DE3216057A1

DE3216057A1 - Druckausgleichende dichtung, insbesondere fuer kabelgarnituren

Info

Publication number: DE3216057A1
Application number: DE19823216057
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 8027 Neuried Kunze
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-04-29
Filing date: 1982-04-29
Publication date: 1983-11-03

Description

Druckausgleichende Dichtung, insbesondere für Kabel-
garni turen Die Erfindung betrifft eine Dichtung, insbesondere für Kabelgarnituren, mit einem in Hohlräumen eingebrachten, druckausgleichenden Medium.
Aus der DE-OS 21 19 057 ist eine Anordnung zum Abdichten von Kabeln an der Einführungsstelle von Garnituren bekannt, bei der ein Ringschlauch verwendet wird, der mittels Druckluft unter Druck gesetzt wird und dadurch die Einführungsstelle zwischen dem Außenmantel des Kabels und einer zylindrischen Innenfläche der Kabelgarnitur abdichtet. Diese Abdichtung eignet sich jedoch nur für spezielle aufeinander abgestimmte Anordnungen, wobei als Kompressionsmittel Druckluft Verwendung findet, durch welche druckausgleichende Eigenschaften der Dichtungsanordnung erreicht werden.
Für vorliegende Erfindung stellte sich nun die Aufgabe, druckausgleichende Dichtungen zu schaffen, die allgemein anwendbar sind, die also bei Kabelgarnituren mit einer oder mehreren Kabeleinführungen wie auch bei Flanschabdichtungen eingesetzt werden können. Die gestellte Aufgabe wird mit einer Dichtung der eingangs erläuterten Art dadurch gelöst, daß die Dichtung bandförmig ausgebildet ist, längsverlaufende Hohlräume aufweist und daß das in den Hohlräumen der Dichtung eingebrachte Medium zumindest im Montage zeitpunkt fließfähig ist.
Vorteile der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik sind darin zu sehen, daß die Dichtungen in Bandform ausgebildet sind und dadurch in vielfältiger Weise eingesetzt werden können. So können diese Dichtungen zum Beispiel in Nuten bzw. zwischen ebenen Dichtungsflächen von Gehäusen ebenso verwendet werden wie bei der Herstellung von Abdichtungen in den Bereichen der Kabeleinführungen von Kabelgarnituren. Bei diesen Dichtungen sind in ihren längsverlaufenden Hohlräumen fließfählge Medien eingebracht, durch die ein Druckausgleich in Längsrichtung erfolgen kann, so daß auch bei Unregelmäßigkeiten in den Dichtungsflächen ein Ausgleich stattfindet. Das fließfähige Medium muß zumindest zum Montagezeitpunkt fließfähig sein. Es kann jedoch nach der Anpassung in den festen Zustand obergehen, da zu diesem Zeitpunkt der Ausgleich bereits abgeschlossen ist. Diese fließfähigen Medien sollen jedoch gegenüber Gasen eine geringe Permeationsrate und eine geringere Kompressibilität aufweisen, wodurch ein entsprechend größeres Standzeitvermögen erreicht wird. Außerdem sind diese Dichtungen wesentlich unempfindlicher, da eine eventuelle Leckstelle kaum zum Ausfall des Dichtungssystems führen kann. Bisher gebräuchliche gummielastische Dichtungen der allgemeinen Art neigen insbesondere zu Versagen, wenn die Preßkraft der zu dichtenden Teile nicht an allen Stellen entlang der Dichtung zwischen den für das Dichtungsprofil vorgesehenen Grenzen liegt. Zu hohe Preßkraft schädigt das Dichtungsprofil und zu geringe Preßkraft reicht dann für die Dichtung nicht aus. Infolgedessen müssen die Maßtoleranzen für das Dichtungsprofil und den Abstand der zu dichtenden Flächen genau eingehalten werden. So sind hierfür bisher sogenannte O-Ringe, Flach- oder Profildichtungen bekannt - für die wohl kein weiterer Nachweis erforderlich ist - die in entsprechenden Dichtungsnuten paßgenau eingesetzt werden. Dabei ist darauf zu achten, daß die Flansche verzugsfrei zusammengespannt werden. Mit Dichtungen gemäß der Erfindung werden sol- che Schwierigkeiten vermieden, da infolge des in Hohlräumen eingebrachten fließfähigen Mediums ein Druckausgleich entsprechend der vorliegenden Verhältnisse stattfindet, wobei dieser Druckausgleich selbsttätig erfolgt.
