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Die
Erfindung betrifft eine Verschraubung für abgedichtete Leitungsdurchführungen
mit einem rohrförmigen
Teil mit Außengewinde,
insbesondere einem Doppelnippel, einer auf dieses aufschraubbaren
Druckschraube mit axialer Durchgangsöffnung sowie einem zwischen
dem rohrförmigen
Teil und der Druckschraube angeordneten, eine mittige Durchstecköffnung aufweisenden
Dicht- und Klemmteil, wobei die Druckschraube an ihrem dem Ende
des rohrförmigen
Teils abgewandten Endbereich innenseitig eine halbkugelähnliche
Höhlung
aufweist.
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Beispielsweise
aus der
DE 297 22
267 U1 ist eine Verschraubung ähnlicher Art bekannt. Derartige Verschraubungen
werden bei Leitungsdurchführungen
durch Gehäusewandungen,
beispielsweise bei elektrischen Geräten, eingesetzt, um eine abgedichtete
Einführung
von Kabeln zu ermöglichen
und eine Zugentlastung des durchgeführten Kabels zu erreichen.
Im Stand der Technik ist es dazu üblich und notwendig, ein Dicht-
und Klemmteil einzusetzen, welches aus zwei Elementen besteht, nämlich einem Klemmring
und einem separaten Dichteinsatz. Der Klemmring weist dabei zahnartige
Ausbildungen auf, die beim Aufschrauben der Druckschraube nach radial
innen und zueinander gedrängt
werden, so dass der Durchlassquerschnitt für das Kabel oder die Leitung
verengt wird. Neben dieser Klemmringausbildung ist der Dichteinsatz
erforderlich, um eine Dichtung gegen eindringende Feuchte sicherzustellen. Bei
den üblichen
Verschraubungen dieser Art kann es sich um einen Doppelnippel handeln,
der mittels einer Kontermutter und einer untergelegten Dichtscheibe
an einem Gehäusedurchbruch
befestigt wird. Es ist auch möglich,
das rohrförmige
Teil als Bestandteil des Gehäuses
auszubilden, so dass auf dieses rohrförmige Teil dann der Klemmring
und der Dichteinsatz aufgesetzt und die Druckschraube aufgeschraubt
wird.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu
Grunde, eine Verschraubung gattungsgemäßer Art zu schaffen, bei der
unter Verminderung der Einzelteile eine leichtgängige Betätigung der Druckschraube ermöglicht ist und
bei der eine hervorragende Abdichtung und Zugentlastung erreicht
wird.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass das Dicht- und Klemmteil
durch ein einziges Teil, nämlich
einen elastischen Dichteinsatz gebildet ist, der am ersten Endbereich
in Anpassung an die halbkugelartige Höhlung der Druckschraube außenseitig
halbkugelartig geformt ist und an der halbkugelartigen Höhlung anliegt,
der am zweiten Endbereich außenseitig
etwa konisch verjüngt
ist und vorzugsweise gerundet ausläuft, dass die Druckschraube
im den zweiten Endbereich des Dichteinsatzes radial umgebenden Teil
zylindrisch ausgebildet ist und in den Endbereich der Druckschraube übergeht,
der Innengewinde aufweist, dass das freie Ende des rohrförmigen Teils
abgeschrägt,
konisch oder gerundet, sich zum freien Ende verjüngend ausgebildet ist und der
zweite Endbereich des Dichteinsatzes sich mit seiner konisch verjüngten Außenfläche an der
innen liegenden Verjüngung
des freien Endes des rohrförmigen
Teils abstützt,
so dass beim Aufschrauben der Druckschraube auf das rohrförmige Teil
der Dichteinsatz sowohl an seinem ersten Endbereich als auch an
seinem zweiten Endbereich im Wesentlichen nach radial innen in Richtung
auf den Durchsteckkanal verformt wird.
