DE19706711A1 - Anordnung zur Abdichtung einer von einem Leitungselement durchdrungenen Durchtrittsöffnung - Google Patents

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.