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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur universellen
Kabeldurchführung gemäß dem Oberbegriff
der Ansprüche
1 und 12.
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Es
sind zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung von
Kabeln durch diverse Montagematerialien oder Bauelemente, wie beispielsweise
Gehäusewandungen,
bekannt, die je nach Typ und Größe nur jeweils
für einen
Kabeltyp mit einem bestimmten Durchmesser oder einem eng begrenzten
Durchmesserbereich geeignet sind. Des Weiteren sind die bekannten
Kabeldurchführungen
in der Regel nur für
einen genau auf die Geometrie der jeweiligen Kabeldurchführungsvorrichtung
abgestimmten Durchbruch im Montagematerial bzw. Bauelement montierbar.
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Eine
solche Vorrichtung zur Kabeldurchführung ist beispielsweise aus
der
DE 19825672 A1 vorbekannt.
Darin ist eine Kabeldurchführungsvorrichtung
mit einem Stopfen aus einem elastischen Material offenbart, wobei
der Stopfen eine durchgehende Bohrung für die Aufnahme eines Kabels
und eine Nut für
die Einbringung des Stopfens in eine Bohrung in einer Wandung umfasst
und die Kabeldurchführungsvorrichtung
des weiteren eine Zugentlastungseinheit umfasst, wobei gleichzeitig
eine EMV-gerechte Abdeckung der Zugentlastungseinheit vorgesehen ist.
Dabei umgreift eine als kegelstumpfförmiges Drahtgeflecht ausgebildete
Abschirmung einen stegförmigen
Schenkel der Zugentlastungseinheit sowie einen konischen Abschnitt
des Stopfens.
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Die
DE 6916274 U offenbart
eine wasserdichte Knickschutztülle
aus einem weichelastischen thermoplastischen Material oder Gummi,
bei der sich der Außendurchmesser
zum Kabelaustritt hin stufenweise verringert und im Inneren der
Knickschutztülle so
viele umlaufende Dichtungslamellen angespritzt sind, dass bei eingeführtem Kabel
dieses von mindestens zwei Lamellen dichtend umschlossen ist. Der
Innendurchmesser der angespritzten umlaufenden Dichtungslamellen
ist jeweils kleiner als der lichte Durchmesser der Knickschutztülle selbst
und verkleinert sich zum Kabeleintritt hin.
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Die
EP 1113555 A1 offenbart
eine Kabeldurchführung,
umfassend einen in eine Gehäuseöffnung einsetzbaren
und an diesem fixierbaren Montagekörper, und eine am Montagekörper gehaltene Aufnahme
für ein
durchzuführendes
Kabel, welche ein elastisch deformierbares, das durchgeführte Kabel
haltendes Fixierelement umfasst. Der Montagekörper und die Aufnahme mit dem
Fixierelement sind dabei einstückig
aus elastischem Kunststoff hergestellt und die Aufnahme umfasst
eine von dem Montagekörper getrennte
Aufnahmehülse,
welche einen Aufnahmekanal bildet, in welchen sich von der Aufnahmehülse abstehende
Vorsprünge
erstrecken.
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Die
FR 1538622 A offenbart
eine Durchführungsvorrichtung
für eine
Trennwand, insbesondere eine Kabeltülle, welche die Form eines
aus einem Deckel gebildeten einstückigen Stopfens aufweist, der
mit einem konvexen Flansch mit zu seinem Umfang hin abnehmender
Dicke versehen ist, und mit einem zentralen Körper, der an seiner Unterseite
wenigstens eine in Richtung des Flansches hervorstehende Lippe aufweist.
Die Durchdringung der Vorrichtung ins Innere einer in der Wand vorgesehenen Öffnung wird
durch elastische Verformung der Lippen und des Flansches erreicht,
die sich elastisch auf der Wand abstützen, nachdem eine Positionierung
dieser um den Teil des zentralen Körpers herum, der jene trennt,
erfolgte, wodurch die Dichtigkeit der Vorrichtung bei Wänden variabler
Dicke gewährleistet wird.
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Die
JP 11336953 A offenbart
eine Kabeldurchführungstülle, die
schmale Öffnungen
zum Einführen
eines elektrischen Kabels aufweist, welche an beiden Enden einer
axialen Richtung ausgebildet sind, sowie einen dicken zum Einbringen
in ein Schaltpanel geeigneten Teil, der einstückig zwischen den beiden Öffnungen
zum Einführen
eines elektrischen Kabels ausgebildet ist. Des Weiteren sind Eingriffsaussparungen
vorgesehen, die an dem im Wesentlichen zentralen Teil einer axialen
Richtung auf der Außenfläche des
zum Einbringen in ein Schaltpanel geeigneten Teils ausgebildet sind,
um mit einer Mehrzahl von Montageöffnungen in dem Schaltpanel mit
unterschiedlichem Durchmesser angebracht und in verschiedenen Richtungen
an das Schaltpanel montiert werden zu können.
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Die
EP 69908312 T2 offenbart
eine Durchführung
zum Führen
von zumindest einem Kabel durch eine Öffnung in einer Wand oder ähnlichem, wobei
Schutz gegen elektromagnetische Überspannungen
und/oder Störungen
bereitgestellt wird, und wobei die genannte Durchführung aus
einem abdichtenden Bund aus einem elastischen Material besteht, der
in abdichtender Weise in der Öffnung
in der Wand angebracht werden kann und der mit zumindest einem durchgehenden
Kanal zum abdichtenden Führen
des genannten Kabels durch diesen hindurch versehen ist, wobei der
abdichtende Bund aus einem elektrisch leitenden Material besteht,
das durch Hinzufügen
von Kohlenstoff-Partikeln zu einem nachgiebigen abdichtenden Material
gebildet ist, und das im Betriebszustand der Durchführung in
Kontakt mit einer elektrisch leitenden Kabelabschirmung des Kabels
steht, und wobei der abdichtende Bund aus (massivem) Gummi besteht,
zu dem Kohlepartikel in Form von Ruß („carbon black") zugefügt worden sind.
