DE4226481A1 - Dichtung aus einem vernetzten Elastomer - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Dichtungssystem der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Gattung.

Es ist bekannt, Gehäuseteile, Behälter o. dgl., insbeson­ dere auch Kabelmuffen, deren Innenraum gegen Umwelteinflüs­ se, insbesondere gegen Feuchtigkeit, möglichst dauerhaft geschützt werden muß, mit Dichtungen wenigstens dort zu versehen, wo Gehäuseschließelemente, wie Türen oder Deckel, vorgesehen sind oder aber wo Elemente in die Gehäuse ein­ laufen, etwa ein- und auslaufende Kabel bei Kabelmuffen. Bei alten Lösungen war es bekannt, im Kabeleinlaufbereich, der im Regelfalle wegen zweier geteilter Gehäusehälften selbst ebenfalls ausgeführt war, Isoliermassen in einer erheblichen Überschußmenge einzubringen, um beim Zusammen­ quetschen der Muffenhälften sicherzustellen, daß die Iso­ liermasse die einlaufenden Kabel vollständig dichtend um­ gibt. Ein Problem derartiger Verpreßdichtmittel, beispiels­ weise auf der Basis von Butylkautschuk, besteht darin, daß häufig derartige Bauteile starken Temperaturwechselbean­ spruchungen unterworfen sind, wobei es aufgrund unter­ schiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten und unterschied­ licher Wärmedurchgangswerte zwischen den Dichtflächen und den Dichtmassen bei derartigen Temperaturwechselbean­ spruchungen zu Undichtigkeiten kommen muß. Um derartigen Problemen zu entgehen, wurden sogenannte Schrumpfmuffen entwickelt, deren Kabeleingangsstutzen durch Wärmeaufbrin­ gung schrumpfen und sich dichtend an die einlaufenden Ka­ belmäntel anlegen, wobei Heißschmelzklebebeschichtungen für eine notwendige Haftung sorgen. Diese Technologie hat zwar erhebliche Vorteile, einer der Nachteile liegt aber darin, daß immer mit einer Flamme zum Schrumpfen gearbeitet werden muß, was häufig vor Ort in den Baustellen zu Problemen führt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der unter Vermeidung von Nachteilen der bekannten Lösungen ein Dichtsystem geschaffen wird, das einfach zu handhaben ist und den Wechselbeanspruchungen problemlos folgen kann.

Mit einem Dichtsystem der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Dichtung aus einem eine klebrige Außenfläche aufweisenden ersten Element und einem federnden bzw. elastischen zweiten Element gebildet ist. Durch das eine Element der Dichtung, welches elastisch oder federnd wirkt, wird erreicht, daß unterschiedliche Ausdehnungswege bei Temperaturschwankungen problemlos abgefangen bzw. überbrückt werden können, durch das klebrige weitere Element wird ein Anhaften an der Bau­ teilfläche sichergestellt, der der Dichtung bzw. der ent­ sprechenden Fläche der Dichtung zugeordnet ist. Die Elasti­ zität einerseits und die Klebrigkeit andererseits führen auch dazu, daß die Dichtung sich in Unebenheiten einprägt und damit die Dichtwirkung noch erhöht.

Durch die Zweiteiligkeit des Systems ist es darüber hinaus auch möglich, sich dem jeweiligen Einsatzzweck leicht an­ passen zu können, sowohl was die Dimensionierung angeht als auch was die speziellen Materialeigenschaften und Geome­ triebesonderheiten angeht.

In Ausgestaltung ist vorgesehen ist, daß das federnde bzw. elastische Element vollständig vom die klebrige Oberfläche aufweisenden ersten Element umgeben ist.

Die vollständige Umhüllung der elastischen bzw. federnden Elemente bewirkt, daß die Rückstellkräfte in alle Richtun­ gen wirken können.

Die Erfindung sieht auch vor, daß das federnde Element von einer mechanischen Feder, einer pneumatischen Kammer oder einem Elastomer gebildet ist.

Die Erfindung sieht auch eine Dichtung aus einem vernetzten Elastomer, insbesondere einem HTV-Silikon-Kautschuk, vor.

Bei derartigen Dichtungen sind unterschiedliche Einsatz­ zwecke bekannt. Ein Elastomer bzw. Synthesekautschuk hat häufig sehr günstige Eigenschaften, wobei ein hochtempera­ turvulkanisierter Silikon-Kautschuk, z. B. des Typs MVQ, hier häufig zum Einsatz kommt. Um eine vollständige Ver­ netzung eines solchen Materiales zu erreichen, muß in der Regel ein Peroxidanteil von 1,0 bis 1,5 Gew.-% zugegeben werden. Je nach Peroxidanteil und Kieselsäuregehalt des Ausgangsmaterials erhält man unterschiedliche Härten der Elastomere. Werden derartige Materialien als Dichtungen eingesetzt, bewirkt die Dichtung ausschließlich die re­ versible mechanische Verformung derartige Elastomere, d. h. die Dichtwirkung wird durch die Rückstellkräfte sicherge­ stellt. Üblicherweise wird eine solche Verformungsfähigkeit etwa nach der deutschen Norm DIN 53 517 gemessen, d. h. hier wird ein Druckverformungsrest nach konstanter Verformung als Maßstab angegeben.