Die druckasgleichenden Dichtungen gemäß der Erfindung bestehen nun aus elastischem Material, in dem Hohlräume direkt oder in Form von Schläuchen eingelagert sind, in welchen das fließfähige Medium untergebracht ist. Die Formen dieser Dichtungen können sehr vielfältig und den Erfordernissen entsprechend ausgebildet sein, wie im folgenden noch näher erläutert werden wird. Allen Dichtungen ist jedoch gemeinsam, daß das fließfähige Medium von Zonen mit höherem Preßdruck in Zonen geringeren Preßdruckes gedrückt wird, bis schließlich die Druckkräfte ausgeglichen sind. Als fließfähiges Medium im Sinne der Erfindung werden Flüssigkeiten, Pasten, langsam fest werdende Massen oder schmelzbare Substanzen verwendet, die zumindest im Nontagezeitpunkt fließfähig sind. Dabei haben fest werdende Substanzen gegenüber Flüssigkeiten den Vorteil, daß sie auf Dauer weder durch ein Leck noch infolge von Permeation aus der Dichtung entweichen können. Es kann jedoch auch sinnvoll sein, die Füllung der Hohlräume mit dem fließfähigen Medium erst bei der Montage vorzunehmen, weil man noch zusätzlich zum Druckkraftausgleich eine expandierende Wirkung der Dichtung ausnützen will. Diese Dichtungen sind im Montagezustand zunächst leer und können sehr leicht in Dichtungsnuten oder ähnlichem eingelegt werden. Anschließend werden die Hohlräume mit dem fließfähigen Medium unter Druck gefüllt, so daß zusätzlich zum Außendruck durch die Dichtungsflächen eine Expansion der Dichtung von innen her hinzutritt. Hierfür werden geeignete Ventile und Ausgleichsöffnungen an den Dichtungen angeordnet, um eine ordnungsgemäße Füllung mit dem Medium ermöglichen zu können. Schließlich sind die Dichtungen so flexibel gehalten, daß mit ihnen durch spiralförmiges Aufwickeln auch stirnseitige Abschlüsse für Kabelgarnituren hergestellt werden können.
Dabei werden zusätzliche Aussparungen für KabeleinfUhrungen in den Dichtungsflächen eingebracht. Auch hier wird durch das druckausgleichende Medium in den Hohlräumen ein Druckausgleich geschaffen, wobei zusätzlich durch Einbringen des fließfähigen Mediums unter Druck von innen her infolge der Expansion der Dichtung der benötigte Dichtungsdruck eingestellt werden kann.
Im folgenden wird nun die Erfindung anhand von neun Figuren näher erläutert.
Figur 1 zeigt den Querschnitt einer bandförmigen Dichtung, bei der das fließfähige Medium direkt eingelagert ist.
Figur 2 zeigt den Querschnitt einer bandförmigen Dichtung mit einer Schlaucheinlage für das fließfähige Medium.
Figur 3 erläutert in einer Querschnittsdarstellung eine Doppeldichtung.
Figur 4 verdeutlicht die mögliche Außenprofilierung einer Dichtung.
Figur 5 deutet im Hohlraum der Dichtung eingebrachte Heizelemente an.
Figur 6 zeigt die Einlage einer noch ungefüllten Dichtung zu Beginn der Montage.
Figur 7 zeigt die Dichtung nach Figur 6 im Endzustand.
Figur 8 erläutert den Einsatz einer Dichtung als stirnseitigen Abschluß für eine Kabelgarnitur und Figur 9 verdeutlicht in einem Teilschnitt die Lage des längsgerichteten Hohlraumes dieses stirnseitigen Abschlusses.