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Die
DE 3147931 C2 offenbart
einen Werkstoff zur Abschirmung elektromagnetischer Energie (EMI),
insbesondere neue, für
EMI-Abschirmungen geeignete Stoffe wie z. B. Dichtungen, Dichtmassen, Klebemittel,
Beschichtungen usw. mit einem Kunststoff-Grundmaterial, das mit
elektrisch leitfähigen Partikeln
versehen ist, wobei die Partikel einen Metallkern und eine äußere Schicht
aus Silber aufweisen und zwischen dem Kern und der äußeren Schicht mindestens
eine weitere Metallschicht vorgesehen ist und wobei der Kern aus
Aluminium besteht.
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Die
JP 11260176 A offenbart
eine elektrisch leitende wasserfeste Kabeldurchführung, die zum wasserdichten
Abdecken einer elektrisch leitenden Umflechtung eines darin eingeführten abgeschirmten Kabels
geeignet ist, wobei dessen äußere Abdeckung
entfernt und die Umflechtung bloßgelegt ist. Dabei ist eine
innere Fläche
eines röhrenförmigen Abdeckteils
vorgesehen, das aus einem elastischen leitenden Material ausgebildet
ist, mit einer ersten Lippe, einer zweiten Lippe und einer dritten
Lippe, die von der Innenfläche
hervorragen bzw. einen in der Reihenfolge abnehmenden Innendurchmesser
aufweisen, und in axialer Richtung angeordnet sind, wobei die erste
Lippe so dimensioniert ist, dass sie schnell an einer äußeren Abdeckung
eines abgeschirmten Kabels zu dessen wasserdichter Abdichtung haftet,
die zweite Lippe so dimensioniert ist, dass sie schnell an der Umflechtung
zur elektrischen Kontaktierung haftet, und die dritte Lippe so dimensioniert
ist, dass sie schnell an einer inneren Abdeckung zu deren wasserdichter
Abdichtung haftet.
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Wesentliche
Nachteile solcher bekannter Vorrichtungen und Verfahren zur Kabeldurchführung bestehen
in der Notwendigkeit, stets eine große Anzahl von Typen hinsichtlich
Kabeldurchmesser, Montagedurchmesser und Materialstärke bereithalten
zu müssen,
um die gesamte Bandbreite der möglichen Anforderungen
abdecken zu können.
Dadurch bedingt entsteht sowohl auf Hersteller-, als auch auf Händler- und
Anwenderseite ein relativ hoher Planungs- und Logistikaufwand sowie
höhere
Kosten durch umfangreiche Lagerhaltung. Ein weiterer Nachteil ist
zudem in der Tatsache zu sehen, dass, sofern zusätzliche Anforderungen hinsichtlich
der elektromagnetischen Verträglichkeit
(EMV) einer Kabeldurchführung
gestellt werden, wie beispielsweise bei der Herausführung eines
Kabels aus einem Schaltschrank, in der Regel gleiche Typen einer
Kabeldurchführung
nicht gleichzeitig auch in EMV-gerechter Ausführung herstellbar bzw. erhältlich sind.
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Der
Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, eine verbesserte
Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur universellen Kabeldurchführung zu
schaffen.
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Die
Lösung
des technischen Problems ergibt sich erfindungsgemäß aus dem
Gegenstand der Ansprüche
1 und 12. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
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Der
Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass zahlreiche Nachteile
der bekannten Vorrichtungen und Verfahren zur Kabeldurchführung vermieden
oder verringert werden können,
wenn ein Kabeldurchführungselement
verwendet wird, welches zum einen für verschiedene Kabeldurchmesserbereiche
und zum anderen für
verschiedene Montagedurchmesserbereiche sowie Wandstärken universell
einsetzbar ist. Dies wird erfindungsgemäß gelöst, indem eine Vorrichtung
zur universellen Kabeldurchführung
vorgeschlagen wird, umfassend ein Kabeldurchführungselement, welches zur
Aufnahme mindestens eines Kabels aus mindestens einem elastischen
Grundmaterial ausgebildet ist und an seiner Innenseite mindestens
eine Dichtlippe aufweist, die dazu geeignet ist, ein durchzuführendes
Kabel zu umschließen
und zu fixieren, wobei das Kabeldurchführungselement an seiner Innenseite
eine Mehrzahl von mehr als zwei stufenförmig angeordneten Lamellen
aufweist, von denen mindestens eine erste und eine zweite Lamelle
jeweils dazu geeignet sind, ein durchzuführendes Kabel zu umschließen und
zu fixieren, und das Kabeldurchführungselement
an seiner Außenseite
eine Mehrzahl von tannenbaumförmig
angeordneten Lamellen aufweist. Unter einer „stufenförmigen" Anordnung der Lamellen an der Innenseite
ist dabei zu verstehen, dass die Lamellen koaxial um die Mittelachse
des Kabeldurchführungselements
hintereinander angeordnet sind und der Innendurchmesser der Lamellen
sich in axialer Richtung zunehmend verjüngt. Bevorzugt weisen die einzelnen
Lamellen dabei jeweils einen dreiecksförmigen Querschnitt auf und
sind jeweils zueinander beabstandet, so dass sie gemeinsam in axialer
Richtung des Kabeldurchführungselements
ein unterbrochenes Sägezahnprofil
bilden, welches Abstände zwischen
den einzelnen Profilzacken aufweist, die jeweils mindestens so breit
sind wie die Zacke selbst. Unter einer „tannenbaumförmigen" Anordnung der Lamellen
an der Außenseite
ist dabei zu verstehen, dass die Lamellen koaxial um die Mittelachse
des Kabeldurchführungselements
hintereinander angeordnet sind und der Außendurchmesser der Lamellen sich
in axialer Richtung zunehmend verjüngt, so dass das Außenprofil
des Kabeldurchführungselements dem
Umriss eines stilisierten Tannenbaums ähnelt. Bevorzugt weisen die
einzelnen Lamellen dabei jeweils einen dreiecksförmigen Querschnitt auf und
bilden gemeinsam in axialer Richtung des Kabeldurchführungselements
ein sägezahnförmiges Zackenprofil.
