線纜穿過件及用於生產這種線纜穿過件的方法與流程
2023-05-22 05:13:46
本發明涉及一種線纜穿過件(cable transit)，特別是一種防蟲線纜穿過件，以及一種用於生產這種線纜穿過件的方法。
背景技術：
線纜穿過件、護孔環及壓蓋的使用已牢固地建立起來，並且使用它們的原因可能有所不同。一般的原因為易於安裝、耐久性以及為穿過件內部體積提供不同程度的防護。防護對象例如可涉及灰塵、溼氣/水、火或甚至爆炸。一種防護經常會與另一種相關，以致防塵線纜穿過件可以具備一些防水功能等，而且特定的穿過件可以按照各種國家或國際標準予以認證。
本發明涉及一種為防蟲而開發的線纜穿過件。由於這僅僅是功能性描述，因此不應該被認為是對所附權利要求的限制。
在現有技術中有大量線纜穿過件(或壓蓋、護孔環、引通件等)，由於大多數的穿過件都提供一定程度的防蟲性能，故應當理解，在限定現有技術時，實際穿過件的設計優於預期功能，因此該主題將在具體實施方式部分再論。
對於本發明的應用，典型的昆蟲可以是黃蜂或相似大小的昆蟲，並延伸到昆蟲家族之外，如果線纜穿過件也可以防止蜘蛛的介入，則更有益。線纜穿過件的目的是保護其所應用的裝置的功能，該裝置例如可以是監控攝像頭或其外殼，從而防止維修人員在打開裝置維修時發現不必要及可能的意外損害。
技術實現要素：
本發明的一個目的在於提供一種改進的防蟲線纜穿過件，其允許更柔性及方便地安裝。
根據第一方面，這些和其它目的完全或至少部分地通過一體形成的線纜穿過件實現。該線纜穿過件包括框架，以及由彈性材料形成的主體。所述框架被尺寸設定以待被插入分離壁的開口中，並且其具有從第一端到第二端的軸向延伸部L。至少一個通孔在主體的軸向延伸部中貫穿主體延伸，而且該至少一個通孔由圓柱形邊沿部分限定。線纜穿過件的至少一個通孔的圓柱形邊沿部分和框架之間的體積被凹進。
提供凹部將使線纜穿過件具有結構彈性或柔性。按這種方式，線纜穿過件的柔性或彈性將通過線纜穿過件所用的材料以及通過其設計來實現。一體形成的線纜穿過件也將增加其魯棒性。
在一個或更多實施例中，所凹進的體積從主體的第一端延伸，且在其它實施例中，所凹進的體積從主體的第一端和第二端延伸。在後一種情況下，從主體的第一端延伸的凹部被配置為與從主體的第二端延伸的凹部相反。凹部可以由隔膜隔離。在前一個實施例中，隔膜可基本上被配置於線纜穿過件的一端。這種配置在提供彈性和柔性方面是足夠的，然而可能的缺點是會暴露隔膜，特別是在其由於線纜穿過件的壓縮而更加凸出的情況。隔膜被配置於主體中的某處的後一種實施例，可以更好的保護隔膜，也可以產生一些附加的效果，將在具體實施方式部分討論。
在一個或更多實施例中，隔膜可被配置在主體在其軸向延伸部中的大致中間處，參見之前的討論。
線纜穿過件具有框架以及由圓柱形邊沿部限定的多個通孔。在圓柱形邊沿部不直接連接到框架的實施例中，固體材料橋在框架與至少一個通孔之間延伸。固體材料橋為柔性設計提供結構穩定性，從而有助於平衡具有高彈性和柔性線纜連接部件的需求而仍然保持線纜穿過件的魯棒性和完整性。
為了進一步簡化線纜穿過件的使用，在一個或多個實施例中，線纜穿過件可以包括從主體的徑向周邊延伸到至少一個通孔中且沿著主體的軸向延伸部的狹縫。該狹縫可在將線纜配置到線纜穿過件中時使用，如將在具體實施方式部分討論。
如果在框架和通孔的圓柱形邊沿之間設有固體材料橋，則優選狹縫也延伸穿過該固體材料橋。一種選擇是通過在材料橋一側的框架中配置狹縫，且在圓柱形邊沿部中採用同樣方式而繞開固體材料橋。雖然可行，但在該可選的實施例中，這種配置會負面地影響線纜穿過件的結構穩定性以及需要配置狹縫的隔膜的結構完整性。
在線纜穿過件包括至少兩個通孔的實施例中，其對應於大部分預見的實施例，優選固體材料的支撐結構在所述至少兩個通孔的圓柱形邊沿部之間延伸。該支撐結構除其位置以外，與先前描述的固體材料橋類似，而且目的和效果也相似。