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Entgegen
der herkömmlichen
Ausbildung ist nicht ein Klemmteil und ein separates Dichtteil erforderlich,
sondern die Funktion beider bisher notwendigen Elemente werden durch
ein einziges Element ersetzt, nämlich
den elastischen Dichteinsatz. Der Dichteinsatz kann aus elastomerem
Werkstoff oder auch gummiartigem Werkstoff bestehen. Er ist quasi in
Form einer Hülse
ausgebildet, weist also keine zahnartigen Elemente oder dergleichen
auf. Durch die entsprechende Ausbildung des Dichteinsatzes, der
Druckschraube und des rohrförmigen
Teiles wird erreicht, dass einerseits eine leichtgängige Betätigung möglich ist,
da beim Aufschrauben der Druckschraube lediglich eine Verformung
des elastischen Dichteinsatzes erfolgen muss, nicht aber eines im Stand
der Technik notwendigen, relativ formstabilen Klemmkäfigs, wobei
durch die erfindungsgemäße Ausbildung
beim Aufschrauben der Druckschraube eine derartige Verformung des
Dichteinsatzes erfolgt, dass dieser im wesentlichen nach radial
innen in Richtung seines Durchsteckkanales verformt wird. Die Kraftverteilung
wird in Richtung der Mittelachse des Durchsteckkanales gerichtet,
so dass eine im Wesentlichen flächige
Anpressung des Dichteinsatzes an das durchgeführte Kabel beziehungsweise
an dessen Kabelmantel erfolgt. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung
wird eine radial nach innen gerichtete Verquetschung des Dichteinsatzes
sowohl am der Druckschraube zugewandten Ende als auch an dem dem
rohrförmigen
Teil zugewandten Ende erreicht, so dass im Wesentlichen eine Verquetschung über die
gesamte Länge
des Dichteinsatzes erfolgt. Dies wiederum führt dazu, dass trotz geringen
Kraftaufwandes zur Betätigung
der Druckschraube eine außerordentlich
gute Abdichtung und Zugentlastung des durchgeführten Kabels erreicht wird,
weil der Dichteinsatz nicht nur an einer schmalen ringförmigen Zone,
sondern über
seine gesamte Länge
an den Kabelmantel angepresst wird. Auf Grund der geringen Kräfte, die
beim Aufschrauben der Verschraubung entstehen und die nach dem Verschrauben
der Druckschraube und dem Verformen des Dichteinsatzes auftreten,
kann die Druckschraube und auch das rohrförmige Element aus Kunststoff
von geringer Wandstärke
hergestellt werden. Selbstverständlich ist
es auch möglich,
die entsprechende Verschraubung aus metallischen Elementen, also
einem metallischen, rohrförmigen
Teil, beispielsweise einem metallischem, rohrförmigen Doppelnippel, und einer
metallischen Druckschraube herzustellen. Durch das Zusammenwirken
der halbkugelartigen Höhlung
der Druckschraube mit dem dem Anlagebereich der halbkugelartigen
Höhlung
ebenfalls halbkugelartig geformten Dichteinsatz einerseits und durch
die Verjüngung
des Dichteinsatzes am anderen Ende und mit der Verjüngung zusammenwirkende
Abschrägung
oder dergleichen Verjüngung
am freien Ende des rohrförmigen
Teiles, wird in zwei voneinander beabstandeten Bereichen des Dichteinsatzes
auf diesen radial eingewirkt, woraus die vorzügliche Abdichtung und insbesondere
auch tatsächliche
Zugentlastung mittels eines einzigen Teiles realisierbar ist.
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Insbesondere
wirkt eine großflächige radial symmetrische
Kraft auf den Kabelmantel ein, ohne Gefahr der Verletzung des Kabelmantels
und über
einen großen
Spannbereich.
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Eine
bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass die axiale Durchgangsöffnung der Druckschraube
im an die halbkugelähnliche
Höhlung anschließenden,
dem rohrförmigen
Teil abgewandten Endbereich zylindrisch ausgebildet ist.
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Dabei
ist bevorzugt vorgesehen, dass an den zylindrischen Endbereich innenseitig
der Druckschraube eine radial gerichtete Ringfläche anschließt, die
in die halbkugelähnliche
Höhlung übergeht.
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Durch
diese Ausbildung wird verhindert, dass das Material des Dichteinsatzes
beim Aufschrauben der Druckschraube aus der dem rohrförmigen Teil
abgewandten Lochung der Druckschraube Material des Dichteinsatzes
heraus quillt. Dieses Material wird durch den zylindrischen Kragen
zurückgehalten,
wobei zudem durch die zylindrische Ausbildung dieses Kragens noch
eine erhöhte
Kraftwirkung auf das in diesem Bereich nach dem Anziehen der Druckschraube
befindliche Material ausgeübt
wird.
