DE2539275C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hohlen wärmeschrumpf­ fähigen Gegenstand, in dessen Innenraum sich ein Raum­ teiler befindet, der bei der Schrumpftemperatur des Gegenstandes im wesentlichen unschmelzbar ist und wenig­ stens einen Teil des Inneren des Gegenstandes in zwei oder mehrere sich longitudinal erstreckende Abteile (4) trennt, wobei in jedes dieser Abteile wenigstens zwei zu verbinden­ de elektrische Leiter (6, 7) eingeführt werden können.

In der US-PS 32 43 211 sind zahlreiche wärmerückstellfähige Gegenstände einschließlich im allgemeinen rohrförmiger wärme­ schrumpffähiger Gegenstände mit schmelzbaren Einsätzen ver­ schiedener Typen beschrieben. Beispiele von schmelzbaren Ein­ sätzen sind thermoplastische Polymermaterialien und schmelz­ bare anorganische Materialien, z. B. Lötmittel. Zahlreiche Vor­ richtungen gemäß dieser Patentschrift sind im Handel erhältlich.

Typisch für solche Vorrichtungen sind wärmeschrumpfbare Rohre, die in ihrem Inneren einen Ring aus Lötmittel aufweisen sowie ähnlich ausgestattete Rohre, die auch am oder nahe am Ende ei­ nen Ring aus schmelzbarem Polymermaterial aufweisen. Wenn eine dieser Vorrichtungen durch Wärmeschrumpfung über beispielswei­ se ein Paar von zu verbindenden Leitern installiert wird, schrumpft das Rohr, das Lötmittel schmilzt und bildet gleich­ zeitig eine sichere elektrische Verbindung zwischen den Lei­ tern und vervollständigt die Isolierung der Verbindung. Wenn der Gegenstand mit ringförmigen Einsätzen aus Polymermaterial ausgerüstet ist, so schmelzen diese beim Erhitzen und verhin­ dern wirksam den Eintritt von Feuchtigkeit. Ferner verstärken sie die schrumpfenden Enden des Rohres und unterstützen hier­ durch die Verhinderung des Ausfließens von Lötmittel aus den gewünschten Bereichen.

Diese handelsüblichen Gegenstände können natürlich nur ein einzelnes Paar von Leitern innerhalb jeder rohrförmigen Muffe verbinden. Wenn eine Vielzahl von Leiterpaaren zu verbinden ist, so hat das jeweils innerhalb der eigenen individuellen Muffe zu erfolgen.

In der DE-OS 21 24 128 wird ein Verbindungselement für ein Paar von Koaxial-Kommunikationskabeln beschrieben, welches eine Metallmuffe zur Verbindung der zentralen Lei­ ter aufweist, ferner ein rohrförmiges Verbindungsstück, welches mit jedem äußeren Leiter des Kabels mittels eines Rings aus Lötmittel verbunden ist, und welches schließlich eine wärmeschrumpffähige Muffe aufweist, die die Verbindung zwischen den Koaxial-Kabeln umhüllt.

Das DE-GM 70 25 429 beschreibt einen hohlen wärmeschrumpf­ fähigen Gegenstand, der zur Umhüllung von Kabeln verwendet werden kann, insbesondere für Kraftstrom- und Telekommunika­ tionskabel. Dieser Gegenstand weist in seinem Inneren einen Raumteiler auf, der bei der Rückstelltemperatur des Gegen­ stands unschmelzbar ist und der den Gegenstand in eine Anzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden Abteilen aufteilt, wobei in jedes dieser Abteile zu verbindende elektrische Kabel eingesetzt werden können, so daß unter­ schiedliche Verbindungen voneinander mittels des Spleißungs­ körpers isoliert werden können.

