DE19706711B4 - Anordnung zur Abdichtung einer von einem Leitungselement durchdrungenen Durchtrittsöffnung - Google Patents
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Abstract
Anordnung
zur Abdichtung einer in einer Wand (1) befindlichen Durchtrittsöffnung (2,
3), die von wenigstens einem Leitungselement oder einem Bündel (9) von
Leitungselementen durchdrungen ist, mit einem als Schaumstoffkörper (15)
ausgebildeten Dichtelement, dadurch gekennzeichnet, dass
– der Schaumstoffkörper (15) in seiner unverbauten Ausgangsform streifenförmig 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.
– der Schaumstoffkörper (15) in seiner unverbauten Ausgangsform streifenförmig 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.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Abdichtung einer von einem Leitungselement durchdrungenen Durchtrittsöffnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Aus der
US 4,723,055 ist eine Anordnung zur abgedichteten Führung einer Vielzahl von elektrischen Leitungen bekannt, umfassend ein Schwammgummiband, das mit Nuten ausgebildet ist. In diese Nuten werden dann die Leitungen gelegt und das Schwammgummiband aufgerollt, bis es eine zylindrische Form aufweist und durch die Durchführung gesteckt werden kann. Anschließend kann dann eine Dichtmasse eingefügt werden. - Eine gattungsgemäße Anordnung ist beispielsweise bekannt geworden aus den Schriften DE-34 31 617-A1 JP 63-254604 und EP-0 380 042 Dort befindet sich zwischen den Leitungselementen und den Tüllen ein Schaumstoffkörper, der insbesondere im Hinblick auf eine besonders wirksame Feuchtigkeitsdichtung 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 fertigungstechnisch sehr aufwendig Eine ähnliche Konstellation kann auch der DE-37 01 597-C2 entnommen werden. Als wandförmiges Bauteil ist dort die Stirnwand eines Fahrzeugmotorraums dargestellt. Diese weist mehrere Durchtrittsöffnungen auf, unter anderem auch ein so genanntes Kabeldurchtrittsloch, durch welches ein Kabelbaum hindurchgeführt ist. Dieser wird gegenüber 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 Nachteile auf. Bei besonders dicken Leitungssträngen, also beispielsweise bei großen Kabelbäumen in der Fahrzeugelektrik, müssten zur Erzeugung einer ausreichenden Stabilität die Tüllen entsprechend groß dimensioniert werden. Da aber in aller Regel dafür der Bauraum nicht zur Verfügung steht, werden Tüllen bezogen auf den Leitungsstrangdurchmesser immer dünner und können so bei Stülpvorgängen während der Montage ggf. reißen. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass beim Einfädeln des jeweiligen Leitungsstranges bzw. Kabelbaums die daran jeweils angeschlagenen Kontakte beschädigt werden können.
- Als Alternative zur Abdichtung mittels Tüllen wird in der WO 94/16884 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 Nachteile bei der Verarbeitung zu erwarten, 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 Anordnungen unter Vermeidung der vorstehend genannten Nachteile weiterzubilden.
- Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Anordnung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 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 unverbauten Ausgangsform streifenförmig ist. Vorzugsweise im Rahmen einer Vormontage wird dieser zuvor im aufgerollten Zustand aufbewahrte streifenförmige 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 Schaumstoffkörperwicklung wird so gewählt, dass zum einen ohne großen manuellen Aufwand durch Kompression der Wicklung ein relativ leichter Einsatz in die Durchtrittsöffnung möglich ist und andererseits aber auch bei hohen dynamischen Belastungen ein guter Klemmsitz gewährleistet ist. Der als Dichtelement verwendete Schaumstoffkörper ist also gleichzeitig ein Haltemittel.
- Die in den Ansprüchen 2 bis 6 beschriebenen Merkmale für die in einer erfindungsgemäßen 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 eingebrachte Dichtmasse erzielt.
- Auf einer vorzugsweise geschlossenen Oberflächenhaut ist nach Art einer Klebebandbeschichtung 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 so genannte Schrägwicklung, in der beispielsweise innere Lagen der Wicklung teleskopartig im Verhältnis zu darüber liegenden 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 so genannten Längswasserdurchtritt erheblich erschwert.
- Besonders hervorzuheben ist auch die vielseitige Verwendbarkeit des erfindungsgemäßen Dichtungskonzeptes. So können beispielsweise auch Durchtrittsöffnungen wirksam abgedichtet werden, die nicht aus einem Loch innerhalb einer Platte bestehen, sondern beispielsweise 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 Plattenelementes versetzt ist. Eine entsprechende Breite des streifenförmigen Schaumstoffkörpers sorgt dafür, dass auch bei versetzten Dichtlinien über die gesamte Dichtlänge hinweg eine einwandfreie Abdichtung gewährleistet ist.
- In den Ansprüchen 9 bis 15 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
-
1 : in einer Draufsicht ein Wandelement mit mehreren Durchtrittsöffnungen (ohne Leitungselemente), -
2 : eine Ansicht gemäß Schnitt II – II in1 , -
3 : eine Ansicht gemäß Schnitt III – III in1 , -
4 : ein bevorzugt in der erfindungsgemäßen Anordnung verwendbarer Schaumstoffkörper - In allen Figuren weisen gleiche Bauteile die gleiche Bezifferung auf.
