DE102017128532A1

DE102017128532A1 - Kabel für ein elektrisches Gerät sowie Kabelentlüftungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102017128532A1
Application number: DE102017128532.6A
Authority: DE
Inventors: Fried Schütze
Original assignee: IFM Electronic GmbH
Current assignee: IFM Electronic GmbH
Priority date: 2017-12-01
Filing date: 2017-12-01
Publication date: 2019-06-06
Anticipated expiration: 2037-12-02
Also published as: DE102017128532B4

Abstract

Kabel (10) für ein elektrisches Gerät,
mit wenigstens einem elektrischen Leiter (20), die in einem Isolationsmaterial (12) des Kabels (10) eingebunden sind und von einem elektrisch isolierenden und dampfdichten Außenmantel (14) des Kabels (10) umgeben sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens an einer Stelle des Kabels (10) eine semipermeable Membran angeordnet ist, die für Luft und Wasserdampf durchlässig und für flüssiges Wasser undurchlässig ist,
wobei im Bereich der Membran (30) zumindest teilweise kein Isolationsmaterial (12) des Kabels (10) verbaut ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kabel für ein elektrisches Gerät sowie eine Kabelentlüftungsvorrichtung für ein Kabel nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Aus der DE 11 2007 002 229 B4 ist bereits eine Kabeldurchführung mit einem Membranventil zur Entlüftung eines Gehäuses bekannt, bei die die Kabelführung ein Gewinde zum Anschluss an das Gehäuse aufweist. Innerhalb der Kabelführung sind Kanäle ausgebildet, die das mit der Kabelführung verbundene Gehäuse über Bohrungen entlüften. Zwischen den Kanälen und den Bohrungen ist eine semipermeable Membran vorgesehen, so dass Wasserdampf nach außen dringen kann, ohne dass Wasser in flüssiger Form ins Gehäuse gelangen kann. Die Kabeldurchführung umschließt das vom Gehäuse nach außen geführte Kabel hermetisch, so dass zwischen Kabel und Kabeldurchführung kein Gas- oder Dampfaustausch stattfindet.
Aufgabe der Erfindung ist es, insbesondere für Gehäuse, die über kein Druckausgleichselement verfügen, eine Entlüftung bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Kabel bzw. einer entsprechenden Kabelentlüftungsvorrichtung gelöst.
Vorteilhaft ist ein Kabel für ein elektrisches Gerät vorgesehen, mit wenigstens einem elektrischen Leiter, die in einem Isolationsmaterial des Kabels eingebunden und von einem elektrisch isolierenden und wasserdampfdichten Außenmantel des Kabels umgeben sind,
wobei wenigstens an einer Stelle des Kabels eine semipermeable Membran angeordnet ist, die für Luft und Wasserdampf durchlässig und für flüssiges Wasser undurchlässig ist,
und im Bereich der Membran zumindest teilweise kein Isolationsmaterial des Kabels verbaut ist.
Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass für die Entlüftung eines Gehäuses keine separaten Bauteile benötigt werden, sondern eine Entlüftung allein durch das Anschließen eines erfindungsgemäßen Kabels realisiert werden kann.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Bereich der semipermeablen Membran die elektrisch isolierten Leiter aufgespreizt sind.
Wobei die Aufspreizung der Leiter wenigstens soweit erflogt, dass ein Flüssigkeitstransport entlang der Leiter infolge einer Kapillarwirkung unterbunden ist.
Dies Vorgehen hat den Vorteil, dass durch Aufspreizen der Leiter eine Kapillarwirkung für einen Wassertransport zwischen Leiter und Isolationsmaterial vermieden werden kann.
Besonders nützlich ist es, wenn im Bereich der Membran die Isolationsummantelung der Leiter zumindest teilweise entfernt ist.
Bevorzugt sind zur Beabstandung der Leiter im Bereich der Membran Abstandshalter vorgesehen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die semipermeable Membran als Teil einer Manschette ausgebildet, die um das Kabel verbaut ist, wobei der Außenmantel des Kabels im Bereich der Membran unterbrochen ist oder Ausnehmungen aufweist, so dass eine Entlüftung des Kabels über die Membran gewährleistet ist.
In einer weiteren Ausgestaltung ist eine Kabelbelüftungsvorrichtung zum Einbau in einem Kabel vorgesehen,
mit einem Eingang zur elektrischen Kontaktierung der Leiter des eingehenden Kabels,
und mit einem Ausgang zur elektrischen Kontaktierung der Leiter des ausgehenden Kabels,
wobei die Kabelentlüftungsvorrichtung Innenleiter zur elektrischen Verbindung der Leiter am Ein- und Ausgang aufweist,
und mit einer Wasserdampf durchlässigen Membran ausgestattet ist.
Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass mit Hilfe der erfindungsgemäßen Kabelentlüftungsvorrichtung bereits bestehende Kabel im Hinblick auf eine erfindungsgemäße Entlüftung weitergebildet werden können.
Ferner sollten die Leiter innerhalb des Vorrichtung zumindest teilweise keine Isolationsummantelung aufweisen und mit Hilfe von Abstandshaltern beabstandet sind, um beispielsweise einen Wassertransport aufgrund von Kapillarwirkungen zu unterbinden.
Vorteilhaft ist es, ein Kabel mit der vorgenannten Kabelentlüftungsvorrichtung auszubilden.
Ebenso vorteilhaft ist es, ein elektrisches Gerät mit einem Kabel oder mit einem Kabel mit einer Kabelentlüftungsvorrichtung in der vorgenannten Art und Weise auszustatten.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen schematisch:

