DE102012009777A1

DE102012009777A1 - Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung mit Kombinationsadapter und Baukasten

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Publication number: DE102012009777A1
Application number: DE201210009777
Authority: DE
Inventors: Axel R. Hidde; Prof. Klose Odo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-05-18
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2013-11-21

Abstract

Vorgestellt wird eine Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung mit Kombinationsadapter und Baukasten – insbesondere unter Berücksichtigung des Druckausgleichs und des Potentialausgleichs in Verbindung mit Einführungen von Kabeln/Leitungen, Führungsketten, Rohren oder Schläuchen zum Transport unterschiedlicher Medien – wie Elektrik, Hydraulik, Pneumatik, etc. – für Gehäuse einer höheren Schutzart. Die Anwendungen erstrecken sich von Anschluß-, Schalt- und Verteilerkästen der Installations- und Gerätetechnik der Gebäudesystem- und Anlagentechnik bis zu Anwendungen der Luft- und Raumfahrt, der Verkehrstechnik sowie maritimen Anwendungen. Aufgrund der Vielfältigkeit der Applikationen wird die obige, grobe Beschreibung nicht vertieft. Anlaß über neue Bau- und Ausführungsformen der Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung nachzudenken, gibt die Entwicklung der Rohstoffpreise durch vielfache Verteuerung – insbesondere im Bereich der Metalle wie Kupfer oder Eisen mit seinen Legierungen aber auch auf dem Kunststoffsektor. Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubungen sind Standard-Produkte; diese lassen sich durch einen EMV/ESD-Schutz oder einen Druckausgleich zu einer erweiterten Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung ertüchtigen. Silikonscheiben dichten und schützen gleichzeitig elektrisch leitende Metallschlitzscheiben und semi-permeable Membranen. Daraus folgt, die ’einfache’ Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung aus vorwiegend Kunststoff, Edelstahl oder Messing zu optimieren und die zusätzlichen Funktionen wie EMV/ESD-Schutz und Druckausgleich in Adaptern mit Funktionsteilen in einem Baukasten zu realisieren. Das ermöglicht auch Endprodukte zu schaffen, deren Einzelteile aus unterschiedlichen Werkstoffen aufgebaut sind. Bei der Realisierung des EMV/ESD-Schutzes ist auf eine elektrisch leitende Verbindung des Kabelschirms zur Gehäusewand zu achten; der Ableitungsadapter kann aus einer kunststoffummantelten, hohlzylinderförmigen Metallhülse – Metallverbund – oder aus oberflächenbeschichtetem metallisierten Kunststoff bestehen. Im Fall des Druckausgleichs ist die Herstellung einer Verschraubung mit semi-permeabler Membrane durch nK-Kunststoffspritzen, mit n > 1, ein gängiges Verfahren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung mit Kombinationsadapter und Baukasten – insbesondere unter Berücksichtigung des Druckausgleichs und des Potentialausgleichs in Verbindung mit Einführungen von Kabeln/Leitungen, Führungsketten, Rohren oder Schläuchen zum Transport unterschiedlicher Medien – wie Elektrik, Hydraulik, Pneumatik, etc. – für Gehäuse einer höheren Schutzart.
Kabel-, Schlauch- oder Rohrdurchführungen in geschlossenen Gehäusen, mit oder ohne Zugentlastung, auch wasser- und explosionsgeschützter Art und mit oder ohne elektromagnetischer Abschirmung mit oder ohne Biegeschutz nach Schutzart klassifiziert, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Kabeldurchführungen sind auch bekannt unter anderen technischen und kommerziellen Begriffen, wie Kabel-/Leitungs-Durchführung, -Durchführungseinrichtung, -Durchführungsverschraubung, -Durchführungsvorrichtung, -Einführung, -Einführungseinrichtung, -Einführungsverschraubung, -Einführungsvorrichtung, -Verschraubung, Schlauchverschraubung, etc.
Derartige Kabel-, Schlauch- oder Rohrdurchführungen werden für unterschiedlichste Anwendungen benötigt und sind entsprechend vielfältig ausgeformt. Sie werden je Verwendungszweck aus Kunststoff und/oder Metall hergestellt, enthalten zusätzliche Scheiben und/oder Dichtungen/Dichtringe/Tüllen und unterschiedliche Zugentlastungen nach Anforderung, wie Quetschung oder Schelle. Kabeldurchführungen und/oder ihre Einzelteile sind genormt; in der Installationstechnik werden Kabeldurchführungen alter Bauart unter der Bezeichnung Panzerrohrgewinde(Pg)-Verschraubung mit nichtmetrischem Gewinde, Pg7...Pg48, entsprechend neuer Bauart mit metrischem Gewinde M12...M63, gehandelt.
Kabel-, Schlauch- oder Rohrdurchführungen bestehen aus einem Zylinderabschnitt mit einem etwa mittigen Anschlag als Außensechskant mit beidseitigem Gewinde – entsprechend einem Doppelgewindestutzen oder Doppelnippel – der den dichtenden Abschluß zu einer Wandung bildet. Zur Befestigung wird entweder der Abschluß mit der Wandung verschraubt – der Abschluß enthält umlaufend Bohrungen – oder der Zylinder wird wandungsrück- oder gehäuseseitig mit einer Gegen-/Kontermutter verschraubt. Auf der Seite der Kabeleinführung gibt es entweder eine Kabeltülle mit Dichtung und Scheibe und/oder eine angespritzte oder lose Kabelkralle, wobei das Kabel mittels einer Hutmutter dichtend gequetscht wird, oder auch eine Schraubschelle mit Dichtung und angespritztem Kabelbiegeschutz. Zubehörteile sind bekannt als Dichtungs-/Würgenippel und Blindstopfen/Verschlußschrauben.
Die Anwendungen erstrecken sich von Anschluß-, Schalt- und Verteilerkästen der Installations- und Gerätetechnik der Gebäudesystem- und Anlagentechnik bis zu Anwendungen der Luft- und Raumfahrt, der Verkehrstechnik sowie maritimen Anwendungen. Aufgrund der Vielfältigkeit der Applikationen wird die obige, grobe Beschreibung nicht vertieft. Anlaß über neue Bau- und Ausführungsformen der Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung nachzudenken, gibt die Entwicklung der Rohstoffpreise durch vielfache Verteuerung – insbesondere im Bereich der Metalle wie Kupfer oder Eisen mit seinen Legierungen aber auch auf dem Kunststoffsektor.
Unabhängig von den Disziplinen – wie Elektrik, Hydraulik, Pneumatik, etc. – werden zum Beispiel für Steuerungs-, Regelungs- und Automatisierungszwecke energieführende Leitungen, Rohre oder Schläuche in Gehäuse geführt, um dort durch Schalthandlungen steuernde oder regelnde Funktionen auszuführen. Die Gehäuse beinhalten oft zu schützende sensible Steuerungen und Regelungen und befinden sich nicht selten in rauher Maschinenumgebung oder Umwelt. Darauf beruht die Maßnahme, die funktionsbeaufschlagten Gehäuse in höherer Schutzart auszuführen. Die Dichtung der Gehäuse gegen Staub und Schmutz bis hin zum Druckwasser ist die Folge – unter Nichtberücksichtigung der Gas- und Wasserdampfdichtigkeit – was unter Einfluß unterschiedlicher klimatischer Umgebungsbedingungen wie Änderungen von Luftdruck, Feuchte und Temperatur nach physikalischen Gesetzmäßigkeiten zu einer nicht unerheblichen und nicht vernachlässigbaren Kondensatbildung im Innenraum der Gehäuse führt.
Wasserdampf-Luft-Gemisch gelangt in das Gehäuse, wenn im Gehäuse ein Unterdruck herrscht. Druckunterschiede sind bei flüssigkeits- aber nicht gas-/dampfdichten Gehäusen die Folge von Temperaturschwankungen, z. B. Tag-Nacht-Wechsel, Abkühlung durch Regen, Ausschalten eines Leuchtmittels/einer Heizung, etc. Mit fallender Umgebungstemperatur sinkt auch die Temperatur im Innern des Gehäuses, sinkt demzufolge auch der Innendruck – bei konstantem Atmosphärendruck. Auf Grund dessen setzt die Strömung eines Wasserdampf-Luft-Gemischs von außen ins Gehäuseinnere ein. Sinkt die Innentemperatur bis zur Taulinie – Linie aller Taupunkte – bildet sich im Innern Kondenswasser. Mit neuerlicher Erwärmung der Innenluft steigt die Temperatur und damit der Innendruck – bei konstantem Außendruck – und es erfolgt eine Wasserdampf-Luft-Gemisch-Strömung von innen nach außen. Das Kondenswasser bleibt im wesentlichen im Gehäuseinnern, denn seine Verdunstung setzt erst ein, wenn längst Innen-/Außen-Temperaturausgleich herrscht und somit Druckausgleich. (Zur Erwärmung von Wasser wird die 125-fache Energiemenge benötigt, als für die Erwärmung von Luft.) Der Zyklus wiederholt sich bei der nächsten Luftabkühlung mit erneutem Wasserdampf-Luft-Gemisch-Transport von außen nach innen und Kondensation im Gehäuseinnern. Durch die zeitverzögert einsetzende, nicht abgeschlossene Verdunstung des Kondenswassers bei Innenluft-Erwärmung, sammelt sich das Kondenswasser und führt zu Schäden an Gehäuse und Steuerungs- und Reglerbausteinen.
Damit sich in einem Gehäuse kein Kondenswasser bilden soll, muß die Druckdifferenz zwischen Atmosphärendruck und Gehäuseinnendruck stets vermieden und/oder ein Temperaturausgleich geschaffen werden. Durch eine mikroporöse flüssigkeitsdichte atmungsaktive semi-permeable Membran wird das Gehäuse gegenüber der Atmosphäre ’bedingt geöffnet’.
