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Wasserdichte Kabel einführung und Dichtungskörper dafür
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Die Erfindung betrifft eine Kabel einführung für ein Mehrleiterkabel,
das sich durch eine Wand um ein elektrisch betriebenes, getauchtes oder tauchbares
Aggregat, wie z.B.
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eine Kellerpumpe, erstreckt, und das am einen Ende an einen Elektromotor
im Aggregat angeschlossen ist, wo die Kabeleinführung einen Halter in fester Verbindung
mit der Wand und einen im Halter angeordneten Dichtungskörper mit einem durchgehenden
Kanal aufweist, durch den sich das Kabel erstreckt, und der im größten Teil des
Dichtungskörpers einen solchen Durchmesser aufweist, daß der Dichtungskörper um
den Mantel des Kabels hauptsächlich stramm paßt.
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Die Erfindung betrifft ferner einen Dichtungskörper zum Anwenden bei
der Kabeleinführung.
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Es ist bekannt, eine steife als auch eine weiche oder elastische Buchse
oder Muffe um ein Kabel herum zu montieren, das sich durch eine Wand oder Platte
erstrecken soll. Eine Kabeleinführung, die wasserdicht sein soll, stellt aber große
Forderungen an die Konstruktion.
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Britische Offenlegungsschrift Nr. 20 60 281 zeigt eine elektrische
Kabeleinführuna aus einem hohlen Körper, durch den
sich die einzelnen
Leiter eines Kabels ohne den Mantel des Kabels erstrecken, und in dem ein Isplierfutter
eingelegt ist, das wieder mit einem Füllmaterial gefüllt ist. Der hohle Körper ist
leitend und ist in die Vorderplatte für ein elektrisches Gerät hineinschraubbar
sowie derart ausgebildet, dap die Armierung oder der leitende Schirm des Kabels
gegen den hohlen Körper einer weiteren daran schraubbaren Buchse hineinpreßbar ist.
Schließlich weist die Kabeleinführung eine dritte Buchse und einen Dichtungsring
zum Abdichten gegen den äußersten Mantel des Kabels auf. Diese Einführung ist durch
relativ viele-, verhältnismäßig komplizierte Teile mit einer großen Anzahl Gewinde
aufgebaut und ist daher teuer herzustellen und schwierig zusammenzusetzen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kabeleinführung zu
schaffen, die eine besonders große Sicherheit gegen Eindringen von Feuchtigkeit,
Luft o.dgl. gewährleistet und das Kabel entlastet, gleichzeitig damit, daß sie einfach
und billig herzustellen und leicht zu montieren ist.
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Die Kabel einführung gemäß der Erfindung ist überraschend einfach
dadurch, daß der Dichtungskörper in einem rohrförmigen Stück ausgebildet ist, das
einen ersten, einen zweiten und einen dritten Abschnitt aufweist, von denen der
erste Abschnitt einen zusätzlichen Mantel zur Entlastung des Kabels bildet, der
zweite Abschnitt eine Außenverdickung aufweist, die mit dem Halter zum Dichten und
Fixieren des Kabels zusammenwirkt, und der dritte Abschnitt einen Gießraum für eine
Dichtungsmasse bildet, die die Innenleiter des Kabels völlig umgibt, wobei der Mantel
des Kabels in diesem Abschnitt des Dichtungskörpers entfernt worden ist.
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Hierdurch wird eine besonders große Sicherheit gegen Eindrigen von
Wasser oder Luft erreicht, da die Kabeleinführung in der Tat zwei Feuchtigkeitsabdichtungen
aufweist. Erstens ist das "offene Ende" des Kabels mit den einzelnen Leitern, die
vorteilhaft über eine kurze Strecke innerhalb der Gießmasse/Dichtungsmasser abisoliert
sind, von der Dichtungsmasse völlig geschlossen. Zweitens klemmt der Halter um den
Dichtungskörper
herum, der vorzugsweise aus einem elastischen Material, wie z,B. Gummi, hergestellt
ist, und drückt dadurch den Dichtungskörper gegen den Mantel des Kabels hinein.
Dieser Mantel wird wiederum derart gegen das Kabelinnere gedrückt, daß unerwünschte
luftgefüllte Hohlräume und Spalten im Bereich, wo der Dichtungskörper seine Verdickung
aufweist, vermieden werden. Ein solches doppeltes Abschließen ist besonders vorteilhaft,
weil man dadurch in erheblichem Grade die Gefahr, daß eine Kapillarwirkung mit einem
davon erfolgenden Einsickern von Feuchtigkeit o.dgl. entstehen könne, herabsetzt.
Die Dichtungsmasse wirkt übrigens mit der festgeklemmten Verdickung zusammen, um
Zieh- und Druckkräfte in das Kabel aufzunehmen.
