DE2802798A1

DE2802798A1 - Waermerueckstellfaehiger gegenstand

Info

Publication number: DE2802798A1
Application number: DE19782802798
Authority: DE
Inventors: Clyde Alphon Lofdahl
Original assignee: Raychem Corp
Current assignee: Raychem Corp
Priority date: 1977-01-24
Filing date: 1978-01-23
Publication date: 1978-07-27
Also published as: FR2377887B1; CA1102906A; GB1599914A; FR2377887A1; JPS5398080A; US4179319A

Description

300 Constitution Drive, Menlo Park, California 94025 (USA)

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Die Erfindung betrifft wärmerückstellfähige Gegenstände und ihre Verwendung zur Bildung von Abdichtungen von und zwischen Substraten.

Wärmerückstellfähige Gegenstände, insbesondere wärmeschrumpffähige Gegenstände werden heute in weitem Umfang in vielen Bereichen verwendet, in denen Isolierung, Abdichtung und Umhüllung erforderlich sind. Gewöhnlich stellen sich diese Gegenstände beim Erhitzen in Richtung auf eine ursprüngliche Gestalt, aus der sie vorher deformiert worden sind, zurück, jedoch umfaßt der Ausdruck "wärmerückstellfähig", wie er nachfolgend verwendet wird, auch einen Gegenstand, der beim Erhitzen eine neue Konfiguration einnimmt, selbst wenn er nicht vorher deformiert worden ist.

Im allgemeinen werden solche Gegenstände aus Polymermaterialien hergestellt, welche die Eigenschaften des elastischen oder plastischen Gedächtnisses zeigen, wie beispielsweise in den US-PS 2.027.962, 3.086.242 und 3.957.372 beschrieben. In

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anderen Gegenständen, wie beispielsweise in der GB-PS 1.440.524 beschrieben, wird ein elastomeres Bauteil durch ein zweites Bauteil im gestreckten Zustand gehalten, welches beim Erhitzen erweicht und dem elastomeren Teil die Rückstellung ermöglicht.

Unter den vielen Anwendungen für wärmerückstellfähige Gegenstände sind besonders die Bildung von Dichtungen für verschiedene Substrate, wie elektrische Drähte und Kabel und Versorgungsleitungen, zu nennen, um den Eintritt von Feuchtigkeit und anderen Umweltverschmutzungen zu verhindern.

Die Bildung einer Abdichtung gegen die Umwelt zwischen einem einzelnen Substrat und einer öffnung, durch welche das Substrat geführt wird, ist ein häufig auftretendes Problem, für das viele Lösungen bekannt sind. Wenn beispielsweise die Lücke zwischen der öffnung und dem Substrat klein ist, kann die Lücke mit einer geeigneten Dichtmasse gefüllt sein. Alternativ kann, wenn die öffnung mit einem nach außen vorspringenden Flansch versehen ist, ein Teil des wärmeschrumpffähigen Rohrs sowohl um den Flansch als auch um das Substrat herum zurückgestellt sein, wodurch die gewünschte Abdichtung gebildet wird.

Das Dichtungsproblem wird schwieriger, wenn die Lücke zwischen Substrat und öffnung weit ist und/oder wenn zwei oder mehrere Substrate sich durch die gleiche öffnung erstrecken. Große Schwierigkeiten treten bei einer Vielzahl von Substraten auf, weil alle Lücken bzw. Zwischenräume zwischen den Substraten gedichtet werden müssen.

Ein spezielles Problem dieser Art tritt in Kabelschuhen für Flugzeuge auf, wo eine Vielzahl von einzeln isolierten elektrischen Leitern durch die Rückseite einer Vielfachklemme bzw. eines Vielfachsteckers eintreten· Da die einzelnen Leiter entfernbar und ersetzbar sein müssen, kann ein Epoxyharz oder eine andere funktionell ähnliche permanente Vergußmasse nicht zur Abdichtung der Rückseite der Klemme bzw. des Steckers verwendet werden. Gegenwärtig verwenden viele Klemmen- bzw.

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Steckerhersteller eine nachgiebige, mit vielen öffnungen versehene dichtende Durchführungshülse aus Siliconkautschuk oder einem ähnlichen Material zur Bildung einer Abdichtung rund um jeden Leiter herum, wenn dieser durch den Rücken des Steckers tritt. Die öffnungen in der dichtenden Kabeldurchführungshülse, die nicht gebrauchten Kontakten in der Klemme bzw. dem Stecker entsprechen, werden mit entfernbaren Plastikstiften verschlossen. Sowohl prinzipiell als auch in der Praxis ist diese Dichtanordnung solange völlig ausreichend, als alle Leiter sich in gerader Richtung von der Rückseite der Klemme oder des Steckers erstrecken. Es ist jedoch wegen des Erfordernisses einer dichten Packung der Ausrüstung nicht ungewöhnlich, Installationen zu finden, wo die einzelnen Leiter an der Rückseite der Klemme oder des Steckers rechtwinklig angeordnet sind bzw. verlaufen.

In solchen Installationen, wo ein Leiter seitlich gezogen wird, wird die entsprechende öffnung in der Dichtungshülse von rund nach oval verzerrt und die Dichtung zwischen Hülse und dem Leiter wird zerbrochen. Wasser, welches auf den Leitern kondensiert, fließt entlang der Leiteroberfläche und in die Klemme oder den Stecker und verursacht elektrisches Versagen, welches das Flugzeug erden kann.