支撐結構的設計可以不同。在僅有兩個通孔的實施例中，其設計或至少其定位是明確的。當具有三個或更多通孔時，其規則是每個圓柱形邊沿部應當連接到至少一個其它的圓柱形邊沿部(儘管沒有必要連接到所有其它圓柱形邊沿部)。在具體實施方式部分，將示出兩種變型，第一種是支撐結構像帶有輻條的中心轂(在線纜穿過件的整個長度上延伸)而起作用，輻條朝著每一個圓柱形邊沿部向外延伸；並且第二種是每個圓柱形邊沿部僅僅連接最鄰近的圓柱形邊沿部。很明顯，可有其它的實施例。
在任一種實施例中，主體的框架可以由固體材料形成，從而為線纜穿過件提供結構穩定性。
與凹進的體積類似，至少一個通孔可以由位於主體的第一端和第二端之間位置的薄膜分隔開。按此方式，沒有被線纜佔據的通孔(在安裝狀態)仍將起屏障作用。一種較不方便的解決方案將是向通孔中加入塞，然而與主體的其餘部分一體形成的薄膜將顯著簡化屏障功能的實現。
為了進一步增加線纜穿過件的通用性，在一個或幾個實施例中，該線纜穿過件可被設計為框架在第二端的方向上逐漸變細。漸縮的設計可以簡化線纜穿過件在結構的開口中的組裝，而且也可以使同一線纜穿過件適配到各種直徑的開口中。
在一個或多個實施例中，線纜穿過件可以進一步包括從主體的第一端向外延伸的徑向法蘭，其將起到將該線纜穿過件定位在開口中的作用，例如防止在組裝過程中線纜穿過件被推動穿過開口。
任何前述權利要求的線纜穿過件，其中至少主體是由聚合物材料形成的，諸如矽化合物或橡膠化合物，其中主體的材料的具有30-70的肖氏A硬度，優選為35-50肖氏A硬度，而且更加優選為大約40肖氏A硬度。框架以及在進一步的實施例中其它支撐結構的使用將使軟橡膠的使用成為可能，而凹進體積的加入使得「實際彈性」甚至比單獨由材料性能提供的更好。由於這種關於彈性性能可以接近甚至超過泡沫材料，同時仍能在關鍵區域提供結構穩定性，諸如框架與周邊結構之間的接觸區域，以及圓柱形邊沿部與配置在其中的線纜之間的接觸區域，所以超過泡沫材料的結構穩定性，泡沫這種類型的材料在本發明的線纜穿過件的應用中可能是不理想的。
在最直接的實施例中，框架可以由與主體相同的材料形成。以這種方式，整個線纜穿過件可以在單個成型工藝中製造。而且線纜穿過件的完整性可以受益於其以一體形成。具有不同結構性能的部分的使用(框架，隔膜，圓柱形邊沿部等)仍將允許在各部分中完成所需的性能。在其它實施例中，線纜穿過件可以在二次模製或共模工序中形成，使其能夠在不同部分中使用不同材料的化合物。例如，框架可以由符合其預期功能的更硬，更剛性的材料形成，並且同樣的材料可應用於橋、支撐結構、圓柱形邊沿部等。
線纜穿過件待被配置在其內的結構中的開口的形式很可能是圓形的。因此，在大多數實施例中，線纜穿過件的橫截面被認為是圓形的。然而以上和下面描述的特徵並不依賴於圓形橫截面，而且其不會影響製造線纜穿過件的方法。因此，線纜穿過件原則上可以具有任何橫截面形狀，諸如圓形，橢圓或多邊形。在該寬範圍的例子中，可以包括方形，矩形，五邊形，六邊形，七邊形或八邊形。
一種用於製造根據以上或下面描述的線纜穿過件的方法可以包括：
通過將第一半模與第二半模配置成面對的關係而準備模腔，其中第一和第二器具包括用於形成至少一個通孔的對準的第一延伸部以及用於形成凹部的第二延伸部；閉合模腔，將材料注入模腔中；使模腔中的材料固化；以及使所得到的線纜穿過件脫模。
本發明應用性的進一步範圍從以下給出的詳細描述將變得明顯。然而，應當理解，該詳細描述和具體示例在指出本發明的優選實施例的同時，僅以例示的方式給出，因為從這些詳細描述中，在本發明的範圍內的各種改變或變更對於本領域技術人員來說將變得明顯。因此，應當理解，由於這些裝置和方法可以變化，本發明並不局限於所描述的裝置的特定組件部分或所描述的方法的特定步驟。還應當理解，文中使用術語僅用於描述特定實施例的目的，並非旨在限制。必須注意的是，除非文中清楚地另外指示，否則如說明書和所附權利要求中使用的冠詞「一」「該」以及「所述」旨在意味存在一個或多個元件。因此，例如，提到「一通孔」或「該通孔」可以包括若干通孔等。此外，單詞「包括」並不排除其他元件或步驟。
