WO2012004178A2 - Abdichtung eines spritzbauteils gegen ein kabel - Google Patents

Abdichtung eines spritzbauteils gegen ein kabel Download PDF

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G15/00—Cable fittings
    • H02G15/013—Sealing means for cable inlets

Definitions

  • the invention relates to an arrangement with a cable and at least partially surrounding the cable
  • injection component wherein the injection component comprises encapsulation material, with which the cable is molded, and a
  • Injection component is overmolded with a Umspritzmaterial.
  • the invention is based on the object to provide an apparatus and a method, which in particular when using a non or poorly adhering to the extrusion coating material with high compactness and low complexity high demands on the
  • injection component wherein the injection component comprises encapsulation material, with which the cable is molded, characterized
  • the sealing element is deformable and / or tensioned and is brought by means of the encapsulation material in such a deformation or tension that the sealing element exerts a pressure on the cable and presses as an abutment against the encapsulation material ,
  • the invention proposes that a sealing element is placed under tension by injecting the Umspritzmaterials that it is pressed onto the cable and thus the desired tightness is achieved.
  • a sealing element is placed under tension by injecting the Umspritzmaterials that it is pressed onto the cable and thus the desired tightness is achieved.
  • the sealing element advantageously has a lever surface against which presses the injected molding material.
  • the lever surface is preferably at least
  • a further advantage is that when using suitable materials such as silicone, the seal a
  • Has spring action which ensures a permanent pressure, even with dynamic load changes.
  • Spray material flows in the axial direction and acts perpendicular to the lever surface of the sealing element.
  • the sealing element may further comprise a plurality of juxtaposed (L) -
  • Profiles e.g. in the form of a (LLL) profile, so that a preferred embodiment of the sealing element for
  • Spray mass is difficult, so that the pressure effect is maintained, even if the flow pressure ends with completion of the injection process.
  • the lamella is up to or close to the inside of the injection mold used, so that a kind of valve action is created, which further complicates a flow around the lever surface.
  • the encapsulation material can be introduced as a viscous mass in a tunable to the remaining gap mass viscosity.
  • Temperature resistance in an application range to at least 200 ° C, preferably to reach 340 ° C, is preferably a thermoelastic plastic for the overmolding material and for the sealing element preferably
  • Silicone used as an alternative to a sealing element with a lamellar structure, it is also possible to use an O-ring, which is likewise pressed continuously and resiliently onto the cable by the injection pressure and a pressure of the surrounding injection compound that is sustained due to the elastic injection component.
  • the method can also be used for media density of e.g. Metal parts (e.g., shielding sleeves).
  • Metal parts e.g., shielding sleeves.
  • the invention has the further effect of increased adhesion between cable and injection component, so that a higher tensile strength is achieved.
  • the pressed onto the cable sealing element is well surrounded by the Umspritzmasse due to the lever surfaces and thereby anchored in it. Pulling out of the sealing element from the Umspritzmasse is therefore possible only with the use of high tensile forces to destroy the spray component.
  • the pulling force required for pulling the cable out of the sealing element is likewise due to the increase in the static friction accompanying the pressure of the sealing element on the cable due to the present invention
  • Preferred areas of application of the present invention are the sealing of prefabricated plugs, the sealing of strain reliefs or housing bushings.
  • Fig. 2 is a sealing element according to a preferred
  • Embodiment of the invention in section and Fig. 3 is a sealing element according to another
  • Figure 1 shows the sealing of a cable against a spray component according to a preferred embodiment of the invention in the axial direction of section.
  • the cable 1 opens into an injection mold 12.
  • the cable 1 is extrusion-coated in this injection mold 12 with the overmolding material 3, whereby the injection-molded component 2 is formed. Because the overmolding material
  • Embodiment of the invention this is done by bending of the lever surfaces 5 of the sealing element 4, in the bent state as 5 'outlined. Bending the
  • Lever surfaces 5 generated in the break point between the lever surface 5 and the cable support surface of the seal a torque which presses the cable support surface against the cable 1 and thus prevents the formation of a gap.
  • the passage gap between lamella 6 and the inner wall of the injection mold 12 can be dimensioned as narrow as possible, so that a flow around the lever surfaces 5 or lamellae 6 and a re-erection at the end of the injection process by the suitably tough to be held spray material 3 is not possible.
  • Figures 2 and 3 show two embodiments of the sealing element 4 in the radial cutting direction.
  • Sealing disk is compressed in the circular direction. This compression is not desirable and also sets the bending process an undesirable force.
  • FIGS. 2 and 3 therefore, embodiments of the sealing element 4 are shown which avoid compressing the material within the annular surface.
  • Figure 2 shows a broken annular surface, so that individual, except at the base point (break point) touching lever surfaces 5 are freely movable from each other.
  • a circumferential pressure is exerted on the seal, on the other hand reduces the (projected) radius of the ring, so that the outer corner points of the lever surfaces 5 are closer to each other. Due to the distance between them unwanted compression forces do not occur.
  • Figure 3 shows a simplified embodiment of the arrangement of Figure 2, wherein the annular disc is cut only in the radial direction.
  • the advantage of this embodiment is that a flow around the lever surface 5 is less easy. Due to the reduction of the radius of the disc in this case, an overlap of the outer corners of the lever surfaces.

