DE69220786T2

DE69220786T2 - Umgebungsabdichtung

Info

Publication number: DE69220786T2
Application number: DE69220786T
Authority: DE
Inventors: Alain B-3440 Zoutleeuw Wambeke
Original assignee: Raychem NV SA
Current assignee: Commscope Connectivity Belgium BVBA
Priority date: 1991-04-12
Filing date: 1992-04-01
Publication date: 1998-02-26
Anticipated expiration: 2012-04-02
Also published as: UA27840C2; JPH06506755A; HU215996B; DE69220786D1; FI108485B; GR3024080T3; WO1992019034A1; US5979909A; CA2107467C; FI934479A0; NO310170B1; BR9205860A; HU9302791D0; CA2107467A1; AU1450892A; HUT65549A; NO933665L; DK0579641T3; KR100249293B1; EP0579641B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Abdichtung von Substraten wie Kabeln oder Rohren gegenüber der Umgebung, und zwar insbesondere in einem Kanal oder einem Spleißgehäuse bzw. einer Spleißmuffe. Das kann erfolgen, um zu verhindern, daß Wasser, Gas oder eine andere Verunreinigung entlang einem Kanal in ein Mannloch etc. gelangt, oder um einen Kabelspleiß gegenüber der Umgebung zu schützen. Die Erfindung wird hauptsächlich in bezug auf eine Kanalabdichtung beschrieben (wobei dieser Ausdruck "Durchführungen" einschließt), aber die Erfindung ist auch in anderen Fällen einer Abdichtung anwendbar, was Spleißgehäuse, Rohrschutzeinrichtungen und Durchführungsdichtungen einschließt.
Der Grund, weshalb eine Abdichtung (und nicht eine Klebeverbindung mit unbedeutender Dicke) erforderlich sein kann, ist eine Ungleichheit in bezug auf Größe oder Gestalt zwischen dem abzudichtenden Substrat und einem anderen Gegenstand wie etwa einem Gehäuse, in dem es liegt. Beispielsweise kann ein Kanal zwischen einigen Millimetern und mehreren Zentimetern größer als das Kabel oder sonstige Substrat sein, das er führt, ein ovales Kabel kann in einem kreisrunden Kanal liegen, oder die Einbaugröße eines Spleißmuffengehäuses kann größer als die darin befindlichen gespleißten Kabel sein. Wenn ferner eine Abzweigung zwischen zwei oder mehr Kabeln abzudichten ist, ist es allgemein notwendig, ihren vereinig ten konkaven Querschnitt zu einer konvexen Gestalt umzuwandeln, die beispielsweise von einem steifen Umwickelgehäuse oder sonstigen Gehäuse oder von Halbschalen oder von einer dimensionsmäßig rückstellbaren (allgemein wärmeschrumpfbaren) Hülse umschlossen werden kann.
Solche Abdichtungen werden gewöhnlich durch die Verwendung eines anpaßbaren Dichtungselements, beispielsweise eines ODichtrings, oder die Verwendung einer Dichtmittelmasse oder eines Schmelzklebstoffs gebildet. Diese Abdichtungen funktionieren zwar allgemein auf zufriedenstellende Weise, aber manchmal treten Probleme auf. Beispielsweise haben anpaßbare Dichtungselemente von Natur aus einen niedrigen Modulwert, und speziell bei ihrer Verwendung zum Ausfüllen großer Hohlräume können sie über längere Zeiträume zum Kriechen tendieren. Auch können Kriechwege auftreten, wenn es nicht möglich war, in einen Schmelzklebstoff ausreichend Wärme einzuleiten, um ihn zu schmelzen. Es ist beispielsweise schwierig, Wärme in einen Kanal einzuleiten.
Schwierigkeiten können auch durch die Materialien auftreten, die für Kanäle und Kabel benötigt werden und die eventuell nicht kompatibel sind. Kabel bestehen häufig aus Polyethylen oder Blei und Kanäle aus Polyvinylchlorid, Stahl oder Zement, die schmutzig oder bröckelig und schwer zu säubern sein können.
Eine häufig verwendete Kanaldichtung, die in GB 1594937 (Raychem) beschrieben ist, weist ein Hohlkörperelement auf, das an seiner inneren und/oder äußeren Oberfläche mit einer Vielzahl von beabstandeten Flanschen versehen ist, wobei sich jeder Flansch von der Oberfläche weg und um diese herum erstreckt und wenigstens ein Bereich des Flansches, der von der Oberfläche entfernt ist, verformbar ist, jedoch nur bei einer erhöhten Temperatur, und wobei wenigstens ein Teil der Oberfläche(n) und/oder der Oberfläche der Flansche darauf ein Dichtmittel hat.
EP 0179657 (Raychem) zeigt eine Kanaldichtung speziell zur Abdichtung um vier Kabel herum, wobei die Kanaldichtung eine Feder enthält, die im Gebrauch denjenigen Teil der Kanaldichtung radial aufweitet, der an dem Kanal abdichten soll. Die Kabel sind durch Warmschrumpfauslässe der Kanaldichtung abgedichtet. Die Feder wird nach Erwärmen des Teils der Kanaldichtung, in dem sie liegt, betätigt. Das Erwärmen kann das Material der Dichtung erweichen und einen Klebstoff aktivieren.
EP 0152696 (Raychem), die die Priorität von GB-A-2151723 beansprucht, beschreibt eine Anordnung zum Abdichten einer Öffnung (wie etwa einer Öffnung zwischen einem Kanal und einem darin geführten Kabel), wobei die Abdichtung aufweist: eine flexible Umhüllung, die angeordnet ist, um zur Einführung in die Öffnung auf sich selbst gewickelt zu werden, wobei die Umhüllung eine Öffnung darin hat zur Aufnahme eines ausdehnungsfähigen oder sich ausdehenden Füllmaterials, beispielsweise eines Schaumformstoffes, um die Umhüllung aufzuweiten, ferner einen Behälter, der das ausdehnungsfähige Füllmaterial enthält, und eine Einrichtung, die angeordnet ist, um den Behälter mit der Umhüllung zu verbinden und ihr den Füllstoff zuzuführen, um die Aufweitung der Umhüllung zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einem Teil der äußeren Oberfläche der Umhüllung ein Klebstoff oder Dichtmittel angeordnet oder ihr zugeordnet ist.
Weitere Patentschriften, die hohle Umhüllungen zum Abdichten beschreiben, umfassen die nachstehend aufgeführten. EP 0100228 (Raychem) zeigt ein Verfahren zum Bilden einer Abdichtung zwischen wenigstens einem langgestreckten Gegen- stand und einer Oberfläche, die den oder jeden Gegenstand umgibt, wobei das Verfahren folgendes aufweist:
(a) zwischen dem Gegenstand und der Oberfläche Positionieren einer flexiblen Umhüllung, die eine Hohlraumfüllende Zusammensetzung enthält, die imstande ist, eine Änderung von einem Zustand niedrigerer Viskosität in einen Zustand höherer Viskosität zu erfahren;
(b) Verformen wenigstens eines Teils der Umhüllung, so daß die Hohlraum-füllende Zusammensetzung veranlaßt wird, sich an den Gegenstand und die Oberfläche anzupassen; und
(c) Veranlassen der genannten Änderung von niedrigerer zu höherer Viskosität.
EP 0210807 (Raychem) zeigt einen doppelwandigen Gegenstand, und zwei davon können jeweils einer um den anderen herum verwendet werden, um eine Kanalabdichtung in Form eines Rohrs zu bilden, das ein kleines Volumen an Füllmaterial aus einer reibungsmindernden Flüssigkeit (bevorzugt mit hohem Siedepunkt und niedrigem Dampfdruck) oder einem solchen Feststoff zwischen seinen beiden Wänden hat. Der Gegenstand ist imstande, sich aufgrund von Scherung zwischen seinen beiden Wänden über einem Substrat zu drehen, um einen Schutz gegenüber der Umgebung oder elektrischen Schutz zu bieten.
GB 2006890 (Kraftwerk Union) zeigt eine Abdichtung, die einen Behälter aufweist, der aus einem elastischen Kunststofff lächenkörper geformt und zum Teil mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, die zwischen einem Schutzrohr in einer Wand und einer Isolationsschicht um ein Rohr herum vorgesehen ist. Der Behälter hat im wesentlichen Ringgestalt und erlaubt dem Rohr, sich axial und radial zu bewegen, während gleichzeitig eine Abdichtung zwischen der Isolationsschicht und dem Rohr aufrechterhalten wird.
US 3038732 (Scott und Bond) zeigt eine füllbare Dichtungsbuchse zum Abdichten einer Rohrleitungsummantelung, wobei die Dichtungsbuchse eine hohle elastische Einrichtung mit einer aufgeweiteten Konfiguration hat, um der innenseitigen Oberfläche der Ummantelung zu entsprechen und die außenseitige Oberfläche des Rohrs der Rohrleitung zu berühren, eine Einrichtung zum Einleiten eines Fluids in die hohle elastische Einrichtung, um diese zu füllen, und eine Vielzahl von unter Winkeln angeordneten, relativ festen Abstandseinrichtungen, die mit der hohlen elastischen Einrichtung integral sind und dazu quer verlaufen, um das Rohr in der Ummantelung zu zentrieren und zu haltern, wobei jede Abstandseinrichtung einen sie durchsetzenden Durchgang hat, um eine Flüssigkeitskommunikation in dem hohlen Inneren der hohlen elastischen Einrichtung herzustellen.