附圖說明
本發明的這些和其它方面，現在將參照示出本發明實施例的附圖進行更詳細地描述。如圖中所示，為了示意目的，層和區域的尺寸被誇大，因此被提供於例示本發明實施例的大致結構。相同的附圖標記自始至終指代相同的部件。
圖1為根據本發明第一實施例的線纜穿過件的透視圖；
圖2為與圖1所示類似但從相反方向的線纜穿過件的透視圖；
圖3為圖2的設置有線纜的線纜穿過件的透視圖；
圖4為根據本發明進一步實施例的線纜穿過件的俯視圖。
具體實施方式
為了進一步解釋本發明，將參照其多個實施例進行描述。圖1為例示本發明第一實施例的透視圖。示出了線纜穿過件100。線纜穿過件100由具有框架102的彈性主體形成，框架102限定一形狀，其尺寸待插入諸如牆壁，天花板，箱板之類界定結構的開口中。該框架具有第一端104和第二端106以及二者之間的軸向延伸部L。總共四個通孔108從第一端104延伸到第二端106，且徑向位於框架102內。通孔108優選可被定尺寸為接收具有特定直徑的線纜或管道，並且可以照此對特定安裝進行定製。當討論製造主體的材料的性能時，顯而易見的是，該材料與線纜穿過件的設計相結合將導致線纜直徑的高偏差，而不損害線纜穿過件的目的。
每個通孔108由圓柱形邊沿部110限定，並且在徑向外側上，圓柱形邊沿部110與框架102直接連接，這是用於具有最大直徑的通孔的情況，或者經由材料橋111與框架102間接連接，這是用於其它通孔的情況。在徑向內側上，圓柱形邊沿部分連接到支撐結構112。圓柱形邊沿部110具有徑向延伸，以為線纜穿過件100提供一些結構穩定性，並且支撐結構112也有助於支持該目的。沒有這些結構，主體的結構穩定性可能變得太低，這可能導致圓柱形邊沿部分發生位移使得將主體的結構拉緊至使其撕開的程度。利用本設計，線纜穿過件和配置在其中的任何線纜將被充分地保持就位。
在例示的實施例中，材料橋111和支撐結構112均沿著線纜穿過件的整個軸向延伸部延伸。相反，在其它實施例中，這些結構111和112可以在軸向延伸部的局部上延伸，可以包括多個部分等。凹部114被限定在圓柱形邊沿部110和框架102未被連接處的圓柱形邊沿部110和框架102之間。凹部114將減少用於形成線纜穿過件100的材料，並且其將使線纜穿過件能夠具有增加的結構柔性，即使形成它的材料並不全部是有彈性的。就生產而論，減少的材料量和較大的暴露表面積將增加冷卻速率，因此其將減少用於形成線纜穿過件的模製工具的周期。這可以與DE1972078U中公開類型的線纜穿過件相比較，其中任何柔性或彈性將必須通過適當選擇線纜穿過件中使用的材料來提供。
狹縫116從主體的徑向周邊延伸到每個通孔108中。狹縫優選地可以沿著主體的整個軸向延伸部延伸，使得線纜(或線纜類結構)可以僅僅通過將其打開而設置在通孔中。這與將線纜的第一端旋入穿過通孔(在沒有狹縫116的情況下的選擇)相比可能是更為方便的配置。因此，狹縫116使得快速安裝以及現有安裝的簡化加裝成為可能。當存在材料橋111時，狹縫116優選也延伸穿過材料橋111，如圖所示。當考慮線纜已被安裝以致其自由端鎖定就位的安裝時，具有狹縫的優點是顯而易見的。然而，即使在自由線纜端存在，將線纜端旋入穿過通孔可以是一種選擇的情況下，使用狹縫仍然可能更方便，特別是如果存在明顯大於線纜直徑本身的、設置於線纜自由端上的大型連接件時。另一個原因可能是線纜被排列成束，又一個可能是線纜為剛性且難於處理，而且其它原因還可能是線纜端脆弱且對觸摸敏感，或者線纜本身太脆弱以致無法被推動穿過通孔和相關聯的膜。
