CN113258404A - 电缆终端和制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电缆终端和制造方法。电缆终端包括电缆的电缆端部，所述电缆具有保护性外护套和利用密封剂形成的包覆模制件，其中所述保护性外护套已被制备以促进粘合。结果，在护套和密封剂之间形成密封界面。

Description

电缆终端和制造方法
技术领域
本发明涉及一种制造电缆终端的方法。用于电缆的电缆终端通常被称为例如Y接头、H接头、T接头或包括插头或插座的电缆终端。由于流过电缆的电流大，需要根据要求确保水密性和电绝缘以及EMC屏蔽。
背景技术
当前的解决方案使用基于放置在壳体的盖中的硅酮粘合剂的固体垫圈或液体垫圈以及密封在电缆和壳体之间的固体硅酮垫圈。如果电缆的绝缘材料由非PVC材料(例如硅酮材料或交联聚乙烯材料(XPLE))或其它交联和非交联聚烯烃组成，则难以实现整个组件的紧密和密封连接。更具体地，如果聚氨酯材料，特别是双组分PUR材料用于密封应用中，则由于非PVC电缆绝缘的非粘合性行为而难以应用。
需要提供一种改进的电缆终端，其可以低成本制造并且提供良好的防水密封。
发明内容
本发明提供了电缆终端和制造电缆终端的方法。在说明书和附图中提供了实施例。
在一个方面，本发明涉及一种制造电缆终端的方法，该方法包括以下步骤：提供具有例如由XLPE材料制成的保护性外护套的电缆的电缆端部，制备电缆端部的保护性外护套以促进与密封剂的粘合，以及用密封剂对电缆端部进行包覆模制。
根据该方法，例如化学地、机械地或通过提供诸如促进与密封剂的粘合的附加装置来制备电缆端部的外护套。结果，在护套和密封剂之间形成密封界面。
根据一个实施例，该方法包括使用聚氨酯材料作为密封剂。这允许使用低压注射模制技术，其中密封剂的包覆模制件可以被模制以形成电缆终端的防水且密封的外壳，而不需要额外的壳体。
根据一个实施方案，该方法包括使用具有非PVC材料例如XLPE材料、聚烯烃、聚烯烃共聚物、交联聚烯烃和它们的共聚物的保护性外护套的电缆。这些材料对聚氨酯材料的粘合性非常差。因此，根据本发明的制备步骤提供了实质性的改进，以在对电缆端部进行包覆模制之后实现紧密的密封。
根据一个实施例，该方法包括将带施加到电缆端部的保护性外护套上。电缆可以是T3或T4级带，并且它可以缠绕在电缆端部周围或缠绕在将用密封剂包覆模制的多个电缆端部周围。如果电缆是施加在外护套和密封剂之间的PVC带，则可解决外护套和密封剂之间缺乏粘附性的问题，因为PVC提供对聚氨酯材料的良好粘附性。对外护套的粘合可以通过使用带上的粘合胶来实现，例如通过使用粘合PVC带。
根据一个实施例，该方法包括施加聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料带的步骤，例如具有布结构的PET织物带。这种织物结构提供了对聚氨酯材料的良好粘附性，并且可以通过使用粘合带来提供对保护性外护套的粘附性。
根据一个实施例，该方法包括将冷熔体施加到电缆端部的保护性外护套上的步骤。这种冷熔体不仅对聚氨酯材料而且对非PVC材料如XLPE、聚烯烃、聚烯烃共聚物、交联聚烯烃及其共聚物具有良好的粘附性能。
在一个方面，本发明涉及一种制造电缆终端的方法，该方法包括：围绕电缆端部定位环形弹性密封环；将由可热收缩材料制成的套筒定位在密封环上；使套筒热收缩以将压缩力施加到密封环上；以及用密封剂对套筒和电缆的相邻区域进行包覆模制。
根据该方法，通过使已被放置在密封环上的套筒热收缩而使弹性密封环首先固定到电缆的外周。由于热收缩过程，通过将压缩力施加到密封环上并且特别是施加到环的密封区域上的套筒，套筒被压缩。此后，被压缩的弹性密封环以其压缩状态固定地连接到电缆端部的外圆周，使得没有水或湿气可以在电缆和密封环之间通过。另一方面，由密封环和收缩套筒组成的中间结构允许改进包覆模制的密封剂和电缆之间的互连，特别是如果套筒和电缆上的外部隔离护套由相同材料制成。
