenen gattungsgemäßen Art sind bekannt. Aufgrund des Ummantelungsvorganges in der Kavität können die Durchführungs- bzw. Abdichtelemente, die sogenannten „Tüllen" ohne weiteres eine sehr komplexe Form mit Vor- und Rücksprüngen, gestaffelten Wandungsbereichen oder dergleichen aufweisen, um die insbesondere in der Kfz-Technik geforderte Wasserdichtigkeit im Bereich von Durchführungen sicherzustellen.
Ein sehr hilfreicher Effekt beim Umgießen, Umspritzen oder Umschäumen ist die sogenannte Kapillarwirkung, durch die das meist sehr dünnflüssige Ummantelungsmaterial auch in enge Spalten oder Ritzen fließt und diese dichtend ausfüllt, was insbesondere bei Kabelbündeln zwischen den einzelnen Leitungen zur Erzielung der sogenannten „Längswasserdichtigkeit" erwünscht ist.
Die Kapillarwirkung erfordert jedoch auch eine sehr gute Abdichtung im Bereich des Eintrittes der jeweiligen Leitungen in die Kavität. Darüber hinaus tritt beim Umschäumen aufgrund der Reaktion der Komponenten des Ummantelungsmaterials ein gewisser Druck auf, dem die Abdichtung ebenfalls standhalten muss. Aus diesem Grund wurden bisher häufig Abdichteinrichtungen eingesetzt (vgl. beispielsweise EP 0 470 396 B1 oder DE 19 13 322 B2 ), die mit elastischen Dichtelementen die eintretenden Leitungen umschließen. Diese elastischen Dichtelemente sind zwar in der Lage, kleinere Durchmessertoleranzen auszugleichen, müssen jedoch wegen der geforderten Dichtfunktion jeweils für einen bestimmten Durchmesserbereich bemessen werden. Dies bedeutet, dass in der kundenspezifischen Fertigung eine Vielzahl von Dichtelementen unterschiedlicher Abmessungen bereitgestellt und in ungünstigen Fällen nach jedem Umschäumvorgang sogar ein Dichtelementesatz ausgetauscht werden muss. Auch unterliegen die Dichtelemente einem starken Verschleiß. Weiche Dichtelemente haben zudem den Nachteil, dass sie nur kleine Kräfte aufnehmen können und deshalb insbesondere starre Leitungen mit hohen Rückstellkräften beim Einlegen in die Kavität extern fixiert werden müssen, um zu verhindern, dass es durch seitlichen Zug zu einer Beeinträchtigung der Dichtfunktion kommt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, dass die Abdichteinrichtung bei guter Dichtwirkung und hoher Kraftaufnahme für einen großen Durchmesserbereich eingesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Abdichteinrichtung als aus mindestens zwei Schieberelementen gebildete Schieberanordnung ausgestaltet ist, die über einen Antrieb aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegbar sind.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, anstelle einer üblichen, aus festem oder elastischem Material bestehenden Abdichteinrichtung eine Schieberanordnung vorzusehen, deren Schieberelemente über einen Antrieb aktiv den jeweiligen Gegebenheiten angepasst werden können.
So kann beispielsweise auf eine externe Fixierung verzichtet werden, da selbst auf sehr starre Leitungen über die Schieberelemente und den Antrieb die erforderlichen Zentrier- bzw. Ausrichtkräfte ausgeübt werden können. Auch spielen Durchmesserunterschiede kaum eine Rolle, da über die Schieberanordnung ein relativ großer Durchmesserbereich abgedeckt werden kann. Da durch die Schieberanordnung auf die Leitungen in einem vorgegebenen Maß ein entsprechender Druck ausgeübt werden kann, wird unabhängig von Toleranzen jeweils eine gute Dichtwirkung erzielt.
Grundsätzlich kann die Schieberanordnung in vielfältiger Weise gestaltet werden. In der einfachsten Variante besteht die Schieberanordnung aus zwei Schiebern, die einander gegenüber liegen oder auch in einem Winkel (vorzugsweise 90°) zueinander angeordnet werden können. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform wird jedoch mit einer Schieberanordnung mit insgesamt vier Schieberelementen erzielt, die nach Art einer Blendenanordnung zusammenwirken.
Die Blendenanordnung kann entsprechend dem jeweiligen Anwendungszweck ebenfalls in verschiedenster Weise ausgestaltet sein. Bei einer Schieberanordnung mit vier Schieberelementen ist es zweckmäßig, dass jedes Schieberelement jeweils ein Viertel des Querschnittes des Eintrittes für die Leitungen begrenzt, wodurch sich ein symmetrischer Aufbau ergibt, der kinematisch gut zu beherrschen ist.
Grundsätzlich kann auch der Antrieb für die Schieberelemente in verschiedenster Weise gestaltet sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird jedoch jedem der Schieberelemente ein eigener Antrieb zugeordnet. Dieser Antrieb kann als Kraftquelle beispielsweise einen Pneumatik- oder Hydraulikzylinder umfassen.
