DE19706711A1 - Anordnung zur Abdichtung einer von einem Leitungselement durchdrungenen Durchtrittsöffnung - Google Patents
Anordnung zur Abdichtung einer von einem Leitungselement durchdrungenen DurchtrittsöffnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Abdichtung einer von einem Leitungselement
durchdrungenen Durchtrittsöffnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine gattungsgemäße Anordnung ist beispielsweise bekannt geworden aus den Schriften
DE-34 31 617-A1 (H02G 3/22), JP 63-254604 (H01B 7/00) und EP-0 380 042 (H01B
17/58). Dort befindet sich zwischen den Leitungselementen und den Tüllen ein Schaum
stoffkörper, der insbesondere im Hinblick auf eine besonders wirksame Feuchtigkeitsdich
tung entweder direkt auf das Leitungselement aufgeschäumt, integraler Bestandteil der
Tülle oder als gesondertes Formstück entweder zwischen Wand und Leitungselement oder
zwischen Tülle und Leitungselement eingepaßt ist. Derartige Konzepte sind fertigungstech
nisch sehr aufwendig.
Eine ähnliche Konstellation kann auch der DE-37 01 597-C2 (H02G 3/22) entnommen
werden. Als wandförmiges Bauteil ist dort die Stirnwand eines Fahrzeugmotorraums darge
stellt. Diese weist mehrere Durchtrittsöffnungen auf, unter anderem auch ein sogenanntes
Kabeldurchtrittsloch, durch welches ein Kabelbaum hindurchgeführt ist. Dieser wird gegen
über der Stirnwand durch eine Tülle 13 abgedeckt, die gleichzeitig auch eine Lenksäule
gegenüber der Stirnwand abdichtet. Hinweise auf einen zusätzlichen Schaumstoffkörper
sind dieser Schrift nicht entnehmbar.
Dichtungsanordnungen mit Tüllen weisen einige systembedingte Nachtelle auf. Bei be
sonders dicken Leitungssträngen, also beispielsweise bei großen Kabelbäumen in der
Fahrzeugelektrik, müßten zur Erzeugung einer ausreichenden Stabilität die Tüllen ent
sprechend groß dimensioniert werden. Da aber in aller Regel dafür der Baum um nicht zur
Verfügung steht, werden Tüllen bezogen auf den Leitungsstrangdurchmesser immer dünner
und können so bei Stülpvorgängen während der Montage ggfs. reißen. Ein weiterer Nach
teil ist darin zu sehen, daß beim Einfädeln des jeweiligen Leitungsstranges bzw. Kabel
baums die daran jeweils angeschlagenen Kontakte beschädigt werden können.
Als Afternative zur Abdichtung mittels Tüllen wird in der WO 94/16884 (B32B 5/32) ein mit
einer Dichtmasse getränktes Schaumstoffband vorgeschlagen, mit dem ein abzudichtendes
Kabelbündel umwickelt wird. Das Schaumstoffband weist einen Innenkanal auf, der in
einem Ausgangszustand als Reservoir für die Dichtmasse benutzt wird. Bei der Aufwicklung
dieses hohlen Bandes wird die in dem Innenkanal befindliche Dichtmasse durch die
porösen Kanalwände hindurch gedrückt und ist so in der Lage, Hohlräume zwischen
verschiedenen Kabeln mit Dichtmasse zu füllen. Die Konfektionierung eines derartigen
Bandes ist sehr aufwendig. Darüber hinaus sind Nachtelle bei der Verarbeitung zu er
warten, weil die aus dem Innenkanal heraustretende Dichtmasse nicht immer zielgenau in
die Hohlräume zwischen den einzelnen Kabeln eingebracht werden kann. Insgesamt ist bei
der Applikation dieses Bandes also keine ausreichende Prozeßsicherheit gegeben.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, gattungsgemäße An
ordnungen unter Vermeidung der vorstehend genannten Nachtelle weiterzubilden.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Anordnung gemäß den Merkmalen des Patentan
spruchs 1. Die darauf bezogenen Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige
Weiterbildungen der Anordnung sowie besonders vorteilhaft innerhalb dieser Anordnung
verwendbare Schaumstoffkörper.
