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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ausbildung einer druckdichten Durchführung durch eine Folie mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1.
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Bei der Folie kann es sich um irgendeine Folie handeln, die mit einer flüssigkeits- und/oder gasdruckdichten Durchführung zu versehen ist. Dabei bezieht sich die Druckdichtigkeit auf einen Drucksprung über der Folie, der sowohl die eine als auch die andere Richtung haben kann. Ursächlich für den Drucksprung kann ein Überdruck oder Unterdruck gegenüber Umgebungsdruck auf einer oder beiden Seiten der Folie sein.
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Die Folie kann ihrerseits flüssigkeits- und/oder gasdruckdicht sein. Sie kann aber auch semipermeabel oder nur in einer vorgegebenen Richtung durchlässig, d. h. unidirektional sein.
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Konkret kann es sich bei der Folie um eine Teichfolie, eine einen Flüssigkeitsbehälter oder eine flexible Leitung ausbildende Folie, eine Abdichtfolie für die Begasung von Objekten, eine Absaugfolie, einen sogenannten Vakuumsack, eine technische Membran oder dergleichen handeln.
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STAND DER TECHNIK
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Es sind verschiedene Vorrichtungen zur Ausbildung von druckdichten Durchführungen bekannt, die miteinander zu verschraubende Bestandteile aufweisen. Hierzu zählen auch solche, bei denen eine Mutter auf ein Außengewinde an dem Verankerungsbereich aufgeschraubt wird, die sich an der Abstützfläche des ersten Bestandteils abstützt, um diesen mit der Anlagefläche gegen die Folie zu beaufschlagen, welche so zwischen der Anlagefläche und der Gegenfläche an dem zweiten Bestandteil der Vorrichtung eingeklemmt wird. Die Anbringung einer solchen Vorrichtung ist jedoch aufwändig und verlangt das vorherige Einbringen eines kreisrunden Lochs in die Folie, durch das der Verankerungsbereich hindurchgeschoben wird.
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Eine Rohrdurchführung durch eine Gehäusewand eines Kältegerätegehäuses, deren Bestandteile die Merkmale des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 aufweisen, ist aus der
DE 10 2007 051 342 A1 bekannt. Die Rohrdurchführung kreuzt eine Gehäusewand des Kältegerätegehäuses mit einer Außenhaut und einer Isolationsschicht und umfasst ein sich in der Isolationsschicht erstreckendes und an einer Innenseite der Außenhaut anliegendes inneres Durchführungsteil und ein eine Öffnung der Außenhaut kreuzendes und in das innere Durchführungsteil eingreifendes äußeres Durchführungsteil. Ein aus der Öffnung verdrängtes Stück der Außenhaut ist in einem Hohlraum des inneren Durchführungsteils aufgenommen. Das äußere Durchführungsteil umfasst einen Abdeckflansch und einen sich von dem Abdeckflansch schräg aufwärts erstreckenden Rohrabschnitt sowie an der dem Rohrabschnitt gegenüberliegenden Seite des Abdeckflansches eine Abtropfkontur. Der Rohrabschnitt ist vorgesehen, um damit die Außenhaut zu durchstoßen und ihn im Inneren des Hohlraums auf das Ende eines Rohrabschnitts des inneren Durchführungsteils aufzuschieben. Um das Durchstoßen der Außenhaut zu erleichtern, hat der Rohrabschnitt des äußeren Durchführungsteils eine scharfkantige Endfläche, die sich schräg zur Steckrichtung der Rohrabschnitte erstreckt. Die Querschnitte der Rohrabschnitte sind aneinander angepasst, sodass sie mit minimalem Spiel und drehfest ineinandersteckbar sind. An dem Rohrabschnitt des äußeren Durchführungsteils sind in dessen Inneres vorspringende Rastnasen gebildet, und zu diesen Rastnasen komplementäre Aussparungen finden sich in den Außenseiten des Rohrabschnitts des inneren Durchführungsteils. Wenn die Rohrabschnitte so weit ineinander eingeschoben sind, dass sie die Außenhaut zwischen ihnen einklemmen, verrasten die Rastnasen in den Aussparungen und verankern so die Durchführungsteile unlösbar aneinander. Bei der Herstellung der Gehäusewand wird das innere Durchführungsteil in die Isolationsschicht eingeschäumt und die Außenhaut anschließend mit dem äußeren Durchführungsteil durchstoßen.