為了進一步簡化安裝步驟，本實施例的線纜穿過件提供有從主體的第一端延伸的徑向法蘭118。該徑向法蘭將在線纜穿過件設置在界定結構的開口中時將其定位。
圖2是線纜穿過件的第二實施例的透視圖。該設計非常類似於圖1例示的設計。在圖1中未示出的僅有的兩個細節是每個通孔具有配置於第一端和第二端之間位置的薄膜120。薄膜120將防止穿過通孔108的自由通道也出現在線纜未配置在通孔中的情況下。薄膜120相當於薄的界定壁，並且薄膜120優選當線纜設置在通孔中時容易撕開。在一些實施例中，薄膜120可以提供有小的穿孔或撕裂啟始部，以進一步簡化線纜的配置。一個第一穿孔或撕裂啟始部可被配置在狹縫116的延伸中，使得一旦狹縫116打開，薄膜120就容易地打開。另外的穿孔或撕裂啟始部可被配置成與第一個成直角，使得當在其中配置線纜時，薄膜120可以很好地摺疊。
使薄膜120設置在第一和第二端之間的某處(例如在二者之間大致中間處)而不是在第一或第二端處(或之上)的一個效果是薄膜102被很好地保護。這不影響被線纜佔據的通孔，例如為了將來使用而沒有線纜的通孔的隔膜，應當優選維持在完整狀態，直到被使用。
此外，類似的薄膜可以呈現在凹部114中，並且為了清楚起見，這些薄膜將被稱為隔膜122。儘管薄膜120可能被線纜穿透，但是隔膜不會被穿透。因此，與薄膜120相比，隔膜122的厚度(沿軸向方向)可以增加(例如與0.5mm相比，約為1.5mm)。隔膜122將提供朝向穿過凹部的通道的屏障，同時仍允許線纜穿過件，特別是其主體顯著地彎曲。隔膜122優選被配置在主體的大致中間，以便被很好地保護。隔膜連接到圓柱形邊沿部分，並且優選連接到特定圓柱形邊沿部分的所有隔膜連接在相同的軸向位置處。這樣，隔膜可以作為「鉸鏈」，圓柱形邊沿部分可圍繞該「鉸鏈」樞轉。即使相鄰隔膜在軸向位置偏移的情況下，其它的隔膜配置也將允許樞轉動作，但是其可能更受限制，並且其可能對材料引入更高的應變，這是不期望的。在又一個實施例中，隔膜被配置成使它們的軸向位置將與線纜穿過件接觸周圍牆壁的軸向位置重合。這將確保從配置在線纜穿過件中的線纜傳遞的力，經由隔膜和框架，可以被周圍的牆壁高度吸收。例如，隔膜可被配置在緊靠徑向法蘭118一側的軸向位置處，或者配置在所述側和朝向第二端106一定距離處之間，以便增加在安裝狀態下隔膜與牆壁對齊的可能性。
材料的彈性以及通過線纜穿過件的設計帶來的彈性使得其能夠接收各種直徑甚至數量的線纜，同時仍提供對蜘蛛和諸如黃蜂和蜜蜂等昆蟲的屏障。
圖3例示根據圖2的線纜穿過件，其中配置有各種直徑的線纜126。線纜穿過件將會提供對各種小蟲(昆蟲和蜘蛛)的屏障，但也將在一定程度上提供防止灰塵和水分的屏障。根據性能，線纜穿過件也可以提供一些線纜應變消除，儘管這不是該線纜穿過件的主要目的。
圖4例示根據本發明的另一個實施例的線纜穿過件。本實施例與前述實施例的主要區別在於橫截面形狀和貫穿開口的數量。除此之外，其可以包括從框架202(對應於框架102)到隔膜222(對應於隔膜122)的相同特徵。按照上文指出的模式，相同的特徵自始至終給予相同的附圖標記。在圖4的視圖中，清楚地表示了穿孔或撕裂啟始部224。
在任何實施例中，框架102(或202)可以朝向線纜穿過件的一端逐漸變細，使得線纜穿過件的有效直徑朝向其一端減小。這將進一步增加線纜穿過件的柔性，使得可以將其容納在各種直徑的開口中。法蘭118將用作明顯的止動件，使得線纜穿過件在其配置在開口中時不會被推動或拉動穿過開口。沒有圓形橫截面的實施例也可以以相同的方式漸縮，不過更正確的表述是，在這種情況下橫截面尺寸將朝向線纜穿過件的一端減小。