Aufgrund der unterschiedlichen Durchmesser der an der Innen- bzw.
Außenseite
des Kabeldurchführungselements
angeordneten Lamellen ist es möglich,
ein einziges erfindungsgemäßes Kabeldurchführungselement
unter Gewährleistung sämtlicher
Funktionalitäten
einer handelsüblichen
durchmesserspezifischen Kabeldurchführungsvorrichtung universell für einen
breiten Bereich unterschiedlicher Kabeldurchmesser bzw. Montagebohrungsdurchmesser zu
verwenden. Zudem erlaubt die tannenbaumförmige Anordnung der Lamellen
an der Außenseite
des Kabeldurchführungselements
innerhalb eines über die
Form der Lamellen definierbaren Bereiches eine Anpassung des Kabeldurchführungselements
an unterschiedliche Materialstärken
einer Montagebohrung. Im Idealfall ist lediglich eine universelle
Type einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Kabeldurchführung
ausreichend, um die üblichen
Anwendungsbereiche bezüglich
Kabel- und Montagebohrungsdurchmesser bzw. -wandstärke abzudecken.
Wenn die Verwendung von lediglich einer Type jedoch nicht die Bandbreite
des vorhergesehenen Einsatzes abdecken kann, ist es ebenso denkbar,
dass eine Mehrzahl einiger weniger unterschiedlich großer universeller
Vorrichtungen zur Kabeldurchführung
vorgesehen sein können,
die alle den gleichen konstruktiven Aufbau und die gleiche Geometrie
aufweisen und lediglich unterschiedliche Durchmesserspektren bedienen.
Zudem ist die Erfindung zwar bevorzugt für die universelle Durchführung von
Kabeln geeignet, doch ist in gleicher Weise denkbar, dass eine solche
erfindungsgemäße Vorrichtung
auch zur universellen Durchführung
von Rohren oder anderen Bau- oder Funktionselementen mit länglicher
Ausdehnung Verwendung finden kann.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
ist das Kabeldurchführungselement
einteilig ausgebildet. Dies erleichtert zum einen die Handhabung
bei der Montage, zum anderen wird dadurch die Stabilität der Kabeldurchführung erhöht.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Kabeldurchführungselement
mindestens teilweise rotationssymmetrisch ausgebildet. Dies erhöht die Stabilität der Kabeldurchführung, begünstigt die
elastischen Verformungseigenschaften und erleichtert die Fertigung
sowie die Montage der Vorrichtung zur Kabeldurchführung.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Kabeldurchführungselement
mindestens teilweise kegelförmig
oder kegelstumpfförmig
ausgebildet. Somit ist das Kabeldurchführungselement zum einen zur
Aufnahme unterschiedlicher Kabeldurchmesser und zum anderen zur
Anpassung an unterschiedliche Montagedurchmesser, beispielsweise
in der Bohrung einer Gehäusewandung
geeignet. Zwar ist denkbar, dass lediglich der Hohlraum der Durchführung auf
der Innenseite oder lediglich die äußere Kontur des Kabeldurchführungselements jeweils
zumindest teilweise kegel- oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist. Bevorzugt
ist jedoch sowohl der Hohlraum auf der Innenseite als auch die äußere Kontur
des Kabeldurchführungselements
zumindest teilweise kegel- oder kegelstumpfförmig ausgebildet, so dass das
Kabeldurchführungselement
dann zumindest in diesen kegel- oder kegelstumpfförmig ausgebildeten
Bereichen eine nahezu konstante Grundstärke seiner Wand (d.h. ohne
Berücksichtigung
der auf der Wand innen und außen
angeordneten Lamellen) aufweist. Auf diese Weise ist das Kabeldurchführungselement
sehr einfach elastisch verformbar und den Montagebedingungen in
vorteilhafter Weise anpassbar.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Kabeldurchführungselement
mindestens eine im Ausgangszustand geschlossene Membran auf. Diese
kann dann z.B. erst während
der Montage eines durchzuführenden
Kabels mit Hilfe eines Schraubenziehers oder auch mittels des durchzuführenden
Kabels selbst durchstoßen
werden. Die Membran dient dabei zur Verhinderung des Eindringens von
Feuchtigkeit oder Schmutz in die Kabeldurchführung, solange kein Kabel durchgeführt ist.