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Aus der
DE 42 13 306 C1 ist eine wasserdichte Kabeldurchführung zur elektrischen Stromversorgung eines Tauchpumpenaggregats bekannt. Die Kabeldurchführung weist einen elastischen Dichtungskörper zwischen Kabel und Gehäuse auf, der zumindest teilweise innerhalb einer etwa zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Ausnehmung des Gehäuses sitzt und zwischen zwei Formkörpern zum Erhalt radialer Dichtkräfte zwischen der Gehäuseausnehmung und dem Kabel axial verspannt ist. Der gehäuseinnere Formkörper hintergreift die Gehäuseausnehmung formschlüssig, ebenso der außen liegende Formkörper. Bei Verspannung beider Formkörper wird eine mechanisch feste und wasserdichte Kabeldurchführung gebildet.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Ausbildung einer druckdichten Durchführung durch eine Folie bereitzustellen, die einfach zu montieren ist und die, obwohl sie eine hohe Druckdichtigkeit auch bei größeren Drucksprüngen über der Folie bereitstellt, kostengünstig herstellbar ist. Weiterhin soll eine bevorzugte Verwendung der neuen Vorrichtung aufgezeigt werden.
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LÖSUNG
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der neuen Vorrichtung sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert. Anspruch 13 betrifft eine Verwendung der neuen Vorrichtung.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bei der neuen Vorrichtung zur Ausbildung einer druckdichten Durchführung durch eine Folie sind an den Verankerungsbereich des zweiten Bestandteils mehrere über seinen Umfang verteilte, radial nach außen vorstehende Rastvorsprünge vorgesehen, die beim Einschieben des Verankerungsbereichs in die Durchtrittsöffnung des ersten Bestandteils nach innen eingedrückt werden und dann nach außen hinter die Abstützfläche des ersten Bestandteils rasten und sich an dieser abstützen. Das heißt, bei der neuen Vorrichtung wird ein fester Abstand zwischen der Anlagefläche für die Folie an dem ersten Bestandteil und der dieser gegenüberliegenden Gegenfläche eingestellt. Um dennoch, selbst bei auftretenden Toleranzen, die gewünschte Druckdichtigkeit sicherzustellen, ist zusätzlich eine ringförmige elastische Dichtung zur Anordnung zwischen der Gegenfläche des zweiten Bestandteils und der anderen Seite der Folie vorgesehen. Die Elastizität dieser Dichtung in Axialrichtung sorgt für die gewünschte Druckdichtigkeit auch bei großen Drucksprüngen über der Folie.
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Vorzugsweise sind an dem Verankerungsbereich des zweiten Bestandteils der neuen Vorrichtung mindestens drei, insbesondere vier, Rastvorsprünge vorgesehen. Wichtig ist eine gleichmäßige Abstützung des zweiten Bestandteils an dem ersten Bestandteil über den Umfang der Abstützfläche. Gleichzeitig dürfen die einzelnen Rastvorsprünge nicht zu filigran ausfallen. Diesen Kriterien wird durch genau vier Rastvorsprünge gut Rechnung getragen.
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Ein Innendurchmesser der ringförmigen elastischen Dichtung kann bei der neuen Vorrichtung um mindestens 1 mm, vorzugsweise um mindestens 2 mm, noch mehr bevorzugt um mindestens 3 mm und am meisten bevorzugt um mindestens 4 mm größer als ein Innendurchmesser der Anlagefläche des ersten Bestandteils sein. Die Dichtung ist damit mit Abstand zum Rand der Anlagefläche für die Folie vorgesehen und damit auch nicht unmittelbar am Rand des für die Durchführung notwendigen Lochs in der Folie.
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Die Durchtrittsöffnung in dem ersten Bestandteil der neuen Vorrichtung ist kreisrund. Dies erlaubt es, die beiden Bestandteile der neuen Vorrichtung gegeneinander zu verdrehen. Dabei kann zur Radialführung zwischen den beiden Bestandteilen der Vorrichtung und auch zum Einklemmen eines Rands der Folie um das für die Durchführung notwendige Loch in der Folie der Verankerungsbereich einen an den Radialbund des zweiten Bestandteils druckdicht anschließenden ringförmigen Radialführungsbereich aufweisen, dessen Durchmesser dem Innendurchmesser der Durchtrittsöffnung entspricht.
