DE4014583C2 - Leitungsdurchführungsteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Leitungsdurchführungsteil zur zumindest spritzwasserdichten Durchführung von Leitungen durch Wandöffnungen, insbesondere durch Ausschnitte in Blechwänden.

Speziell betrifft die Erfindung ein Leitungsdurchführungsteil zur Durchführung von Kabeln und Schläuchen durch Bleche, insbesondere Wandbleche, der Karosserie und des Fahrgestells im Kraftfahrzeugbau.

Zu diesem Zweck werden in der Praxis am häufigsten in die Ausschnitte oder Wandöffnungen unmittelbar einknüpfbare Gummikappen verwendet, die bereits geöffnete oder mit Durchstoßbereichen versehene Tüllen oder Kappenbereiche aufweisen, durch die dann bedarfsweise die durchzuführenden Kabel oder Leitungen, gegebenenfalls nach Durchstoßen der Trennmembran, hindurchgezogen werden.

Problematisch bei diesen Durchführungstüllen ist, daß sie nur für die Durchführung zumindest einseitig unarmierter Leitungen, Kabel oder Schläuche einsetzbar sind. Im Zuge der Rationalisierung im Kraftfahrzeugbau werden von den Zulieferern jedoch zunehmend beiseitig fertig armierte Leitungen, mitunter auch fertige Einbausätze, angeliefert. Dies heißt, daß beispielsweise elektrische Kabel mit meist großvolumigen mehrpoligen Steckern an beiden Kabelenden oder formsteife schlauchartige Unterdruckleitungen mit Kupplungsteilen an beiden Enden dichtend durch Wandöffnungen hindurchgeführt werden müssen. Solche Stecker oder Kupplungsteile oder Leitungsverbindungsteile anderer Art sind jedoch nicht mehr so durch die herkömmlichen Tüllen einziehbar, daß die Gummitülle nach einer solchen Prozedur die Leitung noch verläßlich wasserdicht, zumindest spritzwasserdicht, umschließt.

Aus der CH 466 399 ist eine Mehrfachdurchführung für Kabel oder Schläuche bekannt, die eine Scheibe mit axial durchgehenden Bohrungen zur dichtenden Aufnahme der durchzuführenden Leitungen aufweist, wobei die durchgehenden Bohrungen sich axial über die gesamte Höhe der Scheibe und radial von jeder der Bohrungen bis zur Außenwand der Scheibe erstreckende Schlitze aufweisen. Zur dichtenden Befestigung der Scheibe wird diese nach Art einer Stopfbuchse in einer mit einem Innengewinde versehenen Ausnehmung der durchzuführenden Gehäusewand mittels eines Gewindestopfens axial geklemmt. Nachteilig ist, daß die Scheibe während dieses Klemmvorgangs plastisch verformt wird, so daß sie nach dem Lösen der Verbindung, beispielsweise zu Servicezwecken, nicht erneut verwendbar ist, sondern vielmehr ausgetauscht werden muß. Weitere Nachteile bringt die Schraubverbindung mit sich: Zum einen ist diese Durchführung nicht für relativ dünne Wände, insbesondere Blechwände verwendbar, da zur Herstellung einer derartigen Schraubverbindung eine axiale Länge, d. h. Wanddicke von mindestens ca. 5 mm notwendig ist; zum anderen ist eine solche Schraubenverbindung sowohl durch die Erfordernis, ein Innengewinde in die durchzuführende Wand zu schneiden, als auch in der Montage aufwendig und kostenintensiv.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Leitungsdurchführungsteil zur zumindest spritzwasserdichten Durchführung von Leitungen, Kabeln oder Schläuchen durch Wandöffnungen, insbesondere Blechwandausschnitte, zu schaffen, das die rasche und wirtschaftliche, zumindest spritzwasserdichte Durchführungsmontage auch für solche Leitungen, Schläuche oder Kabel ermöglicht, die an ihren beiden Enden mit Armaturen, insbesondere Steckern, Kupplungen oder Rastelementen versehen sind, wobei solche fertig in der Wandöffnung montierten Durchführungen zu Reparatur- und Rekonfigurationszwecken auch jederzeit wieder lösbar sein sollen.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist ein Leitungsdurchführungsteil der im Oberbegriff des Anspruchs I genannten Art die im Anspruch 1 genannten Merkmale auf.