US 2816575 (Stokes) zeigt eine Vorrichtung zum Verlegen eines Rohrs unter Verwendung von aufgeweiteten ringförmigen Dichtungsringen.
US 3339011 (Ewers Jr. et al.) zeigt ein pneumatisch abgedichtetes Kabelspleißgehäuse, das ein in Längsrichtung geteiltes abdichtbares zylindrisches Gehäuse aufweist, das innen und angrenzend an jedes seiner Längsenden Einrichtungen hat, um ein Paar von Endwandplatten festzulegen und voneinander zu beabstanden, wobei jede Endwandplatte zwei halbkreisförmige Scheibenbereiche mit abgerundeten äußeren Rändern und inneren Rändern aufweist, die daran entlang ausgefluchtete Ausschnitte aufweisen,
wobei Kabel in das Gehäuse durch die ausgefluchteten Ausschnitte eintreten können, und
zwischen jedem des Paars von Platten der Endwände aufblasbare Dichtungseinrichtungen eingeschlossen sind und Öffnungen haben, die mit den Öffnungen in den Platten ausgefluchtet sind, wobei die aufblasbaren Einrichtungen, wenn sie auf diese Weise begrenzt sind, in Anlage an die Kabel aufweitbar sind, die durch die Endwandöffnungen geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß
die Endwände von den Einrichtungen zu ihrer Festlegung abnehmbar sind, und
die halbkreisförmigen Scheibenbereiche miteinander gelenkig verbunden sind, so daß ihre Ausschnitte einander zugewandt sind, um die Öffnungen der Platten zu bilden,
wobei die halbkreisförmigen Scheibenbereiche schwenkbar voneinander weg geöffnet werden können, so daß sie um die Leitungen herum angeordnet werden können.
Eine aufblasbare Dichtungseinrichtung zum Einführen zwischen zusammenpassende Oberflächen von Flansch- und Ansatzende einer Rohrverbindung ist in GB 1077314 (Woodward Iron company) gezeigt.
Eine hohiwandige Hülse, in die Fluid eingepreßt werden soll, um eine Warmeisolation von Kanälen zu bewirken, ist in GB 1421960 (Commissariat l'energie Atomique) angegeben.
Ein aufblasbares Verschlußelement, das ein Abdichtmaterial hat und zum Abdichten von Kabeln verwendet wird, ist in GB 2028601 (Raychem) gezeigt.
US 907136 zeigt eine Dichtung für Rohrverbindungen, die durch Falten eines offenmaschigen textilen Flächengebildes und Aufbringen eines Leims usw. gebildet ist.
GB 1065922 zeigt eine Absperrdichtung, um eine Abdichtung zwischen Abwasserrohren und dergleichen zu bilden und das Entweichen oder Eindringen von Wasser zu verhindern. Die Dichtung weist eine verformbare Einheit auf, die einen hohlen Innenraum definiert, der mit einem elastischen Material gefüllt ist. Das elastische Material ist ein Zweiphasenmaterial, das, wenn es im Inneren der Dichtung angeordnet ist, einen nach außen gerichteten Druck ausübt, so daß die Seiten der Dichtung gegen die Wände (z. B. Abwasserrohrwände) gedrängt werden, zwischen denen die Dichtung angeordnet ist, um den Durchtritt von Wasser zwischen den Wänden zu verhindern. Das elastische Material kann in die Dichtung aus einer Einspritzpistole eingepreßt werden, die durch eine selbstabdichtende Stopfbüchse in die Dichtung eintritt.
Viele der Gegenstände, die in den vorgenannten Beschreibungen angegeben sind, sind zwar imstande, zufriedenstellende Abdichtungen zu bilden, aber es verbleiben noch einige Probleme. Beispielsweise kann die Verwendung von härtenden oder anderweitig festwerdenden Materialien das spätere Entfernen des Gegenstands verhindern oder erschweren, und eine einfache Druckgasfüllung einer Dichtung bedeutet allgemein, daß der Gegenstand aufgrund von Undichtigkeiten oder Gasdiffusion eine kurze Lebensdauer hat. Außerdem sind teure, sperrige, beschädigungsanfällige und korrodierbare Metallventile erforderlich, die von den Gegenständen vorspringen.
Ich habe nunmehr eine Kanaldichtung oder ein Spleißgehäuse oder sonstiges Dichtungselement konstruiert, das in bestimmten Ausführungsformen diese und weitere Probleme vermeiden kann und das durch einfaches Aufblasen einer Umhüllung mit Druckluft in dem Zwischenraum beispielsweise zwischen dem Kanal und einem darin geführten Kabel funktionsfähig ist.
Ein überraschendes Ergebnis besteht darin, daß es mir gelungen ist, einen signifikanten Druck über extrem lange Zeiträume aufrechtzuerhalten. Versuche haben Zeiträume von wenigstens fünf Jahren und mehr ergeben, ohne daß ungeeignete bekannte Ventile erforderlich sind.
Somit stellt die vorliegende Erfindung ein flexibles hohles Abdichtelement (das bevorzugt im wesentlichen nichtdehnbare Wände hat) bereit, das gefüllt bzw. aufgeblasen werden kann, um einen Zwischenraum zwischen einem ersten und einem zweiten Gegenstand abzudichten, und das folgendes aufweist:
ein Loch unmittelbar durch eine Wand hindurch oder zwischen Wänden davon, wobei durch das Loch eine Sonde einge führt werden kann (und daraus bevorzugt durch bloßes Ziehen entfernt werden kann), um ein Druckmedium in das Element einzuleiten, und dadurch gekennzeichnet, daß es folgendes hat:
eine innere Lasche, durch die das Loch beim Herausziehen der Sonde automatisch abgedichtet wird.
Das Produkt kann mit durch das Loch eingesetzter Sonde geliefert werden. Außerdem kann das Einsetzen der Sonde Teil des Herstellungsverfahrens des Abdichtelements sein.
Solche hohlen Abdichtelemente wurden harten mechanischen, Temperatur- und Druckprüfungen unterzogen, und es wurden günstige Ergebnisse erhalten. Insbesondere wurden die Abdichtelemente auf 50 kPa gefüllt und für 15 Minuten auf Undichtheiten geprüft, um die Gesamtfestigkeit zu messen, und auf 2,8 bar für die Langzeitprüfung gefüllt. Helium wurde als Füllung verwendet, und es wurde ein hochempfindlicher Heliumgasdetektor verwendet, um etwaige Undichtheiten zu detektieren. Ich konnte ein automatisches Abdichtsystem herstellen, in dem der Austritt von Hehum durch das für die Druckbeaufschlagung verwendete Loch nicht größer als der Hintergrundpegel war, der aus der bloßen Diffusion durch die von dem Loch entfernten Wandungen resultierte. Geeignete Wandmaterialien (die nachstehend erörtert werden) können gewählt werden, so daß kein Hehum nachweisbar ist. Die exakte Beschaffenheit der Materialien und die Konstruktion des Abdichtelements können in Abhängigkeit vom vorgesehenen Gebrauch gewählt werden; das überraschende Ergebnis ist jedoch, daß ein Loch direkt durch eine Wand des Elements oder zwischen den Wandungen einer Überlappverbindung usw. sich automatisch verschließen kann, ohne daß teure Ventile mit allen damit zusammenhängenden Nachteilen benötigt werden. Es wird angenommen, daß aufblasbare Gegenstände bisher niemals für die Abdichtung gegenüber der Umgebung (speziell auf dem Gebiet von Kabelzubehör) verwendet wurden, bei denen eine Lebensdauer von vielen Jahren ohne die Notwendigkeit einer periodischen Nachfüllung erforderlich ist.
Die genaue Konstruktion meines Abdichtsystems wird zwar je nach dem beabsichtigten Gebrauch des Erzeugnisses gewählt, ich bevorzuqe aber Konstruktionen, bei denen eines oder beide nachfolgenden Merkmale vorgesehen sind.
Erstens ist eine innere Lasche über dem Loch in oder zwischen den Wänden des Elements vorgesehen. Die Lasche kann sich in Abhängigkeit von Druck im Inneren des Elements verschließen. Die Lasche weist bevorzugt einen flexiblen polymeren Flächenkörper auf, der an einer Wand des Elements befestigt ist, so daß die Sonde durch das Loch durchtreten und die Lasche verlagern kann, wobei die Sonde bevorzugt zwischen der Lasche und der Wand im wesentlichen in der Ebene der Wand (beispielsweise unter weniger als 45º zu dieser Ebene) durchtritt. Ein Dichtmaterial, beispielsweise ein Gel oder ein Mastix, kann zwischen der Lasche und der Wand beispielsweise als eine Beschichtung auf der Lasche vorgesehen sein. Die Lasche kann mit der Wand entlang zwei Linien verklebt oder verschweißt sein, die durch einen kleinen Zwischenraum (beispielsweise 5 bis 20 mm) voneinan der getrennt sind, so daß die Sonde durch das Loch in der Wand und zwischen Wand und Lasche allgemein entlang der Achse des Kanals eingesetzt werden kann, der zwischen den beiden Klebe- oder Schweißlinien gebildet ist.