根据另一实施例，可使用由聚氯乙烯(PVC)材料、聚偏二氟乙烯(PVDF)或氟化乙丙烯(FEP)材料制成的套筒，使得在热收缩时套筒紧密地配合在电缆上并与电缆连接。
根据一个实施例，可以使用由如下材料制成的密封环，该材料具有对电缆绝缘体进行压缩密封的功能并且可以经受热收缩套筒的施加过程。有利的材料是橡胶材料或硅树脂材料。这确保了对所有类型的电缆绝缘体的机械密封。
根据另一实施例，电缆端部可定位在导电壳体中，其中套筒定位成部分地围绕壳体。在热收缩套筒之后，相邻的密封环被套筒压缩并且一方面压靠电缆。另一方面，热收缩套筒也连接到壳体。因此，另外保护电缆免受试图将电缆从壳体和以及从也可覆盖壳体的包覆模制件中抽出的拉出力。
根据另一实施例，可将粘合剂施加到套筒的内表面。例如，套筒的内壁可以涂覆或层压有粘合剂，或者可以在热收缩之前在套筒和密封环之间引入单独的粘合剂层。
根据另一实施例，制备步骤包括将橡胶或硅树脂材料施加到电缆端部的保护性外护套上。由于这种密封件(例如环形密封环)之间的紧密夹紧，提供了对于水渗透的附加屏障，并且该密封环还提供了用于促进密封剂粘附到外护套的机械装置。
根据一个实施例，施加到保护性外护套上的密封环是PVC材料、橡胶、PTFE或硅树脂材料中的一种。例如，密封环可以由乙烯丙烯橡胶(EPR)、丁腈橡胶(NBR)、标准印度尼西亚橡胶(SIR)、氟橡胶(FPM)、乙烯丙烯酸橡胶(AEM)、氟硅橡胶、碳氟化合物和聚丙烯酸酯橡胶中的至少一种形成。
根据一个实施例，制备步骤包括对电缆端部的保护性外护套进行等离子处理或电晕处理。等离子处理或电晕处理能够使电缆端部的外护套与聚氨酯包覆模制件粘合。保护性外护套的等离子处理或电晕处理提供了密封剂的防水应用，并确保了对拉出力的高机械阻力。
根据一个实施方案，制备步骤包括利用溶剂对电缆端部的保护性外护套进行化学处理，例如通过应用醇如异丙醇。通过化学处理保护性外护套，清洁外护套的表面并除去污染物，这有助于避免在表面上形成杂质，否则杂质将阻止聚氨酯密封剂的粘附。异丙醇对保护性外护套是化学中性的并且快速蒸发。经处理的表面倾向于增加均匀分布在外护套表面上的粘附力，这导致外护套和密封剂之间的紧密性增加。当然，也可以使用其它溶剂，例如丙酮。
根据一个实施例，制备步骤包括对电缆端部的保护性外护套进行机械处理，例如外护套的粗糙化。这种粗糙化可以通过研磨材料如砂纸等进行。可以使用的其它机械处理方法包括喷砂、碱喷(soda blasting)和金属/非金属刷制，例如使用钢丝刷。
根据另一个实施方案，制备步骤包括对外护套进行组合的机械和化学处理。在外护套被机械处理以使表面粗糙化之后，通过用溶剂例如异丙醇清洁外护套来除去剩余的颗粒。这两个组合步骤产生清洁区域，该清洁区域在外护套和密封剂之间具有增加的接触表面。这导致表面能的改变并允许在包覆模制件和外护套之间建立可用作水屏障的连接。
在另一方面，本发明涉及一种电缆终端，特别是通过本文所述的方法制造的电缆终端。
根据一个实施例，电缆终端可包括位于电缆端部上的环形弹性密封环、由可热收缩材料制成并在密封环上热收缩从而压缩密封环的套筒、以及覆盖套筒和电缆端部的相邻区域的密封剂的包覆模制件。
根据一个实施例，密封剂由聚氨酯材料制成。这种材料非常适合于通过低压注射成型施加密封剂，具有对水的100％紧密隔绝、对油、酸和化学品的耐受性以及对温度和振动的耐受性。通过包覆模制聚氨酯材料，还可以实施标记或标志并以任何期望的颜色生产包覆模制件。此外，PUR包覆模制材料可以是固体或泡沫。
根据另一实施例，密封剂的包覆模制形成电缆终端的外壳，使得不需要单独的壳体或外壳。
电缆终端的其它实施例是Y接头、T接头或H接头，例如用于电动车辆中的高压应用。
附图说明
本文结合示意性地示出的以下附图来描述本发明的示例性实施例和功能，其中
图1是电缆终端的实施例；
图2是电缆终端的另一实施例；
图3是电缆终端的另一实施例；
图4是电缆端部的等离子体处理；
图5是根据另一实施例的穿过电缆端部的横截面；
图6是电缆终端的部分剖切截面；以及
图7是Y接头形式的电缆终端。
具体实施方式