- Man erkennt in
1 in ausschnittsweiser Darstellung eine häufig auch als Stirnwand bezeichnete Montageplatte1 , in die hier Durchtrittsöffnungen2 und3 eingebracht werden. Letztere werden von Leitungselementen unterschiedlichster Art durchdrungen, so dass die beispielsweise in einem Motorraum eines Fahrzeugs befindlichen Aggregate aus dem Fahrgastinnenraum heraus mit Steuerungssignalen und/oder Wirkenergie versorgt werden können. Die Befestigung der Montageplatte1 an einem hier nicht weiter dargestellten Karosserieaufbau erfolgt über randseitige Schraublöcher4 ,5 . Am Rand der Montageplatte1 ist eine umlaufende Sicke6 vorgesehen, welche zum Zwecke der Abdichtung der Montageplatte1 gegen den Karosserieaufbau mit einer klebenden Dichtraupe7 (siehe3 ) vor der Befestigung belegbar ist. Als Besonderheit weist hier die Durchtrittsöffnung2 einen seitlichen Schlitz8 auf, der ein seitliches Einlegen eines Leitungsstranges9 (siehe2 ) in die Durchtrittsöffnung2 ermöglicht. Der Schlitz8 wird durch ein Brückenelement10 in Form eines Verstärkungsbleches überbrückt, das seinerseits über Schraubbolzen11 und12 sowie Schraubmuttern13 und14 gegen die Montageplatte1 festlegbar ist. - Wesentlicher Bestandteil der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung ist ein in
2 in Schnittdarstellung gezeigter Schaumstoffkörper15 , der mehrlagig um den Leitungsstrang9 herumgewickelt ist. In seiner unverbauten Ausgangsform ist der Schaumstoffkörper15 ein abgelängtes Schaumstoffband, das in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform einseitig mit einem durch eine Deckfolie zunächst geschützten Haftkleber versehen ist. Vor der Aufwicklung des nach Art eines Klebestreifens ausgeführten Schaumstoffbandes auf den Leitungsstrang9 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 Schaumstoffbandes ergibt sich damit eine wesentlich größere Ausdehnung der Dichtlinie zwischen Schaumstoffkörper15 und Leitungsstrang9 . Durch diese Art der Wicklung kann insbesondere eindringendem Längswasser eine besonders wirksame Feuchtigkeitsbarriere entgegengestellt werden. Darüber hinaus ist mit einer derartigen Wicklung auch der Verlauf des Leitungsstranges9 beeinflussbar. - Die Dicke der Umwicklung ist so gewählt, dass sich ohne besonders großen Kraftaufwand der Schaumstoffkörper
15 durch den Schlitz8 hindurch bewegen lässt. Die Elastizität ist so groß, dass in jedem Falle auf der gesamten Dichtlinie zwischen Schaumstoffkörper15 einerseits und Montageplatte1 bzw. Brückenelement10 andererseits eine wirksame Abdichtung ergibt. Man erkennt in2 auch, dass das Brückenelement10 gegenüber der Montageplatte1 versetzt angeordnet ist. Der Versatz wird hier zusätzlich noch durch einen Dichtschaum16 vergrößert, der sich zwischen Montageplatte1 und Brückenelement10 befindet. Aber auch dieser große Versatz wird durch den relativ breiten Schaumstoffkörper 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 Zusammenhalt der Wicklung auch nach bereits erfolgter Vormontage und wirkt so auch als Haltemittel im Sinne des Anspruchs 6. So können ganze Kabelbaumsätze mit als Schaumstoffkörper 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 sind der Aufbau und die Spezifizierung des jeweiligen Schaumstoffkörpers. So zeigt
4 beispielsweise einen streifenbandförmigen Schaumstoffkörper in seiner Ausgangslage. Die hier nicht weiter dargestellte Deckfolie ist bereits entfernt worden, so dass Klebefilm freigelegt ist. Letzterer befindet sich auf einer verhauteten Oberfläche18 . 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 Geschlossenzelligkeit verzichtet werden. - Ausgehend vom Bandanfang des Schaumstoffkörpers sollten für Leitungsstränge mit einem Durchmesser von 10 bis 35 mm wenigstens zwei und maximal sechs Lägen 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 aufwiesen. 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 (15)
- Anordnung zur Abdichtung einer in einer Wand (
1 ) befindlichen Durchtrittsöffnung (2 ,3 ), die von wenigstens einem Leitungselement oder einem Bündel (9 ) von Leitungselementen durchdrungen ist, mit einem als Schaumstoffkörper (15 ) ausgebildeten Dichtelement, dadurch gekennzeichnet, dass – der Schaumstoffkörper (15 ) in seiner unverbauten Ausgangsform streifenförmig 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. - Schaumstoffkörper zur Verwendung in einer Anordnung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zumindest auf einer Bandseite aufgebrachte Klebeschicht.
- Schaumstoffkörper zur Verwendung in einer Anordnung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch Hohlräume, die frei von zusätzlich eingebrachten Dichtstoffen sind.
- Schaumstoffkörper zur Verwendung in einer Anordnung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine geschlossene Oberflächenhaut.
- Schaumstoffkörper zur Verwendung in einer Anordnung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine geschlossenporige Schaumstruktur.
- 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.
- Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Leitungselement und den aufgewickelten Schaumstoffkörper (
15 ) ein Vormontagesatz gebildet ist. - Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine innere Lage der Wicklung teleskopartig im Verhältnis zu darüber liegenden Lagen versetzt ist.
- 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 Durchtrittsöffnung durch das Brückenelement (10 ) und die Wand (1 ) gebildet ist. - Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenelement ein an die Wand (
1 ) festgeschraubter Blechstreifen (10 ) ist. - Anordnung nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Wicklung eine zwei bis sechs Lagen umfassende Schicht gebildet ist.
- Schaumstoffkörper nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass er auf der Basis von Polyurethan, PVC oder EPDM hergestellt ist.
- Schaumstoffkörper nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch eine Breite von 20 bis 60 mm.
- Schaumstoffkörper nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch eine Schichtdicke von 1 bis 15 mm im unverspannten Zustand.
- Schaumstoffkörper nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsmaterial eine Rohdichte von 20 bis 120 kg/m3 aufweist.
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