Neben den vernetzten Dichtungsmaterialien gibt es andere Dichtmaterialien als unvernetzte Systeme mit sehr hoher Viskosität und Klebrigkeit auf der Basis beispielsweise von Butylkautschuk. Bei diesen Materialien wird die Dichtwir­ kung nicht aufgrund einer Verformung, sondern aufgrund der Oberflächenhaftung an Nachbarflächen bewirkt. Derartige Dichtungsmaterialien weisen keinerlei Rückstellfähigkeit auf. Damit haben solche Dichtsysteme den Nachteil, daß sie nicht an Bauteilen vorgesehen werden können, die z. B. größeren Temperaturschwankungen und damit größeren Verfor­ mungswegen unterworfen sind.

In weiterer Ausgestaltung sieht die Erfindung eine Dichtung vor, die gekennzeichnet ist durch eine solche unvollständige Vernetzung, daß die Oberfläche eine Klebrigkeit aufweist, wobei zweckmäßig eine solche Dichtung einen Peroxidanteil aufweist, der unter 1,0 Gew.-% liegt.

Mit einer solchen unvollständig vernetzten Elastomer-Dich­ tung wird zum einen erreicht, daß noch eine ausreichende Rückstellfähigkeit gewahrt bleibt und zum anderen eine Haf­ tung des Materials an der Oberfläche durch die Restklebrig­ keit möglich ist.

Zweckmäßig liegt der Peroxidanteil unter 0,5 Gew.-%, wobei bei einem Silikon-Kautschuk des Typs MVQ mit verschiedenen Mischverhältnissen in einer peroxidischen Vernetzung sich ergeben hat, daß schon bei einem Peroxidanteil von 0,2% in verschiedenen Fällen ausreichende mechanische Eigenschaften vorliegen. Insbesondere die gewünschte Rückstellkraft wurde ebenso erreicht wie eine Klebrigkeit, die für eine ausrei­ chende Oberflächenhaftung an die die Dichtung begrenzenden Nachbarflächen ermöglicht.

An dieser Stelle sei bemerkt, daß nicht nur eine chemische Vernetzung möglich ist, sondern in gleicher Weise auch eine physikalische, z. B. durch energiereiche Strahlung.

Die Erfindung sieht in weiterer Ausgestaltung auch vor, daß die Dichtung wenigstens aus zwei unterschiedlich vernetzten Schichten gebildet ist. So kann auch vorgesehen sein, daß wenigstens eine der Schichten unabhängig von der Art der Vernetzung, sei es physikalisch oder chemisch, vollständig vernetzt ausgebildet ist.

Hier lassen sich unterschiedliche Schichtaufbauten verwirk­ lichen oder Halbschalen bzw. Topfbildungen ausführen, wobei etwa die Halbschalen oder Topfumhüllungen aus einem voll­ ständig vernetzten Material gebildet sind mit innen befind­ lichem teilvernetzten Dichtungsmaterial oder in umgekehrter Weise, daß das teilvernetzte Dichtungsmaterial außen und das vollständig vernetzte Material innen angeordnet ist.

Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen bestehen darin, daß sie aus wenigstens zwei Vernetzungsmittel enthaltenden, aber noch unvernetzten Schichten gebildet ist, die im un­ vernetzten Zustand miteinander verbunden und anschließend einer Vernetzungsbehandlung unterworfen werden oder daß die Dichtung aus wenigstens zwei miteinander verbundenen, einen unterschiedlichen Peroxidgehalt aufweisenden Schichten ge­ bildet ist, wobei der Gesamtverbund der Vernetzung unter­ worfen wird und daß die Dichtung aus einem unvernetzten ersten Teil und einem noch unvernetzten zweiten Teil gebil­ det ist, die miteinander verbunden und danach einer gemein­ samen Vernetzung unterzogen werden.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 eine vereinfachte räumliche Darstellung eines Dichtsystems nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Dichtbereich mit vereinfacht wiedergegebenem Dichtsystem,

Fig. 3 eine Dreischichtendichtung im entspannten Zu­ stand,

Fig. 4 die Dichtung gemäß Fig. 3 im gedrückten Zu­ stand,

Fig. 5 und 6 ein anderes Dichtsystem mit abweichenden Be­ lastungsarten,

Fig. 7 ein Dichtsystem mit innenliegendem Dichtkörper in Querteilung,

Fig. 8 ein halbzylindrisches Dichtsystem sowie in

Fig. 9 ein zylindrisches Dichtsystem in Längsteilung.

Das in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete Dichtsystem besteht wenigstens aus einem ersten Element 2 mit einer klebrigen Außenfläche 2a, die in Fig. 1 teilweise durch Punkte angedeutet ist und einem federnden bzw. elastischen zweiten Element 3, das in Fig. 1 symbolisch als gestrichel­ te Feder angedeutet ist. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Form dieses Dichtsystemes 1 beschränkt. Hier kann ein geschlossener, umlaufender Ring ebenso möglich sein wie eckige Querschnittsformen u. dgl. mehr.