Eine weitere Betrachtung betrifft eine Einrichtung zur elektrischen Leitung und zur elektromagnetischen und -statischen Abschirmung zwischen elektrischen Leitern zwecks Bildung eines Potentialausgleichs und Beeinflussung gegenseitiger frequenter elektromagnetischer und -statischer Störab- und Störeinstrahlung, auch elektrische Kontaktierungseinrichtung genannt – insbesondere zylinderförmige bewegliche Leiteranordnungen variabler mechanischer Abmessungen und insbesondere eine Einrichtung für die Anordnung zweier ineinander verlaufender, voneinander elektrisch isolierter hohlzylinderförmiger elektrischer Leiter betreffend, wobei der Außendurchmesser des innenliegenden Leiters kleiner als der Innendurchmesser des Außenleiters ist. Aber auch die Feldausbildung paralleler Leiter wird hier angesprochen.
Verfügt das zu verlegende Kabelgut über ein elektrisch leitendes Metallgewebe in der äußeren Umhüllung – beispielsweise zum Zwecke des EMV(Elektromagnetische Verträglichkeit)/ESD(Elektrostatische Entladung)-Schutzes – welches durchgängig mit Verschraubung und Wandung/Gehäuse verbunden werden muß, zeichnet sich die Verwendung der metallischen Kabelverschraubung vorteilhaft aus, bei der das Erdungsgeflecht des Kabels freigelegt wird und mit einer elektrischen Kontaktierungseinrichtung den geforderten elektrischen Verbund zur Gehäusewand herstellt. Die Kabelschirmung steht hier stellvertretend für eine elektrisch leitende zylindrische Anordnung.
Zu diesem Zweck wird ein dreidimensional ausgeprägtes Federelement als elektrische Kontaktierungseinrichtung vorgeschlagen. Das räumliche ausgedehnte Federelement weist eine etwa korb- oder topfähnliche Geometrie aus, ist endlos gewickelt und besitzt zur Kabelschirmung hin einen zunächst kegelförmigen Kontaktabschnitt und zur Verschraubung hin einen schmalen radial ausgerichteten Befestigungs- oder Halteabschnitt.
Im folgenden wird der Stand der Technik von Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubungen mit Kombinationsadapter und Baukasten – insbesondere unter Berücksichtigung des Druckausgleichs und des Potentialausgleichs in Verbindung mit Einführungen von Kabeln/Leitungen, Führungsketten, Rohren oder Schläuchen zum Transport unterschiedlicher Medien – wie Elektrik, Hydraulik, Pneumatik, etc. – in Gehäuse einer höheren Schutzart gewürdigt; gemäß dem Stand der Technik sind, je nach Anwendungsbezug, eine Vielzahl von Typen von Kabelverschraubungen mit Kombinationsadapter und Baukasten – insbesondere unter Berücksichtigung des Druckausgleichs und des Potentialausgleichs in Verbindung mit Einführungen von Kabeln/Leitungen, Führungsketten, Rohren oder Schläuchen zum Transport unterschiedlicher Medien – wie Elektrik, Hydraulik, Pneumatik, etc. – in Gehäuse einer höheren Schutzart im Einsatz.
Gemäß Patentschrift DE 10 2005 035 210 /Gebrauchsmuster DE 20 2005 011 301 / europäisches Patent EP 1 746 698 ’Kabeldurchführung mit Membranventil’ wird eine solche atmungsaktive Kabel-/Schlauchdurchführung zur mechanisch und einseitig hygroskopisch dichten Durchführung eines geschirmten oder ungeschirmten elektrischen Kabels mit oder ohne Zugentlastung mit oder ohne Biegeschutz für dieses Kabel vorgestellt. Es wurde beschrieben, daß Kabeldurchführungen bauartklassifiziert werden, nach alter Bauart mit nichtmetrischem Gewinde Pg7...Pg48 und nach neuer Bauart mit metrischem Gewinde M12...M63, wobei das Maß für die Befestigungsbohrung für die Kabeldurchführung – Maß des Gewindestutzens, unten – und der Kabeldurchmesser für diese Kabeldurchführung aufeinander abgestimmt sind.
Bei dieser Anmeldung wird angenommen, daß sich beim Einsatz von Kabeldurchführungen mit Membranventil bei festgelegtem Kabeldurchmesser das Maß für die Befestigungsbohrung wegen des Luftkanals um eine Klasse erhöht. Da bei handelsüblichen Installationsgehäusen bereits Ausbruchhilfen und Vorstanzungen für Kabeldurchführungen vorgesehen sind, die nach Anzahl und Größe dem Verwendungszweck des Gehäuses angemessen wurden, könnte sich der Einsatz derartiger Kabeldurchführungen nachteilig auswirken.
Mit der Patentschrift DE 11 2007 002 229 /Gebrauchsmuster DE 20 2006 011 956 / internationale Anmeldung WO 2008/011 854 /europäische Anmeldung EP 2 044 665 liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine atmungsaktive Kabel-/Schlauchdurchführung zur mechanisch und einseitig hydroskopisch dichten Durchführung eines geschirmten oder ungeschirmten elektrischen Kabels mit oder ohne Zugentlastung mit oder ohne Biegeschutz für dieses Kabel durch eine Öffnung in einer Gehäusewand unter Umgehung obigen Nachteils zu schaffen, so daß die Führung des Luftkanals der Kabel-/Schlauchdurchführung so ausgeprägt ist, daß die bekannte handelsübliche Relation durchführbarer Kabeldurchmesser zum Maß für die Befestigungsbohrung der Kabeldurchführung erhalten bleibt.
Gemäß der Offenlegungsschrift DE 10 2006 062 609 /Gebrauchsmuster DE 20 2006 019 791 ’Kabeldurch-/-einführungselement zum Dichten, Klemmen, Schirmen und Leiten’ wird ein Durch-/Einführungselement für Kabel-, Schlauchdurchführungen oder Kabelsteckverbindungen vorgeschlagen, welches aus mehreren Werkstoffen mit abschnittsweise unterschiedlichen mechanischen Festigkeiten und elektrischen Leitfähigkeiten einstückig hergestellt ist. Eine weitere Ausprägungsform sieht vor, daß das Kabeldurch-/-einführungselement für atmungsaktive semi-permeabel ausgestaltet ist und für nichtatmungsaktive Kabel-, Schlauchdurchführungen oder Kabelsteckverbindungen einsetzbar ist. In einer weiteren Ausgestaltung ist das Durch-/Einführungselement für Kabel-, Schlauchdurchführungen oder Kabelsteckverbindungen für geschirmte elektrisch leitend ausgestaltet und für ungeschirmte Kabel verwendbar. Die bisher üblichen im Einsatz befindlichen Verschraubungsteile wie Klemm-, Dicht- und Leitringe werden zu einem Bauteil reduziert.
Offenlegungsschrift DE 10 2006 062 690 /Gebrauchsmuster DE 20 2006 019 807 offenbart eine atmungsaktive Schlauch-/Rohrverschraubung, um eine mechanisch und hygroskopisch dichte Durchführung eines geschirmten oder ungeschirmten elektrischen Kabels oder eines Leitungsbündels oder von Leitungen mit/ohne Zugentlastung mit/ohne Biegeschutz für diese Kabel/Leitungen mit Schlauch oder Rohrführung zu schaffen. Die mehrteilige Schlauch-/Rohrverschraubung weist einen im hohlzylinderförmigen Unterteil angeordneten Lüftungskanal auf, der vom Innern des Unterteils an die mechanische Schnittstelle zum Mittelteil führt, hier durch ein semi-permeables Filter-/Membranventil abschließt, und im Mittelteil sich nach außen öffnet und im Oberteil der Schlauch-/Rohrverschraubung die zylinderförmige Schlauch-/Rohrkralle mit einem Dicht-/Klemmelement als innenliegender Hohlzylinder die Schlauch-/Rohraufnahme bildet. Vorgesehen ist die Schaffung der atmungsaktiven Verschraubung für durch Schläuche und Rohre geführte Medien.
Offenlegungsschrift DE 10 2007 001 584 /Gebrauchsmuster DE 20 2007 000 864 stellt eine atmungsaktive Kabelsteckverbindung vor, um für die mechanisch und hygroskopisch dichte Durchführung eines geschirmten oder ungeschirmten elektrischen Kabels oder eines Leitungsbündels oder von Leitungen mit/ohne Zugentlastung mit/ohne Biegeschutz für diese Kabel/Leitungen eine Steckverbindung zu schaffen. Die mehrteilige Kabelsteckverbindung weist einen im hohlzylinderförmigen Unterteil angeordneten Lüftungskanal auf, der vom Innern des Unterteils an die mechanische Schnittstelle zum Mittelteil führt, hier durch ein semi-permeables Filter-/Membranventil abschließt, und sich im Mittelteil nach außen öffnet und sich ein Gewindestutzen zur Aufnahme des Steckers des Oberteils der Kabelverbindung anschließt, gefolgt von einem Buchsenteil mit der zylinderförmigen Kabelaufnahme und einem Schraubverschluß. Die Reihenfolge der Anordnung von Kupplung und Stecker ist unabhängig von der Kanalführung gestaltbar. Vorgesehen ist die Schaffung einer atmungsaktiven Steckverbindung für durch Kabel, Schläuche oder Rohre geführte Medien.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2009 055 641 /Gebrauchsmuster DE 20 2009 016 477 präsentiert in Verbindung mit einer Kabelverschraubung eine Einrichtung zur elektrischen Leitung und zur elektromagnetischen und elektrostatischen Abschirmung zwischen abgeschirmten elektrischen Leitern zwecks Bildung eines Potentialausgleichs und Beeinflussung gegenseitiger frequenter elektromagnetischer und elektrostatischer Störab- und Störeinstrahlung – auch elektrische Kontaktierungseinrichtung genannt – insbesondere zylinderförmige bewegliche Leiteranordnungen variabler mechanischer Abmessungen und insbesondere eine Einrichtung für die Anordnung zwei ineinander verlaufende, voneinander elektrisch isolierte hohlzylinderförmige elektrische Leiter betreffend, wobei der Außendurchmesser des innenliegenden Leiters kleiner als der Innendurchmesser des Außenleiters ist. Eine erste Lösung dieser Aufgabe betrifft den Anschluß eines abgeschirmten Kabels. Eine Universal-Schnellverschraubung ist einstückig aufgebaut und besteht aus den unverlierbaren Teilen