1 ein Kabel mit einer Membran,
2 ein Kabel mit einer Membran und Aufspreizung,
3 ein Kabel mit einer Kabelentlüftungsvorrichtung,
4 eine Ausführung gemäß 3 mit einer Schutzvorrichtung.

1 zeigt ein mehradriges Kabel 10 mit drei elektrischen Leitern 20 innerhalb eines Außenmantels 14 des Kabels 10. Die Leiter 20 innerhalb des Kabels 10 sind mit Hilfe eines Isolationsmaterials 12 des Kabels 10 fixiert, wobei im dargestellten Fall jeder Einzelleiter 20 zudem jeweils eine eigene Isolationsummantelung 21 aufweist. Je nach Ausführung kann ggf. innerhalb des Kabelstrangs auf ein solche Isolationsummantelung 21 verzichtet werden.
Zur Entlüftung des Kabels 10 und insbesondere um Wasserdampf nach außen zu leiten ist im Kabelstrang des Kabels 10 eine Öffnung mit semipermeablen Membran 30 vorgesehen, die für Luft und Wasserdampf durchlässig und für flüssiges Wasser undurchlässig ist.
Zur Vermeidung eines durch Kapillarwirkung verursachten Wassertransports entlang des Isolationsmaterials 12 des Kabels 10 und/oder des Isolationsmantels 21 der Leiter 21 ist es erfindungsgemäß vorgesehen, im Bereich der Membran 30 zumindest das Isolationsmaterial 12 des Kabels 10 zu entfernen. Im dargestellten Fall ist zudem auch die Isolationsummantelung 21 der Leiter 20 entfernt. Zur Vermeidung von Kurzschlüssen werden die abisolierten Leiter 20 mit Hilfe eines Abstandshalters 40 auf Abstand gehalten.
Das erfindungsgemäße Kabel 10 kann vorteilhaft an hier nicht gezeigten elektrischen Geräten Verwendung finden, die selbst keine Entlüftung aufweisen. Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise Kabeldurchführungen bekannt, die direkt am Gerät verbaut werden und über Luftkanäle und dort angeordneten Membranen auch für eine Entlüftung und insbesondere einen Abtransport von Wasserdampf sorgen.
Problematisch an solchen Anordnungen ist, dass aufgrund der thermischen Volumenänderungen des vom Gehäuse umschlossenen Gases ein so genannter Pumpeffekt entsteht, der im ungünstigen Fall dazu führt, dass über die angeschlossenen Kabel Wasserdampf und ggf. auch bereits kondensiertes Wasser ins Gehäuse gezogen wird.
Durch das erfindungsgemäße Vorgehen wird dieser Effekt zuverlässig unterbunden.
Zentrale Idee der erfindungsgemäßen Lösung ist, die ans Gerät angeschlossenen Kabel 10 derart auszuführen, das ein Wasser- / Wasserdampftransport über die Kabel unterbunden wird. Zudem ist das Kabel 20 derart ausgeführt, dass auch das Gehäuse über das angeschlossene Kabel entlüftet werden kann. Hierzu ist es notwendig, dass das Kabel 10 im Außenumfang wasserdampfundurchlässig ans Gehäuse angeschlossen wird. Insbesondere wäre es nicht von Vorteil, wenn das Kabel über einen Stecker, der eine semipermeable Membran zur Entlüftung aufweist angeschlossen würde. Es hat sich nämlich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Gasaustausch nicht unmittelbar am Gehäuse, sondern mit einem Abstand zum Gehäuse erfolgt.
2 zeigt eine weitere Variante bei der im Bereich der Membran die durchgeführten Leiter 20 aufgespreizt sind, um einen Wassertransport durch Kapillarwirkung effektiv zu unterdrücken, zudem erschließt sich durch die Aufspreizung ein größerer von Isolationsmaterial befreiter Raum, in dem ggf. vorhandenes Wasser in flüssiger Form verdunsten und über die semipermeable Membran 30 nach außen geführt werden kann.
In einer nicht gezeigten Variante ist es ebenso denkbar, die wasserdampfdurchlässige Membran 30 als Teil einer Manschette auszubilden, die dann über einen von Isolationsmaterial 12 befreiten Bereich geschoben und fixiert werden kann. In diesem Bereich können dann ggf. auch die Leiter 20 abisoliert werden und mit Abstandshalter auf Abstand gehalten werden. Der Außenmantel 14 des Kabels 10 wäre zumindest im Bereich der Membran 30 für den Gasaustausch zu unterbrechen.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Entlüftung mit Hilfe einer Kabelentlüftungsvorrichtung 50 realisiert ist. Diese Vorrichtung 50 weist zwei Öffnungen auf über die Kabel 10 zugeführt und über eine Abdichtung 52 wasserdampfdicht eingefasst werden können.
Im dargestellten Fall ist jeweils an den Öffnungen eine Kontaktierungsvorrichtung 55 vorgesehen, mit denen die von außen kommenden Leiter 20 mit den Innenleitern 25 der Kabelentlüftungsvorrichtung 50 verbunden werden können.
Zur Vermeidung elektrischer Kurzschlüsse ist wie in den vorgenannten Beispielen ein Abstandshalter 40 vorgesehen.
In einer nicht dargestellten Variante ist es auch denkbar, die Innenleiter 25 ohne Aufspreizung auszuführen.
4 zeigt im Unterschied zur 3 eine Variante bei der die Membran 30 mit einer Schutzvorrichtung 58 eingefasst ist, die beispielsweise als erhöhte Umrandung ausgeführt sein kann.
Im Hinblick auf alle vorgenannten Ausführungsbeispiele gemäß 1 bis 4 sei angemerkt, dass die Anordnung der Membran 30 nicht auf die dargestellte Position beschränkt ist, insbesondere können auch mehr als eine Membran 30 verbaut sein.
Weiterhin kann es auch vorgesehen sein, dass die Isolationsummantelung 21 der Leiter 20 nicht über die gesamte Längserstreckung des Volumens im Bereich der Membran unterbrochen ist, sondern nur soweit, dass ein Flüssigkeitstransport mittels Kapillarwirkung zuverlässig unterbunden werden kann.
Bezugszeichenliste