Um den technischen Aufbau möglichst einfach zu gestalten, ist es zweckmäßig, dass jeder Antrieb eine Linearbewegung ausführt. Bei einer symmetrischen Anordnung von vier Schieberelementen kann dabei die Bewegungsrichtung jeweils benachbarter Linearantriebe jeweils 90° zueinander einschließen.
Grundsätzlich können die Schieberelemente jede beliebige und für den jeweiligen Anwendungsfall zweckmäßige Form aufweisen. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn jedes der Schieberelemente als eine Art Klemmbacke ausgebildet ist, d. h. eine gewisse Erstreckung in Richtung der Achse der Leitungen besitzt. Auf diese Weise kann die Flächenpressung auf die Leitungen reduziert und damit die Beschädigungsgefahr herabgesetzt werden.
Bei als Klemmbacken ausgebildeten Schieberelementen ist es vorteilhaft, dass jede Klemmbacke jeweils zwei Kontaktflächen aufweist. Um eine gute Abdichtung der Klemmbacken untereinander zu erreichen, ist es notwendig, die Klemmbacken über die Kontaktflächen dichtend aneinander zu schließen. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist es vorteilhaft, wenn jede Klemmbacke jeweils zwei Kontaktflächen aufweist, von denen die eine Kontaktfläche mit der zugeordneten Kontaktfläche der einen benachbarten Klemmbacke und die andere Kontaktfläche mit der zugeordneten Kontaktfläche der anderen benachbarten Klemmbacke dichtend in Verbindung steht.
Grundsätzlich können die Kontaktflächen in verschiedenster Weise gestaltet sein. Eine besonders einfache Ausbildung ergibt sich jedoch, wenn die Kontaktflächen jedes der Schieberelemente mit der eigenen Bewegungsrichtung jeweils einen Winkel von 45° einschließen. Derartige Schieberelemente lassen sich leicht herstellen und führen zu einer gut zu beherrschenden Kinematik.
Die den zu ummantelnden Flächen der Leitungen zugewandten Dichtflächen der Klemmbacken können den jeweiligen Leitungsquerschnitten entsprechend gestaltet sein. So ist es möglich, an den Klemmbacken Radien, Vorsprünge oder auch Ausbuchtungen vorzusehen, um eine der Querschnittsform der zu ummantelnden Leitungen entsprechende Querschnittsform des Eintrittes zu schaffen und auf diese Weise die Dichtwirkung durch eine entsprechende Formgebung noch zu erhöhen.
Üblicherweise besteht die Einrichtung aus zwei Formhälften, (vgl. beispielsweise EP 0 470 396 B1 ), die im zusammengefügten Zustand die Kavität bilden. Bei einer derartigen Anordnung ist es notwendig, auch die Schieberanordnung zweiteilig auszugestalten. Bei einer Schieberanordnung mit insgesamt vier Schieberelementen ist es vorteilhaft, jeweils zwei benachbarte Schieberelemente zu einer Einheit zusammenzufassen. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich in einem solchen Fall, wenn die Bewegungsrichtung der Linearantriebe der Schieberelemente einer Einheit jeweils einen Winkel von 90° zueinander einschließen.
Im Folgenden ist zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der Erfindung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Schieberanordnung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Schieberanordnung mit insgesamt vier Schieberelementen. Der besseren Übersichtlichkeit halber sind lediglich die Schieberanordnung als solche bzw. Teile der Schieberanordnung in den Figuren dargestellt worden. Auf die Darstellung der übrigen Teile der Einrichtung, die von ihrem grundsätzlichen Aufbau her dem Stand der Technik zuzuordnen ist, ist der Übersichtlichkeit halber verzichtet worden.
1–3 zeigen lediglich die vier Schieberelemente 1, 2, 3 und 4 der Schieberanordnung in drei verschiedenen Stellungen zur Darstellung der Bandbreite der Einstellmöglichkeiten für die Größe des Eintrittes (E1 bis E3) der Leitungen,
4 zeigt eine Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Schieberanordnung mit einer Stellung der Schieberelemente, die der 1 entspricht,
5 zeigt eine Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Schieberanordnung mit einer Stellung der Schieberelemente, die der 3 entspricht,
6 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine mit zwei Schieberelementen ausgestattete Einheit, und
7 zeigt schematisch in einer vergrößerten Darstellung die Funktion des Schieberelementes 2 im Zusammenwirken mit einer Leitung in Form eines Leitungsbündels.
Wie sich aus den 1 bis 3 ergibt, sind die Schieberelemente 1 bis 4 nach Art einer Blendenanordnung derart gestaltet und zueinander angeordnet, dass der zentrale Eintritt den jeweiligen Gegebenheiten entsprechend in seinen Abmessungen – beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zwischen 10,2 mm (1; E1) und 24,4 mm (3; E3) – mit ein und der selben Anordnung variiert werden kann.
Wie sich aus den 4 und 5 ergibt, sind zu diesem Zweck die Schieberelemente 1 bis 4 in einem Führungsrahmen 5 jeweils um 90° zueinander versetzt gelagert, dass jedes Schieberelement eine Linearbewegung ausführen kann.