– einem Grundkörper, wie ein Doppelgewindestutzen oder Doppelnippel, mit Werkzeugaufnahme und einer Ringnut und gehäuse- und kabelseitig mit einem Außengewinde versehen, vorzugsweise aus Metall gefertigt
– einem elastomeren Dichtring oder Dichteinsatz, vorzugsweise mit Memory-Eigenschaft, fest mit dem Grundkörper verbunden
– einer Druckschraube, die als Überwurfmutter auf dem Grundkörper verschraubt ist und die bei Drehung vom Gehäuse weg auf den Dichtring durchmesserverändernd wirkt.

Verfügt das zu verlegende Kabelgut über ein elektrisch leitendes Metallgewebe in der äußeren Umhüllung – beispielsweise zum Zwecke des EMV(Elektromagnetische Verträglichkeit)/ESD(Elektrostatische Entladung)-Schutzes – welches durchgängig mit Verschraubung und Gehäusewandung verbunden sein muß, zeichnet sich die Verwendung der metallischen Schnellverschraubung vorteilhaft aus, bei der das Erdungsgeflecht des Kabels freigelegt wird und mit einer elektrischen Kontaktierungseinrichtung den geforderten elektrischen Verbund zur Gehäusewandung herstellt.
Zu diesem Zweck wird ein dreidimensional ausgeprägtes Federelement als elektrische Kontaktierungsmittel vorgeschlagen. Das räumliche ausgedehnte Federelement weist eine etwa korb- oder topfähnliche Geometrie aus, ist endlos gewickelt und besitzt zur Kabelschirmung hin einen zunächst kegelförmigen Kontaktabschnitt und zur Verschraubung hin einen schmalen radial ausgerichteten Befestigungs- oder Halteabschnitt. Entsprechend weist der aufnehmende Doppelnippel an der Stelle der Federpositionierung eine schmale Ringnut auf, deren Breite und Tiefe der geometrischen Ausprägung des Befestigungs- oder Halteabschnitts des Federelements entspricht. Der einhüllende Außendurchmesser des Halteabschnitts weist ein leichtes Übermaß gegenüber dem Innendurchmesser der Ringnut auf, wodurch sich das Federelement in der Ringnut verklemmt und durch die seitlichen Wangen der Ringnut unverlierbar geführt wird. Verschiedene geometrische Federausprägungen sind möglich.
Offenlegungsschrift DE 10 2010 026 308 /Gebrauchsmuster DE 20 2010 010 124 zeigt eine Kabeleinführung, die einerseits das Kabel gegen die Gehäusewand schützt und ggf. auch eine Zugentlastung bietet und darüber hinaus die Funktion des Druckausgleichs zwischen Innen- und Außenraum eines Gehäuses bei montierter Kabeleinführung inne hat. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Elastomer-Membranventil gemäß den obigen Ausführungen vorgesehen – vorzugsweise aus einem Kautschukwerkstoff mit guten Gas- und Wasserdampfdurchgangszahlen, welche als Formteil gespritzt und als Einlegeteil weiterverarbeitet oder auch im 2K- oder 3K-Spritzverfahren direkt mit einem Entlüftungsorgan zu einer be- und entlüftenden Kabeleinführung verarbeitet ist. Auf Grund einer geforderten Formgebung der Elastomer-Membran und der Shore-Härte des Materials kann es auch zum Einsatz eines z. B. fingerartigen/sternförmigen oder ringförmigen oder grob durchlässigen oder offenporigen Trägers kommen, der als Einlegeteil mit dem Kautschukwerkstoff umspritzt wird. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird das Grundprinzip eines Elastomer-Membranventils aus Kautschukwerkstoff mit guten Gas- und Wasserdampfdurchgangszahlen um

– eine vorbereitete Durchtrittsstelle für Kabel, Rohr, Schlauch mit Abrißfuge
– eine ’atmungsaktive’ Gas- und Wasserdampf-Durchtrittsstelle
– einen Träger oder eine tragfähige Schicht

– Einstückige Kabeleinführung mit Membranventil
– Adapter mit Membran-Dichtring und Luftauslaß
– Stopfen mit Membran-Dichtring
– Membranelement, eingespritzt oder als Formteil eingelegt.

