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Die Erfindung betrifft eine Durchführungsdichtung, insbesondere zur Durchführung eines stabförmigen, langgestreckten Objekts durch eine Gehäusewand, wobei die Durchführungsdichtung im Bereich der Durchführung das stabförmige Objekt formschlüssig umfasst, die Durchführungsdichtung mindestens eine das Objekt umfangsmäßig umlaufende und radial abstehende Isolierrippe und eine hydrophobe Oberfläche aufweist.
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Technischer Hintergrund
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Aus dem Gebiet der Hoch- und Höchstspannungen sind verschiedene Vorrichtungen zur Herstellung von elektrischen Isolierungen bekannt.
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Die
AT 237 709 B und die
DE 698 11 513 T2 offenbaren jeweils einen Kabelendverschluss für ein Kabel, mit dem eine Isolierung des Innenleiters von dem umgebenden Außenleiter erreicht wird. Die
DE 38 01 920 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Anschließen eines Abzweigleiters an ein Freileitungsseil. Die
DE 198 35 916 A1 beschreibt einen Isolator mit einer hydrophoben Beschichtung.
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Zur Überwachung von Freileitungen können Messeinrichtungen verwendet werden, die in einem Gehäuse angeordnet sind, welches an einem Leiterseil einer Freileitung befestigt ist. Das Gehäuse einer solchen Messeinrichtung kann dabei aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff (Dielektrikum) bestehen. Eine solche Messeinrichtung kann dabei einen Messfühler, auch Messsonde genannt, aufweisen, welcher im Gerät eingebaut ist, oder durch eine Öffnung in der Gehäusewand aus dem Gehäuse herausgeführt ist, wobei die Messsonde beispielsweise horizontal aus dem Gehäuse herausgeführt ist. Das Gehäuse kann dabei an einem Leiterseil der Freileitung hängen, sodass das Gehäuse mit dem Leiterseil mechanisch verbunden, jedoch elektrisch davon isoliert ist. Die Messeinrichtung kann mittels des Messfühlers elektrische Signale oder Felder ermitteln, welche sich im Umfeld des Freileitungsseils ergeben. Auf diese Weise kann eine solche Messeinrichtung an nahezu beliebiger Stelle in der Nähe eines Leiterseils platziert werden.
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Bildet sich ein durchgehender Feuchtigkeitsfilm von dem Leiterseil über eine Aufhängung und das Gehäuse der Messeinrichtung bis zu dem Messfühler, so kann dadurch eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Leiterseil und dem Messfühler entstehen, welche die Funktion der Messeinrichtung beeinträchtigt. Dementsprechend weisen Messeinrichtungen, bei denen die Messsonde nur innerhalb des Gerätegehäuses platziert ist, den Nachteil auf, dass diese keine brauchbaren Messwerte liefern, sobald das Gehäuse wenigstens teilweise von einem Feuchtigkeitsfilm bedeckt ist, da dieser eine abschirmende Wirkung hat, ähnlich wie ein faradayscher Käfig.
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Um zu verhindern, dass Witterungseinflüsse wie Niederschläge oder Feuchtigkeit eine solche elektrische Verbindung zwischen dem Leiterseil über das Gehäuse bis zu dem Messfühler bewirken, ist die Messeinrichtung so auszubilden, dass ein solcher durchgehender Feuchtigkeitsfilm mindestens an einer Stelle unterbrochen ist. Dabei kann es insbesondere vorteilhaft sein, wenn ein solcher leitender Feuchtigkeitsfilm an dem Übergang zwischen dem Gehäuse der Messeinrichtung und der Messsonde unterbrochen ist, sodass die Messsonde in dem zu messenden Feld platziert ist, ein Messwert jedoch nicht dadurch verfälscht wird, dass die Messsonde mit dem Gehäuse der Messeinrichtung leitend verbunden ist.
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Dieses Problem wird durch die nachfolgend beschriebene Durchführungsdichtung gelöst. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher beschrieben.
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Es zeigen:
- 1a: eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Durchführungsdichtung;
- 1b: eine Schnittansicht der ersten Ausführungsform der Durchführungsdichtung;
- 1c: eine Ausschnittsvergrößerung der 1b;
- 2a: eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer Durchführungsdichtung;
- 2b: eine Schnittansicht der zweiten Ausführungsform; und
- 3a: eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform einer Durchführungsdichtung;
- 3b: eine Schnittansicht der dritten Ausführungsform.
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1a zeigt eine perspektivische Ansicht, 1b zeigt eine Schnittansicht einer Durchführungsdichtung 1, welche den Messfühler oder einen Leiter oder ein langgestrecktes Objekt 2 jedenfalls in einem Teilbereich des Objekts 2 formschlüssig umschließt. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit wird das langgestreckte und stabförmige Objekt 2 im Folgenden als Objekt 2 bezeichnet. Das Objekt 2 kann in einer Ausführungsform aus einem elektrisch leitenden Metall ähnlich einer Antenne gebildet sein.