Auf diese Weise kann mit dem zunächst
noch von der Membran verschlossenen Kabeldurchführungselement eine „blindbelegte" Kabeldurchführung angelegt
werden, die zwar noch nicht mit einem durchzuführenden Kabel belegt ist, jedoch
die Möglichkeiten
zur unkomplizierten Montage eines solchen bietet.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Länge und
der Innendurchmesserbereich des Kabeldurchführungselements durch Abtrennen
nicht benötigter
Teilbereiche an den Durchmesser eines durchzuführenden Kabels anpassbar. Dies
ist insbesondere dadurch möglich,
dass das Kabeldurchführungselement
bevorzugt aus einem einfach zu schneidenden Werkstoff, beispielsweise
Kautschuk oder einem elastischen Kunststoff hergestellt ist. Dabei
kann dann beispielsweise ein Teil des Kabeldurchführungselements,
der einen geringeren Innendurchmesser als den Außendurchmesser des durchzuführenden
Kabels aufweist, mit Hilfe eines Werkzeugs, z.B. einem Messer, soweit
abgetrennt werden, dass gerade noch mindestens eine der an der Innenseite
des Kabeldurchführungselements
stufenförmig
angeordneten Lamellen mit einem zum durchzuführenden Kabel korrespondierenden
Innendurchmesser vorhanden ist, welche dann das Kabel zur Fixierung
sowie zur Abdichtung an seiner Außenhülle aufgrund ihrer elastischen
Eigenschaften eng umschließen
kann. Der abzutrennende Bereich des Kabeldurchführungselements ist dabei umso
länger und
größer, je
dicker das durchzuführende
Kabel bzw. je größer dessen
Durchmesser ist. Die abgetrennten Teilstücke können dabei problemlos für andere
Kabeldurchmesser bzw. Montagebohrungsdurchmesser weiterverwendet
werden, was zum einen Kosten und zum anderen Abfall reduziert sowie die
Umwelt geringer belastet.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Länge und
der Außendurchmesserbereich
des Kabeldurchführungselements
durch Abtrennen nicht benötigter
Teilbereiche an den Durchmesser einer Bohrung, in welche das Kabeldurchführungselement
zur Montage einbringbar ist, anpassbar. Das Kabeldurchführungselement
ist dazu bevorzugt aus einem einfach zu schneidenden Werkstoff, beispielsweise
Kautschuk oder einem elastischen Kunststoff hergestellt. Dabei kann
dann beispielsweise ein Teil des Kabeldurchführungselements, der einen größeren Außendurchmesser
als die Montagebohrung für
die Kabeldurchführung,
beispielsweise in einer Gehäusewandung,
aufweist, mit Hilfe eines Werkzeugs, z.B. einem Messer, soweit abgetrennt werden,
dass gerade noch mindestens eine der an der Außenseite des Kabeldurchführungselements tannenbaumförmig angeordneten
Lamellen mit einem zum Durchmesser der Montagebohrung korrespondierenden
Außendurchmesser
vorhanden ist, welche dann unter Bildung einer nutförmigen Kontur mit
dem Rand der Montagebohrung zur Fixierung des Kabeldurchführungselements
in einer Montageendposition sowie zur Abdichtung der Kabeldurchführung in
Eingriff stehen kann. Auch hierbei können die abgetrennten Teilstücke problemlos
für andere
Montagebohrungsdurchmesser bzw. Kabeldurchmesser weiterverwendet
werden, was Kosten und Abfall reduziert sowie die Umwelt geringer
belastet.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Kabeldurchführungselement
elektrisch leitende Eigenschaften auf. Dies bietet den Vorteil,
dass das Kabeldurchführungselement
neben seinen elastischen Eigenschaften zur Aufnahme und Fixierung
eines durchzuführenden
Kabels somit auch selbst ohne zusätzlich anzubringende Abschirmelemente
als EMV-dichte Abschirmung zu dienen imstande ist. Unter „elektrisch
leitend" wird in
diesem Zusammenhang verstanden, dass das betreffende Material einen
Volumenwiderstand von höchstens
1 Ω/cm
aufweist, vorzugsweise jedoch nur 0,5 Ω/cm und weiter vorzugsweise
lediglich 0,05 Ω/cm
und am bevorzugtesten 0,005 Ω/cm.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist mindestens ein
elektrisch leitfähiges
Zusatzmaterial in das elastische Grundmaterial eingebracht, wodurch
das Kabeldurchführungselement elektrisch
leitende Eigenschaften aufweist. Um dem Kabeldurchführungselement
selbst eine solche elektrische Leitfähigkeit zu verleihen, ist das
elastische Grundmaterial bevorzugt mit Partikeln eines elektrisch
leitenden Zusatzmaterials als Füllstoff
dotiert. Es ist jedoch auch denkbar, dass aus dem Grundstoff des
elastischen Grundmaterials und dem elektrisch leitenden Zusatzmaterial
ein homogener Werkstoff erzeugbar ist, der dann selbst sowohl elastische
als auch elektrisch leitende Eigenschaften aufweist. Bevorzugt handelt
es sich bei dem elastischen Grundmaterial um Silikon oder Fluorsilikon
oder Silikonkautschuk oder einen thermoplastischen Elastomer, des Weiteren bevorzugt
um den Silikonkautschuktyp VMQ oder um einen Ethylen-Propylen-Elastomer, beispielsweise
EPDM-X-PP. Bei dem elektrisch leitfähigen Zusatzmaterial handelt
es sich bevorzugt um silberbeschichtetes Aluminium und/oder silberbeschichtetes
Nickel und/oder silberbeschichtetes Kupfer und/oder silberbeschichtetes
Glas und/oder Nickel-Graphit. Dabei weist beispielsweise silberbeschichtetes
Aluminium einen besonders niedrigen Volumenwiderstand und somit
eine entsprechend hohe elektrische Abschirmeffektivität auf, während Nickel-Graphit
einen vergleichsweise hohen Volumenwiderstand und damit eine geringere
elektrische Abschirmeffektivität
aufweist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist mindestens eine
von einer Mehrzahl von an der Innenseite des Kabeldurchführungselements
stufenförmig
angeordneten Lamellen geeignet, eine Abschirmung des durchzuführenden
Kabels zu kontaktieren. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden,
dass an der Kontaktstelle des durchzuführenden Kabels mit der Lamelle
die Isolierung des Kabels entfernt und die Kontaktstelle dann bis
auf die Kabelabschirmung freigelegt ist, so dass die Lamelle aufgrund
ihrer elastischen Eigenschaften die freigelegte Kontaktstelle fest
umgreift und mit der Kabelabschirmung in Berührung steht. Auf diese Weise
lässt sich über das
elektrisch leitende Kabeldurchführungselement
beispielsweise eine elektrische Verbindung der Abschirmung des Kabels
mit einem Gehäuse,
in dem die Kabeldurchführung
angebracht ist, herstellen, wodurch die Abschirmung des Kabels geerdet
wird. Das Kabeldurchführungselement
kann dazu bevorzugt mit einer geerdeten Kontaktfläche, beispielsweise
einem Schaltschrankgehäuse,
in welchem die Kabeldurchführung
angebracht ist, mittels der an der Außenseite des Kabeldurchführungselements
tannenbaumförmig
angeordneten Lamellen elektrisch und mechanisch verbunden sein.