Alle vorgestellten Veröffentlichungen eignen sich nur bedingt oder gar nicht für den spezifischen Einsatz einer Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung mit Kombinationsadapter und Baukasten – insbesondere nicht unter Berücksichtigung des Druckausgleichs und des Potentialausgleichs in Verbindung mit Einführungen von Kabeln/Leitungen, Führungsketten, Rohren oder Schläuchen zum Transport unterschiedlicher Medien – wie Elektrik, Hydraulik, Pneumatik, etc. – in Gehäuse einer höheren Schutzart.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung mit Kombinationsadapter und Baukasten – insbesondere unter Berücksichtigung des Potentialausgleichs und des Druckausgleichs in Verbindung mit Einführungen von Kabeln/Leitungen, Führungsketten, Rohren oder Schläuchen zum Transport unterschiedlicher Medien – wie Elektrik, Hydraulik, Pneumatik, etc. – für Gehäuse einer höheren Schutzart zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst; auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug. Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubungen sind Standard-Produkte; diese lassen sich durch einen EMV/ESD-Schutz oder einen Druckausgleich zu einer erweiterten Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung ertüchtigen. Silikonscheiben dichten und schützen gleichzeitig elektrisch leitende Metallschlitzscheiben und semi-permeable Membranen. Daraus folgt, die ’einfache’ Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung aus vorwiegend Kunststoff, Edelstahl oder Messing zu optimieren und die zusätzlichen Funktionen wie EMV/ESD-Schutz und Druckausgleich in Adaptern mit Funktionsteilen in einem Baukasten zu realisieren. Das ermöglicht auch Endprodukte zu schaffen, deren Einzelteile aus unterschiedlichen Werkstoffen aufgebaut sind. Bei der Realisierung des EMV/ESD-Schutzes ist auf eine elektrisch leitende Verbindung des Kabelschirms zur Gehäusewand zu achten; der EMV/ESD-Adapter kann aus einer kunststoffummantelten, hohlzylinderförmigen Metallhülse – Metallverbund – bestehen. Im Fall des Druckausgleichs ist die Herstellung einer Verschraubung mit semi-permeabler Membrane durch 2K- oder 3K-Kunststoffspritzen gängiges Verfahren.
Die Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung als eine Universal-Schnellverschraubung ist einstückig aufgebaut und besteht aus den unverlierbaren Teilen

– einem Grundkörper, wie ein Doppelgewindestutzen oder Doppelnippel, gehäuseseitig mit einem Anschlußgewinde und kabelseitig mit einem Außengewinde versehen, vorzugsweise aus Kunststoff, Metall, Edelmetall oder Metallverbund gefertigt
– einem elastomeren Dichtring oder Dichteinsatz, fest mit dem Grundkörper verbunden und um einen VE-Dichtring ergänzt
– einer Druckschraube oder einer Klemmutter, die als Überwurfmutter auf dem Grundkörper mittels Innengewinde verschraubt ist und auf den Dichtring über den Dichtkegel und die Klemmeinrichtung wirkt.

Die Besonderheiten in den Eigenschaften dieser Schnellverschraubung sind, daß

– sie einstückig aufgebaut ist
– keine Einzelteile erst mit dem Kabel in Verbindung gebracht und
– die Teile nicht lage- und verarbeitungsgerecht aufgebracht werden müssen.

Weiterhin verläuft die Montage dieser Schnellverschraubung entgegengesetzt zu der von handelsüblichen Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubungen. Das Kabel wird durch den Dichtring und den Doppelgewindestutzen geschoben, dann wird die auf dem Doppelnippel montierte Druckschraube in Richtung Kabel-, Schlauch oder Rohreinführung verschraubt und drückt dabei mit ihrem Innenkegel über den Dichtring gegen Kabel, Schlauch oder Rohr und wird so dicht montiert.
Trotz der bei handelsüblichen Verschraubungen entgegengesetzten Montagerichtung baut der Doppelgewindestutzen mit Druckschraube in der Länge um ca. 30% geringer als die bekannten Verschraubungen, da die Druckschraube in die Verschraubung eintaucht. Vorzugsweise ist die Druckschraube innen kegelstumpfförmig zwecks Aufnahme des Dichtrings ausgeprägt.
Vorteile ergeben sich derart, daß die Druckschraube nicht vor der Montage lagegerecht und in richtiger Reihenfolge über Kabel, Schlauch oder Rohr gestülpt werden muß. Weiterhin muß nicht der Arbeitsgang ’Dichtkörper montieren’ folgen, sondern der Dichtring ist bereits fester Bestandteil des Doppelgewindestutzens.
Die über Dichtkörper und Druckschraube vermittelte Haltekraft ist ausreichend; die Verbindung Schnellverschraubung – Kabel/Schlauch/Rohr ist durch Zurückschrauben der Druckschraube lösbar. Als Werkstoff für die Teileproduktion kommt je nach Anforderung und Einsatzgebiet Kunststoff, Metall, Edelmetall oder Metallverbund zur Anwendung, bei EMV/ESD-gerechtem Einsatz nur elektrisch leitende Werkstoffe – aber auch im Verbund.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfinderischen Neuheit wird vorgeschlagen einen hohlkegelstumpfförmigen Dichtring aus viskoelastischem (VE-)Schaumstoff mit Memory-Eigenschaften zu schaffen und zu verwenden.
Ziel ist der Aufbau einer Universal-Schnellverschraubung für die Gebäude- und Anlagen-Systemtechnik für Kabel, Steckverbinder, Wellschläuche/-rohre, Spiralschläuche/-rohre, Glattschläuche/-rohre, Geflecht-/Gewebeschläuche/-rohre, etc., die sowohl eine glatte als auch keine glatte Oberfläche aufweisen. Die Verschraubung muß sowohl die in dieser Disziplin geforderten Haltekräfte aufweisen, als auch eine Dichtheit bieten, die der in dem vorgesehenen Einsatzgebiet geforderten Schutzart genügt.
Gemäß der weiteren vorteilhaften Ausprägung wird die Druckschraube um einen Dichtring ergänzt. Dichtringe aus Elastomer- oder Silikon-Kunststoffen bestimmter Härte sind bekannt und werden branchenüblich z. B. als Kabeldichtung verwendet. Sie können abhängig von Öffnungs- und/oder Kabeldurchmesser in der Stärke angepaßt werden, es gibt sie als Kabel-Mehrfachdichtung und als Spezialdichtung für unterschiedliche Kabelapplikationen, wie beispielsweise Flachkabel; ihr Einsatz hat jedoch stets glatte Oberflächen zur Voraussetzung.
Um die erfinderische Neuheit für viele Kabeltypen zu ertüchtigen, wird ein hohlkegelförmiger Dichtring vorgeschlagen, bestehend aus viskoelastischem (VE-)Schaumstoff mit Memory-Eigenschaften, auch bekannt als Memory- oder Trag-Schaum. Bei dem einzusetzenden Dichtring-Kunststoff handelt es sich um einen sich in die Form legenden Schaumstoff, um ein verformbares Elastomer, welches die ihm eingeprägte oder aufgegebene äußere Form über lange Zeit beibehält. Darüber hinaus sind diese VE-Schaumstoffe durch Zusätze stabilisiert, wie Schutz gegen Feuchtigkeit durch Behandlung mit Polyurethan(PU)-Sprühelastomer.
Bei Einsatz des so hergestellten Dichtrings in der Schnellverschraubung ergibt sich der Vorteil, auch bei unebenen zu befestigenden Kabeln – wie Gewebe- oder Geflechtskabel oder Mischformen – nicht nur eine ausreichende Halte-/Zugkraft sondern auch eine geforderte Dichtigkeit gewährleisten zu können.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung verfügt die Schnellverschraubung an ihrem der Einführungsöffnung gegenüberliegenden Ende über ein Anschlußteil mit Befestigungs-Außengewinde entsprechend genormter oder handelsüblicher Abmessungen. Statt des Außengewindes ist auch die Ausprägung des mechanischen Anschlusses mittels eines Innengewindes oder einer Gehäusesteckverbindung vorgesehen.
Bei allen Ausgestaltungen ist zwecks Erhöhung der Schutzart die Aufnahme eines Dicht-/O-Rings zwischen gehäuseseitigem Außen-/Innengewinde bzw. Steckverbindung vorgesehen. Für die mechanische Handhabung sind im unteren Bereich des Grundkörpers Flächen für die Aufnahme eines Sechskantschlüssels angebracht; zur besseren Führung des Schlüssels und zum Schutz der Gewinde sind die Schlüsselflächen durch Anschläge begrenzt. In einer weiteren Ausprägung der erfinderischen Neuheit wird vorgeschlagen, die Universal-Schnellverschraubung zu einem Produzenten-Baukasten um Adapter und Funktionsteile zu ergänzen

– Kabeldichtung für dünne Kabel
– Stecker/Kupplung-Verbindungstechnik
– Gehäuse-/Wand-Befestigungsmutter
– Drehgelenk-Adapter
– EMV/ESD-Ableitungsadapter
– Membran-Druckausgleichsadapter
– Ableitung-Druckausgleich-Kombinationsadapter.