Der Grundgedanke der Erfindung beruht also darauf, daß die dichtend durchzuführenden Leitungen radial in speziell für diese vorgesehene und an deren Durchmesser angepaßte Bohrungen in einer Gummischeibe eingedrückt werden, wobei diese Gummischeibe dann nicht selbst unmittelbar oder unter Verwendung eines Paßelementes in die Wandöffnung bzw. den Blechausschnitt eingesetzt wird, sondern mit vergleichsweise präzis bestimmbaren Paßdaten in eine vorgefertigte Hülse, vorzugsweise Kunststoffhülse, eingesetzt, insbesondere unter axialer und radialer komprimierender Vorspannung eingesetzt wird, die ihrerseits fest rastend und dichtend an, auf oder in der Wandöffnung, durch die die Leitungen hindurchzuführen sind, eingesetzt ist. Während die in der Wandöffnung gehalterte Rasthülse mit kräftigen, auch größeren Toleranzen zulassenden unlösbaren Rastelementen oder Ankerelementen versehen sein kann, kann die muffenartige Krone dieser Hülse, die die Gummischeibe mit den durchzuführenden Leitungen aufnimmt, mit präzise ausgebildeten und leicht lösbaren Spann- und Kopplungselementen versehen sein. Durch diese Trennung der Paßerfordernisse und der an die Art der Verbindung gestellten Anforderungen läßt sich eine konstruktive Vereinfachung der Verbindungen, nämlich einerseits zwischen Hülse und Wandöffnung und andererseits zwischen Hülse und Dichtgummi für die durchzuführenden Leitungen, eine Vereinfachung der konstruktiven Elemente und damit eine Vereinfachung der Montage und insgesamt eine Verbesserung der Kostenstruktur solcher Durchführungen erzielen.

In diesem Zusammenhang ist ein zusätzliches Spannelement oder Zwischenringelement von Bedeutung, das die Gummischeibe radial vorspannend peripher umgibt und auf seinem Außenmantel Gleit-, Führungs-, und Rastflächen aufweist, die komplementären Flächen auf dem Innenmantel des muffenartigen Hülsenkragens angepaßt sind. Dies ermöglicht ein einfaches rastendes Eindrücken der mit den durchzuführenden Leitungen bestückten Gummischeibe in das Hülsenelement, ohne daß bei diesem Vorgang aufwendige Formschlußverbindungen zwischen Gummi und Kunststoff hergestellt zu werden brauchen. Dadurch wird nicht nur eine wesentliche Montageerleichterung erzielt, sondern vor allem auch nach fertigem Einbau des Leitungsdurchführungsteils in der Wandöffnung eine problemlose Demontage zu Reparaturzwecken oder Rekonfigurationszwecken ermöglicht.

Das Einsetzen, Vorspannen und Fixieren der mit dem geteilten ringförmigen Spannelement ausgerüsteten Gummischeibe kann dabei sowohl durch axiales Einschieben in die Hülsenmuffe unter Herstellung von Rast hintergriffen als auch durch eine Bajonettverriegelung oder einen Schraubverschluß oder durch Hebelspannelemente erfolgen. Die Wahl der Spannelemente wird dabei im Einzelfall durch die Erfordernisse der Anwendung bestimmt.