Die zweite Konstruktion eignet sich insbesondere dann, wenn das Loch zwischen überlappten Wandungen einer Überlapptverbindung liegt. (Die Überlapptverbindung kann beim Ausbilden des Elements unter Formen eines Schlauchs aus einem Flächenkörpermaterial entstehen.) Die Querschnittsgröße des Lochs, das sich über die Breite der überlappverbindung erstreckt, kann zur Außenseite des Abdichtelements hin abnehmen. Das Loch kann daher eine Trichter- oder Flachtrichtergestalt haben. Ein Dichtmaterial (bevorzugt ein Mastix oder ein Gel) kann in diesem trichterförmigen oder anders geform ten Loch vorgesehen sein, so daß das Dichtmaterial durch Innendruck verlagert wird, um das Loch abzusperren. Die Größe des Lochs und die physischen Eigenschaften und die Menge des Dichtmaterials können so gewählt sein, daß das Material nicht in unannehmbarem Maße aus dem Loch kriecht.
Eine gesonderte Lasche, wie sie oben erwähnt ist, kann im Zusammenhang mit dieser Art von Loch verwendet werden.
Das Dichtmaterial kann beispielsweise einen Mastix oder ein Gel aufweisen. Mastixmaterialien können aufgrund ihrer guten Haftung an den Wänden der Abdichtelemente bevorzugt sein. Eine Abdichtung kann demzufolge bei einem teilweisen oder volsständigen Verlust des internen Drucks eben bleiben, der die Lasche gegen die Wand drückt. Mastixmaterialien haben jedoch eine hohe, allgemein 100% betragende, bleibende Druckverformung, und wenn die Wahrscheinlichkeit besteht, daß dies ein Problem ist, kann der Mastix durch ein Gel ersetzt oder ein solches zusätzlich vorgesehen werden. Wenn beispielsweise die Wahrscheinlichkeit besteht, daß die Sonde beim Herausziehen einen Kanal in dem Mastix zurückläßt, könnte ein Gel als Zusatzschicht zwischen dem Mastix und der Wand bevorzugt mit einer kleineren Oberfläche als der Mastix (und daher vollständig von diesem umgeben) vorgesehen werden. Ein Gel kann durch Ölverstrecken eines polymeren Materials gebildet werden. Das polymere Material kann vernetzt sein. Ich bevorzuge es, daß das Gel eine Härte bei Raumtemperatur gemäß der Bestimmung unter Anwendung eines Stevens- Volland Texture Analyser von größer als 45 g, insbesondere größer als 50 g, insbesondere größer als 60 g hat. Bevorzugt hat es eine Spannungsrelaxation von weniger als 12 %, speziell weniger als 10 % und insbesondere weniger als 8 %. Die Bruchdehnung, ebenfalls bei Raumtemperatur, ist bevorzugt größer als 60 %, insbesondere größer als 1000 %, speziell größer als 1400 %, bestimmt nach ASTM D638. Der Elastizitätsmodul bei einer Dehnung von 100 % ist bevorzugt wenigstens 1,8, stärker bevorzugt wenigstens 2,2 MPa Im allgemeinen ist die bleibende Druckverforrnung geringer als 35 %, insbesondere geringer als 25 %. Bevorzugte Gele werden durch Verstrecken mit einem Öl-Blockcopolymeren hergestellt, das harte und gummielastische Blöcke hat. Beispiele umfassen Triblockcopolymere vom Styrol-Ethylen-Butylen-Styroltyp (wie sie etwa durch das Shell-Warenzeichen Kraton, z. B. G1650, 1651 und 1652 bekannt sind). Die Menge des Blockcopolymers kann beispielsweise 5 bis 35 % des Gesamtgewichts des Gels sein, bevorzugte Mengen sind 6 bis 15 %, insbesondere 8 bis 12 %. Die Menge des Copolymers und sein Molekulargewicht können veränderlich sein, um die gewünschten physischen Eigenschaften wie etwa Härte zu ergeben.
Die oben beschriebenen Konstruktionen sind speziell brauchbar für den Schutz von Versorgungsleitungen wie etwa Rohren und Kabeln, speziell Telekommunikationskabeln, gegenüber der Umgebung. Insbesondere können sie für die Ausbildung von Kanalabdichtungen oder Spleißgehäusen verwendet werden. Im Fall von Kanalabdichtungen weist der erste Gegenstand, wie er oben angegeben ist, ein von einem Kanal geführtes Kabel auf, und der zweite Gegenstand weist den Kanal auf. Die Kanalabdichtung dichtet den Ringraum zwischen dem Kabel und dem Kanal ab und dient dazu zu verhindern, daß Verunreinigungen und speziell Wasser entlang dem Kanal durchtreten und beispielsweise in ein Mannloch oder ein Gebäude oder einen sonstigen Bereich gelangen, der trocken oder sauber gehalten werden soll. Druck kann sich in dem Kanal aufbauen, und es ist daher erwünscht, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um die Bewegung der Kanalabdichtung entlang dem Kanal aufgrund einer Druckdifferenz über diesen zu begrenzen.
Zu diesem Zweck kann das flexible hohle Abdichtelement, das gefüllt bzw. aufgeblasen werden kann, um einen Zwischenraum zwischen einem ersten und einem zweiten Gegenstand (beispielsweise zwischen dem Kabel und dem Kanal) abzudichten, folgendes haben:
eine erste Oberfläche, die mit dem ersten Gegenstand in Berührung gelangt, und
eine zweite Oberfläche, die mit dem zweiten Gegenstand in Berührung gelangt,
wobei eine mittlere Reibungszahl der ersten Oberfläche kleiner als die der zweiten Oberfläche ist, so daß das Abdichtelement sich in bezug auf den zweiten Gegenstand unter einer Druckdifferenz über das Element von 35 kPa und bevorzugt auch 70 kPa nicht bewegt, während gleichzeitig eine Bewegung des ersten Gegenstands relativ zu dem Abdichtelement zugelassen wird.
Auf diese Weise wird eine Bewegung des Kabels (etc.) relativ zu dem Kanal zugelassen und gleichzeitig die gewünschte Abdichtung beibehalten.
Reibungszahlen können durch unterschiedliche Überzüge und zusätzliche Schichten an den äußeren Oberflächen des flexiblen Elements gewählt werden. Ich bevorzuge es beispielsweise, ein Abdichtmaterial wie etwa ein Gel oder einen Mastix oder einen Schaumgummi oder anderen elastomeren Schaumstoff an einer äußeren Oberfläche des Abdichtelements vorzusehen. Ein solches Abdichtmaterial kann Hohlräume zwischen dem Abdichtelement und dem Kanal abdichten, beispielsweise zwischen Falten, die in dem Abdichtelement gebildet werden, wenn es um ein Kabel herumgewickelt wird.
Wenn ein Mastix verwendet wird, kann eine Trennschicht vorteilhaft sein, damit die Kanalabdichtung leicht handhabbar ist und insbesondere ohne weiteres in den Kanal eingeführt werden kann. Eine dünne, flexible polymere Folie kann an einer nach außen weisenden Oberfläche, beispielsweise über einer Mastixschicht, vorgesehen sein. Eine solche Folie kann dem Mastix erlauben, sich zu verformen und Hohlräume auszufüllen, wodurch Leckpfade beseitigt werden, sie kann die Klebrigkeit herabsetzen und dadurch die Installation erleichtem, und sie kann eine sehr hohe Reibungszahl insbesondere für Kunststoffmaterialien wie etwa Polyvinylchlorid und Polyethylen haben, die typische Materialien sind, aus denen Kabel und Kanäle hergestellt werden. Bevorzugte Folien weisen lineares Polyethylen niedriger Dichte auf, beispielsweise die als "Haftfolie" bekannte Folie. Die Oberfläche des Abdichtelements, die später dem Kanal zugewandt ist, kann mit einer solchen Folie in größerem Ausmaß (und fakultativ vollständig) bedeckt sein, so daß an dem Kanal eine höhere Reibung als an dem Kabel erhalten wird. Die Folie kann Öffnungen darin haben, was einen gewissen direkten Kontakt zwischen dem Abdichtmaterial und der ersten oder zweiten Oberfläche zuläßt. Die Folie kann zwischen zwei Schichten Mastix oder anderem Dichtmaterial vorgesehen sein, um dem kombinierten Laminat Festigkeit zu verleihen. In diesem Fall ermöglichen Öffnungen in der Folie eine direkte Verbindung der beiden Schichten aneinander.