Verfügt das zu verlegende Gut Kabel, Schlauch oder Rohr über ein elektrisch leitendes Metallgewebe in der äußeren Umhüllung – beispielsweise zum Zwecke des EMV/ESD-Schutzes – welches durchgängig mit Verschraubung und Gehäusewand verbunden werden muß, zeichnet sich die Verwendung einer Schnellverschraubung aus Metall oder Metallverbund vorteilhaft aus, bei der das Erdungsgeflecht des Guts freigelegt wird und mit einer elektrischen Kontaktierungseinrichtung den geforderten elektrischen Verbund zum Gehäuse herstellt. Die Schirmung steht hier stellvertretend für eine elektrisch leitende zylindrische Anordnung.
Zu diesem Zweck wird ein dreidimensional ausgeprägtes Federelement als elektrische Kontaktierungseinrichtung vorgeschlagen; das Federelement ist ein Funktionsteil des EMV/ESD-Ableitungsadapters. Das räumliche ausgedehnte Federelement weist eine etwa korb- oder topfähnliche Geometrie aus, ist endlos gewickelt und besitzt zur Kabel-, Schlauch- oder Rohr-Schirmung hin einen zunächst kegelförmigen Kontaktabschnitt und zum Adapter hin einen schmalen radial ausgerichteten Befestigungs- oder Halteabschnitt. Entsprechend weist der aufnehmende Adapter an der Stelle der Feder-Positionierung eine schmale Ringnut auf, deren Breite und Tiefe der geometrischen Ausprägung des Befestigungs- oder Halteabschnitts des Federelements entspricht. Der einhüllende Außendurchmesser des Halteabschnitts weist ein leichtes Übermaß gegenüber dem Innendurchmesser der Ringnut auf, wodurch sich das Federelement in der Ringnut verklemmt und durch die seitlichen Wangen der Ringnut unverlierbar geführt wird. Alternativ wird das Federelement beim Fügen von Verschraubung und Adapter zwischen diesen festsitzend und elektrisch leitend verklemmt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Kontaktabschnitte des Federelements zunächst als ellipsenförmige Schleifen zu einem Kegelstumpf geformt, deren Anzahl und Lage noch zu bestimmen ist. Mit diesen und den Werkstoffparametern werden die auf die Schirmung wirkenden Kraftkomponenten festgelegt, mit der Maßgabe, daß ein möglichst breites auf den Durchmesser bezogenes Gutspektrum dauerhaft sicher eingeführt und kontaktiert wird. Werden die Kontaktabschnitte durch die Einführung eines Guts radial und axial nach außen aufgebogen, entsteht einerseits eine durch die Winkeländerung zwischen Kontakt- und Halteabschnitt hervorgerufene Druckspannung und andererseits werden mechanische Spannungen durch die Endloswindung auf den benachbarten Kontaktabschnitt übertragen und überlagert, bis sich wieder ein Kräftegleichgewicht – hauptsächlich im Bereich der Übergangsstellen zwischen Kontakt- und Halteabschnitt – einstellt.
Da alle Verbindungsstellen der unterschiedlichen Geometrien der Windungen gerundet miteinander verbunden sind, ist die Federelementmontage vereinfacht und die Gefahr von möglichen Knickungen im Material gebannt. Ebenso ist eine Verletzung der Oberfläche der Kabelschirmung durch scharfe Kanten auszuschließen. Werden sowohl für die Halte- als auch für die Kontaktabschnitte des Federelements andere geometrische Ausprägungen realisiert, ändern auch die Kräfteverteilungen bei sonst gleichen Parametern. Bezogen auf fließende elektrische Ableitströme kontaktiert das Federelement mit ellipsenförmigen Kontaktabschnitten nur punktuell so häufig, wie Kontaktabschnitte vorhanden sind; was auch am anderen Ende der Kontaktierungseinrichtung – in der elektrischen Verbindung mit der Ringnut – gilt. Andere Stromdichteverteilungen ergeben sich, wenn der Kontaktabschnitt zur Schirmung hin eine konkave, dem Schirmmantel angepaßte Kontur erhält; so folgerichtig auch eine konvexe Kontur als Kontaktierung in der Ringnut. Weiterhin sind noch die Leiterabstände der Kontaktabschnitte für die zu dämpfende Frequenz von Bedeutung; Korrekturmaßnahmen sind erst in Verbindung mit der Anwendung vorzunehmen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung kann das Federelement auch mit seinem Befestigungs-/Halteabschnitt dauerhaft in der Ringnut befestigt sein, wie durch Kleben, Löten, Schweißen, etc. Auch der umgekehrte Fall kann in Betracht gezogen werden, daß die freigelegte Schirmung des Guts konfektioniert mit einer elektrischen Kontaktierungseinrichtung geliefert wird. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Federelement aus Runddraht oder aus rostfreiem Edelstahl-Federdraht formbeständig hergestellt ist.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Schirmung des Guts mittels einer Metallschlitzscheibe als Funktionsteil des EMV/ESD-Ableitungsadapters erfolgt. Die Metallschlitzscheibe ist ein Stanzteil, welches zum Mittelpunkt hin in radialer Richtung sektionale Aussparungen oder mindestens Schlitze durch Ausstanzung aufweist, wodurch sich dreieckförmige Winkelsegmente ergeben, die in der äußeren Randzone der Scheibe ihren gemeinsamen Halt finden. Wird das zu schirmende Gut durch die Scheibenmitte geschoben, kontaktieren die Segmentspitzen mit der Schirmung des Guts elektrisch leitend. Durch die Aufbiegung der Segmente bei der Guteinführung sorgt eine dauerhafte Federkraft für einen niederohmigen Übergangswiderstand zwischen Schirmung und Scheibe. Die Befestigung und die elektrische Leitung der Metallschlitzscheibe erfolgt – wie beim Federelement – mit seinem äußeren Befestigungs-/Halteabschnitt dauerhaft in einer Ringnut, wozu der aufnehmende Adapter an der Stelle der Scheiben-Positionierung eine schmale Ringnut aufweist, deren Breite und Tiefe der geometrischen Ausprägung des Befestigungs- oder Halteabschnitts der Metallschlitzscheibe entspricht. Der Außendurchmesser des Halteabschnitts der Scheibe weist ein leichtes Übermaß gegenüber dem Innendurchmesser der Ringnut auf, wodurch sich die Scheibe in der Ringnut verklemmt und durch die seitlichen Wangen der Ringnut unverlierbar geführt wird. Eine einmalige radiale durchgehende Schlitzung der Scheibe unterstützt die Nuteinführung derselben – ähnlich der Befestigung eines Sprengrings. Die Metallschlitzscheibe erhält zwecks dauerhaftem Schutz oder Dichtung eine Silikonumspritzung oder eine zusätzliche, als Sandwich angeordnete Silikonscheibe.
In einer weiteren vorteilhaften Applikation wird ein Membran-Druckausgleichsadapter mit Elastomer-Membran für Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubungen vorgestellt. Der Druckausgleichsadapter ist ein Zubehörteil für alle Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubungen; der Adapter wird einerseits in einer Gehäusewand dichtend verschraubt und nimmt andererseits eine Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung auf. Ein so aufgebauter Verschraubungsbaukasten wird neben den Funktionen Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung und EMV/ESD-Ableitungsadapter um die weitere Funktion Membran-Druckausgleichsadapter ergänzt.
Im einzelnen ist der Druckausgleichsadapter mit Membranventil wie ein Doppelnippel in einem Adaptergehäuse aufgebaut, besitzt in axialer Richtung etwa hälftig ein Aussengewinde mit einer innenliegenden Bohrung 2 für die Gehäuseaufnahme sowie eine weitere, die Bohrung 2 verlängernde Bohrung 1, ein Innengewinde sowie ein Außensechskant. Eine Besonderheit stellen die in radialer Richtung im Bereich des Sechskants angeordneten Bohrungen dar, welche als Gas- und Wasserdampf-Entlüftungsbohrungen für den Druckausgleich arbeiten.
An der axialen Grenzfläche zwischen Außen- und Innengewinde, etwa in Höhe der Gehäusewand (in eingebautem Zustand) ist die etwa kreisförmige Elastomer-Membran angeordnet. Die Elastomer-Membran weist einen Kabeldurchtritt, eine Dichtung sowie eine Abrißfuge auf. Außerhalb des Kabeldurchtritts befindet sich innerhalb einer Aussparung eine Verjüngung mit Membran, die den Gas- und Wasserdampf-Durchtritt bzw. den Druckausgleich an dieser Stelle bevorzugt ermöglicht. Zusätzlich erhält der Druckausgleichsadapter einen Dicht-/O-Ring, der zusammen mit der Membran angespritzt ist, sofern es ich nicht um zwei Einlege-/Formteile handelt. Die elastomere Membran mit Dicht-/O-Ring kann je nach Shore-Härte des Elastomers durch einen zusätzlichen fingerartigen/sternförmigen oder ringförmigen oder grob durchlässigen oder offenporigen Träger stabilisiert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung besteht die elastomere Membran aus einer scheibenartigen Folie, die durch eine Silikonunterfütterung eine Stabilisierung erfährt. Diese Membran wird – wie das Federelement – in einer Ringnut des Adapters eingelassen und geführt.
Der Membran-Druckausgleichsadapter mit Elastomer-Membran für Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubungen stellt ein wichtiges Zubehör in einem solchen Verschraubungsbaukasten dar. Durch seine sehr flache Bauweise erscheint der Adapter im Verbau mit einer Verschraubung eher unauffällig.
Gemäß einer weiteren positiven Ausgestaltung der Erfindung besteht zwecks Realisierung der EMV/ESD- und der Druckausgleichs-Funktion die Möglichkeit, beide diesbezüglichen Adapter in Serie mit der Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung in Einklang zu bringen. Bezogen auf die Bauhöhe bedeutet dies eine sehr aufwendige Anordnung. Dieserhalb wird vorgeschlagen, einen EMV/ESD-Druckausgleich-Kombinationsadapter zum Einsatz zu bringen, der in vorteilhafter Weise nur die Bauhöhe eines Adapters aufweist, aber beide Funktionen in sich vereint. Beim Kombinationsadapter wird das EMV/ESD-Federelement oder die -Metallschlitzscheibe im gehäuseabgewandten Teil des Adapters in einer Ringnut elektrisch leitend befestigt und im gehäusenahen Teil des Adapters, unterhalb der radialen Bohrungen für den Druckausgleich die kreisförmige Elastomer-Membran oder die mechanisch verstärkte Folienscheibe angeordnet. Sowohl Verschraubung und Adapter als auch Adapter und Gehäuse werden gegeneinander mit je einem Dicht-/O-Ring gedichtet. Die Verschraubungs-Adapter-Kombination hat drei Funktionen inne und verlängert sich in der Bauhöhe im wesentlichen nur um eine Anschlußgewinde.
Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der als Anlage beigefügten Zeichnungen von Ausführungsbeispielen weiter verdeutlicht. Es zeigen
1 Universal-Schnellverschraubung