Um insbesondere bei Rastverbindungen die Einrastbedingungen zu verbessern, d. h. vor allem die zum Einrasten erforderliche Einschubkraft zu erniedrigen, kann auch der muffenartige Kragen der Hülse kurze axiale Einschnitte aufweisen, die dem äußeren Kragenbereich der Hülse eine radial wirksame Federelastizität verleihen.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Dichtmittel zum Dichten des Fügespalts zwischen Hülse und Wandöffnung vorzugsweise als eine zu den Rast- oder Ankerelementen hin offene Glocke ausgebildet, deren unterer Rand nach Einsetzen der Hülse in die Wandöffnung unter aufweitender und stauchender Vorspannung auf der Randoberfläche dichtend aufliegt.

Weiterhin ist der muffenartige Kragen der Kunststoffhülse vorzugsweise mit einem Innenfalzring versehen, also nach Art eines klassischen Muffenspiegels ausgestaltet. Auf der Radialfläche dieses Falzringes sind vorzugsweise ringförmig umlaufende Vertiefungen und/oder Hochkanten ausgebildet, auf die die Unterseite der Gummischeibe nach axial vorspannendem Einsetzen in die Muffe aufgepreßt wird. Dadurch ist eine gute Dichtung auch zwischen der Hülse und der die durchzuführenden Leitungen tragenden Gummischeibe trotz des zwischengeschalteten Spannrings aus Kunststoff gewährleistet.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur, nämlich die

Fig. 1 in schematischer Darstellung und im Axial­ schnitt ein Ausführungsbeispiel des Leitungsdurchführungsteils.

Das Leitungsdurchführungsteil besteht aus der Hülse 1, der Gummischeibe 2 und dem Spannelement 3. Das Spannelement 3 und die Hülse 1 bestehen aus Kunststoff. Fest mit der Hülse 1 verbunden und als integraler Bestandteil dieser Hülse ausgelegt ist eine ringförmige Dichtglocke 4 aus Gummi. Die Dichtglocke 4 kann entweder als vorgefertigtes Teil hergestellt und durch Einspannen und/oder Einkleben mit der Hülse 1 verbunden werden oder in Form hinterschneidender Aussparungen der Hülse 1 einvulkanisiert oder umgekehrt, die Hülse 1 um das vorgefertigte Gummiformteil 4 herum gespritzt werden. Entscheidend ist, daß zwischen der Hülse 1 und der Dichtglocke 4 eine mechanisch feste und fluidisch dichte Verbindung besteht. Nach dem Einsetzen in eine Wandöffnung 5, die in einem durch unterbrochene Linien dargestellten Wandblech 6 ausgebildet ist, liegt die Dichtlippe 4 aufgeweitet und unter erheblicher Vorspannung auf der Naßseite 7 der Durchführung auf und bewirkt dadurch eine zumindest absolut spritzwasserdichte Abdichtung der in die Wandöffnung 5 eingesetzten Kunststoffhülse 1 gegenüber dem Wandblech 6.

Der Kragenbereich 8 der Hülse 1 ist nach Art einer klassischen Spiegelmuffe mit Innenfalzring 9 ausgebildet.

Die axiale Muffenwand der Kunststoffhülse 1 weist gleichmäßig über den Umfang verteilt drei Einschnitte 10 auf, die auch dem Kragen der Muffe 8 eine gewisse radiale Elastizität verleihen. Der Kragen der Muffe 8 ist außerdem mit drei fensterartigen Durchbrüchen 11 versehen, in die axial formschlüssig hintergreifend insbesondere stegartig ausgebildete Rastnasen 12 des Spannrings 3 eindrückbar sind. Dabei wird das Einpressen des Spannrings 3 in die Öffnung der Muffe 8 durch komplementäre Kegelflächen 13, 14 an dem Spannring 3 bzw. der Muffe 8 erleichtert.