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Gemäß der Erfindung kann der Halter zwei Teile mit konischen Innenflächen
und hauptsächlich ebenen Stirnflächen aufweisen, wobei die Innenflächen mit entsprechenden
voneinander wegkehrenden konischen Außenflächen an der Verdickung des Dichtungskörpers
zusammenwirken und eine axiale Abmessung aufweisen, die ein wenig kleiner ist als
die axiale Abmessung der Außenflächen an der Verdickung des Dichtungskörpers, und
wobei die Stirnflächen am Halter mit den hauptsächlich radialen Abgrenzflächen der
Verdickung zusammenwirken. Hierdurch wird in einfacher Weise eine Klemmwirkung erreicht,
da die Verdickung des Dichtungskörpers teils in axialer Richtung zwischen den radialen
Abgrenzflächen und teils gegen das Kabel von den konischen Außenflächen zusammengeklemmt
wird.
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GemäX der Erfindung kann die axiale Abmessung der Außenverdickung
des Dichtungskörpers zwischen-0,5 und 2 Male der Kabeldurchmesser, vorzugsweise
ungefähr 1,1 Mal der Kabeldurchmesser sein. Eine ausreichend große Ausbildung der
axialen Abmessung gewährleistet ein winkelstabiles Festhalten des Kabels im Verhältnis
zur Wand des Aggregats. Ferner wird ein geeignet großer Klemrobereich derart erreicht,
daß die Klemmwirkung effektiy ist, und daß die mechanischen Spannungen über einen
geeignet großen Bereich verteilt werden und somit passend klein gehalten werden
können.
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Der Dichtungskörpe-kann gemäß der Erfindung eine, gegebenenfalls zwei
umlaufende Vertiefungen aufweisen, die an die eine bzw. ihre jeweilige konische
Fläche anstoßen, wobei die Vertiefung eine axiale Abmessung, die der Dicke der Klemmteile
des Halters entspricht, und eine Tiefe der gleichen Größenordnung, aufweist. Hierdurch
wird ein präzises Fixieren des Dichtungskörpers im Verhältnis zum Halter erreicht,
und die Klemmwirkung des Halters wird dadurch verstärkt, dap die betreffende Stirnfläche
entsprechend größer gemacht werden kann.
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Gemäß der Erfindung kann die Fläche, die den dritten Abschnitt des
Kanals abgrenzt, zum Erhöhen der Klebfläche der Dichtungsmasse ganz oder teilweise
gewellt, genarbt, oder rauh sein, so daß die Dichtungsmasse im Gießraum festgehalten
wird. In dieser Verbindung ist es besonders vorteilhaft, daß das Wellen hauptsächlich
in Form von umlaufenden Rillen vorgesehen ist, und daß wenigstens ein Teil der Fläche,
in einem Längsschnitt gesehen, die Form einer viereckigen, dreieckigen oder Sinus-Kurve
aufweist. In dieser Weise wird insbesondere ein axiales Verschieben der Dichtungsmasse
im Verhältnis zum Dichtungskörper verhindert.
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Die angewendete Dichtungsmasse ist vorzugsweise ein Poly= ester, Polyurethankunststoff,
ein Epoxykunststoff, ein kalthärtender Kunststoff oder ein Sil-iziumgummi. Beim
Einfüllen muß die angewendete Dichtungsmasse eine geeignet weiche, beispielsweise
flüssige oder pastenartige Konsistenz haben.
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Später muß die Dichtungsmasse aber in eine steifere Konsistenz härten
können.
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Gemäß der Erfindung kann der eine Klemmteil des Halters durch ein
Stück der Wand um das Aggregat gebildet werden, wo das Wandstück ein Loch mit einem
aufgepreßten kegelstumpfförmigen Hohlrand aufweist, und der zweite Klemmteil des
Halters kann durch eine dem Wandstück entsprechende Platte gebildet werden, die
ebenfalls ein Loch mit einem aufgepreßten kegelstumpfförmigen Hohlrand aufweist,
wobei
die aufgepreßten Hohlränder zusammen um die Verdickung des
Dichtungskörpers greifen, während sie von Zusammenspanneinrichtungen, wie z.B. eine
Anzahl von Schrauben oder Bolzen, zusammengehalten werden. Hierdurch werden ein
besonders einfaches Herstellen des Halters und ein sehr einfaches Montieren des
Kabels erreicht, da der Dichtungskörper nur in das schon ausgebildete Loch im Kabinett
oder Gehäuse um das elektrische Aggregat gepreßt werden soll.