a) Geschlossener Zustand, dünnes Kabel
b) Geöffneter Zustand, dickes Kabel

2 Schnellverschraubung mit Ableitungsadapter

a) Dreidimensionales Federelement
b) Ebene Metallschlitzscheibe

3 Schnellverschraubung mit Druckausgleichsadapter

a) Elastomer-Membran
b) Membranfolie mit Träger

4 Schnellverschraubung mit Kombinationsadapter
5 Schnellverschraubung mit Adapter und Funktionsteil, Baukasten.
Gleiche und gleichwirkende Bestandteile der Ausführungsbeispiele sind in den Figuren jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Beschreibung der erfindungsgemäßen Einrichtung wird fortgesetzt anhand der Erläuterung der Figuren.
1 zeigt die Universal-Schnellverschraubung 10 in 1a) in geschlossenem Zustand mit einem außendurchmesserdünnen Kabel 30 und in 1b) in geöffnetem Zustand mit einem durchmesserdicken Kabel 30.
Die Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung 1 ist als Universal-Schnellverschraubung 10 einstückig aufgebaut und besteht aus den unverlierbaren Teilen

– einem Grundkörper 11, wie ein Doppelgewindestutzen oder Doppelnippel, mit gehäuseseitig mit einem Anschlußgewinde 1 13 und Dicht-/O-Ring 1 16 und kabelseitig mit einem Außengewinde 14 versehen, vorzugsweise aus Kunststoff, Metall, Edelmetall oder Metallverbund gefertigt
– einem elastomeren Dichtring oder Dichteinsatz 18, fest mit dem Grundkörper verbunden und um einen VE-Dichtring 19 ergänzt
– einer Druckschraube oder einer Klemmutter 20, die als Überwurfmutter auf dem Grundkörper mittels Innengewinde 1 21 verschraubt ist und auf den Dichtring über den Dichtkegel 17 und die Klemmeinrichtung 22 wirkt.

Doppelgewindestutzen und Druckschraube verfügen je über einen Befestigungs-Außensechskant 1, 2 12, 23. Die Schnellverschraubung zeichnet sich durch eine kompakte niedrige Baulänge aus, da die Druckschraube in Offen-Stellung mittels des Führungszylinders 1 15 in die Verschraubung eintaucht.
Das Kabel 30 ist hier als doppelt ummantelte 31, 33, einzelisolierte 34 mehradrige Leitung 35 mit oder ohne Abschirmgeflecht 32 beispielhaft dargestellt.
In 2 wird die Schnellverschraubung 10 mit Ableitungsadapter 1, 2 40, 49 vorgestellt, in 2a) mit einem dreidimensionalen Federelement 44 und in 2b) mit einer ebenen Metallschlitzscheibe 48 als elektrisch leitendes Bauteil.
Der Ableitungsadapter 1, 2 40, 49 besitzt ein Innengewinde 2 47 als dichte Verbindung 16 mit dem Anschlußgewinde 1 13 des Doppelgewindestutzens 11; mit dem Außensechskant 3 41 ist ein festsitzendes Kontern gegeben. Weiterhin ist für den Ableitungsadapter 1, 2 ein Gehäuseanschluß in Form eines Anschlußgewindes 2 42 sowie ein Dicht-/O-Ring 2 43 vorgesehen, welches vorzugsweise in den Abmessungen dem des Doppelgewindestutzens angepaßt ist. Die elektrische Kontaktierung zwischen dem Schirmgeflecht 32 des Kabels 30 und dem Ableitungsadapter 1, 2 bzw. der Gehäusewand wird über das dreidimensionale Federelement 44 oder die ebene Metallschlitzscheibe 48 niederohmig hergestellt. Zu diesem Zweck besitzt das Federelement einen Befestigungs- oder Haltabschnitt 45, um entweder zwischen Doppelgewindestutzen und Ableitungsadapter beim Verschrauben eingeklemmt oder in eine dafür vorgesehene Ringnut 1 46 eingepaßt zu werden. Ebenso wird mit der Befestigung der ebenen elektrisch leitenden Metallschlitzscheibe verfahren; in den Figuren sind beide Anwendungen offenbart.
Der Vorteil in der Funktionstrennung von Kabel-, Schlauch- und Rohrbefestigung durch die Schnellverschraubung 10 und EMV/ESD-Ableitung durch den Ableitungsadapter 1, 2 40, 49 ist dadurch gegeben, daß

– nicht jedes Kabel/Leitung 30 einer elektrischen Abschirmung 32 bedarf und somit auch nicht elektrisch abgeschirmt verlegt ist
– für Schnellverschraubung und Ableitungsadapter 1, 2 unterschiedliche Werkstoffe verwendet werden können
– nur zwischen Schirmgeflecht, Federelement 44/Metallschlitzscheibe 48 und Gehäusewand eine dauerhafte, elektrisch niederohmige Verbindung bestehen muß,
– die im Fall des Ableitungsadapters 1, 2 auch durch eine Oberflächenmetallisierung oder einen Metallverbund-Werkstoff realisiert werden kann.