Im Gebrauch kann eine Tendenz vorliegen, daß ein Dichtmaterial an dem Abdichtelement beispielsweise durch Druck innerhalb eines Kanals verlagert wird. Eine Verlagerung kann mittels einer Einrichtung wie etwa eines Schaumstoffstreifens an einer Oberfläche des Abdichtelements, der beispielsweise als Barriere wirken kann, begrenzt werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die bevorzugt die oben erwähnte automatische Abdichtung anwendet, sieht die Erfindung ein flexibles hohles Abdichtelement vor, das aufgeblasen bzw. gefüllt werden kann, um einen Zwischenraum zwischen einem ersten und einem zweiten Gegenstand abzudichten, und das ein Loch hat, durch das ein Druckmittel in das Element eingeleitet werden kann, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß es eine innere Lasche hat, die aufgrund von Druck in dem Element über dem Loch abdichtet.
Bei einer anderen Ausführungsform sieht die Erfindung ein flexibles hohles Abdichtelement vor, das aufgeblasen bzw. gefüllt werden kann, um einen Zwischenraum zwischen einem ersten und einem zweiten Gegenstand abzudichten, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß es in einer Wand davon ein im wesentlichen planares Rückschlagventil hat, das zu der Ebene der Wand im wesentlichen parallel ist und durch das ein Druckmittel in das Element durch eine Sonde eingeleitet werden kann, wobei das Ventil beim Herausziehen der Sonde automatisch abgedichtet wird.
Das Abdichtelement der Erfindung kann außerdem als Teilesatz vorgesehen sein, um einen ersten Gegenstand wie etwa ein Kabel gegenüber der Umgebung abzudichten, wobei der Teilesatz folgendes aufweist:
einen zweiten Gegenstand, der ein im wesentlichen formsteifes Gehäuse aufweist, in dem wenigstens ein Teil des ersten Gegenstands angeordnet werden kann, und
ein Abdichtelement gemäß der Erfindung.
Das Gehäuse kann an einem Ende blind sein, wobei ein oder mehr Abdichtelemente verwendet werden, um eine Kabeleinführungs- und austrittsöffnung an dem offenen Ende abzudichten. Auf diese Weise kann ein Kabelspleiß hergestellt werden, um eine als radialer Verteilungspunkt bekannte Stelle in einem Telekommunikations-Verteilernetz abzudichten. Eine solche Konstruktion kann auch zum Abdichten eines Spleißes zwischen Lichtwellenleiter- bzw. LWL-Kabeln brauchbar sein. In diesem Fall kann das Gehäuse ein oder mehr LWL-Spleißorganisatoren enthalten.
Bei einer anderen Konstruktion hat das Gehäuse wenigstens zwei offene Enden, was die Bildung eines Inline-Spleißgehäuses (anstatt eines Stoßspleißgehäuses) für Kupfer- oder LWL-Kabel erlaubt. Ein solches Gehäuse kann rohrförmige oder Umwickelkonstruktion haben. Wenn verzweigte Kabel abzudichten sind, kann das Abdichtelement zwischen verzweigten Kabeln und zwischen diesen Kabeln und dem Gehäuse oder einem anderen zweiten Gegenstand positioniert werden. Im allgemeinen verläuft das Element zwischen den verzweigten Kabeln und wird um die verzweigten Kabel gemeinsam herumgewickelt.
Durch die Erfindung wird ferner ein Verfahren zum Abdichten eines ersten Gegenstands wie etwa eines Kabels gegenüber der Umgebung bereitgestellt, wobei das Verfahren folgendes aufweist:
wenigstens teilweises Positionieren des ersten Gegenstands in einem zweiten Gegenstand (wie etwa einem Kanal oder einer Umwicklung oder einem anderen Gehäuse),
Positionieren eines Abdichtelements der Erfindung zwischen dem ersten und dem zweiten Gegenstand, und
Aufblasen bzw. Füllen des Abdichtelements, um einen Zwischenraum zwischen dem ersten und dem zweiten Gegenstand abzudichten.
Das Aufblasen kann erfolgen, indem eine Sonde an einer Druckfluidquelle angebracht und die Sonde (wenn sie nicht bereits fertig eingesetzt geliefert wird) durch das Loch in der Wand oder zwischen Wänden des Abdichtelements eingesetzt wird. Das Druckfluid ist vorzugsweise kompressibel, wobei Luft oder Stickstoff oder ein anderes Inertgas bevorzugt werden. Wenn eine Flüssigkeit wie etwa Wasser verwendet wird, ist es allgemein erforderlich, daß das Abdichtelement dehnbar ist, so daß eine Druckreserve vorhanden ist, um eine Bewegung der ersten und der zweiten Oberfläche auszugleichen. Wenn das Abdichtelement dehnbar ist, besteht die Wahrscheinlichkeit, daß es kriecht oder eine bleibende Formänderung erfährt. Ich ziehe vor, daß es eine minimale Dehnung hat und daß zum Füllen ein Gas verwendet wird.
Die Sonde bildet bei der Einführung einen Weg vorbei an der inneren Abdichtlasche oder dem Abdichtmaterial, so daß das Fluid das Abdichtelement aufweiten kann. Da das Abdichtelement flexibel ist, verformt es sich in abdichtenden Eingriff mit dem ersten und dem zweiten Gegenstand, indem es beispielsweise einen Ringraum zwischen einem Kabel und einem Kanal, in dem dieses liegt, ausfüllt. Eine Abdichtung kann ungeachtet mangelnder Konzentrizität zwischen Kanal und Kabel und trotz ovaler oder anderer ungleichmäßiger Querschnittsformen des Kabels und/oder des Kanals hergestellt werden. Wenn der gewünschte Innendruck erreicht ist, kann die Sonde einfach herausgezogen werden, so daß der Innendruck das Loch automatisch verschließen kann. Erstaunlicherweise können hohe Innendrücke erreicht werden, und auf diese Weise kann eine Abdichtung hergestellt werden, die viele Jahre hält. Die Sonde wird bevorzugt vor und/oder während des Aufweitens nur durch Reibung und/oder geringe Haftung in ihrer Position gehalten, so daß sie leicht herausgezogen werden kann. Bevorzugt findet kein mechanisches Ineinandergreifen statt. Die Sonde ist daher bevorzugt wenigstens an dem Ende, das in das Abdichtelement eintritt, im wesentlichen zylindrisch. Die Sonde kann Metall oder Kunststoffmaterial aufweisen und eine niedrige Reibungszahl mit der Lasche, der Wand und/oder etwa zwischen ihnen befindlichem Abdichtmaterial haben, um das Entfernen zu erleichtem.
Es ist erwünscht, daß das Aufblasen oder Füllen nicht zu schnell erfolgt, da das Abdichtelement selbst und Abdichtmaterial, das es eventuell trägt, sich ordnungsgemäß in abdichtenden Eingriff mit Kabel und Kanal verformen muß. Eine Handpumpe (wie etwa eine Fahrradpumpe), eine Elektropumpe, ein Druckgaszylinder oder eine andere geeignete Druckerzeugungseinrichtung kann verwendet werden. Stärkere Pumpen können vorteilhaft mit einem Druckreduzierer verwendet werden.
Das Abdichtmaterial für die Lasche oder sonstige Einrichtungen kann an Ort und Stelle (oder anderweitig) mittels einer Sonde abgegeben werden, und zwar speziell mittels der für die Druckbeaufschlagung verwendeten Sonde. Eine solche Sonde kann an ihrem Ende eine Lasche in einer kollabierten Konfiguration, beispielsweise etwa wie ein zusammengefalteter Schirm, haben. In dieser Form kann sie durch das Loch in das Abdichtelement eingeführt werden, und beim Herausziehen der Sonde entfaltet sich die Lasche (beispielsweise ähnlich wie beim Öffnen eines Schirms) und liegt an einer inneren Oberfläche der Wand des Elements an.
Bei einer Ausführungsform trägt eine Sonde an ihrem Ende einen Stöpsel, der durch das Loch in der Wand gedrückt werden kann und in dem Abdichtelement beim Herausziehen der Sonde zurückgehalten wird, und zwar fakultativ auf die oben beschriebene Weise. Die Sonde hat ein Loch in ihrer Wand, um Luft etc. zuzuführen, wobei sich dieses Loch in einem geringen Abstand von dem den Stöpsel tragenden Ende befindet. Wenn die Sonde vollständig in das Abdichtelement eingeführt ist, gibt das Loch in der Sonde Luft in das Abdichtelement ab. Wenn ein ausreichender Druck erreicht ist, wird die Sonde zurückgezogen und bewirkt, daß die Druckluft in die Umgebung entweicht, wobei das Loch nunmehr an der Außenseite des Abdichtelements liegt. Ein weiteres Herausziehen entfernt die Sonde vollständig und läßt den Stöpsel zurück, um das Loch in der Wand zu verschließen.
Das Abdichtelement gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Kanaldichtung sein, um einen Zwischenraum zwischen einem Kanal und einem von dem Kanal geführten Substrat abzudichten, wobei das Abdichtelement eine hohle, aufblasbare bzw. füllbare, gasundurchlässige Umhüllung aufweist, die nach einem Verfahren geformt ist, das folgendes aufweist:
(a) Falten eines im wesentlichen flachen Flächenkörpers, bevorzugt eines einzelnen Flächenkörpers, um ein oder mehr überlappverbindungen zu bilden, und
(b) Verkleben und/oder Verschweißen benachbarter Lagen miteinander an diesen Verbindungen.
