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Die
Erfindung betrifft eine Kabelabdichtungshülse für technische Geräte, insbesondere
für Wägezellen
und Kraftaufnehmer gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
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Technische
Geräte
werden heute meist elektrisch betrieben und erfordern daher häufig einen
Kabelanschluss zur Stromversorgung und meist noch weitere Kabelanschlüsse zur
Kommunikation und Signalübertragung
mit anderen technischen Geräten. Dabei
sind die technischen Geräte
oft einer Feuchtigkeitseinwirkung oder anderen Emissionen ausgesetzt,
so dass diese Kabelanschlüsse
an den technischen Geräten
meist abgedichtet sein müssen.
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Dazu
sind seit langem Klemmverschraubungen bekannt, mit denen ein elastomerer
Abdichtungsring so zusammengequetscht wird, dass er sich innen dicht
um das Kabel und nach außen
dicht an eine Gehäusebohrung
legt und so eine Abdichtung vor eindringender Feuchtigkeit und vor
Staubemissionen bietet. Derartige Klemmverschraubungen erfordern
aber immer einen größeren Einbauraum,
der mindestens doppelt so groß ist
wie der Kabeldurchmesser selbst und auch von der Ausgestaltung durch mehrere
Einzelteile sehr aufwändig
ist. Insbesondere für
Aufnehmeranschlüsse
sind derartige Klemmverschraubungen oft zu großvolumig, da dort neben der Bohrung
für die
Kabeleinführung
häufig
kaum noch Bauraum zur Verfügung
steht, oder die Größe der Aufnehmergehäuse unnötig vergrößern würde.
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Aus
der
DE 103 50 724
A1 ist eine Kabelanschlusseinheit bekannt, die auch eine
Metallhülse
mit einem ringförmigen
Abschlussbund enthält
und insbesondere für
Aufnehmer wie Wäge zellen
und Kraftaufnehmer vorgesehen ist. Diese Metallhülse dichtet das Anschlusskabel
zwar auch mittels eines O-Rings nach innen ab. Dazu ist der Innendurchmesser
aber insgesamt um die Dicke des O-Rings größer als der Kabelmanteldurchmesser,
so dass der Hohlraum zur Abdichtverbesserung noch mit einer Dichtungsmasse
ausgegossen wird. Eine Abdichtung zum Gehäuse erfolgt allerdings dadurch,
dass der ringförmige Abschlussbund
mit dem Aufnehmergehäuse
verschweißt
wird. Da zur Abdichtung der gesamte zylinderförmige Hülsenteil umgossen ist, dient
die Metallhülse
hauptsächlich
zur elektrischen Verbindung der Kabelabschirmung mit dem Aufnehmergehäuse.
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Aus
der
DE 199 59 427
C1 ist eine Verteilereinrichtung für elektrische Leitungen bekannt,
die eine Kabelabdichteinheit enthält. Diese Kabelabdichteinheit
besteht aus einer in einer Gehäusebohrung
eingesetzten äußeren Kabelabdichtungshülse, die
im wesentlichen zylinderförmig
ausgebildet ist und einen nach außen umgebördelten, u-förmigen Haltesteg
aufweist. Diese äußere Kabelabdichtungshülse ist
vom Gehäuseinnenraum
in die Bohrung eingesetzt und enthält auf ihrem Außenmantel
in einer Ringnut eine O-Ringdichtung, die die äußere Kabelabdichthülse zur
Gehäusebohrung
abdichtet. Beabstandet von diesem O-Ringdichtungssitz in entgegengesetzter
Richtung zum Haltesteg ist innerhalb dieser äußeren Kabelabdichtungshülse noch
eine Durchmessererweiterung vorgesehen, in der eine innere Ringfläche für einen
Dichtring und ein Innengewinde angebracht ist. Dabei ist in das
Innengewinde eine innere Kabelabdichtungshülse eingeschraubt, die den
in der inneren Ringfläche
angeordneten Dichtring so zusammenquetscht, dass er den Kabelmantel
gegenüber
beiden Kabelabdichtungshülsen
abdichtet. Diese Kabelabdichteinheit besteht dabei im wesentlichen
aus zwei koaxial angeordneten Hülsenteilen,
die als Klemmverschraubung ausgebildet sind und daher mehrere Einzelteile
und auch ein relativ großen
Kabeleinführungsraum
in einem Aufnehmergehäuse
erfordern. Im übrigen
benötigen
diese Kabelabdichtungshülsen
offen bar noch zusätzliche Kontakt-
und Abdichtmittel um auch Kabel mit einer Kabelabschirmung in einem
Aufnehmergehäuse
abgedichtet anzuschließen.