In 3 wird die Schnellverschraubung 10 mit Druckausgleichsadapter 1, 2 50, 59 vorgestellt, in 3a) mit einer Elastomer-Membran 55 und in 3b) mit einer Membranfolie mit Träger 58 als semi-permeables Bauteil.
Der Druckausgleichsadapter 1, 2 50, 59 besitzt ein Innengewinde 2 47 als dichte Verbindung 16 mit dem Anschlußgewinde 1 13 des Doppelgewindestutzens 11; mit dem Außensechskant 4 51 ist ein festsitzendes Kontern gegeben. Weiterhin ist für den Druckausgleichsadapter 1, 2 ein Gehäuseanschluß in Form eines Anschlußgewindes 3 52 sowie ein Dicht-/O-Ring 3 53 vorgesehen, welches vorzugsweise in den Abmessungen dem des Doppelgewindestutzens angepaßt ist. Der Dicht-/O-Ring 3 kann aber auch – wie im Fall der Elastomer-Membran 55 – mit an der Membran angespritzt sein. Der Druckausgleichsadapter 1 besitzt eine oder mehrere Entlüftungsbohrungen als Entlüftungskanäle 1 54, die einen Druckausgleich zwischen dem Gehäuseinnenraum, über die Innenbohrung des Druckausgleichsadapters, der semi-permeablen Elastomer-Membran und dem Entlüftungskanal zum umgebenden Außenraum bilden. Alternativ kann für den Druckausgleich eine Membranfolie mit Träger 58 zum Einsatz kommen, die einerseits in einer Ringnut 2 56 eingelegt und über einen Führungszylinder 2 57 gestützt, den Druckausgleichsadapter 2 bildet. Der Adapter 1, 2 kann auch mehrstückig aufgebaut sein und das semi-permeable Bauteil 55, 58 wird als Einlegeteil gefügt. Die Herstellung des Druckausgleichsadapters 1, 2 kann auch durch ein nK-Spritzverfahren, mit n > 1, erfolgen, in dem für das Adaptergehäuse und die Membran unterschiedliche Werkstoffe eingesetzt werden.
Der Vorteil in der Funktionstrennung von Kabel-, Schlauch- und Rohrbefestigung durch die Schnellverschraubung 10 und Druckausgleich durch den Druckausgleichsadapter 1, 2 50, 59 ist dadurch gegeben, daß

– nicht jede Verschraubung 1, 10 eines Druckausgleichs bedarf – weil mehrere Verschraubungen verwendet werden oder starke Druckschwankungen nicht zu erwarten sind
– für Schnellverschraubung und Druckausgleichsadapter 1, 2 unterschiedliche Werkstoffe verwendet werden können
– nur zwischen Gehäuseinnenraum und umgebendem Außenraum eine dauerhafte, druckausgleichende semi-permeable Verbindung bestehen muß,
– die im Fall des Druckausgleichsadapters 1, 2 auch durch verschiedene Herstellungsverfahren realisiert werden kann.

4 zeigt die Schnellverschraubung 10 mit einem Kombinationsadapter 60, der die beiden Funktionen EMV/ESD-Ableitung und Druckausgleich inne hat.
Der Kombinationsadapter 40 besitzt ein Innengewinde 2 47 als dichte Verbindung 16 mit dem Anschlußgewinde 1 13 des Doppelgewindestutzens 11; mit dem Aussensechskant 5 61 ist ein festsitzendes Kontern gegeben. Weiterhin ist für den Kombinationsadapter ein Gehäuseanschluß in Form eines Anschlußgewindes 4 62 sowie ein Dicht-/O-Ring 4 63 vorgesehen, welches vorzugsweise in den Abmessungen dem des Doppelgewindestutzens angepaßt ist.
Die EMV/ESD-Funktion wird über die elektrische Kontaktierung zwischen dem Schirmgeflecht 32 des Kabels 30 und dem Kombinationsadapter 40 bzw. der Gehäusewand mittels des dreidimensionalen Federelements 44 niederohmig hergestellt. Zu diesem Zweck besitzt das Federelement einen Befestigungs- oder Haltabschnitt 45, um entweder zwischen Doppelgewindestutzen 11 und Kombinationsadapter mittels Verschrauben eingeklemmt oder in eine dafür vorgesehene Ringnut eingepaßt zu werden (nicht dargestellt). Ebenso wird mit der Befestigung einer ebenen elektrisch leitenden Metallschlitzscheibe 48 als Alternative verfahren.
Für den Druckausgleich besitzt der Kombinationsadapter 60 gehäuseseitig unterhalb der EMV/ESD-Ableitung eine oder mehrere Entlüftungsbohrungen als Entlüftungskanäle 2 64, die einen Druckausgleich zwischen dem Gehäuseinnenraum, über die Innenbohrung des Kombinationsadapters, der semi-permeablen Elastomer-Membran 55 und dem Entlüftungskanal zum umgebenden Außenraum bilden. Alternativ kann für den Druckausgleich eine Membranfolie mit Träger 58 zum Einsatz kommen, die einerseits in einer Ringnut 3 65 eingelegt und über einen Führungszylinder 3 66 gestützt, den Druckausgleich bildet. Der Kombinationsadapter kann auch mehrstückig aufgebaut sein und das semi-permeable Bauteil 55, 58 wird als Einlegeteil gefügt. Die Herstellung des Kombinationsadapters kann auch durch ein nK-Spritzverfahren erfolgen, in dem für das Adaptergehäuse und die Membrane unterschiedliche Werkstoffe eingesetzt werden.
Der Vorteil in der Funktionstrennung von Kabel-, Schlauch- und Rohrbefestigung durch die Schnellverschraubung 10 und EMV/ESD-Ableitung und den Druckausgleich durch den Kombinationsadapter 60 ist neben den oben beschriebenen Vorteilen des Ableitungs- 1, 2 40, 49 und des Druckausgleichsadapters 1, 2 50, 59 dadurch gegeben, daß

– die Bauhöhe des Kombinationsadapters im wesentlichen der Bauhöhe eines Adapters entspricht,
– für Schnellverschraubung und Kombinationsadapter unterschiedliche Werkstoffe verwendet werden können
– vornehmlich in Gehäusen mit höherwertigen Elektronik-Anwendungen – wie hochfrequente Anwendungen, sicherheitsrelevante Anwendungen und/oder Anwendungen in klimatisch sich stark ändernden Zonen – die Realisierung beider Funktionen von essentieller Bedeutung ist.

Aus dem Vorangestellten ergibt sich der in 5 zusammengestellte Verschraubungs-Baukasten 1 bestehend aus der Schnellverschraubung 10 mit Doppelgewindestutzen oder Doppelnippel 11 und Druckschraube oder Klemmutter 20 sowie Adaptern

– EMV/ESD-Ableitungsadapter 1, 2 40, 49
– Membran-Druckausgleichsadapter 1, 2 50, 59
– Ableitung-Druckausgleich-Kombinationsadapter 60

– dreidimensionales Federelement 44
– ebene Metallschlitzscheibe 48
– semi-permeable Elastomer-Membran 55
– Membranfolie mit Träger 58.