Es kann erwünscht sein, daß keine der gebildeten Verbindungen einer Ablösung unterliegt, wenn die Umhüllung aufge blasen wird, und zwar wenigstens dann, wenn sie sich in dem Kanal befindet. Das kann erreicht werden, wenn der Druck auf beiden Seiten einer Verbindung ausgeglichen ist, und solche Verbindungen unterliegen allgemein einer Scherspannung. Ihre Breiten sind bevorzugt wenigstens 2 cm, stärker bevorzugt wenigstens 4 cm, so daß ein langer Leckweg mit sehr kleiner Querschnittsgröße geschaffen wird. Infolgedessen ist zu erwarten, daß Innendruckverluste aus dem Inneren der Umhüllung sehr klein sind.
Ich habe jedoch gefunden, daß Schweißen, und zwar insbesondere werksseitiges "Bilderrahmen"-Thermoschweißen, Verbindungen herstellen kann, die ausreichend fest sind, obwohl sie später unter Abschälung gelangen.
Zum leichteren Falten und zur Herabsetzung der Gefahr von Leckpfaden, die resultieren können, wenn eine Falte nicht scharf ist, bevorzuge ich, daß an jeder Faltlinie ein Maximum von zwei Dicken des Flächenkörpers gefaltet wird.
Die Umhüllung wird um ein in einem Kanal befindliches Kabel herum gewickelt oder anderweitig positioniert (indem sie beispielsweise in den Kanal gleitbewegt wird) und dann mit irgendeinem geeigneten Medium wie etwa Luft oder einem anderen Gas aufgeblasen. Die Umhüllung yerformt sich, um den Zwischenraum zwischen dem Kanal und dem Kabel auszufüllen. Die Verformung erfolgt bevorzugt ohne signifikantes Dehnen, beispielsweise weniger als 6 %, speziell weniger als 4 % in der Länge und weniger als 12 %, speziell weniger als 9 % in der Breite. Jegliches Dehnen findet bevorzugt innerhalb einiger Tage nach der Installation ohne anschließendes Kriechen statt. Die Umhüllung weist allgemein eine einzige Dicke an einer Seite und zwei oder mehr Dicken an der entgegengesetzten Seite auf (beispielsweise an einer Überlapptverbindung). Die einzelne Dicke, die die flexiblere ist, kann vorteilhaft dem Kabel zugewandt sein, weil sie gezwun gen wird, sich an einen kleineren Durchmesser anzupassen, und weil sie leichter knickt oder sich anderweitig anpaßt. Die entgegengesetzte Seite kann dem Kanal zugewandt sein.
Die Verformung der Umhüllung kann aus dem Dampfdruck resultieren, der von einer darin befindlichen Flüssigkeit mit hohem Dampfdruck aufgebracht wird. Die Verwendung einer solchen Flüssigkeit und abdichtende Gegenstände, die eine solche Flüssigkeit enthalten, sind für sich erfinderisch, und zwar unabhängig von der Konstruktion der Umhüllung. Die Lebensdauer kann sogar noch länger sein, wenn eine solche Flüssigkeit verwendet wird, weil Dampfverluste nicht in einer Druckminderung resultieren, solange etwas Flüssigkeit verbleibt.
Im allgemeinen kann die Kanaldichtung gemäß der Erfindung betrachtet werden als ein Druckfluid, das auf eine bewegbare Wand entweder direkt oder indirekt einwirkt, wobei die Wand vorzugsweise unter Einbau- und Gebrauchsbedingungen im wesentlichen nichtdehnbar ist.
Der Einbau bzw. die Installation der Kanaldichtung braucht nicht mit Erwärmung einherzugehen und tut dies allgemein auch nicht. Das könnte nicht nur deshalb vorteilhaft sein, weil ein umständlicher Verfahrensschritt vermieden wird, sondern auch, weil eine spätere Schwindung beim Abkühlen vermieden wird. Die Tatsache, daß die Verfestigung eines Abdichtmaterials vermieden werden kann und allgemein vermieden wird, bedeutet, daß die Abdichtung gegenüber einer Bewegung im Gebrauch toleranter sein kann, und kann auch bedeuten, daß die Lagerbeständigkeit vor dem Gebrauch kein Problem ist. Somit werden verschiedene Probleme vermieden, die bei bekannten Kanaldichtungen angetroffen werden.
Ich bevorzuge es, daß das Fluid mit der Wand des Abdichtelements in Kontakt ist, obwohl dies nicht sein muß und eine Bewegung der Wand durch mechanische Einrichtungen veranlaßt werden kann, die die Wand und irgendeinen anderen Gegenstand, auf den der Fluiddruck wirkt, direkt verbinden.
Die bewegbare Wand bildet bevorzugt wenigstens einen Teil eines flexiblen hohlen Gegenstands, der das Fluid vorzugsweise enthält. Es ist aber möglich, daß sich das Fluid in einem von der Wand und dem Substrat entfernten Reservoir befindet und durch ein Rohr mit der Wand in Kommunikation ist. Das wird derzeit nicht bevorzugt, da ich es bevorzuge, daß die Abdichtung durch einen unabhängigen Gegenstand erreicht wird und externe Rohrleitungen vermieden werden. Der Gegenstand kann mit einem Behälter, der eine bestimmte Fluidmenge enthält, die vorzugsweise für eine Füllung ausreicht, und zwar vorzugsweise als Teilesatz geliefert werden. Ein Beispiel könnte ein kleiner Zylinder mit Kohlendioxid oder einem anderen Gas, wie es etwa zur Druckerzeugung von Sodawasser-Siphons verwendet wird, sein.
Die Wand ist allgemein vorzugsweise flexibel und damit imstande, sich an Substrate unterschiedlicher Größen und/oder unregelmäßiger oder komplexer Gestalt anzupassen. Sie kann wenigstens drei Schichten aufweisen, von denen beispielsweise eine dazu dient, das Fluid zurückzuhalten, eine dazu dient, mechanische Festigkeit, beispielsweise Zugfestigkeit gegen Innendruck, Reißfestigkeit oder Durchstoßfestigkeit zu verleihen, und eine Schicht dazu dient, eine Abdichtung an dem Substrat durch Anpassung an kleine Unregelmäßigkeiten in der Substratoberfläche zu bilden. Dazu kann die Wand eine erste Schicht aus Metall (oder metallisiertem Kunststoffmaterial oder metallbeschichtetem Kunststoffmaterial), mit der fakultativ das Fluid in Kontakt ist, und eine zweite Verstärkungsschicht wie etwa HD-Polyethylen gemeinsam mit einer dritten Schicht, die in direkter oder indirekter Fläche-an-Fläche-Beziehung mit der ersten Schicht ist und zwischen der ersten Schicht und dem Substrat positioniert ist, aufweisen. Die oben erwähnte dritte Schicht kann ein verformbares Material wie etwa einen Kautschuk oder ein anderes Elastomer oder einen Schaumstoff aufweisen. Andere Materialien können als diese dritte Schicht verwendet werden, beispielsweise Dichtungsmaterialien wie etwa Dichtmittel, die beispielsweise oben angegeben sind. Ich bevorzuge für viele Anwendungen, daß zwischen dem Abdichtelement und dem Kanal und Kabel keine permanente Haftung erfolgt. Allgemein bevorzuge ich es, daß die zweite Schicht eine Shore-Härte von 35 bis 85, stärker bevorzugt 40 bis 80, insbesondere 45 bis 75 hat. Die verschiedenen oben erwähnten Funktionen können jedoch auch durch weniger Schichten erhalten werden, wobei dann eine Schicht zwei oder mehr Funktionen hat.
Die Wand kann beispielsweise ein Laminat aus einer Metallschicht und einer Kunststoffschicht auf beiden Seiten aufweisen. Solche Kunststoffschichten können zulassen, daß die Wand mit sich selbst thermoverschweißt wird, um die Umhüllung zu bilden. Eine Laschenschweißstelle oder -verbindung, die beim Aufweiten des Gegenstands unter Scherung anstatt unter Ablösung ist, verläuft vorzugsweise entlang der Länge des Abdichtelements, wenn das Abdichtelement allgemein zylindrisch ist. Einfache Schweißstellen, die unter Ablösung sind, können dann durch Heißprägen zum Verschließen der Enden gebildet werden.
Zusätzliche Schichten können für die mechanische Festigkeit vorgesehen sein, etwa orientierte, beispielsweise biaxial orientierte Schichten oder zwei Schichten von uniaxial orientiertem HD-Polyethylen, wie es etwa unter dem Warenzeichen Valeron bekannt ist. Ein möglicher Aufbau ist wie folgt; dabei ist die Dimension nur bevorzugt.
Copolymer 15-30 µm
Valeron (Wz) 40-160 µm
Mylar (Wz) 10-30 µm
Aluminium (als ein oder mehr Lagen) 5-60 µm
Mylar (Wz) 10-30 µm
lineares LD-Polyethylen 0-80 µm
Copolymer 15-30 µm
Ein alternativer Aufbau weist folgendes auf:
Rayofix T (Wz) 75-125 µm
Polyester "0" (etwa Mylar) 75-125 µm
Aluminium 8-16 µm
Polyester "0" (etwa Mylar) 75-125 µm
Rayofix T 75-125 µm
"Rayofix" ist ein Terpolymer, das Ethylenbutylacrylat, Acrylsäure und Ethylengruppen aufweist.