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Kabelabdichtung
für abgeschirmte
Kabel in technischen Geräten
zu schaffen, die nur einen geringen Einbauraum erfordert, technisch
einfach ausgestaltet und leicht einzubauen ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebene Erfindung
gelöst.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Die
Erfindung hat den Vorteil, dass durch die axial versetzte Innen-
und Außenabdichtung
sich die Durchmesser für
den inneren und äußeren Dichtungssitz überlappen,
so dass nur eine sehr dünnwandige
Hülse notwendig
ist, die kaum größer als
der Kabelmanteldurchmesser ist und deshalb nur einen minimalen Einbauraum
zur Abdichtung benötigt. Deshalb
ist eine derartige Kabelabdichtung vorteilhafterweise auch für sehr kleine
Gehäuseteile
einsetzbar, die oft kaum größer sind
als der Kabeldurchmesser selbst.
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Des
weiteren sind derartige Kabelabdichtungen auch vorteilhaft in Gehäuseteilen
einzusetzen, in die mehrere oder eine Vielzahl von Kabeleinführungen
notwendig sind, und in die zur Abdichtung dann lediglich eine geringfügig größere Bohrung
als der Kabelmanteldurchmesser notwendig ist. Dabei ist dann auch
kein spezieller Montageraum zum Schrauben oder Schweißen vorzusehen,
der derartige Gerätegehäuse zusätzlich vergrößern würde, da die
Kabelabdichtungen samt der vorkonfektionierten Kabel durch einfache
Einpresswerkzeuge montierbar sind.
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Die
Erfindung hat zusätzlich
den Vorteil, dass durch die im vorderen Bereich der Kabelabdichtungshülse vorgesehene äußere Durchmesserverringerung
um die Dicke einer Kabelabschirmung, die Kabelabschirmung durch
einfaches Umbördeln
beim Einsetzen in das Gerätegehäuse elektrisch
mit diesem verbunden wird und dies vorteilhafterweise auch bei einer
Hülsenausbildung
aus Kunststoffmaterial.
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Bei
einer besonderen Ausgestaltung ist weiterhin vorgesehen, die Kabelabdichtungshülse als Kunststoffteil
auszubilden, wodurch sich der Herstellungsaufwand vorteilhaft verringern
lässt.
Dies hat zusätzlich
den Vorteil, dass derartige Kabelabdichtungshülsen ohne großen Mehraufwand
farbig ausgebildet werden können,
so dass sich die daran befestigten Anschlusskabel dadurch farbig
markieren lassen, wodurch ohne zusätzlichen Aufwand bestimmte
Zuordnungen ermöglicht
werden.
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Durch
die speziell ausgebildeten Dichtungssitze können vorteilhafterweise handelsübliche O-Ringe
als Dichtelemente eingesetzt werden, die durch ihre definierten
Dichtungssitzbereiche sowohl am Kabelmantel als auch am Gehäuseteil
unter Spannung anliegen und so eine zuverlässige und dauerhafte Dichtwirkung
erzeugen.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausbildung, bei der auf den axial langgestreckten
inneren Dichtungssitz mehrere O-Ringe zur Abdichtung vorgesehen
sind, hat den Vorteil, dass dies wie eine Zugentlastung wirkt, da
sich die beiden O-Ringe fest mit dem Kabelmantel verhaken. Gleichfalls
kann bei einer weiteren besonderen Ausbildung auch der äußere Dichtungssitz
mit zwei O-Ringdichtungen
versehen sein, so dass auch eine äußere Verspannung mit dem Gerätegehäuse erreicht
wird, durch das besondere Verzahnungsrippen zur kraftschlüssigen Verbindung
mit dem Gehäuseteil
entbehrlich sind.
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Bei
einer besonderen Einbaueinheit, die aus einem konfektionierten Kabel
und der daran angebrachten Kabelabdichtungshülse sowie einem Gehäuseteil
mit Eingießöffnung besteht,
hat den Vorteil, dass nach dem Einpressen der Kabelabdichtungshülse der
eingeführte
Kabelbereich mit einer Abdichtmasse vergossen werden kann. Dadurch
lässt sich vorteilhafterweise
die Abdichtwirkung auch unter ungünstigen Umweltbedingungen erheblich
verbessern, wodurch gleichzeitig eine zusätzliche Zugentlastung für das Anschlusskabel
erreicht wird.