Die Figur 1 zeigt eine bandförmig ausgebildete Dichtung gemäß der Erfindung im Querschnitt. Bei dieser Ausführung ist der längsgerichtete Hohlraum 11 direkt im elastischen Material der Dichtung 1 eingelagert und mit dem fließfähigen Medium 2 gefüllt. Diese Längsdichtung kann nun in festen Längsabschnitten ausgebildet sein, wobei die stirnseitigen Enden dieser Dichtung 1 nach der Füllung mit dem fließfähigen Medium 2 entweder durch einen festen Abschluß oder durch montierbare Abschlußelemente verschlossen sind. Diese Dichtung 1 kann nun zwischen geeigneten Dichtungsflächen eingelegt und zusammengepreßt werden, wobei die Form der Dichtung keine Rolle spielt. Es können hiermit also neben einfachen Längsdichtungen auch Ringdichtungen hergestellt werden.
Der Druckausgleich erfolgt durch das fließfähige Medium in Längsrichtung der Dichtung 1.
In Figur 2 ist nun ein Ausführungsbeispiel nach der vorher beschriebenen Art dargestellt, bei dem jedoch das fließfähige Medium 2 nicht direkt im Material der elatischen Dichtung 1, sondern in einer schlauchförmigen Einlage 3 eingelagert ist. Diese schlauchförmige Einlage 3, die nun speziell auf die Dichtigkeit für das eingebrachte Medium 2 abgestimmt werden kann, ist in den längs verlaufenden Hohlräumen 11 der Dichtung 1 eingebracht, wobei das Einbringen und der Abschluß der Enden in verschiedenster Weise erfolgen kann. Bei dieser Ausführungsform kann eine optimale Anpassung der Materialeigenschaften erfolgen. So kann z.B. das äußere elastische Material der Dichtung 1 ohne Rücksicht auf die Permeationsverhältnisse nur nach den Dichtungseigenschaften ausgewählt werden, während die schlauch- förmige Einlage 3 im wesentlichen bezüglich der Permeationsdichtigkeit ausgesucht wird.
Die Figur 3 verdeutlicht eine Doppeldichtung mit nwei parallel nebeneinander verlaufenden, längsgerichteten Hohlräumen 11, in welchen jeweils unabhängig voneinander das fließfähige Medium 2 eingelagert ist. Diese beiden Paralleldichtungen 4 sind über einen gemeinsamen Steg 5 miteinander verbunden. Im Ubrigen können auch hier die Variationen der vorher genannten Beispiele Anwendung finden.
Die Figur 4 zeigt im Querschnitt eine bandförmige Dichtung 6 mit seinem fließfähigen Medium 2 im längsverlauw fenden Hohlraum 11. Hierbei ist eine äußere Dichtungsfläche mit Profilierungen 7 in Form von Dichtungslippen versehen, durch welche die Dichtungsverhältnisse gegenüber den anliegenden Dichtungsflächen verbessert werden können.
Wie bereits erläutert, können in den Hohlräumen 11 auch schmelzbare Substanzen als fließfähiges Medium 2 eingesetzt werden, wobei dann dafür gesorgt werden muß, daß diese Medien 2 im Montagezustand fließbar sind. Ein solches Beispiel gibt die Figur 5 wieder. Hier wird eine Dichtung 1 mit einer schmelzbaren Substanz als fließfähigem Medium 2 innerhalb des Hohlraumes 11 verwendet, die mit Hilfe eines längsverlaufend eingelagerten Heizelementes 8, z.B. eines elektrischen Heizdrahtes, bei der Montage zum Schmelzen gebracht wird. In diesem Zustand kann der für die Montage notwendige Druckausgleich erfolgen. Nach diesem Ausgleichsvorgang kann sich das Medium 2 wieder verfestigen, wobei dieser Zustand gewissermaßen "eingefroren" wird. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel ist die Permeationsrate praktisch gleich Null.
