CN115280624A - 电气设备和制造电气设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电气设备（100）和一种用于制造电气设备（100）的方法。电气设备（100）包括至少一根电缆线（110）；围绕至少一根电缆线（110）布置的电缆绝缘层（120），使得至少一根电缆线（110）的一部分至少部分地纵向伸出电缆绝缘层（120）；热缩管（130），其至少部分地围绕电缆绝缘层（120）来布置并且至少部分地围绕至少一根电缆线（110）的伸出电缆绝缘层（120）的部分来布置，以及密封材料（140），其至少部分地设置在电缆绝缘层（120）内部，从而密封至少一根电缆线（110）和电缆绝缘层（120）之间的任何间隙。

Description

电气设备和制造电气设备的方法

技术领域

本发明涉及一种电气设备及其制造方法，特别是一种具有改进的密封性能的电气设备。

背景技术

电气设备，诸如延伸穿过电缆绝缘层的电缆线，在本领域中是众所周知的。电子产品的热固性包覆成型也是与电气设备相关的已知技术，特别是在汽车工业中。尤其是汽车工业应用需要紧密的电气连接，以确保电气设备的长寿命。目前，印刷电路板（PCB）可直接与电缆线接触，然后为了密封，将热固性材料包覆成型以密封整个布置。

与已知技术相关的问题部分是基于包覆成型材料在容纳电缆线的电缆绝缘层处的不良粘附特性。这可导致环境介质沿着包覆成型材料和电缆绝缘层之间的间隙蔓延，从而显著降低整体的紧密性。此外，任何包覆成型工具的夹紧力均可损坏电缆绝缘层和/或电缆线。此外，热固性包覆成型元件的锋利边缘和/或边沿可导致电缆绝缘层由于磨耗而磨损。

然而，最大的缺点是基于粘度非常低的热固性包覆成型材料的高蔓延能力，这种材料可能会蔓延到电缆线和电缆绝缘层之间的任何间隙中。所述间隙内的热固性包覆成型材料的所述蔓延和固化可增加电缆布置的整体脆性。

示例性电气设备从DE 10 2008 009 620 A1、JP 6 142 807 B2、JP 2003/086266A、DE 196 13 228 B4和US 5 380 224 A中获知。

发明内容

因此，本发明的目的是提供具有改进的密封特性并且可在很长一段时间内确保其功能性的电气设备。

该目的可通过根据独立权利要求1的电气设备和根据独立权利要求8的用于制造电气设备的方法来实现。优选实施例在从属权利要求中给出。

本发明至少部分地基于以下认识：在用电缆绝缘层来绝缘的电缆线处提供热缩管并且用填充材料填充该热缩管的过程可改进整个布置的密封能力。具体地，将填充有密封材料的热缩管安装到电缆绝缘层内绝缘的电缆线，然后对热缩管施加热的过程可至少部分地收缩管，因此，使管收缩可导致填充材料被迫进入电缆绝缘层和电缆线之间的任何间隙。这在电缆线连接到印刷电路板的情况下是特别有利的，该印刷电路板然后经由热固性包覆成型工艺嵌入到热固性材料中，诸如例如热固性聚合物，例如聚酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂、本体模塑料等。

因此，根据本发明的第一方面，公开了一种电气设备。根据本申请的电气设备包括至少一根电缆线；围绕该至少一根电缆线布置的电缆绝缘层，使得至少一根电缆线的一部分至少部分地纵向伸出电缆绝缘层；热缩管，其至少部分地围绕电缆绝缘层（在纵向方向上）布置并且至少部分地围绕至少一根电缆线的伸出电缆绝缘层的部分（在纵向方向上）布置；以及密封材料，其至少部分地设置在电缆绝缘层内部，从而密封至少一根电缆线和电缆绝缘层之间的任何间隙。

在优选实施例中，根据本发明的电气设备还可包括密封元件，该密封元件至少部分地围绕热缩管并且至少部分地围绕至少一根电缆线的伸出电缆绝缘层的部分布置（在纵向方向上）。密封元件可通过热固性包覆成型工艺形成。