Eine weitere Ausprägung der Erfindung sieht vor, die Anzahl der Adaptoren nach bekanntem Anwendungsbezug und Häufigkeit zu reduzieren. Dem Fortschritt in der Kunststofftechnologie folgend – Thema ’Elektrisch leitende Kunststoffe’ – ist es durchaus vorstellbar, künftig das dreidimensionale Federelement als Träger für die semi-permeable Elastomer-Membran zu nutzen und die beiden Funktionen – EMV/ESD-Ableitung und Membran-Druckausgleich – in einem Adapter zu vereinen.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche; die zahlreichen Möglichkeiten und Vorteile der Ausgestaltung der Erfindung spiegeln sich in der Anzahl der Schutzrechtsansprüche wider.
Bezugszeichenliste

1: Kabel-, Schlauch-, Rohrverschraubung
10: Schnellverschraubung
11: Doppelgewindestutzen, Doppelnippel
12: Außensechskant 1
13: Anschlußgewinde 1
14: Außengewinde
15: Führungszylinder 1
16: Dicht-/O-Ring 1
17: Dichtkegel
18: Dichtkörper
19: VE-Dichtring
20: Druckschraube, Klemmutter
21: Innengewinde 1
22: Klemmeinrichtung
23: Außensechskant 2
30: Kabel, Leitung
31: Außenmantel
32: Schirmung, Schirmgeflecht
33: Ummantelung
34: Leiterisolation
35: Leiter
40: Ableitungsadapter 1
41: Außensechskant 3
42: Anschlußgewinde 2
43: Dicht-/O-Ring 2
44: Federelement
45: Befestigungs-/Halteabschnitt
46: Ringnut 1
47: Innengewinde 2
48: Metallschlitzscheibe
49: Ableitungsadapter 2
50: Druckausgleichsadapter 1
51: Außensechskant 4
52: Anschlußgewinde 3
53: Dicht-/O-Ring 3
54: Entlüftungskanal 1
55: Elastomer-Membran
56: Ringnut 2
57: Führungszylinder 2
58: Membranfolie mit Träger
59: Druckausgleichsadapter 2
60: Kombinationsadapter
61: Außensechskant 5
62: Anschlußgewinde 4
63: Dicht-/O-Ring 4
64: Entlüftungskanal 2
65: Ringnut 3
66: Führungszylinder 3

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005035210 [0013]
DE 202005011301 U [0013]
EP 1746698 [0013]
DE 112007002229 [0015]
DE 202006011956 U [0015]
WO 2008/011854 [0015]
EP 2044665 [0015]
DE 102006062 A [0016]
DE 202006019791 U [0016]
DE 102006062690 A [0017]
DE 202006019807 U [0017]
DE 102007001854 A [0018]
DE 202007000864 U [0018]
DE 102009055641 A [0019]
DE 202009016477 U [0019]
DE 102010026308 A [0022]
DE 202010010124 U [0022]

Claims

Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung mit Kombinationsadapter und Baukasten – insbesondere unter Berücksichtigung des Druckausgleichs und des Potentialausgleichs in Verbindung mit Einführungen von Kabeln/Leitungen, Führungsketten, Rohren oder Schläuchen zum Transport unterschiedlicher Medien – wie Elektrik, Hydraulik, Pneumatik, etc. – in Gehäuse einer höheren Schutzart, dadurch gekennzeichnet, daß – die Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung (1) aus einer Schnellverschraubung (10) besteht, – die Schnellverschraubung einen hohlzylinderförmigen Doppelgewindestutzen oder Doppelnippel (11) mit einem Außengewinde (14) und einem dem Gehäuse zugewandten Anschlußgewinde (13) sowie eine hohlzylinderförmige Druckschraube oder Klemmutter (20) mit Innengewinde (21) besitzt, – welches mit dem Außengewinde des Doppelgewindestutzens korrespondiert, – wobei das dem Gehäuse zugewandte Ende der Druckschraube in einen taschenförmigen Führungszylinder (15) des Doppelgewindestutzens eintaucht.
Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung mit Kombinationsadapter und Baukasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß – die Druckschraube (20) an ihrem dem Gehäuse abgewandten Ende kegelstumpfförmig, zum Ende sich verjüngend ausgebildet ist, – die Innenseite des Kegelstumpfs der Druckschraube auf einen hohlzylinderförmigen, einstückig mit einem Dichtkegel (17) des Doppelgewindestutzens (11) verbundenen Dichtkörper (18) so wirkt, – daß beim Bewegen der Druckschraube in gehäuseabgewandter axialer Richtung der Innendurchmesser des Dichtkörpers in radialer Richtung abnimmt.
Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung mit Kombinationsadapter und Baukasten nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß – der einstückig mit dem Doppelgewindestutzen (11) verbundene Dichtkörper (18) auf seiner Innenseite in radialer Richtung einen einstückig mit diesem verbundenen, hohlzylinderförmigen viskoelastischen (VE)-Dichtring (19) besitzt.
Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung mit Kombinationsadapter und Baukasten nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß – die Schnellverschraubung (10) um die Zusatzfunktionalitäten EMV/ESD-Ableitung und Druckausgleich erweitert ist, – die in hohlzylinderförmigen Adaptoren (40, 49, 50, 59, 60) installiert sind, – die über ein zum Schnellverschraubungs-Anschlußgewinde (13) korrespondierendes Innengewinde (47) und ein dem axial gegenüberliegendes Anschlußgewinde (42, 52, 62) verfügen und – mit der Schnellverschraubung mechanisch fest und mittels Dicht-/O-Ring (43, 53, 63) dicht verbunden sind.
Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung mit Kombinationsadapter und Baukasten nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß – die Schnellverschraubung (10) über das Anschlußgewinde (13) einen Adapter (40, 49, 50, 59, 60) über dessen Innengewinde (47) mechanisch fest und dicht aufnimmt und – ein Adapter (40, 49, 50, 59, 60) über das Anschlußgewinde (42, 52, 62) einen weiteren Adapter (40, 49, 50, 59, 60) über dessen Innengewinde (47) mechanisch fest und mittels Dicht-/O-Ring (43, 53, 63) dicht aufnimmt.
Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung mit Kombinationsadapter und Baukasten nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß – ein Adapter (60) auch mehrere Zusatzfunktionalitäten installiert hat.
Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung mit Kombinationsadapter und Baukasten nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß – der hohlzylinderförmige Adapter (40, 49, 50, 59, 60) über mindestens eine innere, radial verlaufende Ringnut (46, 56, 65) verfügt, – die zur Aufnahme mindestens eines elektrisch leitenden mehrdimensionalen Federelements (44), einer ebenen Metallschlitzscheibe (48), einer Elastomer-Membran (55) und/oder einer Membranfolie mit Träger (58) ertüchtigt ist.
Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung mit Kombinationsadapter und Baukasten nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß – der hohlzylinderförmige Adapter (40, 49, 50, 59, 60) über mindestens eine radial angeordnete Entlüftungsbohrung (64) verfügt, – die unterhalb des Innengewindes (47) und oberhalb des Anschlußgewindes (42, 52, 62) – also zwischen beiden Gewinden – aber oberhalb einer Membrane (55, 58) – vom Anschlußgewinde aus gesehen – angeordnet ist und – mit der axialen Innenbohrung des Adapters und der Membrane im montierten Zustand mit Schnellverschraubung (10), Kabel (30) und Gehäuse einen semi-permeablen Entlüftungskanal für den Druckausgleich bildet.
Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung mit Kombinationsadapter und Baukasten nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß – der hohlzylinderförmige Adapter (40, 49, 50, 59, 60) zwischen Innengewinde (47) und Entlüftungskanal (64) über einen radial angeordneten, kegelförmigen, zum Anschlußgewinde (42, 52, 62) sich öffnenden Führungszylinder (57, 66) verfügt, – der ausgeprägt ist, eine kreisringförmige, semi-permeable Membran (55, 58) fest haltend und dichtend aufzunehmen.
Kabel-, Schlauch- oder Rohrverschraubung mit Kombinationsadapter und Baukasten nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß – der Verschraubungs-Baukasten (1) mindestens besteht aus – der Schnellverschraubung (10) mit Doppelgewindestutzen oder Doppelnippel (11) und Druckschraube oder Klemmutter (20) – sowie Adaptern – EMV/ESD-Ableitungsadapter (40, 49) – Membran-Druckausgleichsadapter (50, 59) – Ableitung-Druckausgleich-Kombinationsadapter (60) – und Funktionsteilen – dreidimensionales Federelement (44) – ebene Metallschlitzscheibe (48) – semi-permeable Elastomer-Membran (55) – Membranfolie mit Träger (58) und eine Reduzierung von Adaptern und Funktionsteilen derart erzielt ist, daß ein elektrisch leitendes dreidimensionales Federelement als Träger für die semi-permeable Elastomer-Membran genutzt und die Zusatzfunktionen – wie EMV/ESD-Ableitung und Membran-Druckausgleich – in einem Adapter vereint sind.