Der Spannring 3 trägt an seinem axial nach außen zum Naßraum hinweisenden Ende einen Innenflansch 15, der den Randbereich der Gummischeibe 2 radial übergreift und umgreift. Da die axiale Höhe der Gummischeibe 2 im entspannten Zustand größer als die axiale Höhe zwischen der axial innenliegenden Radialfläche des Innenflanschrings 15 des Spannrings 3 und der axial innenliegenden Unterkante 16 des Spannrings 3 ist, wird der Gummiring 2 nach Einrasten der Rastnase 12 im Fenster 11 unter axialer Vorspannung auf den Innenfalzring 9 und die in diesem ausgebildeten Dichtprofile 17 dichtend in axialer Richtung vorgespannt.

Die Gummischeibe 2 ist mit einer Anzahl axial durchgehender Bohrungen oder Öffnungen 18, 18′ versehen, durch die hindurch die dichtend durchzuführenden Leitungen (in der Figur nicht dargestellt) geführt sind. Zur Montage dieser Leitungen in der Gummischeibe 2 weist diese Gummischeibe 2 Schlitze 19, 19′ auf, die sich axial über die gesamte Höhe der Gummischeibe 2 und radial von jeder der Bohrungen 18, 18′ bis zum Außenrand 20 der Gummischeibe 2 erstrecken. Die dichtend durch das Leitungsdurchführungsteil durchzuführenden Leitungen, Kabel oder Schläuche können durch diese Schlitze 19, 19′ hindurch in radialer Richtung in die Bohrungen 18 hinein eingedrückt werden. Da auch der Außendurchmesser der Dichtscheibe 2 im entspannten Zustand größer als der fügbare Innendurchmesser innerhalb des in die Muffe 8 eingesetzten Spannrings 3 ist, steht die Gummischeibe 2 nach der erforderlichen Durchmesserverkleinerung des geteilten Spannrings 3 und nach dem Einsetzen des gespannten Spannrings 3 mit der radial vorgespannten Gummischeibe 2 in die Muffe 8 unter zumindest so ausreichend großer radialer Vorspannung, daß die durch die Gummischeibe 2 geführten Leitungen zumindest spritzwasserdicht durchgeführt sind.

Dabei kann zur Verbesserung der Dichtheit der Durchführungen in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise die Innenmantelfläche der Bohrungen 18 zusätzlich mit Dichtprofilen 21 versehen sein. Entsprechende Dichtprofile 22 können die Gummischeibe auch peripher außen umlaufen, um eine absolute Dichtheit auch zwischen der Gummischeibe 2 und dem Spannring 3 zu gewährleisten.

Das in der Fig. 1 dargestellte Leitungsdurchführungsteil wird insbesondere in der Weise verwendet, daß es als Bestandteil fertig montierter Leitungsbausätze zulieferseitig vormontiert wird, d. h., die durch die Gummischeibe 2 geführten Leitungen sind in diese eingesetzt und die Gummischeibe 2 ist mit dem Spannring 3 rastend in der Muffe 8 eingesetzt. Bei Montage des mit Leitungen und Steckern oder Kupplungen versehenen Leitungsbausatzes in entsprechend dimensionierten Blechausschnitten oder Randöffnungen 5 braucht lediglich noch die Hülse 1 unter Herstellung einer unlösbaren Rastverbindung mit den Rastnasen 23 durch den Ausschnitt 5 im Blech 6 hindurchgedrückt zu werden. Dabei verformt sich die glockenartige Dichtlippe 4 in der in Fig. 1 mit unterbrochenen Linien (4′) dargestellten Weise.