Diese Strukturen können verändert werden, indem beispielsweise das Mylar weggelassen oder stattdessen ein anderes Material verwendet wird. Außerdem kann jede Schicht mit einem Überzug versehen sein, um das Verkleben oder Schweißen zu fördern, beispielsweise kann ein Polyurethan aufgebracht sein, und eine geeignete Dicke entspricht 3,7 g/m². Das copolymer sollte Thermokleben oder -schweißen zulassen und kann einen Schmelzklebstoff aufweisen, der beispielsweise auf einem Ethylen-Vinylacetat basiert. Eine größere Dicke des copolymers (z. B. bis zu 200 µm) könnte an Klebe/- Schweißlinien verwendet werden, um ein besseres Ausfüllen zur Abdeckung von Unregelmäßigkeiten zu erreichen. Zusätzlich oder alternativ könnte ein Klebstoff auf Polyamidbasis verwendet werden. Die Struktur hat bevorzugt eine Bruchdehnung von wenigstens 10 %, bevorzugt wenigstens 20 %. Diese Struktur kann in einer Umhüllung verwendet werden, beispielsweise in einer, die ein Polymer wie etwa ein Elastomer wie Kautschuk aufweist, fakultativ beispielsweise mit Nylon verstärkt. Alternativ kann sie auf ein solches Polymer laminiert sein, oder sie kann für sich allein verwendet werden. Das zusätzliche Material kann Kriechen mindern.
Im allgemeinen ist es nur erforderlich, daß ein Abdichtkontakt zwischen der Kanalwand und dem Kabel oder sonstigen Substrat entlang einer Linie stattfindet, die einen potentiellen Leckweg kreuzt, obwohl eine Berührungsfläche signifikanter Breite bevorzugt werden kann. Es kann daher ausreichend sein, daß ein Abdichtelement einen dünnen Streifen Kautschuk oder eine andere Schicht wie etwa Gel oder Mastix, die oben genannt sind, hat, der sich nur über einen Teil seiner Oberfläche erstreckt.
Das Abdichtelement weist bevorzugt eine im wesentlichen flache (dieser Ausdruck umfaßt "flachmachbare", da der Gegenstand zu einer gekrümmten oder ähnlichen Gestalt geformt sein kann) flexible Umhüllung auf, die um ein langgestrecktes Substrat wie etwa ein Kabel herum gewickelt werden kann, um einen Ringkörper zu bilden, der durch Innendruck verformt werden kann, um seine radiale Dicke zu vergrößern. Auf diese Weise kann ein ringförmiger Zwischenraum zwischen einem Kanal und einem darin geführten Kabel abgedichtet werden.
Das Abdichtelement kann einen Flächenkörper aus Material enthalten, der ihm Steifigkeit oder Form gibt und/oder der als eine Trennschicht wirkt, die verhindert, daß seine gegenüberliegenden Oberflächen aneinander haften, beispielsweise während des Thermoschmelzens oder -schweißens von Rändern bei seiner Formung.
Ich habe überraschende Erfolge beim Abdichten von verschiedenen Formen von Substraten unter Verwendung eines Abdichtelements in Form einer flachen Umhüllung erzielt, die einfach durch Verkleben oder Verschweißen von ein oder mehr ursprünglich flachen viereckigen Materialflächenkörpern um ihre Ränder herum auf die beschriebene Weise geformt war. Trotzdem kann es für manche Zwecke erwünscht sein, einen hohlen Gegenstand bereitzustellen, der eine nach außen weisende konvexe Oberfläche zum abdichtenden Eingriff mit einer inneren Oberfläche eines Kanals usw., in dem der Gegenstand positioniert ist, hat. Ein solcher hohler Gegenstand kann alternativ oder zusätzlich eine nach außen weisende konkave Oberfläche zum abdichtenden Eingriff mit einem Kabel oder anderen Substrat haben, um das herum der Gegenstand positioniert ist. Solche gewölbten Oberflächen, die Leckpfade durch Vermeidung von Falten reduzieren können und zulassen, daß niedrigere Innendrücke angewandt werden, können durch Warmformen einer flachen Oberfläche erhalten oder von Anfang an formgepreßt werden. Trotzdem kann der Flächenkörper, aus dem die Umhüllung hergestellt ist, als im wesentlichen flach angesehen werden, da er nicht in Form eines Rohrs vorliegt, bei dem nur die Enden durch Kleben verschlossen werden.
Der Gegenstand ist vorzugsweise von sogenannter "Umwickel"- Konstruktion; dieser Ausdruck ist auf dem Kabelzubehörgebiet wohlbekannt und bedeutet, daß der Gegenstand die Fähigkeit hat, um ein Kabel herum installiert zu werden, ohne daß Zutritt zu dessen Enden erfolgt. (Es kann auf GB 1155470 Bezug genommen werden, die eine Umwickelhülse zeigt.)
Wenn eine Flüssigkeit mit hohem Dampfdruck verwendet werden soll, wird sie je nach dem abzudichtenden speziellen Substrat und der Umgebung, in der sie verwendet werden soll, ausgewählt. Im allgemeinen ist die Flüssigkeit vorzugsweise nichttoxisch, nichtbrennbar, nichtkorrodierend für das Substrat und den Gegenstand, der es enthält, und hat außerdem keine schädliche Auswirkung auf irgendeine Komponente der Umgebung, die heute als gefährdet angesehen wird. Die wichtigsten Eigenschaften der Flüssigkeit sind ihr Siedepunkt sowie Dampfdrücke über einen Bereich von Temperaturen. Wir bevorzugen es, daß ihr Siedepunkt bei Atmosphärendruck niedriger als 10 ºC, stärker bevorzugt niedriger als 0 ºC, insbesondere niedriger als -5 ºC ist, obwohl er für einige Anwendungen bis zu etwa 15 ºC betragen könnte. Ihr Dampfdruck bei 0 ºC ist bevorzugt wenigstens 0,25, stärker bevorzugt wenigstens 0,5, insbesondere wenigstens 0,7 bar Überdruck (gauge). Wir bevorzugen außerdem, daß der Dampfdruck 5 bar Überdruck, insbesondere 4 bar, speziell 3 bar bei 25 ºC, stärker bevorzugt bei 20 ºC, nicht überschreitet. Solche Eigenschaften können erreicht werden und werden bevorzugt erreicht mit einer einzigen Flüssigkeit und ihrem Dampf, obwohl Gemische von verschiedenen Bestandteilen einschließlich Flüssigkeiten und Gase wie etwa Luft eingesetzt werden können. Ein Gemisch aus einer Flüssigkeit mit hohem Dampfdruck und einer Flüssigkeit mit niedrigem Dampfdruck kann eingesetzt werden, um einen gewünschten Druck zu er reichen. Gemische können jedoch mit der Zeit ihre Zusammensetzung verändern, wenn ein Bestandteil bevorzugt verdunstet, wenn nicht ein geeignetes Azeotrop gefunden wird. Geeignete Flüssigkeiten umfassen Fluorkohlenstoffe, die unter dem ICI-Warenzeichen Arcton auf dem Markt sind, etwa Arcton 134A eventuell mit Arcton 114. Arcton 134A ist CH&sub2;FCF&sub3;, und Arcton 114 ist CHF&sub2;CHF&sub2;.
Die Erfindung wird durch die beigefügten Zeichnungen weiter veranschaulicht; die Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1 eine Kanalabdichtung im Gebrauch;
Fig. 2A und 2B die Bildung eines Abdichtelements der Erfindung;
Fig. 3 ein Inline-Verfahren zum Herstellen eines Abdichtelements, wie es in Fig. 2 gezeigt ist;
Fig. 4A, 4B, 4C die Bildung einer zweiten Ausführungsform des Abdichtelements;
Fig. 5 ein Inline-Verfahren zum Herstellen eines Abdichtelements, wie es in Fig. 4 gezeigt ist;
Fig. 6 verschiedene Schichten eines Abdichtelements; Fig. 7A,
7B, 7C die Verwendung einer Sonde mit einem Abdichtelement;
Fig. 8 und 9 Möglichkeiten zur Installation einer Dichtungslasche und eines Stöpsels in einem Abdichtelement;
Fig. 10 Dichtmaterial, das mit einem Abdichtelement verwendet wird; und
Fig. 11A, 11B, 11C
und 11D die Abdichtung eines verzweigten Kabelspleißes unter Verwendung des Abdichtelements.
In Fig. 1 ist ein Abdichtelement 1 als eine Kanaldichtung gezeigt und dichtet einen ringförmigen Zwischenraum zwischen einem Kabel 2 (der oben erwähnten ersten Oberfläche) und einem Kanal 3 (der zweiten Oberfläche) ab. Das Abdichtelement 1 hat flexible und vorzugsweise im wesentlichen nichtdehnbare Wandungen 4, zwischen die ein Druckfluid wie etwa Luft eingeleitet ist. Eine äußere Oberfläche der Wandungen 4 kann mit einem Dichtmaterial 6 wie etwa einem Mastix versehen sein, um Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche des Kanals auszufüllen.
Fig. 2A zeigt eine Möglichkeit, wie ein Abdichtelement 1 hergestellt werden kann.
