DE3823598A1 - Zugentlastungsvorrichtung und verfahren und spritzgussform zur herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit der Herstellung einer Zugent­ lastung für Kabeln bzw. Adern. Derartige Zugentlastungen werden beispielsweise bei der Einführung in elektrische Geräte, z. B. Elektromagnete benötigt. Ein spezielles Anwendungsgebiet sind induktive Stellungssensoren (Differentialtransformatoren und Drehzahlgeber. Hierbei besteht außer der Abfangung häufig die die Notwendigkeit einer Abdichtung des Kabels bzw. der Adern. Zur Abfangung des Kabels und zur Zugentlastung werden entweder auf den Kabelmantel wirkende Klemmvorrichtungen benutzt, oder das Kabel bzw. die Adern werden mehrfach abgeknickt über Führungsstücke gelegt, welche eine Reibungserhöhung bewirken. Die Gehäuseteile werden miteinander verschraubt oder rastend miteinander verbunden.

Bei allen bisher bekannten Verfahren wird das Kabel mit seinen Einzelleitern sehr stark unsymmetrisch belastet umd mechanisch verformt. Es besteht bei Dauerbiegebeanspruchung und Tempera­ turwechselbeanspruchung die Gefahr von Litzenbrüchen und Isolationsschäden. Außerdem sind die bekannten Zugentlastungen schwierig zu montieren und sie bestehen aus mehreren Einzel­ teilen, sie sind teuer und können nur mit großem Aufwand gegen­ über äußerer Feuchtigkeit abgedichtet werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Zugent­ lastung von Kabel auf Einzelleiter zu schaffen, die billig her­ stellbar ist, eine geringstmögliche Beanspruchung der elek­ trischen Leiter und ihrer Isolation gewährleistet und eine automatische Fertigung ermöglicht.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungs­ teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. Dadurch, daß das Kabelende und seine abisolierten Enden in der Füllmasse eingebettet sind, brauchen die Aderm nur einer geringeren Biegebeanspruchung ausgesetzt zu werden, und es können kleinere oder größere, der jeweiligen Aderdicke angepaßte Krümmungs­ radien Anwendung finden, weil die Adern und das Kabel auch noch von der aufschrumpfenden Spritzmasse gehalten wird. Diese Füllmasse gewährleistet zusammen mit dem die Füllmasse umschließenden aufgespritzten Gehäuse eine definierte und reproduzierbar genaue Abdichtung der Kabel bzw. Adern. Das vorzugsweise kreiszylindrisch bzw. topfförmig ausgebildete Gehäuse kann in das nachfolgende elektrische Gerät eingesteckt bzw. eingeschraubt oder eingeklemmt werden, so daß eine dichte Einführung gewährleistet wird.

Verfahrensmäßig wird die gestellte Aufgabe gelöst durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 8 angegebenen Merk­ male. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden demnach vor dem Umpressen die Einzeladern in zulässigen leitungsspezifi­ schen Radien um einzelne Kerne einer Form gelegt, die somit Bestandteil des Werkzeugs sind. Die Kerne, zwischen denen die Einzeladern liegen, haben einen solchen Abstand zueinander, daß die Einzelleiter auf jeden Fall unter Berücksichtigung aller Toleranzen zur Fixierung im Werkzeug vorgespannt sind. Das Einlegen kann automatisch erfolgen. Nachdem der Einlege­ vorgang beendet ist, wird das Spritzwerkzeug geschlossen und das Kabel mit den Einzelleitern umspritzt.

Die so hergestellte Zugentlastung bzw. Kabelabfangung bein­ haltet numehr durchgehende Löcher, die durch die Kerne im Werkzeug erzeugt worden sind. In diesem Zustand bildet der Formkörper eine bereits brauchbare Zugentlastung, die jedoch durch das umspritzte Gehäuse noch verbessert wird, wobei auch die Zugentlastung weiter verbessert wird. Die Stifte sind nämlich durch das zweite Spritzverfahren fixiert.