可通过将热缩管热缩而被迫进入到电缆绝缘层和至少一根电缆线之间的任何间隙中的密封材料可防止经由所述热固性包覆成型工艺施加到电气设备的任何热固性材料蔓延到至少一根电缆线和电缆绝缘层之间的所述间隙中。

优选地，此外本发明的电气设备可包含电子组件，该电子组件嵌入在密封元件内并且电连接到至少一根电缆线。例如，电子组件可以是具有电导体的印刷电路板，该电导体可连接到至少一根电缆线。

在根据本发明的电气设备的另一有利实施例中，在包覆成型工艺之后，密封材料适于在固化后至少部分为固态，但在固化前至少部分为液态。在固化之后，密封材料被配置成保持弹性，该弹性适于确保至少一根电缆线和/或电缆绝缘层的至少一些柔性，而没有任何损坏至少一根电缆线和/或电缆绝缘层的风险。例如，固化后密封材料的粘度可在约10kmPas至约20k mPas的范围内，优选从约13k mPas至约17k mPas，更优选约15k mPas。

在进一步且优选的实施例中，密封材料是热熔粘合剂、胶水、蜡或油脂。

有利地，热缩管通过经由例如热风枪、红外线灯、烘箱、插入预热的热固性模具等向热缩管施加热而热缩。

优选地，在将热缩管安装到电缆绝缘层之前，热缩管的内层至少部分地覆盖有密封材料。

在本发明的另一方面，公开了一种用于制造电气设备的方法。根据本发明的方法包括提供至少一根电缆线和围绕该至少一根电缆线布置的电缆绝缘层，使得至少一根电缆线的一部分至少部分地纵向伸出电缆绝缘层，（在纵向方向上）提供至少部分地围绕电缆绝缘层并且至少部分地围绕至少一根电缆线的从电缆绝缘层突出的部分的热缩管，提供至少部分地在热缩管内的密封材料，以及向热缩管施加热，使得热缩管至少部分地收缩，从而迫使密封材料进入电缆绝缘层，以密封电缆绝缘层和至少一根电缆线之间的任何间隙。

因此，通过向优选地预先填充有密封材料的热缩管施加热，可使热缩管收缩，从而迫使密封材料进入至少一根电缆线和电缆绝缘层之间的任何间隙中，以对其进行密封。

在优选实施例中，本发明的方法进一步包括至少部分地对热缩管进行热固性包覆成型和至少部分地对至少一根电缆线的伸出电缆绝缘层的部分进行热固性包覆成型以形成密封元件。

用最初提供在热缩管内的密封材料密封任何间隙的过程可防止经由热固性包覆成型工艺施加的任何热固性材料蔓延到电缆绝缘层中。因此，电缆绝缘层可以保持弹性，并且可以防止电缆线因热固性材料蔓延到电缆绝缘层中而造成任何损坏。

在另一个有利的实施例中，本发明的方法还可包括在密封元件内提供至少一个电子组件并将至少一个导体与至少一个电缆线电连接。优选地，在用热固性材料对电子组件进行热固性包覆成型用于密封电子组件之前，将电子组件电连接到至少一根电缆线。例如，电子组件可为印刷电路板。

优选地，密封材料适于在包覆成型和密封处理期间至少部分地为液体，以确保密封材料能够流入至少一根电缆线和电缆绝缘层之间的任何间隙中。固化后，密封材料可至少部分为固态。另选地，密封材料可适于保持至少部分柔软。