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Der Dichtungskörper kann am Einführungsende, d.h. der dritte Abschnitt
mit dem Gießraum, leicht zugespitzt sein, so daß auf jeden Fall die Außenfläche
leicht konisch ist, wobei das Einführen des Dichtungskörpers mit dem Kabel in die
Halter erleichtert wird.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 einen teilweisen Schnitt durch eine Kabeleinführung gemäß der Erfindung
ungefähr in normaler Größe, Fig. 2 in größerem Maßstab einen schematischen Längsschnitt
durch die Kabeleinführung in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel,
und Fig. 4 einen vergrößerten Längsschnitt durch einen Teil des Dichtungskörpers.
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In Fig. 1 ist eine Kabeleinführung 10 eines Kabels 11 für ein elektrisches
Aggregat 20 dargestellt. Dieses Aggregat ist in der Zeichnung nur angedeutet und
im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Kellerpumpe, die in getauchtem Zustand
laufen soll. Das Kabel 11 ist ein Zwei-, Drei- oder Vierleiterkabel für die Spannungsyersorgung
beispielsweise mit 220 V oder 380 V zwischen zwei oder drei Phasen in zwei bzw.
drei Leitern sowie einem Erdleiter. Das Kabel 11 erstreckt sich über einen Dichtungskörper
15 durch eine
doppelte Plattenwand 25, 27, und das Kabel und der
Dichtungskörper werden durch einen Halter 13 festgehalten. Die obere Platte 27 kann
eine Kopfplatte sein,.die in der einen Seite mit einem Beschlag 26a in Eingriff
ist und in der anderen Seite durch die Schraube 26 festgehalten wird.
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Der Dichtungskörper 15 und seine Position im Halter 13 in der Wand
25 gehen aus Fig. 2, in der die Größe deutlichkeitshalber etwas übertrieben ist,
deutlicher hervor. Die gleichen Bezugsziffern sind für den gleichen Teil in Fig.
1 und 2 angewendet.
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In Fig. 2 ist das Kabel 11 von dem, im Halter 13 montierten Dichtungskörper
15 umgeben. Der Halter 13 weist zwei Klemmteile 25a und 27a auf. Der Dichtungskörper
15 ist aus einem rohrförmigen Stück gebildet, das sich in drei Abschnitte aufteilen
läßt. Der erste, vgl. Fig. 2 oben, Abschnitt 16 dient insbesondere zur Entlastung
des Kabels, gleichzeitig damit, daß der Dichtungskörper auch in diesem Abschnitt
an den Mantel 17 des Kabels 11 dicht anliegt und somit dichtend wirkt.
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Der zweite Abschnitt weist eine Außenverdickung 29 auf, die zwischen
den beiden Klemmteilen 25a und 27a eingeklemmt ist.
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Hierdurch werden sowohl ein Dichten als auch ein Fixieren des Kabels
erreicht.
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Der dritte, vgl. Fig. 2 unten, Abschnitt 18 bildet einen Gießraum
für eine Gießmasse oder Dichtungsmasse 37, die die Innenleiter 39 des Kabels völlig
umgibt.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist der Mantel des Kabels in
diesem dritten Abschnitt entfernt worden. Die Leiter 39 des Kabels sind im dargestellten
Beispiel über eine Strecke 40 von ungefähr 3 mm abisoliert. Hierdurch wird erreicht,
dap die Giep- oder Dichtungsmasse 37 sich dicht an den Leiter anlegen und sich somit
gegen Eindringen von Feuchtigkeit oder Luft durch den isolierten Leiter absperren
kann.
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Im dargestellten Beispiel ist der Innendurchmesser des Dichtungskörpers
etwas größer im dritten Abschnitt. Gemäß einem besonders einfachen Ausführungsbeispiel
weist der Dichtungskörper überall den gleichen Innendurchmesser, d h.
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entsprechend dem Kabel, auf.
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Die Dichtungsmasse ist vorzugsweise eine elastische, klebende Masse,
die beim Montieren des Kabels eine flüssige oder pastenartige Konsistenz aufweist,
so daß die Masse in den breiten Kanalabschnitt hineinlaufen oder hineingepreßt werden
und sich dicht um den Leiter 39 herum, dicht am Mantel 17 und dicht an der Fläche
21 derart legen kann, daß der ganze Hohlraum im breiten Kanalabschnitt ausgefüllt
wird.
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Die Dichtungsmasse muß danach härten können. Ein ungesättigtes Polyester
eignet sich insbesondere für diesen Zweck. Ein Polyurethankunststoff, ein Epoxykunststoff,
ein kalthärtender Kunststoff oder ein Silizumgummi lassen sich aber auch anwenden.
Die Dichtungsmasse verursacht, dap dieses Ende des Rabels ganz geschlossen ist,
wobei eine effektive Abdichtung gegen Eindringen von Feuchtigkeit und Luft in das
Kabel geschaffen wird. Die Dichtungsmasse kann ferner Zieh- und Druckkräfte auf
die Leiter 39 aufnehmen und somit das Fixieren derselben sichern.