Damit die erforderliche Synchronbewegung der Schieberelemente 1 bis 4 möglich ist, sind die Schieberelemente jeweils mit zwei Kontaktflächen K1 und K2 (vgl. 7) ausgestattet. Wie sich aus den 1 bis 5 ergibt, ist die Anordnung dabei derart getroffen, dass die eine Kontaktfläche mit der jeweils zugeordneten Kontaktfläche der einen benachbarten Klemmbacke und die andere Kontaktfläche mit der zugeordneten Kontaktfläche der anderen Klemmbacke dichtend in Verbindung steht.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel schließen die Kontaktflächen K1 und K2 jedes der Schieberelemente mit der jeweiligen Bewegungsrichtung B (vgl. 7) des jeweiligen Schieberelementes einen Winkel von 45° ein (vgl. 7).
Wie sich insbesondere aus den 4 und 5 ergibt, ist jedem Schieberelement 1 bis 4 ein Antrieb A zugeordnet, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Pneumatik- oder Hydraulikzylinder ausgestaltet ist. Der Pneumatik- bzw. Hydraulikzylinder ist mit seiner Kolbenstange mit dem jeweiligen Schieberelement (1 bis 4) verbunden, so dass jedes Schieberelement synchron mit den anderen Schieberelementen eine Linearbewegung ausführen kann. Je nach Stellung der Schieberelemente ergeben sich dabei die in den 1 bis 5 dargestellten Größenverhältnisse für den Eintritt (E1, E2 bzw. E3) der Leitungen.
Sofern die (nicht dargestellte) Kavität von zwei Formhälften gebildet wird, ist es erforderlich, auch die zugeordnete Schieberanordnung zu teilen. Zu diesem Zweck ist der Führungsrahmen 5 in der Ebene T getrennt, so dass sich zwei Einheiten ergeben, die zum Einlegen der Leitungen auseinander bewegt und beim Schließen der Formhälften wieder zusammengefahren werden können. Ein Ausführungsbeispiel einer dieser Einheiten ist in 6 dargestellt.
Wie sich aus den Figuren ergibt, ist jedes der Schieberelemente 1 bis 4 im Bereich des Überganges von der Kontaktfläche K1 auf die Kontaktfläche K2 (vgl. insbesondere 7) mit einer Nase N ausgestattet. Durch diese Ausgestaltung wird – ausgehend von der Kontaktfläche K2 – ein Druckbereich D gebildet, mit dem insbesondere Leitungsbündel in wirkungsvoller Weise komprimiert werden können, sofern die Schieberelemente 1 bis 4 aus der in 3 bzw. 5 dargestellten Stellung in die in 1 bzw. 4 dargestellte Stellung bewegt werden. Dieser Kompressionsprozess verringert zum einen die Spalte zwischen den Einzelleitungen des Leitungsbündels und dichtet zum anderen das Leitungsbündel beim Ummantelungsvorgang nach außen ab.

Claims

Einrichtung zum bereichsweisen Ummanteln von Leitungen, – mit einer Kavität, die die jeweiligen Leitungen in dem zu ummantelnden Bereich umgibt, – mindestens einer Abdichteinrichtung, welche die Kavität im Bereich des Eintrittes (E1, E2, E3) der Leitungen in die Kavität abschließt, sowie – einer Einrichtung zur Zufuhr des Ummantelungsmaterials zu der Kavität, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichteinrichtung als aus mindestens zwei Schieberelementen (1, 2, 3, 4) gebildete Schieberanordnung ausgestaltet ist, die über einen Antrieb (A) aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegbar sind.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberanordnung vier Schieberelemente (1, 2, 3, 4) aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vier Schieberelemente (1, 2, 3, 4) nach Art einer Blendenanordnung zusammenwirken.
Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Schieberelement (1, 2, 3, 4) jeweils ein Viertel des Querschnittes des Eintrittes (E1, E2, E3) für die Leitungen begrenzt.
Einrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der Schieberelemente (1, 2, 3, 4) ein eigener Antrieb (A) zugeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Antrieb (A) eine Linearbewegung ausführt.
Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtungen (B) jeweils benachbarter Antriebe jeweils 90° zueinander einschließen.
Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Schieberelement (1, 2, 3, 4) als Klemmbacke ausgebildet ist, die jeweils zwei Kontaktflächen (K1, K2) aufweist, von denen die eine Kontaktfläche mit der zugeordneten Kontaktfläche der einen benachbarten Klemmbacke und die andere Kontaktfläche mit der zugeordneten Kontaktfläche der anderen benachbarten Klemmbacke dichtend in Verbindung steht.
Einrichtung nach Anspruch 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (K1, K2) jedes der Schieberelemente (1, 2, 3, 4) mit der eigenen Bewegungsrichtung (B) jeweils einen Winkel von 45° einschließen.
Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei benachbarte Schieberelemente zu einer Einheit zusammengefasst sind.
Einrichtung nach Anspruch 7 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtungen (B) der Linearantriebe der Schieberelemente einer Einheit jeweils 90° zueinander einschließen.