Es gibt jedoch Gelegenheiten, bei denen es erwünscht ist, daß eine einzelne Muffe zur Umhüllung der Verbindung zwischen zwei oder mehreren Leiterpaaren verwendet werden kann. Eine solche Anordnung kann in räumlich beengten Situationen Platz sparen und die Installationszeit verkürzen. Weil vom elektrischen Standpunkt befriedigender, wird eine solche Anordnung bei der Verbindung von Leitern, die für Hochfrequenzanwendungen ver­ wendet werden, eingesetzt, da hierdurch die Impedanz der Verbindung stär­ ker an die des Kabels angenähert werden kann. So enthalten z. B. gewisse Typen von Telefonkabeln, die für die "Puls-Code-Modula­ tions-Übertragung" verwendet werden, vier Leiter, die so an­ geordnet und dimensioniert sind, daß sie eine Impedanz von 75 Ohm haben, und es ist um so besser, je näher die Impedanz der Verbindung an diesen Wert herankommt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend vom vorstehend erläuterten Stand der Technik, eine Vielzahl von unterschied­ lichen Körpern, insbesondere Leiterpaaren, innerhalb einer gemeinsamen Muffe ohne zusätzliche Arbeitsschritte sicher und feuchtigkeitsdicht zu verbinden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Gegenstand zusätzlich einen schmelzbaren Einsatz (2) zur Verbindung der im glei­ chen Abteil befindlichen Leiter enthält, wobei der schmelz­ bare Einsatz die Form eines Ringes hat, der den Raumteiler (3) umgibt, so daß wenigstens ein Teil des schmelzbaren Einsatzes (2) sich an der Umfangsbegrenzung jeden Abteils (4) befindet und beim Erhitzen das schmelzbare Material aufgetrennt wird und elektrisch getrennte Teilmengen davon in jedes Abteil gerichtet werden.

Eine bevorzugte Ausbildung des Gegenstandes der Erfindung ist ein wärmeschrumpfba­ res Rohr (1) mit einem schmelzbaren Einsatz (2) in Form eines koaxialen Ringes aus einem Lötmittel, der an der inneren Wand in einem zentralen Bereich angeordnet ist, sowie ein Raumteiler (3), welcher wenigstens den zentralen Be­ reich in wenigstens zwei, vorzugsweise vier Abteile (4) trennt, wobei der Ring das Abstandsstück umgibt und worauf nach Er­ hitzen zwecks Schrumpfung des Rohrs und Schmelzen des Lötmit­ tels über eine Vielzahl von miteinander zu verbindenden Leiter­ paaren Teile des Lötmittels in jedes Abteil gerichtet werden.

Dr Raumteiler (3) kann aus einem dünnen, in Längsrichtung in­ nerhalb des rohrförmigen Gegenstandes angeordneten Streifen bestehen, um diesen in zwei Teile zu teilen; er kann ein Streifen mit einem Querschnitt eines vorzugsweise regulären Polygons, z. B. eines gleichseitigen Dreiecks, eines Quadrats oder eines Fünfecks sein, oder er kann jeden konstanten oder veränderlichen Querschnitt aufweisen. Bevorzugt wird jedoch ein Einsatz, dessen Querschnitt die Form eines Kreuzes oder eines vierzackigen Sterns hat, wobei die freien Arme des Kreu­ zes oder Zacken des Sterns relativ eng oder spitz sind, um "Todräume" zwischen den Abteilen zu vermeiden. Solche Einsätze teilen den Gegenstand in vier Abteile; entsprechend geeignete Formen werden auch für andere Zahlen von Abteilen bevorzugt. Der Raumteiler kann sich über die ge­ samte Länge des Gegenstandes oder nur über einen Teil bis zu dem oder den offenen Enden erstrecken. Der Raumteiler hat normalerweise eine größere Länge als der schmelzbare Einsatz, welcher bevorzugt im Mittelpunkt des Gegenstandes zentriert ist.