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Um das bereits mehrfach angesprochene für die Durchführung notwendige Loch in die Folie einzubringen, ist an dem freien Ende des Verankerungsbereichs des zweiten Bestandteils der neuen Vorrichtung eine umlaufende Schneide ausgebildet. Diese Schneide ist in der Haupterstreckungsrichtung des Verankerungsbereichs höhenkonturiert, so dass sie zunächst mit kleinen Bereichen der Folie in Kontakt kommt und die Folie in diesen Bereichen durchstößt, bevor das ganze kreisrunde Loch in die Folie geschnitten wird. Das Schneiden des Lochs in die Folie erfolgt über der Durchtrittsöffnung in dem ersten Bestandteil der neuen Vorrichtung, wobei vorzugsweise der zweite Bestandteil gegenüber dem ersten Bestandteil um die Achse der Durchtrittsöffnung verdreht wird. Um dies zu erleichtern, kann der Anschlussstutzen des zweiten Bestandteils gegenüber dem Verankerungsbereich abgewinkelt sein und so einen Drehgriff ausbilden.
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Außen an die Anlagefläche kann sich eine zurückspringende zylindermantelförmige oder kegelstumpfmantelförmige Oberfläche des ersten Bestandteils anschließen, der bei eingerastetem zweiten Bestandteil ein von dessen Radialbund vorspringender Gegenring oder vorspringende Gegenelemente radial gegenüberliegen. Zwischen dieser Oberfläche und dem Gegenring oder den Gegenelementen wird die Folie zusätzlich geklemmt und damit in ihrer Relativlage zu der neuen Vorrichtung fixiert.
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Der erste und insbesondere der zweite Bestandteil der neuen Vorrichtung können einstückig aus Kunststoff formgespritzt sein. Bei dieser Art und Weise der Herstellung kann die ringförmige elastische Dichtung direkt als Dichtlippe an die Gegenfläche des zweiten Bestandteils angespritzt werden. Bevorzugt ist es jedoch, die ringförmige elastische Dichtung als separaten Dichtring auszubilden. Dieser Dichtring ermöglicht es, die neue Vorrichtung auf unterschiedlich dicke Folien abzustimmen, indem Dichtringe unterschiedlicher Materialstärke eingesetzt werden.
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Eine Anpassung der neuen Vorrichtung an unterschiedlich dicke Folien kann auch durch Rastvorsprünge erreicht werden, die verschiedene Rastflächen in unterschiedlicher relativer Höhe zu der Gegenfläche des zweiten Bestandteils aufweisen, wobei diese Rastflächen nacheinander hinter die Abstützfläche des ersten Bestandteils der Vorrichtung einrasten. Grundsätzlich ist weiterhin eine Verstell- oder Austauschbarkeit des ganzen ersten oder zweiten Bestandteils der neuen Vorrichtung oder nur von Teilen desselben zur Anpassung an unterschiedliche Foliendicken denkbar.
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Zur Relativausrichtung des jeweiligen Dichtrings gegenüber dem ersten und dem zweiten Bestandteil der neuen Vorrichtung kann eine Mehrzahl von Dichtringführungsvorsprüngen von der Gegenfläche des zweiten Bestandteils vorstehen. Diese Dichtringführungsvorsprünge begrenzen auch die maximale axiale Komprimierung des jeweiligen Dichtrings.
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Als günstig erweist sich eine Zahl von mindestens drei und vorzugsweise von vier Dichtringführungsvorsprüngen mit abgerundeten Außenumfangsbereichen, um eine Einkerbung und damit ein Reißen des Dichtrings zu vermeiden. Die Außenumfangsbereiche können gekehlt sein, um den jeweiligen Dichtring an dem zweiten Bestandteil der neuen Vorrichtung zu halten, was deren Montage besonders einfach macht.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert und beschrieben.
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1 zeigt eine Vorderansicht der zusammengebauten neuen Vorrichtung zur Ausbildung einer druckdichten Durchführung durch eine Folie.
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2 ist ein Schnitt durch die Vorrichtung gemäß 1 in der Blickrichtung von 1.
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3 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß den 1 und 2; und
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4 ist ein Schnitt durch die Vorrichtung gemäß den 1 bis 3 in der Blickrichtung von 3.