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Zudem
wird durch diese Ausbildung im Bereich der Lochung der Druckschraube
eine Trichterbildung des Dichteinsatzes vermieden.
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Ein
solcher Trichter ist in sofern nachteilig, als sich in einem solchen
Trichter Feuchtigkeit oder Wasser fangen könnte, welches auf Dauer zumindest als
nachteilig angesehen wird, auch wenn dieses Wasser nicht durch die
dichtende Verschraubung durchlaufen kann.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung wird zudem darin gesehen, dass bei nicht
angezogener, lediglich auf dem rohrförmigen Teil vormontierter Druckschraube
zwischen dem Mantel des Dichteinsatzes und dem zylindrischen inneren
Bereich der Druckschraube ein Freiraum besteht.
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Durch
die Ausbildung dieses Freiraumes wird die gerichtete und gewünschte Verformung
des Dichteinsatzes beim Anziehen der Druckschraube gefördert.
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Bevorzugt
ist zudem vorgesehen, dass die Wandstärke der Druckschraube im Bereich
des zylindrischen Endbereiches größer als im übrigen Bereich der Druckschraube
ist.
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Durch
diese Ausbildung wird sichergestellt, dass das Material des Dichteinsatzes,
welches folglicherweise in dem Bereich des zylindrischen Endbereiches
sich befindet, noch Dichtwirkung entfalten kann, weil der relativ
dicke Endbereich eine ausreichende Reaktionskraft aufbauen kann.
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Bevorzugt
ist zudem vorgesehen, dass die Durchstecköffnung des Dichteinsatzes,
insbesondere der die Durchstecköffnung
bildende Kanal, an seiner dem rohrförmigen Teil abgewandten Mündung eine
Fase aufweist.
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Diese
Ausbildung ist vorteilhaft zur Vermeidung einer oben schon beschriebenen
Trichterbildung des Dichteinsatzes nach dem Anziehen der Druckschraube.
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Eine
besonders vorteilhafte Weiterbildung wird darin gesehen, dass der
Dichteinsatz aus TPE besteht.
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Dichteinsätze aus
diesem Material sind an sich bekannt.
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Eine
unter Umständen
bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass zumindest die
Druckschraube aus Kunststoff besteht und der Dichteinsatz an die
Druckschraube angeformt ist.
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Beispielsweise
kann bei der Herstellung der Druckschraube aus Kunststoff in einem
an sich bekannten Zweikomponentenspritzverfahren der Dichteinsatz
innenseitig an die Druckschraube angeformt werden, so dass eine
unverlierbare Einheit zwischen diesen beiden Teilen gebildet ist.
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Bevorzugt
ist zudem vorgesehen, dass die Außenfläche des Dichteinsatzes glatt
ausgebildet ist.
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Durch
diese Ausbildung wird sichergestellt, dass die Drehung der Druckschraube
leichtgängig gestaltet
werden kann, weil die Druckschraube sich beim Anziehen an der glatten
Außenfläche des
Dichteinsatzes drehend abstützen
kann, ohne dass der Dichteinsatz in Drehrichtung mitgenommen wird
und eine Torsion des Dichteinsatzes erfolgt.
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Obwohl
die Verschraubung nach der vorbeschriebenen Art schon für unterschiedliche
Durchmesser von durchzuführenden
Leitungen oder Kabeln gestaltet ist, ist es möglich, die Verschraubung auch
für noch
größere Kabeldurchmesser
brauchbar zu gestalten, wenn der Dichteinsatz im Bereich seiner
Durchstecköffnung
ein angeformtes, über
eine dünnwandige
Trennstelle abtrennbares, rohrartiges Reduzierstück aufweist.
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Dabei
kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass das Reduzierstück über einen
Kragen an die dem rohrförmigen
Teil abgewandte Mündung des
Dichteinsatzes angeformt ist, der die Solltrennstelle bildet.
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Auch
ist bevorzugt vorgesehen, dass das rohrförmige Reduzierstück mit der
dem rohrförmigen Teil
abgewandten Mündung
des Dichteinsatzes bündig
endet und über
das andere Ende der Durchstecköffnung
des Dichteinsatzes vorragt.