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Die Durchführungsdichtung 1 umschließt das Objekt 2 in einer Ausführungsform so, dass die Durchführungsdichtung das Objekt 2 in einem Bereich berührt und dort an der Oberfläche des Objekts 2 anliegt. Dabei umschließt die Durchführungsdichtung 1 das Objekt 2 formschlüssig, sodass sich Feuchtigkeit zwischen der Durchführungsdichtung 1 und dem Objekt 2 nicht ansammeln kann. Die Öffnung der Durchführungsdichtung 1 durch welche das Objekt 2 hindurchgeführt ist, kann einen Klemmsitz für das Objekt 2 bilden, sodass die Durchführungsdichtung 1 zumindest in einem Abschnitt auf der Oberfläche des Objekts 2 aufliegt.
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Das Objekt 2 ist durch eine Öffnung einer Wand 3 eines Gehäuses, welche hier nur in einem Ausschnitt dargestellt ist, hindurchgeführt, sodass das Objekt 2 in das Innere des Gehäuses und jedenfalls in die Gehäusewand 3 hineingeführt ist. Die Gehäusewand 3, welche in den Figuren nur schematisch durch einen Teilabschnitt dargestellt ist, kann eine beliebige Wand sein, welche typischerweise aus einem elektrisch nichtleitenden Material gebildet ist. In der dargestellten Ausführungsform umschließt die Gehäusewand 3 das Objekt so, dass die Gehäusewand 3 formschlüssig an der Oberfläche des Objekts 2 anliegt.
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In einer alternativen und in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsform sind die Durchführungsdichtung 1 und die Öffnung in der Gehäusewand 3 so ausgestaltet, dass die Durchführungsdichtung 1 das Objekt 2 umschließt und in die Öffnung hineinragt, sodass die Gehäusewand 3 die Durchführungsdichtung 1 in einem Abschnitt an dieser anliegt, die Durchführungsdichtung 1 im Bereich der Gehäusewandöffnung das Objekt 2 umschließt und auf dessen Oberfläche anliegt, sodass die Durchführungsdichtung 1 in der Ebene der Gehäusewandöffnung zwischen der Gehäusewand 3 und dem Objekt 2 angeordnet ist.
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Die Durchführungsdichtung 1 kann dabei vorzugsweise im Bereich der Durchführung durch die Gehäusewand 3 eine schulterförmige Ausgestaltung 7 aufweisen, siehe 1c, sodass die Schulter in eine entsprechende Aussparung oder Einschnürung des Objekts 2 eingreift. Die schulterförmige Ausgestaltung 7 der Durchführungsdichtung 1 kann dabei so ausgestaltet sein, dass diese in Richtung der langen Achse des Objekts 2 zwischen dem Objekt 2 und der Gehäusewand 3 angeordnet ist und dort dichtend eingreift. Wie in dieser und den weiteren Ausführungsformen gezeigt, kann die Durchführungsdichtung 1 die schulterförmige Ausgestaltung 7 bei jeder Form der Isolierrippen 5 aufweisen.
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Die Oberfläche der Durchführungsdichtung ist so gestaltet, dass diese die Entstehung eines durchgehenden Feuchtigkeitsfilms zwischen der Gehäusewand 3 und dem Objekt 2 verhindert. Insbesondere wenn das Gehäuse an einem Leiterseil 4 oder in der Nähe eines Leiterseils 4 einer (Hoch-)Spannungsleitung angeordnet ist, besteht die Gefahr, dass sich bei Niederschlägen ein durchgehender Feuchtigkeitsfilm zwischen dem Leiterseil 4 und dem Objekt bildet und damit eine leitende Verbindung zwischen dem (hoch)spannungsführenden Leiterseil 4 und dem Objekt entsteht. In diesem Falle würde eine (Hoch)Spannung an dem Objekt anliegen.
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Die Oberfläche der Durchführungsdichtung 1 ist dementsprechend so gestaltet, dass der Weg von der Gehäusewand 3 über die Durchführungsdichtung 1 bis zum Messfühler 2 möglichst lang und so ausgestaltet ist, dass die Entstehung eines Feuchtigkeitsfilms verhindert wird. Fällt Niederschlag auf die gesamte Anordnung, so soll dieses an der Durchführungsdichtung 1 möglichst schnell nach unten ablaufen. Dies wird durch geometrische Ausgestaltung und die hydrophobe Oberfläche der Durchführungsdichtung 1 erreicht.
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Die Durchführungsdichtung 1 weist mindestens eine in Umfangsrichtung des Objekts 2 umlaufende Isolierrippe 5 auf. Die mindestens eine Isolierrippe 5 kann dabei rotationssymmetrisch ausgestaltet sein, wobei die lange Achse des Objekts 2 die gedachte Rotationsachse sei.
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Wie in den 1a und 1b gezeigt, kann die mindestens eine Isolierrippe 5 im Wesentlichen scheibenförmig, zu einer gedachten Ebene 6 senkrecht zur langen Achse des Objekts jedoch im Querschnitt symmetrisch und in Form einer spitz zulaufenden Ellipse ausgebildet sein. Dabei kann die Spitze der Ellipse insbesondere einen spitzen Winkel, insbesondere einen Winkel von weniger als 45 Grad aufweisen. Die spitze Kante einer solchen Isolierrippe 5 bildet damit eine bevorzugte Abtropfkante für Wassertropfen, die an der Durchführungsdichtung 1 herablaufen.