此外，由於材料的性質(除了框架由更剛性的材料製成的實施例)，線纜穿過件至少在一定程度上適應開口的形狀。因此，即使開口是多邊形(例如六邊形或八邊形)，具有圓形橫截面的線纜穿過件也可以確保充分密封。不管線纜穿過件的這種適應性(forgiving nature)如何，可以顯而易見的提供各種橫截面，而不脫離所附權利要求的範圍。這種橫截面形狀可以包括圓形，橢圓形或對稱或非對稱布置的多邊形，例如方形，矩形，五邊形，六邊形，七邊形，八邊形等。圓形橫截面被認為是最優選的，隨後是矩形橫截面。對於圓柱形邊沿部分的形狀，相同的總結也是正確的。在所公開的實施例中，其具有圓形橫截面的中空圓柱體的形狀，因為將設置在其中的線纜具有近似圓形的橫截面。在其它實施例中，圓柱形邊沿部分的橫截面可以不同於圓形，大致與所述線纜穿過件的形狀相同。
在其它實施例(未示出)中，線纜穿過件可以由一種以上材料共同模製或二次模製，同時仍然形成為一體。例如，框架可以由第一種材料製成，並且主體(框架的內部，內側)可以由第二種材料製成。在這樣的實施例中，框架的材料可以顯著地比主體更加剛性，以便提供結構穩定性。在其它方面，這樣的實施例將類似於先前公開的實施例。其它可選方案可以是支撐結構112的材料比主體的其餘部分更剛性，並且特定實施例可以與框架的材料相同，而在其它實施例中，支撐結構的材料可以具有與框架和主體的其餘部分均不同的性能(例如硬度)。
根據任一實施例的線纜穿過件可以形成為一體，例如，通過注射成型或壓縮成型。不存在底切結構使得使用由兩個半模組成的簡單模腔成為可能。根據具體實施例，模腔的設計可以變化，但是下面介紹了一般的步驟。
在功能意義上，用於製造根據所提供的任一實施例的線纜穿過件的工具僅需要兩部分模具。每個半模分別具有用於形成通孔108，208以及凹部114，214的突起，每個半模的突起分別到達薄膜120，220和隔膜122，222。對於在薄膜120，220中具有撕開指示或穿孔的實施例，一個或兩個半模可以在每個突起的自由端上具有脊，使得半模實質上接觸，從而形成撕開指示或穿孔。
用於線纜穿過件的材料可以足夠軟以允許一些底切表面，然而對於具有法蘭118的實施例，優選的是，第一和第二半模在沿法蘭118的軸向延伸部的某處接觸。
根據其尺寸，狹縫116可以在或不在模製過程中形成。如果不在，則狹縫可以在模製後的步驟中配置，例如，通過使用工業刀片進行受控切割。在先前介紹的任何實施例中，狹縫可以與在開口中安裝線纜穿過件更接近的時間配置，例如，不在模製過程配置或不與模製過程直接相關，而是由負責將線纜穿過件安裝在開口中的實際維修人員配置。以這種方式，維修人員可以決定僅在需要的地方配置狹縫，例如，如果使用4個通孔中的3個，則最後一個通孔可以沒有狹縫。至少從強度的角度來看，對維持線纜穿過件的完整性是有利的。在一個實施例中，線纜穿過件在沒有被首先切縫的情況下被運送給維修人員，維修人員可以選擇將線纜旋入穿過通孔而不配置穿過框架的狹縫，但是對於一般情況，這將被認為是不必要的麻煩。
線纜穿過件可以以幾種不同的方式生產，以上的目的僅僅公開了其中之一。
線纜穿過件的材料可以是聚合物材料，例如矽化合物或橡膠化合物。實際的選擇可以根據特定應用做出，而且對於所介紹的實施例，使用了矽KE9250-U。
任何前述實施例的線纜穿過件將提供昆蟲屏障，防止一些最有害的昆蟲以及小蟲和蜘蛛沿線纜爬行以進入裝置。發明人的主要目的在於提供一種線纜穿過件，防止築巢昆蟲，諸如黃蜂、蜜蜂以及蜘蛛的進入。這種不速之客可能導致短路和其它故障，並且它們還可能阻止維修人員接近設備，或者至少引起極大的不適和身體傷害。典型的應用可以是監視攝像機或其外殼。監視攝像機，特別是位於戶外時，可以為黃蜂和蜘蛛提供有吸引力的築巢場所，並且黃蜂對維修人員構成潛在和直接的危害，蜘蛛在攝像機鏡頭前織網是發生故障的普遍原因。確保進入攝像機，攝像機外殼，攝像機柱等的線纜開口是防蟲的，從而在幾個方面改進攝像機的性能。許多線纜穿過件可以用於實現該目的，但是本線纜穿過件提供一種方便的選擇，其可負擔得起，而且功能可靠。