图1示出了Y接头形式的电缆端部10的示例性终端，电缆终端包括被绝缘护套14包围的三个电导体12，绝缘护套14由非PVC材料制成，例如聚烯烃、聚乙烯或硅树脂材料。电缆终端包括接头，例如连接三个电导体12的铜接头26。在铜接头26的区域中，电缆端部10设置有密封剂(例如聚氨酯泡沫材料)的包覆模制件24。为了改善外护套14和密封剂24之间的粘附性，将例如T3或T4级的粘合PVC带30缠绕在保护性外护套14周围，并靠近铜接头26。在密封剂24和电缆的外护套14之间施加具有优异粘附性的密封剂的包覆模制件。
图2示出了与图1的实施例类似的电缆终端的另一实施例，其中通过将冷熔体32施加到外护套14和铜接头26上来进行保护性外护套14的制备。
图3示出了电缆终端的另一实施例，其中橡胶或硅树脂材料制成的密封环34被施加到保护性外护套上，与铜接头26相邻，以促进密封剂24的包覆模制件的粘附并提供防水密封。
图4示出了包括由绝缘护套14围绕的电导体12的电缆终端的电缆端部，其中包括等离子体喷嘴42的等离子体头40用于用等离子体束44处理保护性外护套14，从而产生在外护套14的圆周上延伸的等离子体处理区域46，其由非PVC材料制成，例如XLPE材料、聚烯烃、聚烯烃共聚物、交联聚烯烃及其共聚物。
图5示出了图4所示的电缆端部10的横截面，该电缆端部已经用聚氨酯泡沫的密封剂24包覆模制。通过施加大气等离子体来制备保护性外护套14显着地促进了密封剂24与外护套14的粘合。
图6示出了电缆端部10的终端，该电缆包括被绝缘护套14包围的一个或多个电导体12，该绝缘护套14由非PVC材料制成，例如聚烯烃、聚乙烯或硅树脂材料。电缆终端包括环形弹性密封环16，其由橡胶或硅树脂材料或任何其它材料制成，例如PTFE，其具有压缩密封电缆绝缘层的功能。密封环16任选地例如通过在外圆周处提供环形凹槽而呈锯齿状，且定位在电缆端部10上以围绕其外圆周。密封环16可以包括乙丙橡胶(EPR)、丁腈橡胶(NBR)、标准印度尼西亚橡胶(SIR)、氟橡胶(FPM)、乙烯丙烯酸橡胶(AEM)、氟硅橡胶、碳氟化合物和聚丙烯酸酯橡胶中的至少一种。
在所公开的实施例中，电缆端部10延伸到导电壳体18中，其中密封环16位于壳体18的端面附近。紧挨着密封环16，壳体18设置有形成环形突起的套环20。
在将电缆14插入壳体18之前，将由可热收缩材料(例如聚氯乙烯(PVC)材料、聚偏二氟乙烯(PVDF)或氟化乙丙烯(FEP)材料)制成的套筒15和密封环16定位在电缆端部之上，并且将电缆的编织屏蔽件22向后折叠。此后，将电缆端部10插入壳体18中，使得编织屏蔽层22位于壳体18的内圆周和电缆端部10的绝缘护套14之间。此后，壳体18在围绕其外周的位置C处被填隙，以将电缆端部10与壳体18连接，并在壳体18和编织屏蔽层22之间提供导电互连。
为了压缩密封环16并提供对水和湿气的紧密密封，密封环16由位于密封环16和套环20之上的套筒15压缩。套筒15随后在密封环16和壳体18的套环20上热收缩，并紧贴地配合在电缆端10的绝缘护套14上。此后，连接壳体18、密封环16、套筒15和电缆端部10以形成单元。
最后，套筒15、密封环16、电缆端部10的相邻区域和壳体18设置有密封剂24(例如，PUR密封剂)的包覆模制件，所述密封剂形成电缆端10的外壳。
为了提高套筒15、密封环16、绝缘护套14和可选壳体18之间的粘附力，可在套筒15的内表面处设置粘合剂17。这种粘合剂可以涂覆在密封环上或者可以作为单独的中间层提供。
应该注意的是，粘合剂层15以及壳体18仅仅是可选的，并且不一定需要提供被密封并且被隔离以防湿气和水的电缆端部。此外，壳体18可以设计为或包括插头或插座。电缆终端的其它实施例是Y接头、T接头或H接头，例如用于电动车辆中的高压应用。
图7示出了Y接头的示例，该Y形接头包括封闭在聚氨酯材料的包覆模制件24中的三个电缆端部10，该包覆模制件24具有块状形状并形成Y接头的外壳。

Claims (20)

1.一种制造电缆终端的方法，所述方法包括以下步骤：
提供电缆的具有保护性外护套(14)的电缆端部(10)；