Erfindungsgemäß wird also zur Erzeugung einer besonders flüssigkeits- und gasdichten
Abdichtung für die Dichtanordnung ein Schaumstoffkörper gewählt, der in seiner unver
bauten Ausgangsform streifenförmig und/oder bandförmig ist. Vorzugsweise im Rahmen
einer Vormontage wird dieser zuvor im aufgerollten Zustand aufbewahrte bandförmige
Schaumstoffkörper um ein Leitungselement (beispielsweise eine Einzelleitung, ein aus
mehreren Kabeln zusammengefaßter Leitungsstrang, ein ganzer Kabelbaum oder auch ein
Schlauch für pneumatische oder hydraulische Systeme) gewickelt. Diese Wicklung wird
mehrlagig ausgeführt, so daß sich im Querschnitt das streifenförmige Band spiralförmig um
die Leitungselemente legt. Die Dicke dieser Mehrlagenanordnung wird dabei so gewählt,
daß der umlaufende Rand der Wicklung eine größere Länge aufweist als die Randlinie der
Durchtrittsöffnung. Im verbauten Zustand beaufschlagt der elastische Schaumstoffkörper
unter Vorspannung die Randkontur der Durchtrittsöffnung vollständig und gewährleistet so
eine einwandfreie Abdichtung gegen Gas, Flüssigkeit und Schmutz. Außerdem bewirkt ein
schaumumwickelter Leitungsstrang eine wesentlich höhere akustische Dämmung als die im
Fahrzeug normalerweise eingesetzten Tüllen. Die Mehrlagigkeit der Schaumstoffkörper
wicklung wird so gewählt, daß zum einen ohne großen manuellen Aufwand durch Kompres
sion der Wicklung ein relativ leichter Einsatz in die Durchtrittsöffnung möglich ist und
andererseits aber auch bei hohen dynamischen Belastungen ein guter Klemmsitz gewähr
leistet ist. Der als Dichtelement verwendete Schaumstoffkörper ist also gleichzeitig ein
Haltemittel.
Die in den Ansprüchen 2 bis 6 beschriebenen Merkmale für die in einererfindungsgemäßen
Anordnung vorteilhaft zu verwendenden Schaumstoffkörper sind in beliebiger Anzahl
einzeln oder mehrfach miteinander kombiniert wählbar. In praktischen Versuchen wurden
besonders gute Resultate mit einem Schaumstoffkörper erzielt, der eine innenkanalfreie
Vollbandstruktur aufweist. Es wurde eine gute Dichtwirkung auch ohne zusätzlich einge
brachte Dichtmasse erzielt.
Auf einer vorzugsweise geschlossenen Oberflächenhaut ist nach Art einer Klebebandbe
schichtung in besonders vorteilhafter Weise ein Haftmittel aufgebracht, welches bereits
während des Aufwickelvorganges die Wicklung mit Bezug auf das Leitungselement in
Position hält und darüber hinaus auch die Umwicklung im unverbauten Zustand fixiert.
Durch eine sogenannte Schrägwicklung, in der beispielsweise innere Lagen der Wicklung
teleskopartig im Verhältnis zu darüberllegenden Lagen versetzt sind, kann dem auf diese
Weise umwickelten Leitungsstrang zusätzlich auch ein bestimmter Verlauf aufgezwungen
werden. Dies ist insbesondere dann günstig, wenn beispielsweise ein besonders stark mit
Spritzwasser beaufschlagter Bereich so zu gestalten ist, daß das auf den Leitungsstrang
gelangende Wasser nicht in die Dichtung hineinläuft, sondern von dieser abläuft. Im übrigen
wird durch den teleskopartigen Versatz der Wicklung die im Leitungselement bedeckte
Fläche wesentlich vergrößert, was insbesondere den sogenannten Längswasserdurchtritt
erheblich erschwert.