Bei der Kontaktfläche
kann es sich bevorzugt um den Rand einer Bohrung in der Wandung
eines Gehäuses
handeln, wobei der Rand der Bohrung dann bevorzugt metallisch ausgebildet
ist. Es ist jedoch des Weiteren auch denkbar, dass die Abschirmung
des Kabels selbst bereits auf andere Weise geerdet ist und durch die
Herstellung des Kontakts zwischen Kabeldurchführungselement und Abschirmung
somit auch die Vorrichtung zur Kabeldurchführung geerdet werden kann.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Kabeldurchführungselement
an seiner Innenseite mindestens eine erste und eine zweite stufenförmig angeordnete
Lamelle auf, die jeweils dazu geeignet sind, ein durchzuführendes
Kabel zu umschließen
und zu fixieren, wobei die erste Lamelle zudem dazu geeignet ist,
eine Abschirmung des durchzuführenden
Kabels zu kontaktieren. Dabei umgreift dann die erste Lamelle aufgrund
ihrer elastischen Eigenschaften bevorzugt eine freigelegte Kontaktstelle
des durchzuführenden
Kabels, an der die Isolierung des Kabels entfernt und die dann bis
auf die Kabelabschirmung freigelegt ist, und steht mit der Kabelabschirmung
in Berührung.
Die zweite Lamelle, die stufenförmig
zu der ersten Lamelle angeordnet ist und vorzugsweise einen etwas
größeren Innendurchmesser
als die erste Lamelle aufweist, steht dann bevorzugt mit der Außenhülle des
Kabels in Berührung und
umschließt
das Kabel aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften eng zu seiner
Fixierung sowie zur Abdichtung an seiner Außenhülle. Dabei dient zumindest
die zweite, bevorzugt jedoch sowohl die erste als auch die zweite
Lamelle dazu, zu verhindern, dass Feuchtigkeit und/oder Schmutz über die
Außenhülle des
durchzuführenden
Kabels von der einen auf die andere Seite der ersten und/oder der
zweiten Lamelle gelangt.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Die
Fig. zeigen:
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1 eine
schematisch dargestellte Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung, sowohl in unmontiertem als auch in fertig montiertem
Zustand,
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2a und 2b jeweils
eine schematisch dargestellte Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung in montiertem Zustand bei unterschiedlichen Materialstärken der
Montagebohrung,
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3a und 3b jeweils
eine schematisch dargestellte Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung in montiertem Zustand sowohl mit als auch ohne durchzuführendes Kabel,
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4a und 4b jeweils
eine schematisch dargestellte Querschnittsansicht einer weiteren
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung als EMV-dichte Abschirmung in montiertem Zustand sowohl
mit als auch ohne durchzuführendes
Kabel,
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5a, 5b und 5c jeweils
eine schematisch dargestellte Querschnittsansicht einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung in montiertem Zustand mit durchzuführendem Kabel bei unterschiedlichen
Kabeldurchmessern,
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6a, 6b und 6c jeweils
eine schematisch dargestellte Querschnittsansicht verschiedener
Größen einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung in unmontiertem Zustand und
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7 eine
mögliche
Variante der Handhabung der Erfindung zur Weiterverwendung von abgetrennten
Teilstücken
der Vorrichtung zur universellen Kabeldurchführung.
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1 zeigt
schematisch eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur universellen Kabeldurchführung,
einmal im unmontierten und daneben im fertig montierten Zustand.
Die dargestellte Grundform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst dabei
ein Kabeldurchführungselement 1,
welches zum einen für
verschiedene Kabeldurchmesserbereiche und zum anderen für verschiedene Durchmesserbereiche
einer Bohrung 24 sowie Materialstärken einer Wandung 25,
in welche das Kabeldurchführungselement 1 zur
Montage eingebracht werden kann, universell einsetzbar ist. Das
Kabeldurchführungselement 1 ist
zur Aufnahme eines Kabels 30 (s. 3b) aus
einem elastischen Grundmaterial ausgebildet. Es weist an seiner
Innenseite 4 eine Mehrzahl von stufenförmig angeordneten Lamellen 11 auf,
die teilweise als Dichtlippe fungieren und dazu geeignet sind, ein
durchzuführendes
Kabel 30 zu umschließen
und zu fixieren. Die stufenförmig angeordneten
Lamellen 11 an der Innenseite 4 sind dabei koaxial
um die Mittelachse 7 des Kabeldurchführungselements 1 hintereinander
angeordnet und der Innendurchmesser der stufenförmig angeordneten Lamellen 11 verjüngt sich
zunehmend in axialer Richtung. Die einzelnen Lamellen 11 weisen
dabei jeweils einen dreiecksförmigen
Querschnitt auf und sind jeweils zueinander beabstandet, so dass
sie gemeinsam in axialer Richtung des Kabeldurchführungselements 1 ein
unterbrochenes Sägezahnprofil bilden,
welches Abstände
zwischen den einzelnen Profilzacken aufweist, die jeweils breiter
sind als jede einzelne Zacke selbst. Des Weiteren weist das Kabeldurchführungselement 1 an
seiner Außenseite 3 eine
Mehrzahl von tannenbaumförmig
angeordneten Lamellen 19 auf. Die tannenbaumförmig angeordneten
Lamellen 19 an der Außenseite 3 sind
dabei ebenfalls koaxial um die Mittelachse 7 des Kabeldurchführungselements 1 hintereinander
angeordnet und der Außendurchmesser
der Lamellen 19 verjüngt
sich zunehmend in axialer Richtung, so dass das Außenprofil
des Kabeldurchführungselements 1 dem
Umriss eines stilisierten Tannenbaums ähnelt. Die einzelnen Lamellen 19 weisen
dabei jeweils einen dreiecksförmigen
Querschnitt auf und bilden gemeinsam in axialer Richtung des Kabeldurchführungselements 1 ein
sägezahnförmiges Zackenprofil. Aufgrund
der unterschiedlichen Durchmesser der an der Innenseite 4 bzw.