Ein Materialflächenkörper 7, vorzugsweise ein Laminat, wird mit einem Loch 8 versehen, durch das später eine Sonde eingeführt wird, um das Abdichtelement aufzuweiten. Das Loch 8 wird mit einer Lasche 9 abgedeckt, und fakultativ wird ein Dichtmaterial 10 zwischen dem Flächenkörper und der Lasche 9 vorgesehen. Als nächstes wird der Flächenkörper 7 zu einem Schlauch geformt, und eine Überlappverbindung 11 wird durch Schweißen oder Kleben gebildet. Im nächsten Schritt wird eine Sonde 12 für die spätere Druckbeaufschlagung entlang der Oberfläche des Flächenkörpers 7 und in dem Loch 8 positioniert. So kann das Produkt mit einer solchen an Ort und Stelle befindlichen Sonde geliefert werden. Alternativ kann die Sonde separat geliefert werden. In diesem Fall kann es erwünscht sein, daß bei der Herstellung irgendwelche Mittel angewandt werden, um zu verhindern, daß eine spätere Bahn für die Sonde blockiert wird, oder daß wenigstens eine Markierung vorgesehen wird, die anzeigt, wo die Sonde später einzuführen ist, weil das Loch 8 allgemein nicht sichtbar ist.
Nach dem Einführen der Sonde 12 werden Endabdichtungen 13 hergestellt, und zwar wiederum durch Schweißen oder Kleben und fakultativ mit Faltung. Der anschließende Schritt umfaßt das Aufbringen von innerem Dichtmaterial 6 zwischen Schaumstoff- oder anderen Barrieren 14, die im Gebrauch die Verlagerung des Dichtmaterials begrenzen. Das äußere Dichtmaterial 15 ist im letzten Schritt aufgebracht worden. Eine solche Schicht kann mit einer Haftfolie oder einer anderen geeigneten, sehr dünnen und hochflexiblen Lage abgedeckt werden. Sie kann dazu dienen, die Klebrigkeit herabzusetzen und die Reibung zu erhöhen. Die äußere und die innere Extraschicht können umgekehrt werden (speziell bei Verwendung der Trichterkonstruktion, die nachstehend in Verbindung mit Fig. 4 erläutert wird).
Fig. 2B zeigt die Positionierung einer Sonde 12 im wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Flächenkörpers 7.
Diese Folge von Vorgängen wird, wie Fig. 3 zeigt, als Inline-Verfahren ausgeführt. Dort wird der Flächenkörper 7 von einer Rolle 16 zugeführt. Eine Stanze 17 oder andere Einrichtung erzeugt das Loch 8, und die Lasche 9 und Dichtmaterial 10 werden von Rollen zugeführt und an Ort und Stelle durch Heißprägen angebracht. Eine Rolle 18 erzeugt die in Längsrichtung verlaufende Überlappverbindung 11. Stempel 19 erzeugen periodisch quer verlaufende Thermoschweißverbindungen 13, die die Enden von einzelnen Abdichtelementen definieren. Inneres Dichtmaterial 6 und Schaumstoffbarrieren 14 werden von Rollen zugeführt, und eine Schneideinrichtung 20 trennt die fertigen einzelnen Abdichtelemente 1 voneinander. Sie werden dann verpackt, wie bei 21 gezeigt ist.
Fig. 4A zeigt ein Herstellungsverfahren, das dem in Fig. 2A gezeigten ähnlich ist, wobei allerdings die Sonde zwischen zwei Wänden der Überlappverbindung 11 und nicht durch ein Loch 8 in einer einzigen Wand durchtritt. Ein trichterförmiges Loch 22 verläuft durch die Überlappverbindung 11 und enthält ein Dichtmaterial 10. Die Fig. 4B und 4C zeigen im Querschnitt den Weg, auf dem die Sonde 12 durch Dichtmaterial 10 in der Überlappverbindung zwischen Wänden 4 verläuft. Druck 23 innerhalb des Abdichtelements wirkt auf die Wände 4, die an dem Kanal 3 anliegen, so daß eine gute Abdichtung gewährleistet ist. Im allgemeinen kann es erwünscht sein, daß das Loch 8 so positioniert ist, daß ein Innendruck, der auf die Lasche wirkt (ob es sich nun um die separate Lasche wie in Fig. 2A oder eine Wand einer Überlapptverbindung wie in Fig. 4A handelt), die Lasche gegen das Kabel oder den Kanal drängt.
Das in Fig. 5 gezeigte Inline-Verfahren entspricht dem Verfahren von Fig. 4A. Eine profilierte Walze 24 kann verwendet werden, um die überlappenden Ränder miteinander auf solche Weise durch Thermoschweißen oder Verkleben zu verbinden, daß periodische trichterförmige Löcher zwischen ihnen verbleiben.
Das Abdichtelement 1 von Fig. 6 ist in teilweiser Umwickelkonfiguration gezeigt. Die Bezugszeichen entsprechen den oben verwendeten. Zusätzlich ist eine Dichtmaterialschicht wie etwa Mastix auf einer Oberfläche positioniert, die später eine nach innen weisende Oberfläche ist, die an einem Kabel angreift.
Die Fig. 7A, 7B und 7C zeigen das Einführen und Herausziehen einer Sonde. 12. Die Sonde ist durch bloßes Ziehen herausgezogen worden, wobei kein Aufschrauben usw. notwendig ist, da sie vorher in ihrer Lage durch bloße Reibung oder geringe Haftung gehalten wurde Es ist überraschend, daß eine zufriedenstellende Aufweitung und anschließende Abdichtung ohne eine Schraub- oder Bajonettverbindung oder sonstige mechanische Verbindung zwischen Sonde und Wand erreicht werden können. In Fig. 7C hat der Innendruck etwas Dichtmaterial 10 durch das Loch 8 gedrückt, was eine perfekte Abdichtung sicherstellt. Weitere Schichten können über der Oberseite des Gegenstands verwendet werden, wie gezeigt ist, beispielsweise ein Mastix oder anderes Dichtmaterial, das fakultativ mit einer dünnen flexiblen Folie abgedeckt ist. Der Wiedereintritt einer Sonde zum Entleeren und/oder zur weiteren Druckbeaufschlagung kann bei manchen Ausführungsformen möglich sein. Das hängt im allgemeinen davon ob, ob das Loch im eingebauten Produkt sichtbar und zugänglich ist.
In Fig. 8 ist eine Lasche in ein Abdichtelement bevorzugt nach dessen Herstellung mittels einer Sonde 12 eingesetzt, und zwar bevorzugt mit der Sonde, die zum Aufweiten verwendet wird, und bevorzugt auch als Teil des Aufblas- oder Aufweitvorgangs. Die Sonde 12 trägt eine Lasche, und die Lasche ist in einer kollabierten Konfiguration, wie bei 27 gezeigt ist. Wenn die Sonde geringfügig herausgezogen wird, was im zentralen Teil der Figur gezeigt ist, beginnt sich die Lasche 28 auszubreiten. Bei vollständigem Herausziehen der Sonde wird die Lasche 29 vollständig ausgebreitet. Der Vorgang kann analog dem Öffnen eines Schirms ablaufen.
Es ist zu sehen, daß das Druckgas die Sonde dann bei 30 verläßt.
Eine Alternative zu der schirmartigen Lasche von Fig. 8 ist eine stöpselartige Lasche 30 von Fig. 9. Der Stöpsel wird am Ende der Sonde 12 getragen, und eine Öffnung 31 für den Austritt von Luft ist darüber vorgesehen. Wenn die Sonde vollständig durch das Loch 8 eingeführt ist, wie im linken Teil der Figur zu sehen ist, liegt die Öffnung 31 innerhalb des Abdichtelements. Die Sonde wird dann herausgezogen, wobei anfangs Luft nach außerhalb des Abdichtelements geleitet wird (Mittelteil der Figur), und schließlich bleibt der Stöpsel zurück, um das Loch abzusperren (rechter Teil der Figur).
Ein Verbund-Dichtmaterialstreifen ist in den Fig. 10A, 10B und 10C gezeigt. Ein solcher Streifen kann an einer äußeren Oberfläche des Abdichtelements insbesondere in einer Richtung vorgesehen sein, die allgemein um den Umfang verläuft, wenn das Abdichtelement um ein Kabel herumgewickelt ist. Der Dichtungsstreifen weist einen Mastix oder ein anderes Dichtmaterial 6 zwischen Schaumstoff- oder anderen Barrieren 14 und eine dünne flexible Lage 15 Haftfolie oder anderes geeignetes Material auf. Die Lage 15 kann sie durchsetzende Perforationen 32 haben und zwischen zwei Schichten Mastix und über eine äußere Oberfläche der Schaumstoffbarrieren verlaufen, wie die Fig. 10B und 10C zeigen.
Die Fig. 11A, 11B, 11C und 11D zeigen das Abdichtelement, das zum Abdichten eines Auslasses eines Kabelspleißgehäuses 33 verwendet wird, das einen verzweigten Kabelspleiß enthält. Fig. 11A zeigt zwei Kabel 34, die aus einem Gehäuse 35 austreten. Ein Querschnitt nahe dem Ende des Gehäuses ist in den Fig. 11B und 11C gezeigt. In Fig. 11B ist ein Abdichtelement 1 um die beiden Kabel herumgewickelt worden und ist vor dem Aufblasen bzw. Aufweiten gezeigt. In Fig. 11C werden zwei Abdichtelemente 1 verwendet, und zwar jeweils eines um jedes Kabel herum. Der Effekt des Aufweitens eines Abdichtelements ist in Fig. 11D gezeigt. Es ist zu sehen, daß das Abdichtelement den Zwischenraum zwischen dem Gehäuse 35 und den Kabeln 34 abdichtet und somit den Eintritt von Verunreinigungen in das Spleißgehäuse verhindert. (Überlappte Lagen des Abdichtelements sind der Deutlichkeit halber geringfügig voneinander. getrennt gezeigt.) Das Gehäuse 35 in Fig. 11D ist vom Umwickeltyp, und ein Verschluß ist bei 36 gezeigt.