In der Beschreibung wird der im zweiten Verfahrensschritt ange­ spritzte Mantel als "Gehäuse" bezeichnet, weil es die Vor­ richtungsgegenstände umschließt. Dieses Gehäuse bzw. dieser Mantel hat außer der Dichtwirkung im wesentlichen den Zweck, die integral hiermit geformten Stifte zu fixieren. Es könnte in bestimmten Anwendungsfällen möglich oder erforderlich sein, den so gespritzten Körper in einem weiteren Gehäuse, beispiels­ weise dem Gerätegehäuse, unterzubringen.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Spritzgußform bzw. ein Spritzwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens, wie im Kennzeichnungsteil der Ansprüche 10 und 11 beschrieben.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Schnitt durch eine fertige Zugentlastungsvorrich­ tung gemäß der Erfindung.

In einem geschlossenen, aus thermoplastischem Material be­ stehendem Gehäuse (10), welches gemäß dem dargestellten Aus­ führungsbeispiel eine kreiszylindrische Form mit vertikaler Mittelachse aufweist, trägt innen Umlenk- bzw. Führungsstife (12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5), die integral mit dem Gehäuse (10) geformt sind. Durch einen radialen Einführungsstutzen (14) ist ein Kabel (16) in das Innere des Gehäuses (10) ein­ geführt und über eine Labyrinthdichtung (18) abgedichtet. Die abisolierten Adern (20, 22) des Kabels sind innerhalb des Gehäuses über die Umlenk- bzw. Führungsstifte gelegt und über eine Einzeladerabdichtung (24) axial nach außen geführt. Die Einzeladerabdichtung (24) ist mittels einer Labyrinthdichtung (26) gegenüber dem Gehäuse (10) abgedichtet.

Die Stifte sind parallel zueinander im Gehäuse angeordnet und ihre Achsen liegen in zwei übereinanderliegenden Ebenen. Die in der oberen Ebene liegenden Stifte (12.1 und 12.2) liegen über der Achse des Kabeleinleitungsstutzens (14) und die beiden Adern des Kabels sind in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise zwischen den beiden Stiften geführt und um den Stift (12.2) nach unten gezogen, und sie verlaufen zwischen jeweils zwei der drei in der unteren Ebene angeordneten Stiften (12.3, 12.4 und 12.5). Die Adern (20 und 22) sind über die Einzelader­ abdichtung (24) mit gleichem Abstand zur Gehäuseachse in axialer Richtung nach außen geführt.

Das Gehäuse ist mit einer Füllmasse (28) ausgespritzt, welche das Kabel und die Adern fixiert. Das Gehäuse (10) ist im unteren Teil mit einer Ringnut (30) versehen, in die ein Dichtungsring (32) eingefügt ist. Das Gehäuse kann in eine entsprechende kreisrunde Ausnehmung eines elektrischen Gerätes, beispielsweise eines Elektromagneten eingesteckt oder einge­ spannt bzw. eingeschraubt werden, so daß eine dichte Zufüh­ rung mit Zugentlastung gegeben ist.

Die Herstellung der Zugentlastung erfolgt in der Weise, daß zunächst das Füllmaterial (28) in einer ersten Spritzgußform eingespritzt wird, die in ihrer Form der Form des Gehäuses (10) entspricht und den Stiften (12.1 bis 12.4) entsprechende Kerne aufweist, um die die Kabeladern geführt werden. Nach Erstarren der thermoplastischen Füllmasse (28) werden die Form­ hälften mit den Kernen abgezogen, so daß an den Stellen der späteren Umlenk- bzw. Führungsstifte durchgehende Löcher ver­ bleiben. Das Kabel und die Kabeladern sind auf diese Weise festgelegt. In diesem Zustand besteht bereits eine durchaus brauchbare Zugentlastung von Kabelmantel und Einzeladern, die allerdings noch nicht die geforderte Dichtheit aufweist. In einem zweiten darauf folgenden Spritzvorgang wird in einer zwei­ ten Spritzgußform das äußere Gehäuse (10) mit dem Kabeleinfüh­ rungsstutzen (12) aus thermoplastischem Material gespritzt. Die Einzeladerdichtung (22) wurde bereits bei dem ersten Spritz­ vorgang eingespritzt und die vorgesehenen Labyrinthdichtungen (20 und 24) gewährleisten eine normgerechte Abdichtung. Bei der Umspritzung des Füllmaterials (16) innerhalb der zweiten Spritzform werden die von den Kernen der ersten Spritzform gebildeten Löcher ausgefüllt und die Zugentlastungsvorrichtung erhält die aus der Zeichnung ersichtliche Form und Gestalt.