In Figur 6 wird ein weiteres Anwendungsbeispiel für eine Dichtung 1 gemäß der Erfindung erläutert, wobei hier das fließfähige Medium erst bei der Montage eingebracht wird. Zwischen den Dichtungsflächen 12 zweier Flansche 9 ist in den Nuten 10 die druckausgleichende Dichtung 1 mit einem längsverlaufenden Hohlraum 11 eingelegt. Es läßt sich erkennen, daß diese Dichtung 1 im hier gezeigten ersten Montage schritt relativ lose eingesetzt ist. Erst im zweiten Montageschritt, der in der nächsten Figur gezeigt wird, erfolgt die end'gültige Abdichtung.
Bei diesem Beispiel ist weiterhin zu erkennen, daß die Dichtung 1 mit einem eingelagerten Schlauch 3 für das später einzubringende Medium 2 versehen ist. Der Hohlraum 11 ist in dieser Montagephase noch ungefüllt.
Die Figur 7 zeigt nun den Endzustand der montierten Dichtung 1, das heißt es wurde das fließfähige Medium 2 in den Schlauch 3 eingebracht und zwar erfolgte dieses Einbringen unter Druck. Hierdurch hat sich die Dichtung 1 nach außen expandiert, bis sie dichtend an den Dichtungsflächen der Flansche 9 angepreßt ist. Das fließfähige Medium 2 wird durch entsprechend angeordnete Ventile e'ingepreßt, wobei durch geeignet angeordnete Zusatzöffnungen für eine einwandfreie Füllung gesorgt wird. Es wird hier nochmals darauf hingewiesen, daß derartige Dichtungen in beliebiger Form als Ring- oder Längsdichtung hergestellt werden können. Es läßt sich eine solche bandförmige Dichtung auch spiralförmig aufwickeln, so daß sie zum Beispiel für stirnseitige Abschlüsse bei rohrförmigen Gebilden verwendet werden können, wie dies nachfolgend noch erläutert wird.
Aus Figur 8 ist der Aufbau einer spiralförmig aufgebauten Abdichtung zu erkennen, die zum Beispiel als stirnseitiger Abschluß der Kabelgarnitur eingesetzt werden kann. Hier wird im Prinzip die bandförmige Dichtung 1 gemäß der Erfindung verwendet, wobei die band- förmige Dichtung 1 in den sich in der Spirale gegenUberliegenden Dichtungsflächen 13 mit halbkreisförmigen Aussparungen 14 versehen ist, die sich beim spiralförmigen Aufwickeln Jeweils zu Vollkreisaussparungen 15 für Kabeleinführungen ergänzen. Allerdings sind die beiden Enden 16 und 17 der Dichtung 1 so ausgebildet, daß sich insgesamt eine geschlossene Dichtungsscheibe ergibt, die an den Stirnseiten einer Kabelgarnitur dichtend eingesetzt werden kann. Im übrigen ist die Dichtung 1 in Längsrichtung wiederum mit einem Hohlraum 11 versehen, der mit einem zumindest im Montagezustand fließfähigen Medium gefüllt wird. An dem einen Ende 16 ist an den Hohlraum 11 ein Ventil 19 mit einer Anschlußeinheit 18 angeschlossen, über die das Füllen mit dem fließfähigen Medium erfolgt. Um eine vollständige Füllung zu gewährleisten, sind entsprechende Vorkehrungen für den Luftaustritt getroffen. Die Dichtungsflächen 13 werden zweckmäßigerweise mit geeigneten Dichtungs- oder Klebemitteln beschichtet oder belegt, um eine gute gegenseitige Haftung und Abdichtung zu erhalten. Diese Wirkung wird zusätzlich unterstützt, wenn das fließfähige Medium 2 unter Druck eingebracht wird, da infolge der expandierenden Wirkung der Dichtung 1 zum Druckausgleich ein gleichmäßiger Andruck der Dichtungsflächen 13 erfolgt. Auf diese Weise kann der erforderliche Dichtungsdruck in den Trennebenen und auf die eingeführten Kabel eingestellt werden. Das gezeigte Ausführungsbeispiel eignet sich nun besonders als Abschluß für eine Aufteilungsmuffe. Dieser Abschluß kann bezüglich der Durchmessertoleranzen für die einzufUhrenden Kabel erweitert werden, ohne die Montierbarkeit der elastischen Dichtung 1 zu erschweren. Außerdem wird sichergestellt, daß der Druck auf die außen liegenden Kabel ebenso groß ist wie auf die innen liegenden. Weiterhin ist in dieser Figur 8 ein Querschnitt IX-IX für die folgende Figur 9 angedeutet.