Der Einsatz (2) kann aus jedem schmelzbaren Material, vorzugsweise aus einem Material bestehen, welches im Stande ist, elektri­ sche Verbindungen durch Schmelzen und Berührung der Leiter in den Abteilen, z. B. Lötmittel, herzustellen. Es wurde überra­ schenderweise gefunden, daß ein einzelner Ring aus Lötmittel, der kontinuierlich um den Raumtrenner angeordnet ist, sich beim Erhitzen unter Bildung einer Vielzahl von Verbindungen, die voneinander isoliert sind, trennt, so daß kein Leitweg zwischen ihnen vorliegt.

Die beanspruchten Gegenstände betreffen daher eine Methode und Einrichtungen, durch die ein eine Vielzahl von Leitern enthal­ tendes Kabel leicht mit einem anderen ähnlich langen Kabel verbunden werden kann oder das Kabel abgeschlossen werden kann, z. B. zu einem Leiterblock, gewünschtenfalls durch eine Impedanz-gerechte Verbindung.

Zahlreiche Materialien sind für die verschiedenen Teile des Gegenstandes geeignet. Für den wärmeschrumpffähigen Gegenstand können beliebige Materialien, denen die Eigenschaft der Wärme­ rückstellfähigkeit verliehen werden kann, verwendet werden, z. B. Polymermaterialien, wie Polyäthylen, Polybuten, Äthylen­ copolymere (mit z. B. Vinylacetat und Äthylacrylat), Polyviny­ lidenfluorid, Polyvinylchlorid, Polytetrafluoräthylen; ela­ stomere Materialien, wie diejenigen, die in der US-PS 35 97 372 beschrieben sind; Polybutadien, Silikone, oder Gemische von zwei oder mehreren dieser Materialien, falls notwendig durch Strahlung oder auf chemische Weise vernetzt und wärmerück­ stellfähig gemacht, wie beispielsweise in der US-PS 20 27 961, 20 27 962 und 30 86 242 beschrieben.

Für den schmelzbaren Einsatz (2) wird vorteilhaft ein schmelzba­ res leitfähiges Material verwendet. Bevorzugt wird eine Form von Lötmittel, z. B. Sn63 (das ist eine Legierung von 63% Zinn und 37% Blei), die vorzugsweise ein Flußmittel enthält.

Der Raumleiter (3) kann aus beliebigem Material von geeignet hohem Erweichungspunkt bestehen. Für die Herstellung von elektrischen Verbindungen sollte er ein Isolator sein oder wenigstens eine isolierende Oberfläche besitzen. Ein hoch­ schmelzendes oder hitzehärtbares Polymeres wird bevorzugt, z. B. vernetztes Polyvinylidenfluorid oder Polytetrafluoräthy­ len. Der Raumteiler kann durch Extrusion oder sonstige Bear­ beitung zu dem geeigneten Querschnitt verformt und in die ge­ wünschte Länge geschnitten werden, oder er kann als solcher durch direkte Verformung hergestellt werden.

Die Materialien des Raumteilers (3) und des wärmeschrumpffähigen Gegenstandes können beliebige herkömmliche Zusätze, z. B. feuer­ hemmende Mittel, Antioxydantien, Füllstoffe und Pigmente, ent­ halten. Ein thermochromes Material kann in oder auf dem Gegen­ stand anwesend sein, um die ausreichende Erhitzung anzuzeigen.

Der Gegenstand kann mehr als einen Raumteiler und/oder mehr als einen Einsatz enthalten. Er kann ferner Raumteiler und Einsätze von zwei oder mehreren unterschiedlichen Typen bzw. Formen enthalten. Der Gegenstand kann insbesondere einen schmelzbaren Einsatz (5), vorzugsweise aus Polymermaterial, an dem offenen Ende oder den offenen Enden, wie oben beschrie­ ben, aufweisen.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstel­ lung von Verbindungen, insbesondere elektrische Verbindungen, durch Schrumpfung eines erfindungsgemäßen Gegenstandes über eine Vielzahl von Körpern, insbesondere elektrischen Leitern, die innerhalb des Gegenstandes angeordnet sind.

Die Erfindung wird nachfolgend ausführlicher anhand von Bei­ spielen und den folgenden Figuren erläutert

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt eines ersten erfindungsgemäßen Gegenstandes.