Die Herstellung der in der Zeichnung dargestellten Zugentlas­ tungsvorrichtung kann vollautomatisch erfolgen, wobei die vom Kabelmantel entblößten Adern um die Kerne der ersten Spritz­ form gefügt werden und die Füllspritzmasse (28) in die erste Form eingespritzt wird, wobei die Einzeladerabdichtung (24) mit umspritzt wird. Nach dem automatischen Formenwechsel kann dann ebenfalls automatisch der zweite Spritzvorgang durchge­ führt und so die Herstellung vollendet werden. Die angestrebte Dichtigkeit wird durch im ersten Spritzvorgang angespritzte spitz zulaufende Kanten erreicht, die die Labyrinthdichtungen (18) bzw. (26) bilden. Diese Kanten der Labyrinthdichtungen werden beim zweiten Spritzvorgang mit der zweiten Spritzmasse verschmolzen, so daß eine dichte Verbindung entsteht. Gleich­ zeitig wird eine Einzelabdichtung mit umspritzt, die das nach­ folgende Gerät vor eintretender Feuchtigkeit über die Einzel­ leiter schützt.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Zugentlastung von Kabeln bzw. von Kabeladern mit einem Gehäuse, in dem das Kabel bzw. die Kabeladern über reibungserhöhende Umlenk- und Führungsstifte verlaufend ge­ haltert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenk- bzw. Führungsstifte (12.1-12.5) zusammen mit dem Kabel (16) bzw. den Adern (20, 22) innerhalb des Gehäuses (10) von einer Füllmasse (28) umspritzt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) kreiszylindrisch bzw. topfförmig ausgebildet ist und einen radial verlaufenden Kabeleinführungsstutzen sowie axial austretende Adern (20, 22) besitzt.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (12.1, 12.2 bzw. 12.3, 12.4, 12.5) parallel zueinander verlaufend mit ihren Achsen in zwei Ebenen verlaufend angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Stifte (12.1, 12.2) in der Höhe des Kabeleinführungsstutzens (14) angeordnet sind, um die die Adern des Kabels herumgeführt sind, und daß drei Stifte (12.3, 12.4, 12.5) im unteren Gehäuseteil angeordnet sind, zwischen denen die Einzeladern axial austreten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Füllmasse (28) eine Einzeladerabdichtung (24) eingespritzt ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzeladerabdichtung (24) in Gestalt eines elastischen Ringes und das Kabel (16) über eine Labyrinthdichtung (26, 18) im Gehäuse abgedichtet sind, wobei diese Labyrinthdichtung durch Formeingriff der beiden Spritzmassen von Gehäuse (10) bzw. Füllmaterial (28) gebildet ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Gehäuse (10) außen mit einer Ringnut (30) versehen ist, die einen Dichtungs­ ring (32) aufnimmt.

8. Verfahren zur Herstellung einer Zugentlastungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das Kabel bzw. die mehrfach gekrümmten Adern mit der Füllmasse (28) umspritzt werden, wobei Formkerne Löcher an den Stellen der Umlenk- und Führungsstifte bilden, und daß dann der so gebildete Füllkörper mit dem Gehäuse (10) umspritzt wird, wobei die Löcher unter Bildung von integralen Stiften (12) ausgespritzt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzmasse für Füllkörper (28) bzw. Gehäuse (10) aus thermoplastischem Material besteht.

10. Spritzgußform zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Form Kerne parallel zueinander verlaufend an den Stellen der späteren Stifte ange­ ordnet sind und die Außengestalt der Form der Innengestalt des in einer zweiten Spritzform herzustellenden Außengehäuses entspricht.

11. Spritzgußform nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Form scharfkantige Labyrinthzahnungen an der Kabeleinführung bzw. der Einzelader­ abdichtung aufweist, die beim Spritzen des Außengehäuses von der zweiten Spritzmasse eingeschlossen werden.