Claims

1. Flexibles hohles Abdichtelement (1) in Form einer Umhüllung, das gefüllt werden kann, um einen Zwischenraum zwischen einem ersten (2, 34) und einem zweiten (3, 35) Gegenstand abzudichten, und das unmittelbar durch eine Wand (4) hindurch oder zwischen Wänden (4) davon ein Loch (8) hat, wobei durch das Loch eine Sonde (12) eingeführt werden kann, um ein Druckmedium in das Element einzuleiten, dadurch gekennzeichnet, daß es eine innere Lasche (9) hat, durch die das Loch beim Herausziehen der Sonde automatisch abgedichtet wird.

2. Flexibles hohles Abdichtelement (1) in Form einer Umhüllung, das gefüllt werden kann, um einen Zwischenraum zwischen einem ersten (2, 34) und einem zweiten (3, 35) Gegenstand abzudichten, und das ein Loch (8) hat, durch das ein Druckmedium in das Element eingeleitet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß es eine innere Lasche (9) hat, die aufgrund von Druck in dem Element eine Abdichtung über dem Loch bildet.

3. Flexibles hohles Abdichtelement (1) in Form einer Umhüllung, das gefüllt werden kann, um einen Zwischenraum zwischen einem ersten (2, 34) und einem zweiten (3, 35) Gegenstand abzudichten, dadurch gekennzeichnet, daß es in einer Wand (4) davon ein im wesentlichen planares Rückschlagventil (9) hat, das zu der Ebene der Wand im wesentlichen parallel ist, wobei durch das Ventil ein Druckmedium in das Element durch eine Sonde (12) eingeleitet werden kann und wobei das Ventil beim Herausziehen der Sonde automatisch abgedichtet wird.

4. Abdichtelement nach Anspruch 1 oder Anspruch 3, das ferner eine genannte Sonde (12) aufweist.

5. Abdichtelement (1) nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 4 in Abhängigkeit von Anspruch 1, wobei die Lasche (9) einen flexiblen polymeren Flächenkörper aufweist, der an einer Wand (4) des Elements derart befestigt ist, daß die Sonde (12) zwischen der Lasche und der Wand im wesentlichen in der Ebene der Wand hindurchtreten kann.

6. Abdichtelement (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 oder nach Anspruch 4 in Abhängigkeit von Anspruch 1, wobei sich das Loch zwischen überlappenden Wänden einer Überlapptverbindung befindet und die Lasche eine Wand der Überlapptverbindung ist.

7. Abdichtelement (1) nach einem der Ansprüche 1, 2, 4, 5 oder 6, wobei ein erstes Dichtmaterial (10) zwischen der Lasche (9) und der Wand (4) vorgesehen ist.

8. Abdichtelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche) das ein zweites Dichtmaterial (6, 15) an einer äußeren Oberfläche davon hat.

9. Abdichtelement (1) nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei das erste Dichtmaterial (10) und/oder das zweite Dichtmaterial (6, 15) ein Getund/oder einen Mastix und/oder einen Elastomerschaum aufweist (aufweisen).

10. Abdichtelement (1) nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, wobei das zweite Dichtmaterial (6, 15) an einer nach außen weisenden Oberfläche davon eine dünne flexible polymere Schicht hat, die zuläßt, daß sich das Dichtmaterial verformt, die geringe Klebrigkeit und einen hohen Reibungskoeffizienten hat.

11. Abdichtelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wand (Wände) (4) davon unter Installations- und Betriebsbedingungen im wesentlichen nichtdehnbar ist/sind

12 Abdichtelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Form einer langgestreckten Umhüllung, die um ein Kabel (2, 34) herum gewickelt werden kann.

13. Verfahren zum Abdichten eines ersten Gegenstands (2, 34) gegenüber der Umgebung, das die folgenden Schritte aufweist:

wenigstens teilweises Positionieren des ersten Gegenstand in einem zweiten Gegenstand (3, 35),

Positionieren eines Abdichtelements (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zwischen dem ersten und dem zweiten Gegenstand und

Füllen des Abdichtelements mittels einer Sonde (12), um einen Zwischenraum zwischen dem ersten und dem zweiten Gegenstand abzudichten.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der erste Gegenstand (2, 34) ein Rohr oder ein Kabel aufweist und der zweite Gegenstand (3, 35) einen Kanal aufweist oder wobei der erste Gegenstand (2, 34) einen Kabelspleiß und der zweite Gegenstand (3, 35) wenigstens einen Teil einer Spleißmuffe aufweist, wobei das flexible Abdichtelement (1) einen Auslaß der Spleißmuffe abdichtet

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, wobei, nachdem das Abdichtelement (1) gefüllt worden ist, die Sonde (12) durch bloßes Ziehen entfernt wird