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Der Mantel ragt vorteilhaft ein kleines Stück an der Außenverdickung
29 vorbei und somit am Halter 13 vorbei, so daß der Halter um den Kabelmantel durch
den Dichtungskörper klemmt. Hierdurch wird eine weitere Abdichtung geschaffen.
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Die beiden verschiedenen Abdichtungen wirken derart zusammen, daß
eine sehr große Sicherheit, daß die Einführung dicht ist, erreicht wird.
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Die beiden Klemmteile 25a und 27a des Halters weisen konische Innenflächen
23 und im wesentlichen ebene Stirnflächen 24 auf.
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Die Innenflächen 23 wirken mit entsprechenden Außenflächen an der
Verdickung 29 des Dichtungskörpers 15 zusammen. Die Stirnflächen 24 wirken mit den
radialen Abgrenzflächen der Verdickung zusammen.
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In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Halter
besonders einfach gezeigt, da die eine Plattenwand 25 während des Herstellens mit
einem Loch mit einem aufgebreiten kegelstumpfförmigen Hohlrand versehen ist. Der
zweite Teil 27 des Halters ist mit einem völlig entsprechenden Loch ausgebildet,
so daß die beiden aufgepreßten Hohlränder zusammen die Außenverdickung 29 des Dichtungskörpers
umschließen können. Die beiden Platten werden von Zusammenspannungseinrichtungen
zusammengehalten, beispielsweise wie in Fig. 1 durch Fixieren der Kopfplatte 27
in der einen Seite bei 26a, links in Fig. 1, und mit einer Schraube 26 in der rechten
Seite in Fig. 1 gezeigt.
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Die axiale Abmessung der Verdickung 29 des Dichtungskörpers ist in
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ungefähr 1 cm auf einem Dichtungskörper, dessen
Kanal ein Lichte von 9 mm aufweist, d.h. für ein 9 mm Kabel berechnet. Die Länge
der Verdickung muß somit ungefähr derselben Größe sein wie der entsprechende Kabeldurchmesser
und ist normalerweise zwischen 0,5 und 2 Male der Kabeldurchmesser. Die Verdickung
muß aus zwei Gründen eine passende Länge aufweisen, erstens muß der Klemmteil eine
passend große Masse zu umklemmen haben, und zweitens ist es notwendig, daß der Klemmteil
auf ein Kabelstück einer gewissen Länge drückt, um das Kabel in einer gegebenen
Winkelstellung im Verhältnis zur Wand des Aggregats zu fixieren. Der Durchmesser
der Verdickung ist im ersterwähnten Ausführungsbeispiel 16 mm auf der breitesten
Stelle und entspricht normalerweise zwischen 1,2 und 2,0 Male dem Kabeldurchmesser.
Die Dimensionen müssen aus Rücksichtsnahme auf die Materialeigenschaften, insbesondere
die Elastizität, sowohl des Dichtungskörpers als auch des Kabels gewählt werden.
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Der in Fig. 1 dargestellte Dichtungskörper weist eine äußere umlaufende
Vertiefung 31 auf, die an die eine der konischen Flächen anstößt. In dieser Vertiefung
kann der eine Teil des Klemmteils, nämlich der Hohlrand 33 in der Wand- 25, eingreifen.
Der Dichtungskörper 15 und die Wand 25 sind somit
im Verhältnis
zueinander effektiv befestigt. In entsprechender Weist läßt sich der Dichtungskörper
mit zwei umlaufenden Vertiefungen 31 ausbilden, die an ihre jeweilige konische Oberfläche
anstoßen, vgl. Fig. 3.
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In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Teil des Dichtungskörpers,
der außerhalb des elektrischen Aggregats ragt, sehr lang, um das Kabel zu unterstützen
und zu schützen. In entsprechender Weise soll der dritte Abschnitt des Dichtungskörpers,
der den mit Dichtungsmasse gefüllten Gießraum enthält, ebenfalls eine passende Länge
aufweisen.
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Um das Einführen des Dichtungskörpers in den Halter zu erleichtern,
ist die Außenfläche des Dichtungskörpers in diesem Ende leicht konisch, vgl. Fig.
1 und 2.
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Um sicherzustellen, daß die Dichtungsmasse im dritten Abschnitt des
Dichtungskörpers liegen bleibt, kann die Fläche 21, die den Gießraum abgrenzt, vorteilhaft
gewellt, genarbt oder rauh sein, um die Klebfläche der Dichtungsmasse gegen die
Fläche zu vergrößern. Eine Riffelung oder Wellung kann beispielsweise durch querverlaufende
Rillen gebildet sein, und ein Schnitt durch diesen Teil des Dichtungskörpers kann
beispielsweise die in Fig. 4 gezeigte Form haben, wo die Fläche 21, in einem Längsschnitt
gesehen, die Form einer dreieckigen, viereckigen oder Sinus-Kurve aufweist.