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Die
Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels,
das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen:
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1:
eine Schnittdarstellung einer an einem Kabel angebrachten Kabelabdichtungshülse, und
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2:
eine Schnittdarstellung einer an einer Wägezelle eingepressten Kabelabdichtungshülse.
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In 1 der
Zeichnung ist eine Kabelabdichtungshülse 1 im Schnitt dargestellt,
die abdichtend an einem Kabel 2 angeordnet ist und aus
einem zylindrischen Längsteil 3 und
einem Abschlussbund 4 besteht, wobei im Bereich des Abschlussbundes 4 ein äußerer Dichtungssitz 5 mit äußeren Dichtmitteln 7 und
axial gegenüberliegend
ein langgestreckter innerer Dichtungssitz 6 mit zwei inneren
Dichtmitteln 8 vorgesehen ist.
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Die
Kabelabdichtungshülse 1 ist
für ein
vorzugsweise vier- oder sechsadriges Anschlusskabel 2 vorgesehen,
wie es zum Anschluss von Wägezellen eingesetzt
wird, das einen Kabeldurchmesser von ca. 5 mm besitzt. Eine dafür vorgesehen
Kabelabdichtungshülse 1 weist
im Bereich des Abschlussbundes 4 einen Innendurchmesser
von 5,6 mm auf und ist ca. 17 mm lang. Am Kabeleinführungsbereich ist
ein radial nach außen
kragender ringförmiger
Abschlussbund 4 angeordnet, der im eingebauten Zustand
am Wägezellengehäuse als
technisches Gerät anliegt.
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Dieser
Abschlussbund 4 weist eine Ringbreite von ca. 1 mm und
einen Außendurchmesser
von 11 mm auf.
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Der
sich nach dem Abschlussbund 4 anschließende langgestreckte zylindrische
Längsteil 3 besitzt
auf einer axialen Länge
von vorzugsweise 11 mm, einen Außendurchmesser von ca. 8 mm
auf den mindestens ein äußeres Dichtelement
angeordnet ist. Dabei ist im Abstand von vorzugsweise 2,5 mm vom
Abschlussbund 4 eine halbrunde Vertiefung 5 als äußerer Dichtungssitz
eingelassen, in die eine 1,2 mm dicke O-Ringdichtung 7 als
Dichtungselement eingelegt ist. Anschließend ist im axialen Abstand von
ca. 5 mm noch ein weiterer äußerer zweiter
Dichtungssitz zur Aufnahme einer O-Ringdichtung vorgesehen. Dabei
hat sich in der Praxis gezeigt, dass bei einer Gehäuse- oder
Gerätebohrung
von 8,1 mm eine Abdichthülse 1 mit
zwei äußeren O-Ringdichtungen 7 soweit
unter Spannung anliegt, dass dadurch eine ausreichende kraftschlüssige Verbindung
besteht, die dauerhaft eine Dichtwirkung aufrecht erhält.
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Bei
einer anderen Ausbildungsform der Kabelabdichtungshülse 1 sind
statt des zweiten Dichtungssitzes 9 mindestens zwei sägezahnförmige Verzahnungsrippen
vorgesehen, die im eingepressten Zustand eine kraftschlüssige Verbindung
mit dem Aufnehmerteil oder einem anderen Geräteteil herstellen.
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Am
hinteren Ende axial gegenüberliegend zum
Abschlussbund 4 ist auf vorzugsweise 6 mm Länge eine
Durchmesserverringerung 10 auf 7,5 mm Außendurchmesser
vorgesehen, auf die eine Kabelabschirmung 11 zurückgebördelt ist.
Diese Durchmesserverringerung 10 ist so bemessen, dass
der umgebördelte
Kabelschirm 11 am Wägezellengehäuse oder
Geräteteil
unter Vorspannung anliegt und dadurch eine elektrische Verbindung
herstellt.
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Im
Innendurchmesserbereich ist am hinteren Ende der Kabelabdichtungshülse 1 auf
einer Länge von
ca. 7 mm eine Durchmes sererweiterung auf 6,6 mm angebracht, die
den inneren Dichtungssitz 6 bildet, so dass der Außendurchmesser
des inneren Dichtungssitzes 6 und der Innendurchmesser
des äußeren Dichtungssitzes 7 vorzugsweise
etwa gleich groß sind
oder sich überschneiden.