Landscapes

  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Kabeldichtung für beispielsweise verspritzte Stecker, bei welcher Haftung und Dichtigkeit dadurch verbessert werden, dass ein Dichtelement (4) von der Umspritzmasse (3) auf das Kabel (1) gepresst wird. Dabei wird der Anpressdruck dadurch erhöht, dass die Umspritzmasse (3) während des Einspritzvorgangs Hebelflächen (5) auf dem Dichtelement (4) verdreht, wodurch ein Drehmoment entsteht, welches zur Erhöhung des Andrucks des Dichtelements (4) auf das Kabel (1) genutzt wird.

Description

Abdichtung eines Spritzbauteils gegen ein Kabel
Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Kabel und einem das Kabel wenigstens teilweise umgebenden
Spritzbauteils, wobei das Spritzbauteil Umspritzmaterial aufweist, mit dem das Kabel umspritzt ist, sowie ein
Verfahren zum Abdichten eines Kabels zu einem
Spritzbauteil, wobei das Kabel zur Herstellung des
Spritzbauteils mit einem Umspritzmaterial umspritzt wird.
Zur Abdichtung von Kabeldurchführungen sind aus dem Stand der Technik verschiedene Lösungen bekannt. Häufig kommen Schraubverbindungen zum Einsatz, bei denen eine Dichtung, in der Regel eine Dichthülse oder Dichtring, mittels einer Schraubverbindung auf das Kabel gepresst wird.
Derartige Lösungen sind jedoch hinsichtlich der Komplexität aufwändig und erfordern von der Dimensionierung her einen großen Raumbedarf. Für die Realisierung kompakterer Dichtlösungen ist die
Verwendung von SchrumpfSchläuchen oder das Umspritzen eines Kabel zur Herstellung beispielsweise eines Steckers
bekannt. Dabei ist für die Technik des Umspritzens
diejenige Situation von besonderer Problematik, bei der das Umspritzmaterial keine oder nur eine schlecht haftende Verbindung mit dem Kabel eingeht.
Insbesondere bei dynamischer Belastung der Dichtung, wie es beispielsweise bei Kabelzugentlastungen der Fall ist, entstehen leicht Undichtigkeiten entlang des Kabels, d.h. die Längswasserdichtigkeit ist begrenzt.
Um höheren Anforderungen an die Längswasserdichtigkeit gerecht zu werden, z.B. um den Standard IP 67 (International Protection Code 67) oder höher zu erzielen, sind aufwändige Lösungen erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und eine Verfahren anzugeben, welche insbesondere auch bei Verwendung eines nicht oder nur schlecht auf dem Kabel haftenden Umspritzmaterials bei hoher Kompaktheit und geringer Komplexität hohe Anforderungen an die
Längswasserdichtigkeit bietet.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben .
Erfindungsgemäß ist damit eine Anordnung mit einem Kabel und einem das Kabel wenigstens teilweise umgebenden
Spritzbauteils, wobei das Spritzbauteil Umspritzmaterial aufweist, mit dem das Kabel umspritzt ist, dadurch
gekennzeichnet, dass auf dem Kabel ein Dichtelement
vorgesehen ist, das von dem Umspritzmaterial umspritzt ist, und das Dichtelement verformbar und/oder spannbar ist und mittels des Umspritzmaterials in eine derartige Verformung bzw. Spannung gebracht ist, dass das Dichtelement einen Druck auf das Kabel ausübt und dazu als Widerlager gegen das Umspritzmaterial drückt.
Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass durch Einspritzen des Umspritzmaterials ein Dichtelement derart unter Spannung gesetzt wird, dass es auf das Kabel aufgedrückt und somit die gewünschte Dichtigkeit erzielt wird. Von besonderem Vorteil dieser Lösung ist dabei, dass bei der Konfektionierung beispielsweise eines Steckers zur Abdichtung neben dem vorzugsweise zuvor auf das Kabel aufgeschobenen Dichtelements keine weiteren Materialien wie Überwurfmuttern oder additive Zugentlastungen erforderlich sind. In gleichem Maße entfallen auch Arbeitsschritte für eine Verarbeitung dieser Materialien.