Die Figur 9 zeigt nun in einem Teilschnitt den Aufbau der Dichtung 1, die als Band mit einem längsverlaufenden Hohlraum 11 ausgebildet ist und als Spirale zu der in Figur 8 erläuterten Abdichtung aufgewickelt ist. Als Träger für das fließfähige Medium ist hier ein flacher Schlauch 3 eingelagert, der zum Beispiel aus einer PE-Folie besteht. Am innen liegenden Ende 17 der Spirale ist er zugeschweißt, am äußeren Ende 16 ist er an einem Metalleinsatz 18 mit einem Ventil 19 angeschlossen. An der Ventilöffnung kann schließlich bei der Montage eine Spritzpistole für Kartuschen angesetzt werden. Der Schlauch 3 kann so ausgebildet sein, daß er gleichzeitig als Armierung für die elastische Dichtung 1 dient.
Das abschließend gezeigte Ausführungsbeispiel für eine Abdichtung steht stellvertretend für weitere Anwendungen, die sich mit Hilfe einer Dichtung gemäß der Erfindung aus einem elastischen Dichtungsmaterial und einem darin eingelagerten Hohlraum mit zumindest bei Montage fließfähigem Medium aufbauen lassen.
9 Figuren 18 Patentansprüche L e e r s e i t e

Claims

Patentansprtjche 1. Dichtung, insbesondere für Kabelgarnituren, mit einem n Hohlräumen eingebrachten, druckausgleichenden Mediui, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (1) bandförmig ausgebildet ist, längsverlaufende Hohlräume (11) aufweist und daß das in den Hohlräumen (11) der Dichtung (1) eingebrachte Medium (2) zumindest im Montagezeitpunkt fließfähig ist.
2. Dichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Hohlräume (11) mit dein druckausgleichenden Medium (2) gefüllt und fest abge schlossen sind.
3. Dichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Hohlräume (11) ab schließbare Einfüllvorrichtungen für das druckausglei chende Medium (2) aufweist.
4. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das druckausgleichende Medium (2) eine gegenüber Gasen geringe Permeationsrate aufweist.
5. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das druckausgleichende Medium (2) eine gegenüber Gasen geringe Kompressibilität aufweist.
6. Dichtung nach einem der vorhergehenden Anspruche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das druckausgleichende Medium (2) eine Flüssigkeit ist.
7. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das druckausgleichende Medium (2) eine Paste ist.
8. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das druckausgleichende Medium (2) eine langsam festwerdende Substanz ist.
9. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das druckausgleichende Medium (2) eine schmelzbare Substanz ist.
10. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in den mit dem druckausgleichenden Medium (2) gefüllten Hohlräumen (11) Heizelemente (8) eingelagert sind.
11. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Hohlräume (11) Abschlußelemente aufweisen.
12. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Hohlraum (11) eine Ventilöffnung (19) aufweist.
13. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Hohlräume (11) als Schlaucheinlagen (3) eingelagert sind.
14. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Dichtung (1) schlauchförmig ausgebildet ist.
15. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mehrere Hohlräume (11) parallel verlaufend angeordnet sind.
16. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d e d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sie an den äußeren Dichtungsflächen lippenförmige Profilierungen (7) aufweist.
17. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sie spiralförmig wickelbar ist.

38, Dichtung nach Anspruch 17, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß halbkreisförmige Aussparungen (14) in den gegeneinander liegenden Dichtung Blechen (13) eingebracht sind, die im spiralförmig gewickelten Zustand jeweils zu Vollkreis-Aussparungen (15) ergänzt sind.