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In keiner der 1 bis 4 ist die Folie wiedergegeben, durch die mit Hilfe der Vorrichtung eine druckdichte Durchführung ausgebildet wird.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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Die in den 1 bis 4 dargestellte Vorrichtung 1 weist einen ersten Bestandteil 2 und einen zweiten Bestandteil 3 auf. Der erste Bestandteil 2 begrenzt eine kreisförmige Durchtrittsöffnung 4, wobei eine ebene Anlagefläche 5 für eine Seite der Folie die Durchtrittsöffnung 4 an ihrem einen Ende ringförmig umschließt und eine Abstützfläche 6 die Durchtrittsöffnung 4 an ihrem anderen Ende ringförmig umschließt. Außen an die Anlagefläche 5 grenzt eine zurückspringende zylindermantelförmige Oberfläche 7 des ersten Bestandteils 2 an. Bei dem ersten Bestandteil 2 handelt es sich wie bei dem zweiten Bestandteil 3 um einen einstückig aus Kunststoff gespritzten Formkörper, der in hier nicht dargestellte Anschlusskonfigurationen übergehen kann.
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Der zweite Bestandteil 3 der neuen Vorrichtung 1 ist rohrförmig, wobei er einen gegenüber der Achse 8 der Durchtrittsöffnung 4 abgewinkelten Anschlussstutzen 9, einen Radialbund 10 mit einer ebenen Gegenfläche 11 zu der Anlagefläche 5 und einen Verankerungsbereich 12 aufweist. An dem Verankerungsbereich 12 ist eine Mehrzahl von über seinen Umfang verteilten und radial nach. außen vorstehenden Rastvorsprüngen 13 vorgesehen, die beim Einschieben des Verankerungsbereichs 12 in die Durchtrittsöffnung 4 zunächst eingedrückt werden und dann hinter die Abstützfläche 6 des ersten Bestandteils 2 rasten. Zur radialen Führung des eingerasteten zweiten Bestandteils 3 gegenüber dem ersten Bestandteil 2 schließt der Verankerungsbereich 12 mit einem geschlossenen ringförmigen Radialführungsbereich 14 druckdicht an den Radialbund 10 an. Darüber hinaus liegen von dem Radialbund vorspringende Gegenelemente 15 an der Oberfläche 7 an. Zur Abdichtung zwischen den beiden Bestandteilen 2 und 3 bzw. zwischen dem Bestandteil 3 und einer Folie, durch die eine Durchführung ausgebildet wird, ist ein Dichtring 16 vorgesehen, der sich an der Gegenfläche 11 abstützt und die Folie gegen die Anlagefläche 5 drückt. Dabei ist der Dichtring 16 auf Dichtringführungsvorsprüngen 17 geführt, die von der Gegenfläche 11 vorspringen. Diese Dichtringführungsvorsprünge 17 begrenzen auch die axiale Komprimierung des Dichtrings 16 in Richtung der Achse 8. Die jeweilige Folie wird überdies zwischen dem Radialführungsbereich 14 und dem Innenumfang der Durchtrittsöffnung 4 sowie zwischen der Oberfläche 7 und den Gegenelementen 15 geklemmt. Das für die Durchführung notwendige Loch durch die Folie kann direkt mit der neuen Vorrichtung 1 geschnitten werden. Dazu ist an dem freien Ende 17 des Verankerungsbereichs 12 eine ringförmig umlaufende Schneide 18 ausgebildet, die in Richtung der Achse 8 im Sinne eines groben Wellenschliffs höhenkonturiert ist.
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Die neue Vorrichtung 1 ist insbesondere für die Ausbildung von Durchführungen durch Folien geeignet, über die ein ansteigender Drucksprung von der Gegenfläche 11 zu der Anlagefläche 5 hin anliegt. Die neue Vorrichtung ist aber auch dann druckdicht, wenn der Drucksprung eine hierzu entgegen gesetzte Richtung hat. Dabei kann es günstig sein, den Dichtring 16 mit den Dichtringführungsvorsprüngen 17 an die Anlagefläche 5 zu verlagern bzw. die Anlagefläche 5 und die Gegenfläche 11 zwischen den beiden Bestandteilen 2 und 3 zu vertauschen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Bestandteil
- 3
- Bestandteil
- 4
- Durchtrittsöffnung
- 5
- Anlagefläche
- 6
- Abstützfläche
- 7
- Oberfläche
- 8
- Achse
- 9
- Anschlussstutzen
- 10
- Radialbund
- 11
- Gegenfläche
- 12
- Verankerungsbereich
- 13
- Rastvorsprung
- 14
- Radialführungsbereich
- 15
- Gegenelement
- 16
- Dichtring
- 17
- Dichtringführungsvorsprung
- 18
- Schneide