Dadurch ist es möglich,
eine Geräte-
oder Gehäusebohrung
vorzusehen, die lediglich etwa um das doppelte der Dicke der Dichtungselemente 7, 8 größer ist
als der Kabeldurchmesser, so dass sowohl für die Abdichtung als auch den
Anschluss des Kabelschirms 11 nur ein sehr geringer Einbauraum
notwendig ist. Im inneren Dichtungssitz 6 ist als inneres
Dichtungselement 8 mindestens eine O-Ringdichtung eingesetzt,
die den äußeren Kabelmantel
gegenüber
der Innenhülse
abdichtet. Bei einer bevorzugten Ausführung sind aber im inneren
Dichtungssitz 6 zwei O-Ringdichtungen von 1,2 mm Dicke
vorgesehen, die bei einer Zugbelastung des Kabels 2 zu
einer Erhöhung
des radialen Anpressdruckes führen
und so eine hinreichende Zugentlastung bilden.
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Zur
Herstellung eines abgedichteten Anschlusskabels 2 wird
dies vorzugsweise vorkonfektioniert, indem die Kabelabdichtungshülse 1 vorab
mit einem abgelängten
Kabel 2 verbunden wird. Dazu wird die Kabelabdichtungshülse 1 auf
den Kabelmantel eines abgelängten
Kabels 2 aufgeschoben und anschließend die beiden inneren O-Ringdichtungen 8 auf
das Kabel 2 aufgesetzt. Danach wird der Kabelmantel auf
einer vorgegebenen Länge
entfernt, wobei die Kabeladern und die Kabelabschirmung 11 aus diesen
mit den notwendigen Längen
herausragen. Danach wird die Kabelabdichtungshülse 1 bis zum Rand
des Kabelmantels geschoben, so dass die inneren O-Ringdichtungen 8 am
Ende des inneren Dichtungssitzes 6 unter einer Spannung
fest anliegen und die Kabelabschirmung 11 auf den vorderen Teil
der Kabelabdichtungshülse 1 zurückgebördelt wird.
Dieses vorkonfektionierte Kabel 2 mit Kabelabdichtungshülse 1 wird
dann in eine vorgesehene Bohrung eines Gehäuse- oder Geräteteils
eingepresst.
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Ein
derart eingepresstes Anschlusskabel 2 mit Kabelabdichtungshülse 1 in
einem Kraftaufnahmeelement 12 einer Wägezelle 13 als technisches Geräteteil ist
in 2 der Zeichnung im Schnitt dargestellt. Dabei
bildet das im Geräteteil 12 eingepresste
und vergossene Anschlusskabel 2 mit der Kabelabdichtungshülse 1 und
einem Dichtmittel 14 eine Kabelabdichteinheit. Dazu wird
das Geräteteil 12 oder
ein Gehäuseteil
im Kabeleinführungsbereich
mit zwei ineinander mündenden
Bohrungen 16, 18 versehen. An einer ersten Bohrung 16 wird
die Kabelabdichtungshülse 1 vorzugsweise
mit einem zangenartigen einfachen Klemmwerkzeug oder von Hand eingepresst
und danach die Kabeladern an die Dehnungsmessstreifen angeschlossen.
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Die
im Verbindungsbereich der Bohrungen 16, 18 durchlaufenden
Kabeladern 17 werden dann durch die zweite Bohrung 18 mit
einer aushärtenden Dichtungsmasse
als Dichtmittel 14 vergossen, die gleichzeitig noch eine
zusätzliche
Zugentlastung bildet. Die zweite Bohrung 18 wird zur besseren
Abdichtung mit einer Silikonvergussmasse vollständig aufgefüllt oder noch mit einer metallischen
Abdeckung versehen, die mit dem Gehäuseteil oder dem Geräteteil 12 verschweißt oder
verschraubt ist.
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Derartige
Kabelabdichteinheiten oder Kabelabdichtungshülsen 1 eignen sich
vorzugsweise für Aufnehmer
wie Wägezellen 13,
Kraftaufnehmer oder Druckaufnehmer, die platzsparend in anderen
Geräteteilen
eingebaut sind und meist gegen Feuchtigkeit und Staubeinwirkungen
geschützt
sein sollen. Derartige Kabelabdichtungshülsen 1 können aber
auch nahezu in allen abdichtbaren Kabeleinführungen in anderen Gerätegehäusen insbesondere
auch in Maschinengehäusen
angebracht werden. Dazu muss lediglich eine gewisse Bohrungslänge zum
Einpressen und zur Führung
der Kabelabdichtungshülse 1 vorhanden
sein.