Besonders hervorzuheben ist auch die vielseitige Verwendbarkeit des erfindungsgemäßen
Dichtungskonzeptes. So können beispielsweise auch Durchtrittsöffnungen wirksam abge
dichtet werden, die nicht aus einem Loch innerhalb einer Platte bestehen, sondern bei
spielsweise durch ein in eine Platte befindlichen Schlitz erzeugt sind, der im Bereich der
Schlitzöffnung mit einem Brückenelement versehen ist. Dieses auf der Platte befestigte
Brückenelement weist eine Randkontur auf, die gegenüber derjenigen des Plattenele
mentes versetzt ist. Eine entsprechende Breite des bandförmigen Schaumstoffkörpers sorgt
dafür, daß auch bei versetzten Dichtlinien über die gesamte Dichtlänge hinweg eine ein
wandfreie Abdichtung gewährleistet ist.
In den Ansprüchen 10 bis 14 sind Merkmale beschrieben, mit denen insbesondere im
Fahrzeugbau wirksame Dichtungsanordnungen geschaffen werden können.
Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 in einer Draufsicht ein Wandelement mit mehreren Durchtrittsöffnungen (ohne
Leitungselemente),
Fig. 2 eine Ansicht gemäß Schnitt II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Ansicht gemäß Schnitt III-III in Fig. 1,
Fig. 4 ein bevorzugt in der erfindungsgemäßen Anordnung verwendbarer Schaum
stoffkörper.
In allen Figuren weisen gleiche Bauteile die gleiche Bezifferung auf.
Man erkennt in Fig. 1 in ausschnittsweiser Darstellung eine häufig auch als Stirnwand
bezeichnete Montageplatte 1, in die hier Durchtrittsöffnungen 2 und 3 eingebracht werden.
Letztere werden von Leitungselementen unterschiedlichster Art durchdrungen, so daß die
beispielsweise in einem Motorraum eines Fahrzeug befindlichen Aggregate aus dem Fahr
gastinnenraum heraus mit Steuerungssignalen und/oder Wirkenergie versorgt werden
können. Die Befestigung der Montageplatte 1 an einem hier nicht weiter dargestellten
Karosserieaufbau erfolgt über randseitige Schraublöcher 4, 5. Am Rand der Montageplatte
1 ist eine umlaufende Sicke 6 vorgesehen, welche zum Zwecke der Abdichtung der
Montageplatte 1 gegen den Karosserieaufbau mit einer klebenden Dichtraupe 7 (siehe
Fig. 3) vor der Befestigung belegbar ist. Als Besonderheit weist hier die Durchtrittsöffnung
2 einen seitlichen Schlitz 8 auf, der ein seitliches Einlegen eines Leitungsstranges 9 (siehe
Fig. 2) in die Durchtrittsöffnung 2 ermöglicht. Der Schlitz 8 wird durch ein Verstärkungs
blech 10 überbrückt, das seinerseits über Schraubbolzen 11 und 12 sowie Schraubmuttern
13 und 14 gegen die Montageplatte 1 festlegbar ist.
Wesentlicher Bestandteil der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung ist ein in Fig. 2 in
Schnittdarstellung gezeigter Schaumstoffkörper 15, der mehrlagig um den Leitungsstrang 9
herum gewickelt ist. In seiner unverbauten Ausgangsform ist der Schaumstoffkörper 15 ein
abgelängtes Schaumstoffband, das in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ein
seitig mit einem durch eine Deckfolie zunächst geschützten Haftkleber versehen ist. Vor der
Aufwicklung des nach Art eines Klebestreifens ausgeführten Schaumstoffbandes auf den
Leitungsstrang 9 ist die Deckfolie abzuziehen. Bei dem in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel sind innere Lagen der Wicklung teleskopartig gegenüber darüber
liegenden Lagen versetzt. Gegenüber der Ausgangsbandbreite des unverbauten Schaum
stoffbandes ergibt sich damit eine wesentlich größere Ausdehnung der Dichtlinie zwischen
Schaumstoffkörper 15 und Leitungsstrang 9. Durch diese Art der Wicklung kann insbeson
dere eindringendem Längswasser eine besonders wirksame Feuchtigkeitsbarriere entge
gen gestellt werden. Darüber hinaus ist mit einer derartigen Wicklung auch der Verlauf des
Leitungsstranges 9 beeinflußbar.