Fig. 2 zeigt einen ähnlichen Querschnitt eines zweiten Gegen­ standes gemäß der Erfindung.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des Gegenstandes von Fig. 1, während die

Fig. 4 und 5 die Gegenstände der Fig. 1, 2 und 3 jeweils nach dem Schrumpfen darstellen.

Fig. 6 zeigt eine Modifikation des Gegenstandes von Fig. 1 nach dem Schrumpfen.

Fig. 7 zeigt eine dritte Form eines Gegenstandes gemäß der Erfindung.

In den Fig. 1 und 3 weist das wärmeschrumpffähige Rohr (1) aus beispielsweise Polyvinylidenfluorid im Innern einen ringförmigen schmelzbaren Einsatz (2) aus Lötmittel auf. Über die gesamte Länge des Rohrs bzw. nach der Modifikation von Fig. 6 nur über dessen mittleren Teil erstreckt sich ein Raumteiler (3) von kreuz­ förmigem Querschnitt, der das Innere des Rohrs (1) in vier Räume oder Abteile (4) aufteilt. Zu jedem offenen Ende des Rohrs (1) ist ein rohrförmiges schmelzbares Polymermaterial (5) aus beispielsweise Polyäthylen angeordnet.

Beim Gebrauch (siehe insbesondere Fig. 4 bis 6) werden die Enden von vier Leitern (6) eines ersten (nicht gezeigten) Te­ lefonkabels, von denen die Isolierung (8) entfernt worden ist, jeweils in jedem Raum (4) vom offenen Ende des Rohrs (1) ein­ gesetzt, während die Enden der vier Leiter (7) eines zweiten (nicht gezeigten) Kabels vom anderen Ende her eingesetzt wer­ den. Die gesamte Anordnung wird dann erhitzt; die Hitze veran­ laßt das Rohr (1) zu schrumpfen, das Lötmittel (2) zu schmel­ zen und von seiner ursprünglichen ringförmigen Anordnung weg zu fließen, um die Leiter (6) und (7) zu benetzen und zu ver­ binden, das schmelzbare Material (5) zu schmelzen und rund um die Isolierung (8) der Leiter zu fließen und die gesamte Vor­ richtung gegen das Eindringen von Feuchtigkeit zu versiegeln.

In den Fig. 2 und 5 wird ein ähnliches Rohr (1) und ein Löt­ mittelring (2) wie weiter oben beschrieben verwendet. Der ein­ zige Unterschied liegt in der Form des Raumtrenners, der in diesem Fall quadratischen Querschnitt hat.

In Fig. 7 ist ein Gegenstand ähnlich dem von Fig. 1 ge­ zeigt; der einzige Unterschied liegt darin, daß die Enden der Arme des Raumteilers (3) bearbeitet oder geformt worden sind, so daß die freien Enden der Kreuzarme (10) spitz ausgebildet sind.

Gegenstände gemäß der Erfindung können für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, z. B. können in einem oder beiden Endbereichen eines rohrförmigen Gegenstandes weitere Einsätze in Form von elektrischen Bauteilen installiert werden, um Ver­ bindungen mit einer Vielzahl von anderen Vorrichtungen zu er­ möglichen. So können z. B. am Ende eines jeden Abteils ein Lei­ terstift oder eine Leiterhülse angebracht werden. Der Leiter ist so angeordnet, daß er mit einem vom anderen Ende eines je­ den Abteils eingesetzten Leiter verlötet wird, wodurch eine einfache Stift- oder Steckverbindung oder gegebenenfalls eine Kombination beider erhalten wird.

Durch solche Einrichtungen können elektrische Kabel in wieder­ kehrender Weise gespleißt oder auf einfache Weise mit einer gedruckten Schaltung verbunden werden.