Für einen guten Andruck des Dichtelements an das Kabel weist das Dichtelement vorteilhaft eine Hebelfläche auf, gegen welche das eingespritzte Umspritzmaterial drückt. Dabei ist die Hebelfläche vorzugsweise wenigstens
teilweise, vorzugsweise vollständig, orthogonal zur
Kabelachse angeordnet, so dass das Dichtelement im Profil einen (L) -Schnitt oder einen (-L) -Schnitt beschreibt. Bei axialem Druck gegen die orthogonal zur Kabelauflagefläche stehende Hebelfläche der Dichtung drückt das in der
Dichtung wirkende Drehmoment die Auflagefläche der Dichtung gegen das Kabel.
Vorteilhaft ist dabei weiterhin, dass bei Verwendung geeigneter Materialien wie Silikon die Dichtung eine
Federwirkung aufweist, die einen dauerhaften Andruck, auch bei dynamischen Belastungswechseln, gewährleistet.
Weiterhin ist der Spritzpunkt zum Einspritzen des
Umspritzmaterials vorteilhaft so gelegen, dass das
Spritzmaterial in axialer Richtung strömt und senkrecht auf die Hebelfläche des Dichtelements einwirkt.
Zwecks verstärkter Wirkung dieses Mechanismus kann das Dichtelement weiterhin mehrere nebeneinanderliegende (L) -
Profile z.B. in Form eines (LLL) -Profils aufweisen, so dass eine bevorzugte Ausgestaltung des Dichtelements zum
Beispiel in einer mit Lamellen besetzte Silikonhülse besteht . Dabei bieten komplett umlaufende Hebelflächen weiterhin den Vorteil, dass ein Umströmen oder Zurückströmen der
Spritzmasse erschwert wird, so dass die Druckwirkung aufrecht erhalten wird, auch wenn der Strömungsdruck mit Abschluss des Spritzvorgangs endet.
Vorteilhaft liegt daher auch die Lamelle bis zur oder bis nahe an die Innenseite der verwendeten Spritzform an, so dass eine Art Ventilwirkung entsteht, die ein Umströmen der Hebelfläche zusätzlich erschwert.
Um ein Rückstellen der Hebelfläche vor Erstarren des
Umspritzmaterials zu verhindern, kann das Umspritzmaterial als zähe Masse in einer auf die verbleibenden Spaltmasse abstimmbaren Viskosität eingebracht werden.
Um eine gute Elastizität bei gleichzeitig guter
Temperaturbeständigkeit in einem Einsatzbereich bis wenigstens 200°C, vorzugsweise bis 340°C, zu erzielen, wird für das Umspritzmaterial vorzugsweise ein thermoelastischer Kunststoff und für das Dichtungselement vorzugsweise
Silikon verwendet. Alternativ zu einem Dichtungselement mit Lamellenstruktur kann auch ein O-Ring verwendet werden, welcher ebenfalls durch den Spritzdruck und einem aufgrund des elastischen Spritzbauteils anhaltenden Druck der umgebenden Spritzmasse anhaltend und federnd auf das Kabel gedrückt wird.
Ebenso kann das Verfahren auch zum Mediendichten von z.B. Metallteilen (z.B. Schirmhülsen) verwendet werden.
Neben der beschriebenen Wirkung der Abdichtung des Kabels gegenüber dem Umspritzmaterial sowie dem Spritzbauteil weist die Erfindung die weitere Wirkung einer erhöhten Haftung zwischen Kabel und Spritzbauteil auf, so dass eine höhere Zugfestigkeit erzielt wird. Das auf das Kabel gepresste Dichtelement ist aufgrund der Hebelflächen gut von der Umspritzmasse umgeben und dadurch in ihr verankert. Ein Herausziehen des Dichtelements aus der Umspritzmasse ist daher nur unter Anwendung hoher Zugkräfte unter Zerstörung des Spritzbauteils möglich.
Die für ein Herausziehen des Kabels aus dem Dichtelement erforderliche Zugkraft wird ebenfalls aufgrund der mit dem Andruck des Dichtelements auf das Kabel einhergehenden Vergrößerung der Haftreibung durch die vorliegende
Erfindung deutlich erhöht.
Bevorzugte Einsatzbereiche der vorliegenden Erfindung sind die Abdichtung vorkonfektionierter Stecker, die Abdichtung von Zugentlastungen oder Gehäusedurchführungen.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert . Es zeigen
Fig. 1 die Abdichtung eines Kabels gegenüber einem
Spritzbauteil gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt,
Fig. 2 ein Dichtungselement gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt und Fig. 3 ein Dichtungselement gemäß einem anderen
bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt .
Figur 1 zeigt die Abdichtung eines Kabels gegenüber einem Spritzbauteil gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in axialer Schnittrichtung. Das Kabel 1 mündet in einer Spritzform 12. Das Kabel 1 wird in dieser Spritzform 12 mit dem Umspritzmaterial 3 umspritzt, wodurch das Spritzbauteil 2 gebildet wird. Da das Umspritzmaterial
3 an dem Kabel lvorliegend nicht gut haftet, entsteht dabei leicht ein Spalt 8, in welchen Feuchtigkeit in Vorrichtung eindringen kann.
Das tiefere Eindringen von Feuchtigkeit wird vorliegend durch ein Dichtelement 4 verhindert. Damit es zwischen Dichtelement 4 und Kabel 1 nicht ebenfalls zur
Spaltenstehung kommt, ist vorgesehen, dass das Dichtelement
4 auf die Kabeloberfläche aufgepresst wird.
Gemäß dem vorliegend beschriebenen bevorzugten
Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt dies durch ein Verbiegen von Hebelflächen 5 des Dichtelements 4, in verbogenem Zustand als 5 'skizziert. Das Verbiegen der
Hebelflächen 5 erzeugt im Knickpunkt zwischen Hebelfläche 5 und der Kabelauflagefläche der Dichtung ein Drehmoment, welches die Kabelauflagefläche gegen das Kabel 1 presst und damit eine Spaltbildung verhindert.
Durch die Spannung des Dichtelements 4 wirkt dieses ferner als Feder, so dass auch bei Bewegung des Kabels 1 gegenüber der Kabeltülle 2 eine Spaltbildung dauerhaft vermieden werden kann. Das Spannen des Dichtelements erfolgt bei der
Konfektionierung der Vorrichtung durch das Einbringen des Umspritzmaterial 3. Für eine ideale Wirkung wird der
Spritzpunkt 7 zum Einbringen des Umspritzmaterials 3 derart gewählt, dass die Fließrichtung des Umspritzmaterials 3 in axialer Richtung, und damit vorliegend orthogonal zu den Hebelflächen 5 verläuft, so dass die Hebelflächen 5 einem hohen Strömungsdruck ausgesetzt sind. Durch die Anordnung mehrerer Hebelflächen 5 bzw. Lamellen 6 hintereinander lässt sich diese Wirkung verstärken.
Der Durchgangsspalt zwischen Lamelle 6 und Innenwand der Spritzform 12 kann möglichst schmal bemessen werden, so dass ein Umströmen der Hebelflächen 5 bzw. Lamellen 6 und ein Wiederaufrichten bei Beendigung des Spritzvorgangs durch das angemessen zäh zu haltende Spritzmaterial 3 möglichst nicht erfolgt.
Die Figuren 2 und 3 zeigen zwei Ausgestaltungsformen des Dichtelements 4 in radialer Schnittrichtung. Durch die
Verformung der ringartigen Hebelflächen 5 verringert sich deren Außenradius, wodurch das Material innerhalb der
Dichtungsscheibe in zirkularer Richtung gestaucht wird. Diese Stauchung ist nicht erwünscht und setzt zudem dem Biegevorgang eine nicht erwünschte Kraft entgegen.
In den Figuren 2 und 3 sind daher Ausgestaltungsformen des Dichtelements 4 gezeigt, die ein Stauchen des Materials innerhalb der Ringfläche vermeiden.
Figur 2 zeigt eine unterbrochene Ringfläche, so dass einzelne, sich außer am Fußpunkt (Knickpunkt) berührende Hebelflächen 5 frei voneinander beweglich sind. Durch gemeinsames Umbiegen der einzelnen Hebelflächen wird zum Einen ein umlaufender Druck auf die Dichtung ausgeübt, zum Anderen reduziert sich der (projizierte) Radius des Ringes, so dass die äußeren Eckpunkte der Hebelflächen 5 näher aneinander liegen. Durch den zwischen ihnen liegenden Abstand treten unerwünschte Stauchkräfte nicht auf.
Figur 3 zeigt eine vereinfachte Ausführung der Anordnung aus Figur 2, wobei die Ringscheibe lediglich in radialer Richtung eingeschnitten ist. Der Vorteil dieser Ausführung liegt darin, dass ein Umströmen der Hebelfläche 5 weniger leicht erfolgt. Aufgrund der Radiusreduzierung der Scheibe erfolgt in diesem Fall ein Überlappen der äußeren Ecken der Hebelflächen .
Bezugs zeichenliste
Kabel 1
Spritzbauteil 2 Umspritzmaterial 3
Dichtelement 4
Hebelfläche 5
Lamelle 6
Spritzpunkt 7 Spalt 8
Spritzform 12