Die Dicke der Umwicklung ist so gewählt, daß sich ohne besonders großen Kraftaufwand
der Schaumstoffkörper 15 durch den Schlitz 8 hindurch bewegen läßt. Die Elastizität ist so
groß, daß in jedem Falle auf der gesamten Dichtlinie zwischen Schaumstoffkörper 15
einerseits und Montageplatte 1 bzw. Verstärkungsblech 10 andererseits eine wirksame
Abdichtung ergibt. Man erkennt in Fig. 2 auch, daß das Verstärkungsblech 10 gegenüber
der Montageplatte 1 versetzt angeordnet ist. Der Versatz wird hier zusätzlich noch durch
einen Dichtschaum 16 vergrößert, der sich zwischen Montageplatte 1 und Verstärkungs
blech 10 befindet. Aber auch dieser große Versatz wird durch den relativ breiten Schaum
stoffkörper mühelos überwunden.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Dichtungskonzeptes ist darin zu sehen, daß für
beliebige Durchmessergrößen von Leitungselementen ein und dasselbe Ausgangsmaterial
am Schaumstoffkörper verwendet werden kann. Die entsprechend unterschiedlich lang zu
konfektionierenden Schaumstoffbänder sind dann in der jeweils erforderlichen Dicke
aufzuwickeln. Das einseitig aufgebrachte Haftmittel sorgt nicht nur für eine besonders gute
Dichtwirkung zwischen den einzelnen Lagen, sondern gewährleistet einen sicheren Zusam
menhalt der Wicklung auch nach bereits erfolgter Vormontage und wirkt so auch als Halte
mittel im Sinne des Anspruchs 7. So können ganze Kabelbaumsätze mit als Schaumstoff
körper ausgebildeten Dichtelementen getrennt von der eigentlichen Fahrzeugendmontage
vormontiert werden. Aufgrund der relativ großen Breite des jeweiligen Schaumstoffbandes
können auch relativ grobe Toleranzen hinsichtlich der Positionierung in Längsrichtung auf
dem Leitungsstrang vorgegeben werden. Auch eine automatisierte Aufwicklung kann ohne
großen apparativen Aufwand realisiert werden.
Im Hinblick auf die gewünschte Dichtwirkung von besonderer Bedeutung ist der Aufbau und
die Spezifizierung des jeweiligen Schaumstoffkörpers. So zeigt Fig. 4 beispielsweise einen
streifenbandförmigen Schaumstoffkörper in seiner Ausgangslage. Die hier nicht weiter dar
gestellte Deckfolie ist bereits entfernt worden, so daß Klebefilm freigelegt ist. Letzterer
befindet sich auf einer verhauteten Oberfläche 18. Eine solche Verhautung ist jedoch nicht
zwingend notwendig. Je nach Anwendungsfall und abzudichtendem Medium
(Wasser-Gase) kommen auch geschlossenporige Schäume, Zellkautschuk oder dergleichen zum
Einsatz. Je nach Dichtigkeitsanforderung kann aber im Einzelfall auch auf die Geschlossen
zelligkeit verzichtet werden.
Ausgehend vom Bandanfang des Schaumstoffkörpers sollten für Leitungsstränge mit einem
Durchmesser von 10 bis 35 mm wenigstens zwei und maximal sechs Lagen gewickelt
werden. Besonders gute Resultate wurden mit Schaumstreifen erzielt, die zwischen 20 und
60 mm breit waren und eine Schichtdicke von 1 bis 15 mm im unverspannten Zustand auf
wiesen. Die Rohdichte des Schaumstoffkörpers sollte zweckmäßigerweise zwischen 20 und
120 kg/m³ betragen. Bei der Materialwahl ist insbesondere auch zu berücksichtigen, daß
gerade für die Verwendung im Fahrzeugbau eine genügende Resistenz gegenüber Ölen
und Fetten gegeben sein muß. Besonders zu empfehlen sind daher Schaumstoffkörper auf
der Basis von Polyurethan, PVC oder EPDM.