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Das
Reduzierstück
kann für
kleinere Kabeldurchmesser oder Leitungsdurchmesser an dem Dichteinsatz
verbleiben. Sofern größere Kabeldurchmesser
oder Leitungsdurchmesser durchgeführt werden sollen, kann das
Reduzierstück
abgetrennt werden. Das Reduzierstück ist nicht nur einstückig mit dem
Dichteinsatz ausgebildet, sondern auch materialgleich mit diesem
ausgebildet.
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Bevorzugt
ist zudem vorgesehen, dass das rohrförmige Reduzierstück und/oder
der Dichteinsatz im Bereich der Wandung, die das rohrförmige Reduzierstück umgibt,
Noppen oder dergleichen reibungserhöhende Vorsprünge aufweist.
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Hierdurch
wird erreicht, dass bei an ein durchgeführtes Kabel oder dergleichen
angespannter Verschraubung auch durch dauerhaft an dem Kabel oder
der Verschraubung angreifende Zugkräfte ein sicherer und bleibend
richtiger Sitz des Dichteinsatzes samt Reduzierstück gewährleistet
ist, ohne dass sich das Reduzierstück relativ zum umgebenden Bereich
des Dichteinsatzes verschiebt.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden
näher beschrieben.
Es zeigt:
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1 eine Ausführungsform
der Erfindung in montiertem, aber noch nicht gespannten Zustand, in
Längsschnitt
gesehen;
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2 desgleichen in Draufsicht
gesehen;
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3 die Verschraubung gemäß 1 in gespanntem Zustand.
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In
der Zeichnung ist eine Verschraubung für abgedichtete Leitungsdurchführungen
gezeigt. Sie besteht aus einem rohrförmigen Teil 1 mit
Außengewinde,
im Ausführungsbeispiel
einem Doppelnippel mit Polygonansatz 2 zum Angriff eines
Werkzeuges und zusätzlichen
Gewindestutzen 3, der durch eine Lochung einer Gehäusewandung
gesteckt und durch eine Kontermutter angeschraubt werden kann. Des Weiteren
ist ein Raum 4 zur Anordnung eines Dichtringes oder dergleichen
vorgesehen. Des Weiteren besteht die Verschraubung aus einer auf
das rohrförmige
Teil 1 aufschraubbaren Druckschraube 5, die ebenfalls
einen Polygonansatz 6 zur Betätigung mittels eines Werkzeuges
aufweist. Die Druckschraube ist kuppelförmig ausgebildet und weist
an ihrem nach unten auslaufenden Ende Innengewinde auf, welches
mit dem Außengewinde
des rohrförmigen
Teils 1 korrespondiert. An ihrem dem Ende des rohrförmigen Teils
abgewandten Endbereich weist die Druckschraube 5 innenseitig
eine halbkugelartige Höhlung 7 auf.
Ferner weist die Druckschraube 5 eine Durchstecköffnung 8 für eine Leitung
oder ein Kabel auf. Um eine zugentlastete und abgedichtete Kabeldurchführung zu
schaffen, ist ein elastischer Dichteinsatz 9 vorgesehen,
der am ersten, in der Zeichnung oberen Endbereich in Anpassung an
die halbkugelartige Höhlung 7 der
Druckschraube 5 außenseitig
halbkugelartig geformt ist und in der nichtgespannten Lage gemäß 1 an der halbkugelartigen
Höhlung 7 im Wesentlichen
anliegt. Im zweiten, in der Zeichnung unteren Endbereich ist der
Dichteinsatz 9 außenseitig
etwa konisch verjüngt
(Verjüngung 10)
und läuft vorzugsweise
gerundet aus (Rundung 11). Die Druckschraube 5 ist
im den zweiten Endbereich des Dichteinsatzes 9 radial umgebenden
Teil zylindrisch ausgebildet (zylindrische Form 12) und
geht dann nach innen abgestuft in den Endbereich der Druckschraube 5 über, der Innengewinde
aufweist. Durch diese Anordnung ist der Dichteinsatz 9 nach
dem Einfügen
in die Druckschraube 5 unverlierbar gehalten.
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Das
freie Ende des rohrförmigen
Teils 1 ist abgeschrägt,
konisch oder gerundet, sich zum freien Ende verjüngend ausgebildet (Verjüngung 13),
wobei der zweite Endbereich des Dichteinsatzes 9 sich mit seiner
konisch verjüngten
Außenfläche 10, 11 an
der innen liegenden Verjüngung 13 des
freien Endes des rohrförmigen
Teils 1 abstützt.