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung mit einem Kabel (1) und einem das Kabel (1) wenigstens teilweise umgebenden Spritzbauteils (2),
wobei das Spritzbauteil (2 ) Umspritzmaterial (3)
aufweist, mit dem das Kabel umspritzt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
auf dem Kabel ein Dichtelement (4) vorgesehen ist, das von dem Umspritzmaterial (3) umspritzt ist, und
das Dichtelement (4) verformbar und/oder spannbar ist und mittels des Umspritzmaterials (3) in eine derartige Verformung bzw. Spannung gebracht ist, dass das
Dichtelement (4) einen Druck auf das Kabel (1) ausübt und dazu als Widerlager gegen das Umspritzmaterial drückt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement ( 4 ) wenigstens eine Hebelflache ( 5 ) aufweist und die Verformung bzw. Spannung des
Dichtelements ( 4 ) durch Druck des Umspritzmaterials auf die Hebelflache ( 5 ) des Dichtelements ( 4 ) erzielt wird.
3. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelflache ( 5 ) als
Lamelle (6) des Dichtelements ( 4 ) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamelle (6) als umfangsmäßig vollständig
umlaufende Lamelle ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Lamellen vorgesehen sind .
6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Umsprit zmaterial (3) aus einem thermoplastischen
Kunststoff besteht.
7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Dichtelement ( 4 ) Silikon aufweist.
8. Verfahren zum Abdichten eines Kabels (1) zu einem
Spritzbauteil (2) ,
wobei das Kabel (1) zur Herstellung des
Spritzbauteils (2 ) mit einem Umsprit zmaterial (3) umspritzt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
vor der Herstellung des Spritzbauteils (2 ) auf dem Kabel (1) ein verformbares und/oder spannbares Dichtelement (4) angeordnet wird, und
das Dichtelement beim Umspritzen des Kabels (1) aufgrund des strömenden Umsprit zmaterials (3) in eine derartige Verformung bzw. Spannung gebracht wird, dass das Dichtelement (4) einen Druck auf das Kabel (1) ausübt und dazu als Widerlager gegen das Umsprit zmaterial drückt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (4) eine Hebelfläche (5) aufweist und die Verformung bzw. Spannung des Dichtelements (4) dadurch erzielt wird, dass ein durch das strömende
Umsprit zmaterials ein Druck auf die Hebelflache ( 5 ) des Dichtelements ( 4 ) ausgeübt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch
gekennzeichnet, dass ein derartiger Einspritzpunkt ( 6) gewählt wird, der ein Anströmen des Umsprit zmaterials (3) in einem Winkel zu der Hebelfläche (5) erlaubt, so dass ein Strömungsdruck gegen die Hebelfläche (5) erzielt wird.
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