10: Kabel
12: Isolation
14: Außenmantel
20: elektrischer Leiter
21: Isolationsummantelung
25: Innenleiter
30: semipermeable Membran
40: Abstandshalter
50: Kabelentlüftungsvorrichtung
52: Abdichtung
55: Kontaktierungsvorrichtung
58: Schutzvorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 112007002229 B4 [0002]

Claims

Kabel (10) für ein elektrisches Gerät, mit wenigstens einem elektrischen Leiter (20), die in einem Isolationsmaterial (12) des Kabels (10) eingebunden sind und von einem elektrisch isolierenden und dampfdichten Außenmantel (14) des Kabels (10) umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens an einer Stelle des Kabels (10) eine semipermeable Membran angeordnet ist, die für Luft und Wasserdampf durchlässig und für flüssiges Wasser undurchlässig ist, wobei im Bereich der Membran (30) zumindest teilweise kein Isolationsmaterial (12) des Kabels (10) verbaut ist.
Kabel nach Anspruch 1, bei dem im Bereich der durchlässigen Membran (30) die elektrischen Leiter (20) aufgespreizt sind.
Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem im Bereich der semipermeablen Membran (30) die Isolationsummantelung (21) der Leiter (20) zumindest teilweise entfernt ist.
Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem im Bereich der semipermeablen Membran (30) Abstandshalter (40) zur Beabstandung der Leiter (20) vorgesehen sind.
Kabel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die semipermeable Membran (30) Teil einer Manschette ist, die um das Kabel (10) verbaut ist, wobei der Außenmantel (14) des Kabels im Bereich der Membran (30) Ausnehmungen aufweist, so dass eine Entlüftung des Kabels (10) über die Membran (30) gewährleistet ist.
Kabelentlüftungsvorrichtung (50) zur Verbindung von zwei Kabeln (10), mit zwei Öffnungen zur Aufnahme der zugeführten Kabel (10), wobei die Öffnungen derart ausgestaltet sind, das die zugeführten Kabel (10) im Außenumfang wasserdampfdicht abgedichtet werden können, und wobei die Vorrichtung (50) eine semipermeable Membran (30) aufweist, die für Luft und Wasserdampf durchlässig und für flüssiges Wasser undurchlässig ist.
Kabelentlüftungsvorrichtung (50) nach Anspruch 6, bei dem die Vorrichtung (50) Inneneiter (25) aufweist, die über Kontaktiervorrichtungen (55) mit Leitern (20) der zugeführten Kabel (10) verbindbar sind.
Kabelentlüftungsvorrichtung (50) nach Anspruch 7, bei dem die Innenleiter zumindest teilweise keine Isolationsummantelung (21) aufweisen und mit Hilfe von Abstandshaltern (40) beabstandet sind.
Kabel (10) mit einer Kabelentlüftungsvorrichtung (50) nach den Ansprüchen 6 bis 8.
Kabel (10) nach Anspruch 9, bei dem an den Ein- und Ausgängen der Kabelentlüftungsvorrichtung (50) Abdichtungen (58) zur wasserdampfdichten Einfassung der zugeführten Kabel (10) vorgesehen sind.
Elektrisches Gerät mit einem Kabel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 9 bis 10.