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Die Durchführungsdichtung 1 kann neben einer ersten Isolierrippe 5 mindestens eine weitere Isolierrippe 5a aufweisen, welche in Richtung der langen Achse des Objekts 2 verschoben angeordnet ist. Die weiteren Isolierrippen 5a können dabei ebenfalls im Wesentlichen symmetrisch zu einer Ebene 6 senkrecht zur langen Achse ausgebildet sein, wobei diese jedoch in radialer Erstreckung größer oder kleiner ausgebildet sein können. Wie in den 1a und 1b gezeigt, können die Isolierrippen 5, 5a in einer Ausführungsform in ihrer radialen Erstreckung mit zunehmender Entfernung von der Gehäusedurchführung kleiner werden. In alternativen Ausführungsformen können die Isolierrippen 5, 5a von gleichbleibender Größe sein oder mit zunehmender Entfernung von der Gehäusedurchführung größer werden.
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Der Körper der Durchführungsdichtung 1 ist aus einem elektrisch nichtleitenden Material hergestellt. Dabei kann das Material in einer bevorzugten Ausführungsform ein dauerhaft elastischer Kunststoff wie Silikon oder PTFE (Polytetrafluorethylen) oder PE (Polyethylen) oder PP (Polypropylen) oder POM (Polyoxymethylen) sein.
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In einer alternativen Ausführungsform kann das Material der Durchführungsdichtung 1 ein starres Material, beispielsweise eine Keramik sein, welche sich formschlüssig an die Gehäusewand 3 und/oder das Objekt 2 anschließt. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn das Objekt 2 (geringfügig) plastisch verformbar ist, beispielsweise an der Oberfläche eine elastische Schicht aufweist, welche einen Formschluss mit der Durchführungsdichtung 1 eingeht und die Gehäusewand 3 ebenfalls eine Oberfläche aufweist, welche einen Formschluss und damit einen feuchtigkeitsdichten Anschluss an die Durchführungsdichtung 1 bewirkt.
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Sofern das Material des Dichtungskörpers aufgrund der Materialeigenschaften nicht ohnehin eine hydrophobe Oberfläche aufweist, weist die Dichtung eine hydrophobe oder superhydrophobe Beschichtung auf. In einer Ausführungsform kann ein Dichtungskörper mit PTFE oder PE oder PP oder POM oder einer anderen Mikrostruktur oder Nanostruktur mit einer entsprechenden (super)hydrophoben Eigenschaft beschichtet sein. Eine hydrophobe oder superhydrophobe Beschichtung bewirkt, dass Feuchtigkeit von (super-)hydrophoben Flächen abperlt und andere Stoffe nicht auf diesen Flächen haften. Auf diese Weise kann Niederschlag von der Oberfläche der Durchführungsdichtung 1 nach unten ablaufen, sodass die Entstehung eines durchgehenden leitenden Feuchtigkeitsfilms auf der Oberfläche der Dichtung verhindert wird. Für den Fall, dass sich Feststoffpartikel auf der Oberfläche der Dichtung angelagert haben, können diese weggespült werden, beispielsweise wenn Regen oder wenn sonstiger Niederschlag an der Dichtung abperlt und nach unten abläuft.
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2a und 2b zeigen eine Ausführungsform einer Durchführungsdichtung 1, bei der die mindestens eine Isolierrippe 5b radialsymmetrisch um die Längsachse des Objekts 2 und in Form einer Glocke ausgebildet ist, sodass die Isolierrippe 5 das Objekt 2 in der gezeigten Anordnung abschattet. Dabei ist die Durchführungsdichtung 1 bevorzugt in horizontaler Richtung angeordnet, d.h. wie abgebildet mit horizontal angeordneter Rotationsachse. Ebenso wie die oben beschriebene Ausführungsform kann die Isolierrippe 5 an ihrem radialen Ende eine spitz zulaufende Abtropfkante 8 aufweisen. 3a und 3b zeigen eine Ausgestaltung einer Durchführungsdichtung 1, bei der eine Isolierrippe 5c rotationssymmetrisch um das Objekt 2 und in Form eines einseitig offenen Zylinders angeordnet ist, wobei die geschlossene Seite der zylinderförmigen Isolierrippe 5c an der Gehäusewand 3 anliegt. Die Isolierrippe 5c schattet damit das Objekt 2 über die Länge der zylinderförmigen Isolierrippe 5c ab und umschließt das Objekt 2 U-förmig. Die zylinderförmige Isolierrippe 5c kann an ihrem radialen Ende eine Abtropfkante 8 aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Durchführungsdichtung
- 2
- stabförmiges Objekt, Messfühler
- 3
- Gehäusewand
- 4
- Leiterseil
- 5, 5a
- Isolierrippe
- 5b
- glockenförmige Isolierrippe
- 5c
- zylinderförmige Isolierrippe
- 6
- Ebene senkrecht zum stabförmigen Objekt 2
- 7
- schulterförmige Ausgestaltung
- 8
- Abtropfkante