Hierdurch wird erreicht, dass beim Aufschrauben der Druckschraube 5 auf das
rohrförmige
Teil 1 der Dichteinsatz 9 sowohl an seinem ersten
(oberen) Endbereich als auch an seinem zweiten (unteren) Endbereich
im Wesentlichen nach radial innen in Richtung auf den Durchsteckkanal 14 verformt
wird, wie insbesondere aus der Gegenüberstellung der Zeichnungsfigur
1 und 3 ersichtlich
ist.
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Die
axiale Durchgangsöffnung 8 der
Druckschraube 5 ist im an die halbkugelartige Höhlung 7 anschließenden,
dem rohrförmigen 1 abgewandten Endbereich
zylindrisch ausgebildet (zylindrischer Kragen 15), wobei
an den zylindrischen Endbereich (Kragen 15) eine radial gerichtete
Ringfläche 16 anschließt, die
an die halbkugelartige Höhlung 7 übergeht.
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Bei
nicht angezogener, lediglich auf dem rohrförmigen Teil 1 vormontierter
Druckschraube 5 (wie auch in 1 ersichtlich)
besteht zwischen dem Mantel des Dichteinsatzes 5 und dem
zylindrischen inneren Bereich 12 der Druckschraube 5 ein
Freiraum 17, in welchen beim Anspannen der Druckschraube 5 verpresstes
Material des Dichteinsatzes 9 ausweichen kann.
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Vorzugsweise
ist die Wandstärke
der Druckschraube 5 im Bereich des zylindrischen Endbereiches 15 größer als
im übrigen
Bereich der Druckschraube, um im Bereich dieses Endbereiches 15 Druckkräfte in der
Montageendposition auf den Dichteinsatz 9 aufüben zu können, wie
in 3 ersichtlich ist.
Die Durchstecköffnung 14 des
Dichteinsatzes 9, insbesondere der die Durchstecköffnung 14 bildende
Kanal, ist an seiner dem rohrförmigen
Teil 1 abgewandten Mündung
mit einer Fase 18 versehen, was vorteilhaft ist, um beim
Anziehen der Druckschraube 5 und beim Verspannen des Dichteinsatzes in
die Position gemäß 3 eine trichterförmige Verformung
des Dichteinsatzes 9 im außen liegenden Mündungsbereich
zu vermeiden.
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Vorzugsweise
besteht der Dichteinsatz 9 aus TPE. Zusätzlich weist der Dichteinsatz 9 im
Bereich seiner Durchstecköffnung 14 ein
angeformtes, über eine
dünnwandige
Trennstelle 19 abtrennbares, rohrartiges Reduzierstück 20 auf.
Dieses Reduzierstück 20 ist über einen
Kragen (19) an die dem rohrförmigen Teil 1 abgewandte
Mündung
des Dichteinsatzes 9 angeformt. In nicht gespanntem Zustand
der Verschraubung findet das rohrförmige Reduzierstück 20 bündig mit
der Mündung
des Dichteinsatzes 9 (in der Zeichnung oben) und andererseits über das
untere Ende der Durchstecköffnung
des Dichteinsatzes 9 vor um beim Anziehen der Druckschraube
und beim Verspannen des Dichteinsatzes 9 in die Position
gemäß 3 schließt auch das untere Ende des
Reduzierstückes 20 vorzugsweise
bündig
mit dem verformten Körper
des Dichteinsatzes 9 ab.
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Wie
insbesondere aus der Gegenüberstellung
gemäß 1 und 3 ersichtlich, weist die Verschraubung
einen relativ großen
Spannbereich zur Durchführung
unterschiedlich bemessener Leitungen auf, wobei im Spannzustand
gemäß 3 eine Flächenpressung
des Dichteinsatzes 9 quasi über die gesamte Länge des
Dichteinsatzes an den Mantel des durchgeführten Kabels oder der durchgeführten Leitung
erreicht wird. Dies wird dennoch mit relativ geringen Schraubkräften erreicht,
wobei die erfindungsgemäße Ausbildung
mit einem einzigen Element, nämlich
dem Dichteinsatz 9, sowohl die Abdichtung als auch die
Zugentlastung ermöglicht.
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Die
Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel
beschränkt,
sondern im Rahmen der Offenbahrung vielfach variabel.
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Alle
neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel-
und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.