Bei erforderlicher Demontage der Leitungsdurchführung braucht lediglich mit einem geeigneten Öffnungsinstrument, beispielsweise einem Schraubendreher, die formschlüssige Rastverbindung (11, 12) geöffnet zu werden. Durch die axiale Vorspannung der Gummidichtscheibe 2 wird diese dann zumindest soweit aus der Muffe 8 herausgedrückt, daß sie dann ohne weiteres entnehmbar ist. Dabei können durch einfaches radiales Herausnehmen bedarfsweise zur Reparatur oder anderen Zwecken Leitungen entfernt oder ausgetauscht werden und können durch Einsatz anderer Gummischeiben mit anderen Lochkonfigurationen auch andere Leitungskonfigurationen aufgebaut werden, ohne daß aufwendige Montagevorgänge erforderlich sind. Nach Austausch der Gummischeibe und radialem Bestücken mit den einzusetzenden Leitungen braucht lediglich der Spannring wieder um die Scheibe gelegt, vorgespannt und in die Muffe 8 der Hülse eingedrückt zu werden. Die spritzwasserdichte Durchführung der auch an beiden Enden mit Steckern, Kupplungen oder anderen Armaturen versehenen Kabel oder Leitungen ist danach sofort wieder einsatzfähig.

Claims (8)

1. Leitungsdurchführungsteil zur zumindest spritzwasser­ dichten Durchführung von Leitungen durch Öffnungen in dünnen Wänden, wie Blechausschnitte, mit einer verformbaren Scheibe mit axial durchgehenden Bohrungen zur dichtenden Aufnahme der durchzuführenden Leitungen, wobei die durchgehenden Bohrungen sich axial über die gesamte Höhe der Scheibe und radial von jeder der Bohrungen bis zum Außenrand der Scheibe erstreckende Schlitze aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe eine axial elastisch formstabile Gummischeibe (2) ist, die in eine formsteife Hülse (1), insbesondere aus Kunststoff, einbringbar und dort fixierbar ist, wobei die Hülse an sich bekannte Rast- oder Ankerelemente (23) zur Befestigung der Hülse an, auf oder in der Wandöffnung (5), Dichtmittel (4) zum Dichten des Fügespaltes zwischen Hülse (1) und Wandöffnung (5) und einen als Muffe ausgebildeten Kragen aufweist, der den Rast- oder Ankerelementen (23) axial gegenüberliegt und der lösbaren axial fixierenden und elastisch vorspannenden sowie radial komprimierenden Aufnahme der von einem geteilten, ringförmigen oder ebenfalls hülsenförmigen Spannelement (3) umgebenen Gummischeibe (2) dient, wobei die Hülse mindestens eine Dichtkante (17) oder eine Dichtfläche aufweist, an der die Gummischeibe dichtend anliegt.

2. Leitungsdurchführungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastelemente (23) radial federelastisch auslenkbare Raststege sind, die nach Durchdrücken durch die Wandöffnung (5) das Wandblech (6) bündig und formschlüssig hintergreifen.

3. Leitungsdurchführungsteil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmittel zum Dichten des Fügespalts zwischen der Hülse (1) und der Wandöffnung (5) als zu den Rast- oder Ankerelementen (23) im entspannten Zustand geöffnete Glockenlippe (4) ausgebildet sind, die integral mit der Hülse (1) verbunden ist.

4. Leitungsdurchführungsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der muffenartige Kragen (8) der Hülse (1) mit Fensterdurchbrüchen (11) versehen ist, in die axial formschlüssig hintergreifend Rastnasenstege (12) eindrückbar sind, die radial vorspringend auf dem Außenmantel des Spannrings (3) ausgebildet sind.

5. Leitungsdurchführungsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest auch die Krone der Muffe (8) Schlitze (10) aufweist, die eine zumindest begrenzte federelastische radiale Aufweitung der Krone der Muffe (8) ermöglichen.

6. Leitungsdurchführungsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (3) einen Innenflanschring (15) aufweist, der die axial zum Naßraum liegende Hauptoberfläche der Gummischeibe (2) im Randbereich übergreift.

7. Leitungsdurchführungsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Gummischeibe (2) im entspannten Zustand in axialer Richtung größer als die axiale Höhe des Spannrings (3) unter dem Innenflansch (15) ist.

8. Leitungsdurchführungsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummischeibe (2) um ihren Außenrand (20) herum und/oder auf den Innenwandflächen der Bohrungen (18) mit ringförmig umlaufenden Dichtprofilen (21, 22) versehen ist.