In Fig. 2 ist im Schnitt dargestellt ein Dichtsystem 1′ aus einem die klebrige Außenoberfläche aufweisenden ersten Hüllelement 2′ und einem inneren, z. B. pneumatischen ela­ stischen zweiten Element 3′. Die Wandteile, z. B. einer Ka­ belmuffe, sind nur angedeutet und mit 9 bezeichnet.

In den Fig. 3 und 4 ist ein Dichtsystem 1′′ dargestellt, wobei hier das innere elastische Element 3′′ z. B. von einem Elastomer gebildet ist, das zwischen zwei Dichtflächen 2′′ bzw. 4 eingelegt ist, die sich z. B. durch eine derartig un­ vollständige Vernetzung auszeichnen, daß deren Oberfläche noch eine Klebrigkeit aufweist. Unter Druckbelastung ergibt sich dann ein Figurenbild gemäß Fig. 4.

In Fig. 5 ist ein ähnliches Dichtsystem dargestellt, aller­ dings kann hier eine Zugbelastung gemäß Pfeil 5 vorgesehen sein, wobei das vollständig vernetzte elastische Elastomer 3′′′ zwischen den teilvernetzten Flächen 2′′′ und 4′ ange­ ordnet ist und an diesen haftet.

In den Fig. 7 bis 9 sind unterschiedliche Gestaltungen ei­ ner Dichtung dargestellt, etwa kann von einem quergeteilten Hüllkörper eine Innendichtung 7 aufgenommen sein, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist oder aber wie in Fig. 4, wo ein Halbschalenhüllenkörper 6a angedeutet ist mit innenliegen­ dem Dichtkörper 7a, der die erfindungsgemäßen Eigenschaften aufweisen soll. Der Hüllkörper 6a selbst kann aus einem vollständig vernetzten Kunststoff gebildet sein oder aber auch aus anderen Materialien.

Schließlich zeigt Fig. 9 einen längsgeteilten Dichtkörper mit den Materialeigenschaften nach der Erfindung. Dieser Dichtkörper ist dort mit 3b bezeichnet mit einem im Inneren umhüllten Kabel 8, beispielsweise Kabelbündel 8, wenn die Dichtung im Randbereich einer Kabelmuffe vorgesehen ist, was hier nicht näher dargestellt wurde.

Die in den Figuren dargestellten Dichtungsausbildungen gel­ ten nur als Beispiel, ohne daß die Erfindung hierauf be­ schränkt wäre.

Claims (11)

1. Dichtsystem für gegeneinander abzudichtende Bauteile, wie Gehäuse, Behälter und insbesondere Kabelmuffen als Schutz des Bauteilinnenraumes gegen Umwelteinflüsse, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (1) aus einem eine klebrige Außenfläche (2a) aufweisenden ersten Element (2) und einem federnden bzw. elastischen zweiten Element (3) gebildet ist.

2. Dichtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde bzw. elastische Element (3) vollständig vom die klebrige Oberfläche (2a) aufweisenden ersten Ele­ ment (2) umgeben ist.

3. Dichtsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Element von einer mechanischen Feder (3), einer pneumatischen Kammer (3′) oder einem Elastomer (3′′) gebildet ist.

4. Dichtsystem aus einem vernetzten Elastomer, insbesondere aus einem HTV-Silikon-Kautschuk, gekennzeichnet durch eine derartig unvollständige Vernetzung, daß die Oberfläche eine Klebrigkeit aufweist.

5. Dichtsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Peroxidanteil unter 1,0 Gew.-% liegt.

6. Dichtsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erreichung einer ausreichenden Rückstellfähigkeit einerseits und Klebrigkeit andererseits der Peroxidanteil von unter 0,5 Gew.-% liegt.

7. Dichtsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese wenigstens aus zwei unterschiedlich vernetzten Schichten (2′′, 3′′) gebildet ist.

8. Dichtsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Schichten (3′′) unabhängig von der Art der Vernetzung, sei es physikalisch oder chemisch, vollständig vernetzt ausgebildet ist.

9. Dichtsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus wenigstens zwei Vernetzungsmittel enthaltenden, aber noch unvernetzten Schichten (2′′, 3′′) gebildet ist, die im unvernetzten Zustand miteinander verbunden und an­ schließend einer Vernetzungsbehandlung unterworfen werden.

10. Dichtsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung aus wenigstens zwei miteinander verbun­ denen, einen (2′′) unterschiedlichen Peroxidgehalt aufwei­ senden Schichten gebildet ist, wobei der Gesamtverbund der Vernetzung unterworfen wird.

11. Dichtsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (2′′′) aus einem unvernetzten ersten Teil und einem noch unvernetzten zweiten Teil gebildet ist, die miteinander verbunden und danach einer gemeinsamen Ver­ netzung unterzogen werden.