此外，优选密封材料是热熔粘合剂、蜡或油脂。

此外，可能有利的是，对热缩管施加热的步骤包括向热缩管施加温度在大约90℃和大约250℃之间的范围内（取决于密封材料）的热。

进一步优选的是，在将热缩管安装到电缆绝缘层和至少一根电缆线之前，热缩管的内层至少部分地覆盖有密封材料。

附图说明

通过研究和执行本公开并通过考虑附图，本领域普通技术人员将清楚本发明的其他特征和方面，其中：

图1示出根据本发明的示例性电气设备的截面视图；

图2示出图1的部分A的放大视图；以及

图3示出根据本发明的用于制造电气设备的方法的示例性流程图。

具体实施方式

图1示出创新的电气设备100的截面视图。电气设备100包括电缆线110，电缆线110在电缆绝缘层120内沿纵向方向102延伸，使得电缆线110的一部分至少部分地纵向伸出电缆绝缘层120。热缩管130被布置成使得在纵向方向上其至少部分地围绕电缆绝缘层120并且至少部分地围绕电缆线110的伸出电缆绝缘层120的部分。热缩管130至少部分地填充有密封材料140，该密封材料140设置在热缩管130和电缆绝缘层120之间以及至少一根电缆线110和电缆绝缘层120之间（见图2）。然而，热缩管130直接接触电缆绝缘层120，其间没有任何密封材料140的情况也在本发明的范围内。

密封材料140可为热熔粘合剂，诸如例如蜡、油脂。密封材料140可被配置成保持持续柔软和弹性。另选地，密封材料140被配置成至少在包覆成型和密封过程期间保持至少部分柔软，但在密封材料填充至少一根电缆线110和电缆绝缘层120之间的任何间隙之后可为固态的。在后一种情况下，密封材料140被配置成包括弹性，以用于为至少一根电缆线110和/或电缆绝缘层120提供适当的柔性。

图1的电气设备100还包括密封元件150，该密封元件150由热固性材料制成并且优选地通过热固性包覆成型工艺形成。具体地，如图1所示，密封元件150至少部分地围绕热缩管130布置并且至少部分地围绕电缆线110的延伸出电缆绝缘层120的部分布置。在图1所示的优选实施例中，电气设备100还包括电子组件160，诸如例如印刷电路板，其电连接到电缆线110的伸出电缆绝缘层120的部分。优选地，密封元件150被配置成完全封装电子组件160，以用于将电子组件160与环境、诸如例如空气或流体进行密封。例如，电子组件150可为流体感测设备的一部分并且可淹没在腐蚀性流体诸如尿素中。

图2示出图1的部分A（参见点划线圈）的放大视图。从图2中可以看出，密封材料140设置在至少电缆线110和电缆绝缘层120之间的间隙内。特别地，密封材料140可以通过热缩管130的热缩被迫进入至少一根电缆线110和电缆绝缘层之间的部分。热缩管130的最终收缩可改变热缩管的内部体积，从而迫使密封材料140进入至少一根电缆线110和电缆绝缘层120之间的任何间隙。

为确保密封材料140主要被迫进入所述间隙，可先将热缩管130在其围绕电缆绝缘层120的一侧加热。然后，可从对侧来加热热缩管130，即，热缩管130围绕突出并延伸出电缆绝缘层120的至少一根电缆线110的地方来加热，其中加热可在电缆绝缘层120的方向上进行。

图3示出根据本发明的用于制造电气设备100的方法的示例性流程图。

图3的方法开始于步骤200，然后进行到步骤210，其中提供至少一根电缆线110和围绕至少一根电缆线110布置的电缆绝缘层120，使得至少一根电缆线110的一部分至少部分地纵向伸出电缆绝缘层120。

在下一步骤中，提供热缩管130，使得在纵向方向上，其至少部分地围绕电缆绝缘层120并且至少部分地围绕至少一根电缆线110的伸出电缆绝缘层120的部分。此外，在提供之前，热缩管130填充有密封材料140。具体地，热缩管130的内层至少部分地覆盖有密封材料140。

另选地，在围绕电缆绝缘层120和至少一根电缆线110的延伸出电缆绝缘层120的部分设置热缩管130之前，可将密封材料140施加到将设置和安装热缩管130的部分。然后，在将密封材料140施加到电缆绝缘层120和电缆线110之后，围绕密封材料140设置热缩管130。

然后，在下一步骤220中，对热缩管130施加热，使得热缩管130至少部分收缩，从而迫使密封材料140进入电缆绝缘层120中，以密封电缆绝缘层120和至少一根电缆线110之间的任何间隙。

在最后的步骤240中，热缩管130和至少一根电缆线110的伸出电缆绝缘层120的部分用热固性材料来热固性包覆成型以形成密封元件150。然后，该方法结束于步骤250。