der Außenseite 3 des
Kabeldurchführungselements 1 stufenförmig bzw.
tannenbaumförmig
angeordneten Lamellen 11, 19 ist es möglich, ein
einziges erfindungsgemäßes Kabeldurchführungselement 1 unter
Gewährleistung
sämtlicher
Funktionalitäten
einer handelsüblichen
durchmesserspezifischen Kabeldurchführungsvorrichtung universell
für einen
breiten Bereich unterschiedlicher Kabeldurchmesser bzw. Montagebohrungsdurchmesser
zu verwenden. Zudem erlaubt die tannenbaumförmige Anordnung der Lamellen 19 an
der Außenseite 3 des
Kabeldurchführungselements 1 innerhalb
eines über
die Form der Lamellen 19 definierten Bereiches eine Anpassung
des Kabeldurchführungselements 1 an
unterschiedliche Materialstärken
einer Bohrung 24, in welche das Kabeldurchführungselement 1 zur
Montage eingebracht werden kann bzw. ist. Das Kabeldurchführungselement 1 ist
einteilig und rotationssymmetrisch sowie teilweise kegelstumpfförmig ausgebildet.
Dabei setzt es sich aus einem kegelstumpfförmigen Teil 5 und
einem ringförmigen
Teil 6 zusammen. Sowohl der Hohlraum 2 auf der Innenseite 4 als
auch die äußere Kontur
des Kabeldurchführungselements 1 sind
dabei teilweise kegelstumpfförmig
ausgebildet, so dass das Kabeldurchführungselement 1 dann
in diesen kegelstumpfförmig ausgebildeten
Bereichen eine nahezu konstante Grundstärke seiner Wand 8 (d.h.
ohne Berücksichtigung
der auf der Wand 8 innen und außen angeordneten Lamellen 11, 19)
aufweist. Der ringförmige
Teil 6 ist dabei teilweise in Form eines Flansches ausgebildet,
welcher in radialer Richtung über
die Wand 8 im kegelstumpfförmigen Teil 5 des
Kabeldurchführungselements 1 hinauskragt.
Der Außendurchmesser
des kegelstumpfförmigen
Teils 5 verjüngt
sich mit zunehmendem Abstand vom ringförmigen Teil 6 des Kabeldurchführungselements 1.
Aufgrund der teilweise kegelstumpfförmigen Ausformung sowie der konstanten
Grundstärke
seiner Wand 8 in seinem kegelstumpfförmigen Teil 5 ist
das Kabeldurchführungselement 1 sehr
einfach elastisch verformbar und somit zur Aufnahme unterschiedlicher
Kabeldurchmesser geeignet. Das Kabeldurchführungselement 1 weist
zudem eine im Ausgangszustand geschlossene Membran 10 auf.
Diese kann dann z.B. während der
Montage eines durchzuführenden
Kabels 30 (s. 3b) mit Hilfe eines Schraubenziehers
oder auch mittels des durchzuführenden
Kabels 30 selbst durchstoßen werden. Die Membran 10 dient
dabei zur Verhinderung des Eindringens von Feuchtigkeit oder Schmutz
in die Kabeldurchführung,
solange kein Kabel 30 durchgeführt ist.
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2a und 2b zeigen
schematisch jeweils eine Querschnittsansicht der gleichen bevorzugten
Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur universellen Kabeldurchführung
in montiertem Zustand wie in 1, jedoch
bei unterschiedlichen Materialstärken
der Wandung 25a und 25b der Bohrung 24 (s. 1),
in welche das Kabeldurchführungselement 1 jeweils
zur Montage eingebracht ist. Dabei ist insbesondere zu erkennen,
dass eine Anpassungsfähigkeit
der an der Außenseite 3 des
Kabeldurchführungselements 1 tannenbaumförmig angeordneten
Lamellen 19 an unterschiedliche Materialstärken der
Montagebohrung innerhalb eines definierten Bereiches besteht, der
von der äußeren Form
der Lamellen 19 abhängt.
Dabei zeigt 2a die erfindungsgemäße Vorrichtung
in eine Wandung 25a mit dünnerem Material montiert, während 2b dieselbe
Vorrichtung in eine Wandung 25b mit dickerem Material montiert
darstellt.
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3a und 3b zeigen
schematisch jeweils eine Querschnittsansicht der gleichen bevorzugten
Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur universellen Kabeldurchführung
in montiertem Zustand wie in 1 und 2, sowohl ohne als auch mit fertig montiertem
durchzuführendem
Kabel 30. Insbesondere in 3b, in
der die erfindungsgemäße Vorrichtung
mit fertig montiertem durchzuführendem
Kabel 30 dargestellt ist, ist zu erkennen, dass das Kabeldurchführungselement 1 an seiner
Innenseite 4 die stufenförmig angeordneten Lamellen 11 aufweist,
von denen eine erste 12 und eine zweite Lamelle 14 jeweils
das durchzuführende Kabel 30 umschließen und
fixieren. Zudem ist zu erkennen, dass die Länge und der Innendurchmesserbereich
des Kabeldurchführungselements 1 durch Abtrennen
nicht benötigter
Teilbereiche an den Durchmesser des durchzuführenden Kabels 30 angepasst
wurden. Dabei wurde ein Teil des in 3a noch
vollständig
dargestellten Kabeldurchführungselements 1,
der einen geringeren Innendurchmesser als den Außendurchmesser des durchzuführendes Kabels 30 aufweist,
mit Hilfe eines Werkzeugs, z.B. einem Messer, soweit abgetrennt,
dass gerade noch mindestens eine der an der Innenseite 4 des
Kabeldurchführungselements 1 stufenförmig angeordneten
Lamellen 11 mit einem zum durchzuführenden Kabel 30 korrespondierenden
Innendurchmesser vorhanden ist, welche dann das Kabel 30 zur
Fixierung sowie zur Abdichtung an seiner Außenhülle aufgrund der elastischen
Eigenschaften der Lamellen 11 eng umschließt. In 3a ist
der hierzu abzutrennende Teil des Kabeldurchführungselements 1 oberhalb
der stilisierten Schnittlinie 17 dargestellt.