Gegenstände gemäß der Erfindung können auch mit weiteren Ge­ genständen zur Herstellung komplexerer Leiter verbunden wer­ den. So kann z. B. der Gegenstand von Fig. 3 mit einigen der in der DE-OS 24 13 734 beschriebenen Einrichtungen kombiniert werden. Die inneren Leiter von vier koaxialen Kabeln können so mit vier weiteren koaxialen Kabeln mittels einer erfin­ dungsgemäßen Einrichtung kombiniert werden. Die äußeren Ab­ schirmungen aller Kabel können dann mittels der in der obigen DE-OS für die Verbindung von Abschirmungen beschriebenen Wei­ se verbunden werden.

Das folgende Beispiel dient lediglich zur Illustrierung der Erfindung, ohne sie zu beschränken:

Ein Gegenstand gemäß Fig. 7 wird hergestellt. Das äußere Rohr (1) hat eine Gesamtlänge von 15 mm und einen inneren Durchmesser von etwa 6 mm. Das Rohr enthält Polyvinyliden­ fluorid. Der Raumteiler besteht aus Polytetrafluoräthylen und weist eine Länge von etwa 17 mm auf. Vier 20 AWG (American Wire Gage) vor­ verzinnte Leiter (entspricht einem Durchmesser von 1,01 mm für einen 19strängigen Leiter) werden in jedes Ende der Muffe eingesetzt. Die gesamte Einrichtung wird dann zwecks Schrumpfung der Muffe und Schmelzen des Lötmittels erhitzt. Die Durchschlag­ spannung zwischen benachbarten Paaren von Leitern nach dem Verlöten beträgt 8 000 V und zwischen gegenüberliegenden Lei­ terpaaren 10 000 V. Das Versagen war in jedem Fall durch die Drahtisolierung hervorgerufen.

Claims (13)

1. Hohler wärmeschrumpffähiger Gegenstand (1), in dessen Innenraum sich ein Raumteiler (3) befindet, der bei der Schrumpftemperatur des Gegenstandes im wesentlichen unschmelzbar ist und wenigstens einen Teil des Inneren des Gegenstandes in zwei oder meh­ rere, sich longitudinal erstreckende Abteile (4) trennt, wobei in jedes dieser Abteile wenigstens zwei zu verbindende elektrische Leiter (6, 7) einge­ führt werden können, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand zusätzlich einen schmelzbaren Einsatz (2) zur Verbindung der im gleichen Abteil befindli­ chen Leiter enthält, wobei der schmelzbare Einsatz die Form eines Ringes hat, der den Raumteiler (3) umgibt, so daß wenigstens ein Teil des schmelzbaren Einsatzes (2) sich an der Umfangsbegrenzung jeden Abteils (4) befindet und beim Erhitzen das schmelzba­ re Material aufgetrennt wird und elektrisch getrennte Teilmengen davon in jedes Abteil gerichtet werden.

2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er rohrförmig ausgestaltet ist.

3. Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er an beiden Enden offen ist.

4. Gegenstand nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der schmelzbare Einsatz (2) als mit der inneren Oberfläche des Rohres in Berührung stehender, koaxial ange­ ordneter Ring ausgestaltet ist.

5. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Raumteiler (3) wenigstens einen Teil des Inneren in vier Abteile (4) teilt.

6. Gegenstand nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Raumteiler (3) kreuzförmigen Querschnitt aufweist.

7. Gegenstand nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Kreuzarme (10) spitz ausgebildet ist.

8. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Raumteiler (3) über die gesamte Länge des Gegenstandes erstreckt.

9. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (2) aus einem Lötmittel be­ steht.

10. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er einen zusätzlichen schmelzbaren Einsatz (5) an wenigstens einem offenen Ende aufweist.

11. Gegenstand nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche schmelzbare Einsatz (5) ein Polymermaterial ist.

12. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Gegenstand (1) nach den An­ sprüchen 1 bis 11 über eine Vielzahl von in diesem Gegen­ stand angeordneten Körpern schrumpfen läßt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Gegenstand angeordneten Körper elektrische Leiter (6, 7) sind und die Verbindungen elektrische Verbindungen darstellen.