制备所述电缆端部(10)的所述保护性外护套(14)以促进与密封剂(24)的粘合；以及
利用密封剂(24)对所述电缆端部(10)进行包覆模制。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中所述密封剂(24)是聚氨酯材料，并且/或者所述保护性外护套(14)是非PVC材料，所述非PVC材料包括聚烯烃、聚烯烃共聚物、交联聚烯烃和它们的共聚物中的至少一种。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中制备步骤包括：
将带例如T3或T4级带施加到所述电缆端部(10)的所述保护性外护套(14)上。
4.根据权利要求3所述的方法，
其中所述带是粘合带。
5.根据权利要求3或4所述的方法，
其中所述带是PVC带。
6.根据权利要求3或4所述的方法，
其中所述带是PET带，任选为PET织物带。
7.根据权利要求1或2所述的方法，
其中制备步骤包括：
将冷熔体施加到所述电缆端部(10)的所述保护性外护套(14)上。
8.根据权利要求1或2所述的方法，该方法进一步包括以下步骤：
将环形弹性密封环(16)围绕所述电缆端部(10)定位；
将由可热收缩材料制成的套筒(15)定位在所述密封环(16)上；
使所述套筒(15)热收缩以将压缩力施加到所述密封环(16)上；以及
利用所述密封剂(24)对所述套筒(15)、所述密封环(16)和所述电缆端部(10)的相邻区域进行包覆模制。
9.根据权利要求8所述的方法，
其中所述电缆端部(10)被定位在导电壳体(18)中，并且其中所述套筒(15)被定位成部分地围绕所述壳体(18)。
10.根据权利要求8或9所述的方法，
其中将粘合剂(17)施加到所述套筒(15)的内表面上。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中制备步骤包括：
将橡胶或硅树脂材料施加到所述电缆端部(10)的所述保护性外护套(14)上。
12.根据权利要求11所述的方法，
其中所述材料是PVC材料、橡胶、PTFE或硅酮材料中的一种。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中制备步骤包括：
对所述电缆端部(10)的所述保护性外护套(14)进行等离子体处理或电晕处理。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中制备步骤包括：
利用溶剂对所述电缆端部(10)的所述保护性外护套(14)进行化学处理。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中制备步骤包括：
对所述电缆端部(10)的所述保护性外护套(14)进行机械处理，所述机械处理包括以下中的至少一种：
使用研磨材料来使所述外护套(14)粗糙化；
喷砂；
碱喷；或
金属/非金属刷制。
16.一种电缆终端，所述电缆终端包括电缆的具有保护性外护套(14)的电缆端部(10)和包覆模制的密封剂(24)，所述电缆终端使用根据前述权利要求中任一项所述的方法来制造。
17.根据权利要求16所述的电缆终端，
其中所述密封剂(24)由聚氨酯材料制成并且所述电缆端部(10)的外部隔离护套(14)由非PVC材料制成。
18.根据权利要求17所述的电缆终端，
其中所述非PVC材料包含聚烯烃、聚烯烃共聚物、交联聚烯烃和它们的共聚物中的至少一种。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的电缆终端，
其中所述密封剂(24)由聚氨酯材料制成。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的电缆终端，
所述电缆终端包括插头、插座、Y接头、H接头或T接头。
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