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4a und 4b zeigen
schematisch jeweils eine Querschnittsansicht einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur universellen Kabeldurchführung
als EMV-dichte Abschirmung in montiertem Zustand sowohl mit als
auch ohne durchzuführendes
Kabel 30. Dabei weist das Kabeldurchführungselement 1 elektrisch
leitende Eigenschaften auf, wodurch das Kabeldurchführungselement 1 dann
neben seinen elastischen Eigenschaften zur Aufnahme und Fixierung des
durchzuführenden
Kabels 1 somit selbst ohne zusätzlich anzubringende Abschirmelemente
als EMV-dichte Abschirmung zu dienen imstande ist. Um dem Kabeldurchführungselement 1 selbst
elektrische Leitfähigkeit
zu verleihen, ist das elastische Grundmaterial, aus dem das Kabeldurchführungselement 1 gefertigt
ist, beispielsweise der Silikonkautschuktyp VMQ, bevorzugt mit Partikeln
eines elektrisch leitenden Zusatzmaterials, beispielsweise Nickel-Graphit, als Füllstoff
dotiert. Dabei ist in 4b zu erkennen, dass das Kabeldurchführungselement 1 an
seiner Innenseite 4 eine erste und eine zweite stufenförmig angeordnete
Lamelle 12, 14 aufweist, die jeweils das fertig
montierte durchzuführende
Kabel 30 umschließen
und fixieren, wobei die erste Lamelle 12 zudem eine Kabelabschirmung 35 des
durchzuführenden Kabels
kontaktiert. Dies wird dadurch erreicht, dass an einer Kontaktstelle 32 des
durchzuführenden
Kabels 30 mit der ersten Lamelle 12 die Isolierung 34 des
Kabels 30 entfernt und die Kontaktstelle 32 dann bis
auf die Kabelabschirmung 35 freigelegt ist, so dass die
erste Lamelle 12 aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften
die freigelegte Kontaktstelle 32 fest umgreift und mit
der Kabelabschirmung 35 in Berührung steht. Die zweite Lamelle 14,
die stufenförmig
zu der ersten Lamelle 12 angeordnet ist und einen etwas
größeren Innendurchmesser
als die erste Lamelle 12 aufweist, steht mit der Außenhülle des
Kabels 30 in Berührung
und umschließt
das Kabel 30 aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften eng
zu seiner Fixierung sowie zur Abdichtung an seiner Außenhülle. Dabei
dient sowohl die erste 12 als auch die zweite Lamelle 14 dazu,
zu verhindern, dass Feuchtigkeit und/oder Schmutz über die
Außenhülle des durchzuführenden
Kabels 30 von der einen auf die andere Seite der ersten 12 und/oder
der zweiten Lamelle 14 gelangt. Auf diese Weise kann dann über das
elektrisch leitende Kabeldurchführungselement 1 eine
elektrische Verbindung der Abschirmung 35 des Kabels 30 beispielsweise
mit einem Gehäuse,
zu dem die Wandung 25 gehört, in der die Kabeldurchführung angebracht
ist, hergestellt werden, wodurch die Abschirmung 35 des
Kabels 30 geerdet werden kann. Das Kabeldurchführungselement 1 ist
dazu mit einer geerdeten Kontaktfläche 22, die beispielsweise Teil
eines Schaltschrankgehäuses
(nicht dargestellt) ist, in welchem die Kabeldurchführung angebracht ist,
mittels der an der Außenseite 3 des
Kabeldurchführungselements 1 tannenbaumförmig angeordneten
Lamellen 19 elektrisch und mechanisch verbunden. Bei der
Kontaktfläche 22 handelt
es sich dabei um den Rand der Bohrung 24 (s. 1)
in der Wandung 25 des Gehäuses, wobei der Rand der Bohrung 24 metallisch
ausgebildet ist. Auch hier wurde die Länge und der Innendurchmesserbereich
des Kabeldurchführungselements 1 durch
Abtrennen eines nicht benötigten
Teilbereichs an den Durchmesser des durchzuführenden Kabels 30 angepasst,
indem ein oberhalb der stilisierten Schnittlinie 17 gelegener Teil
des in 4a noch vollständig dargestellten
Kabeldurchführungselements 1,
der einen geringeren Innendurchmesser als den Außendurchmesser des durchzuführendes
Kabels 30 aufweist, soweit abgetrennt wurde, dass gerade
noch drei der an der Innenseite 4 des Kabeldurchführungselements 1 stufenförmig angeordneten
Lamellen 11 mit einem zum durchzuführenden Kabel 30 korrespondierenden
Innendurchmesser vorhanden sind, welche dann das Kabel 30 zur
Fixierung und zur Abdichtung an seiner Außenhülle sowie zur Kontaktierung
der partiell freigelegten Kabelabschirmung 35 aufgrund
der elastischen Eigenschaften der Lamellen 11 eng umschließen.