在优选实施例中，电子布置160，诸如印刷电路板，也可嵌入在热固性密封元件150内。

根据本发明的电气设备100可适用于例如所有种类的传感器。例如，电子组件160可携带配置成浸入腐蚀性流体诸如尿素中的超声换能器。通过本发明，可确保被嵌入在密封元件150中以用于对电子组件密封的电子组件160和相关联的控制单元之间的适当的电连接。

然而，本发明不限于上述类型的传感器。例如，本发明还可应用于门把手传感器、感应转子位置传感器、NOx传感器、振动传感器以及要求和需要对任何线束进行适当密封的任何其他类型的传感器。本发明可用在随后应用热固性包覆成型工艺的任何电连接中。

Claims (14)

1.一种电气设备（100），包括：

- 至少一根电缆线（110）；

- 电缆绝缘层（120），其围绕所述至少一根电缆线（110）布置，使得所述至少一根电缆线（110）的一部分至少部分地纵向伸出所述电缆绝缘层（120）；

- 热缩管（130），其至少部分地围绕所述电缆绝缘层（120）来布置并且至少部分地围绕所述至少一根电缆线（110）的伸出所述电缆绝缘层（120）的部分来布置；以及

- 密封材料（140），其至少部分地设置在所述电缆绝缘层（120）内部，从而密封所述至少一根电缆线（110）和所述电缆绝缘层（120）之间的任何间隙。

2.如权利要求1所述的电气设备（100），还包括：

- 密封元件（150），其至少部分地围绕所述热缩管（130）来布置并且至少部分地围绕所述至少一根电缆线（110）的伸出所述电缆绝缘层（120）的部分来布置，所述密封元件（150）通过热固性包覆成型工艺形成。

3.如权利要求2所述的电气设备（100），还包括：

- 电子组件（160），其嵌入在所述密封元件（150）内并电连接所述至少一根电缆线（110）。

4.如前述权利要求中任一项所述的电气设备（100），其中所述密封材料（140）适于在固化后至少部分地为固态。

5.如前述权利要求中任一项所述的电气设备（100），其中所述密封材料是热熔粘合剂、蜡或油脂。

6.如前述权利要求中任一项所述的电气设备（100），其中通过向所述热缩管施加热量而使所述热缩管（130）热缩。

7.如前述权利要求中任一项所述的电气设备（100），其中所述热缩管（130）的内层至少部分地覆盖有所述密封材料（140）。

8.一种用于制造电气设备（100）的方法，包括：

- 提供至少一根电缆线（110）和围绕所述至少一根电缆线（110）布置的电缆绝缘层（120），使得所述至少一根电缆线（110）的一部分至少部分地纵向伸出所述电缆绝缘层（120）；

- 至少部分地围绕所述电缆绝缘层（120）并且至少部分地围绕所述至少一根电缆线（110）的从所述电缆绝缘层（120）伸出的部分来提供热缩管（130）；

- 在所述热缩管（130）内至少部分地提供密封材料（140）；以及

- 向所述热缩管（130）施加热，使得所述热缩管（130）至少部分地收缩，从而迫使所述密封材料（140）进入所述电缆绝缘层（120）中以密封所述至少一根电缆线（110）和所述电缆绝缘层（120）之间的任何间隙。

9.如权利要求8所述的方法，还包括：

- 对所述热缩管（130）和所述至少一根电缆线（110）的伸出所述电缆绝缘层（120）的部分进行热固包覆成型，从而形成密封元件（140）。

10. 如权利要求9所述的方法，还包括：

- 在所述密封元件（140）内提供至少一个电导体；以及

- 将所述至少一个导体与所述至少一根电缆线（110）电连接。

11.如权利要求8至10中任一项所述的方法，其中所述密封材料（140）适于在固化后至少部分地为固态。

12.如权利要求8至11中任一项所述的方法，其中所述密封材料是热熔粘合剂、蜡或油脂。

13.如权利要求8至12中任一项所述的方法，其中向所述热缩管（130）施加热的步骤包括：

- 向所述热缩管（130）施加温度在从大约90℃到大约250℃的范围内的热。

14.如权利要求8至13中任一项所述的方法，其中所述热缩管（130）的内层至少部分地覆盖有所述密封材料（140）。

Images