Claims (16)
1. Anordnung zur Abdichtung einer in einer Wand (1) befindlichen Durchtrittsöffnung (2,
3), die von wenigstens einem Leitungselement oder einem Bündel (9) von Leitungsele
menten durchdrungen ist, mit einem als Schaumstoffkörper (15) ausgebildeten Dicht
element, dadurch gekennzeichnet, daß
- - der Schaumstoffkörper (15) in seiner unverbauten Ausgangsform streifen- und/oder bandförmig ist,
- - der Schaumstoffkörper (15) ein- oder mehrlagig um das Leitungselement bzw. das Bündel (9) gewickelt ist und der umlaufende Rand der so erzeugten Wicklung eine größere Länge aufweist als eine Randkontur der Durchtrittsöffnung (2, 3)
- - im verbauten Zustand die Randkontur der Durchtrittsöffnung vollständig durch den auf das Leitungselement bzw. das Bündel (9) aufgewickelten Schaumstoffkörper (15) dichtend und unter Vorspannung beaufschlagt ist.
2. Schaumstoffkörper zur Verwendung in einer Anordnung gemäß Anspruch 1, gekenn
zeichnet durch eine innenkanalfreie Vollbandstruktur.
3. Schaumstoffkörper nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine zumindest auf einer
Bandseite aufgebrachte Klebeschicht.
4. Schaumstoffkörper zur Verwendung in einer Anordnung gemäß Anspruch 1, gekenn
zeichnet durch Hohlräume, die frei von zusätzlich eingebrachten Dichtstoffen sind.
5. Schaumstoffkörper zur Verwendung in einer Anordnung gemäß Anspruch 1, gekenn
zeichnet durch eine geschlossene Oberflächenhaut.
6. Schaumstoffkörper zur Verwendung in einer Anordnung gemäß Anspruch 1, gekenn
zeichnet durch eine geschlossenporige Schaumstruktur.
7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fixierung der auf das
Leitungselement bzw. auf das Bündel aufgebrachten Wicklung im unverbauten Zustand
ein Haltemittel vorgesehen ist.
8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Leitungselement
und den aufgewickelten Schaumstoffkörper (15) ein Vormontagesatz gebildet ist.
9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine innere
Lage der Wicklung teleskopartig im Verhältnis zu darüber liegenden Lagen versetzt ist.
10. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Durchtrittsöffnung (2) wenigstens einen seitlichen Schlitz (8) aufweist, durch den das Leitungselement (9) in die Durchtrittsöffnung (2) einlegbar ist,
- - der Schlitz (8) zumindest abschnittsweise von einem an der Wand (1) befestigten Brückenelement (10) überspannt ist,
- - die von dem Schaumstoffkörper (15) beaufschlagte Randkontur der Durchtritts öffnung durch das Brückenelement (10) und die Wand (1) gebildet ist.
11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Brückenelement ein
an die Wand (1) festgeschraubter Blechstreifen (10) ist.
12. Anordnung nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß durch die
Wicklung eine zwei bis sechs Lagen umfassende Schicht gebildet ist.
13. Schaumstoffkörper nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß er auf der Basis von Polyurethan, PVC oder EPDM hergestellt ist.
14. Schaumstoffkörper nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet
durch eine Breite von 20 bis 60 mm.
15. Schaumstoffkörper nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet
durch eine Schichtdicke von 1 bis 15 mm im unverspannten Zustand.
16. Schaumstoffkörper nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Ausgangsmaterial eine Rohdichte von 20 bis 120 kg/m³ aufweist.
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