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5a, 5b und 5c zeigen
schematisch jeweils eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur universellen Kabeldurchführung
in montiertem Zustand mit unterschiedlichen durchzuführenden
Kabeln 30a, 30b, 30c, die jeweils einen unterschiedlichen
Kabeldurchmesser aufweisen. Dabei sind jeweils die Länge und
der Innendurchmesserbereich des Kabeldurchführungselements 1 durch Abtrennen
des jeweils nicht benötigten
Teilbereichs an den Durchmesser des jeweils durchzuführenden Kabels 30a, 30b, 30c angepasst.
Dabei wurde jeweils ein Teil des Kabeldurchführungselements 1,
der einen geringeren Innendurchmesser als der jeweilige Außendurchmesser
des durchzuführenden
Kabels 30a, 30b, 30c aufweist, soweit
abgetrennt, dass gerade noch mindestens eine der an der Innenseite 4 des
Kabeldurchführungselements 1 stufenförmig angeordneten
Lamellen 11 mit einem zum durchzuführenden Kabel 30a, 30b, 30c jeweils
korrespondierenden Innendurchmesser vorhanden ist, welche dann das
jeweilige Kabel 30a, 30b, 30c zur Fixierung
sowie zur Abdichtung an seiner Außenhülle eng umschließen kann.
Der abgetrennte Bereich des Kabeldurchführungselements 1 ist
dabei umso länger
und größer, je
dicker das jeweilige durchzuführende
Kabel 30a, 30b, 30c bzw. je größer dessen
Durchmesser ist. Das heißt,
der zur Montage des jeweiligen Kabels 30a, 30b, 30c in
der Wandung 25 verbleibende Teil des Kabeldurchführungselements 1 ist
dann umso kürzer
und kleiner, je größer der
Durchmesser des jeweiligen durchzuführenden Kabels 30a, 30b, 30c ist.
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6a, 6b und 6c zeigen
schematisch jeweils eine Querschnittsansicht verschiedener Größen einer
bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur universellen Kabeldurchführung
in unmontiertem Zustand. Zwar ist im Idealfall lediglich eine universelle
Type eines erfindungsgemäßen Kabeldurchführungselements 1 ausreichend,
um die üblichen
Anwendungsbereiche bezüglich
Kabel- und Montagebohrungsdurchmesser bzw. -wandstärke abzudecken.
Für denn
Fall, dass die Verwendung von lediglich einer Type jedoch nicht die
Bandbreite des vorhergesehenen Einsatzes abdecken kann, stehen – wie in 6a, 6b und 6c dargestellt – eine Mehrzahl
unterschiedlich großer
universeller Kabeldurchführungselemente 1a, 1b, 1c zur
Verfügung,
die alle den gleichen konstruktiven Aufbau und die gleiche Geometrie
aufweisen, jedoch unterschiedliche Durchmesserspektren bedienen.
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7 zeigt
eine mögliche
Variante der Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur universellen
Kabeldurchführung
insbesondere zur Weiterverwendung von abgetrennten Teilstücken des
Kabeldurchführungselements 1.
Dabei wurde das Kabeldurchführungselement 1 beispielsweise zur
Anpassung an verschiedene Kabel- bzw. Montagebohrungsdurchmesser
entlang von Schnittlinien 17a, 17b in drei Teilstücke 15a, 15b, 15c zerteilt.
Zu erkennen ist dabei insbesondere, dass die Länge und der Außendurchmesserbereich
des Kabeldurchführungselements 1 durch
Abtrennen nicht benötigter Teilbereiche
auch an den Durchmesser einer jeweiligen Bohrung 24a, 24b, 24c,
in welche das Kabeldurchführungselement 1 zur
Montage eingebracht werden soll, angepasst werden kann. Dabei wurde beispielsweise
für eine
Bohrung 24c von einem Kabeldurchführungselement 1 zwei
Teilstücke 15a, 15b, die
jeweils einen größeren Außendurchmesser
als die Bohrung 24c für
die Kabeldurchführung
in der Wandung 25 aufweisen, soweit abgetrennt, dass gerade
noch mindestens eine der an der Außenseite des Teilstücks 15c des
Kabeldurchführungselements 1 tannenbaumförmig angeordneten
Lamellen 19 mit einem zum Durchmesser der Bohrung 24c korrespondierenden
Außendurchmesser
vorhanden ist, welche dann unter Bildung einer nutförmigen Kontur mit
dem Rand der Bohrung 24c zur Fixierung des Teilstücks 15c des
Kabeldurchführungselements 1 in einer
Montageendposition sowie zur Abdichtung der Kabeldurchführung in
Eingriff steht. Die abgetrennten Teilstücke 15b, 15c können dann
problemlos für
weitere unterschiedliche Kabeldurchmesser bzw. Durchmesser von Bohrungen 24a, 24b,
in welche die Teilstücke 15a, 15b des
Kabeldurchführungselements 1 zur
Montage eingebracht werden sollen, weiterverwendet werden, wodurch
Kosten, Abfall und Umweltbelastung reduziert werden.
-
- 1,
1a, 1b, 1c
- Kabeldurchführungselement
- 2
- Hohlraum
- 3
- Außenseite
- 4
- Innenseite
- 5
- kegelstumpfförmiger Teil
- 6
- ringförmiger Teil
- 7
- Mittelachse
- 8
- Wand
- 10
- Membran
- 11
- stufenförmig angeordnete
Lamellen
- 12
- erste
Lamelle
- 14
- zweite
Lamelle
- 15a,
15b, 15c
- Teilstücke
- 17,
17a, 17b
- Schnittlinie
- 19
- tannenbaumförmig angeordnete
Lamellen
- 22
- Kontaktfläche
- 24,
24a, 24b, 24c
- Bohrung
- 25,
25a, 25b
- Wandung
- 30,
30a, 30b, 30c
- Kabel
- 32
- Kontaktstelle
- 34
- Isolierung
- 35
- Kabelabschirmung