Analoge Dichtungsprobleme treten in Gebäuden auf, wo Drähte, Kabel, Röhren, Rohre, elektrische Leitungen, Heiz- und Kühlleitungen und ähnliche durch Wände oder Abtrennungen geführt werden. Abdichtungen gegen die Umwelt sind häufig an solchen Plätzen erforderlich, um einen Schutz gegen beispielsweise Feuer, Feuchtigkeit, Staub, Hitze, Kälte, Wärme, Druckunterschiede, Bakterien, Insekten, Nagetiere und andere Schädlinge, toxische Chemikalien und radioaktive Materialien zu gewährleisten.

Die Erfindung betrifft einen wärmerückstellfähigen Gegenstand, der wenigstens zwei Schichten eines wärmerückstellfähigen Materials enthält, von denen jede Schicht wärmerückstellfähig in wenigstens zwei Richtungen ihrer Ebene ist, und wenigstens

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eine Schicht Klebstoff zwischen diesen beiden Schichten angeordnet und mit diesen verbunden ist, wobei wenigstens eine öffnung vorhanden ist, die sich durch die Schichten von wärmerückstellfähigem Material und Klebstoff hindurch erstreckt.

Bei zahlreichen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung besteht der wärmerückstellfähige Gegenstand aus einer Sandwich-Bauweise, die aus einer Schicht eines Klebstoffs besteht, welche zwischen zwei Platten aus wärmeschrumpffähigem plattenförmigen! Material angeordnet und mit diesem verbunden ist (der Ausdruck "Platte", wie er nachfolgend verwendet wird, bedeutet eine dünne Scheibe oder einen Kreisring aus Plattenmaterial, nicht notwendigerweise von kreisförmiger Bauweise). Die Erfindung wird der Einfachheit halber hauptsächlich in Verbindung mit einem solchen Gegenstand beschrieben. Es ist jedoch einleuchtend, daß mehr als eine Schicht Klebstoff und/oder mehr als zwei Schichten des wärmerückstellfähigen Materials vorgesehen werden können und daß der wärmerückstellfähige Gegenstand verschiedene Form haben kann.

Die öffnung(en),durch die ein oder mehrere Substrate geführt werden, können durch Ausstanzen oder Ausbohren eines Teils aus jeder Platte und der Klebstoffschicht oder durch Lochen des Gegenstands mit einem scharfen Instrument und Verschiebung der Platten und des Klebstoffs von der so gebildeten öffnung gebildet werden. Wenn die Substrate in den öffnungen in Stellung gebracht werden, veranlaßt die zur Bewirkung der Rückstellung angewandte Hitze, daß sich der Klebstoff bei der Rückstellung der Platten um die Substrate mit diesen verbindet und so eine hervorragende Dichtung bildet. Der rückgestellte Gegenstand kann dann, falls gewünscht, diaphragmaähnlich über einer weiteren öffnung montiert werden. Alternativ kann die klebstoffbeschichtete periphere Kante des Gegenstandes von einem wärmeschrumpffähigen rohrförmigen Teil erfaßt werden, welches entweder die begrenzte öffnung, die abgedichtet werden soll, bildet oder welches selbst auf her-

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kömmliche Weise gegen eine andere öffnung abgedichtet werden kann.

Das wärmerückstellfähige Material der Platten kann aus beliebigem bekanntem Material ausgewählt werden, einschließlich insbesondere den in den obigen Patenten erwähnten Materialien. Bevorzugt werden die Platten aus vernetzten Polymeren, insbesondere vernetztem Polyäthylen, hergestellt.

Das wärmerückstellfähige Material in jeder Platte ist in seinen Abmessungen wenigstens entlang zweier Achsen in seiner Ebene rückstellbar und wird nachfolgend als multi-axialexpandiert bezeichnet, wobei der Ausdruck "multi-axialexpandiert" jegliche seitliche oder Querverstreckung umschließt, welche zu einer dimensionellen Wärmeinstabilität entlang mehr als einer Achse in der Ebene, in der die Verstreckung bewirkt wurde, führt. Die Orientierung der dimensionellen Rückstellung in einer Platte ist vorzugsweise ähnlich der in der anderen. Bevorzugt weist jede Platte die gleichen Rückstelleigenschaften auf.

Eine multi-axialexpandierte Platte kann auf zahlreiche Weisen hergestellt werden. Zum Beispiel kann eine quadratische Platte aus vernetztem Polymermaterial multi-axial expandiert werden durch Erhitzen des Quadrats auf oberhalb des Kristallschmelzpunkts, Ziehen einer jeden Kante des Quadrats vom Mittelpunkt des Quadrats in der Plattenebene nach außen und Abkühlen des verstreckten Materials auf unterhalb des Kristallschmelzpunkts. In einem solchen Fall wird die Platte in einer Ebene aus vier rechtwinklig zueinander stehenden Richtungen um einen Mittelpunkt herum verstreckt. Es ist jedoch einleuchtend, daß die Platte auch durch Verstrecken in einer Ebene aus drei oder mehr Richtungen, die nicht notwendigerweise gleichförmig rund um einen Mittelpunkt verteilt sind, multi-axial verstreckt werden könnte.

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Ein anderes Beispiel für ein Verfahren, mit dem eine Platte entlang mehr als einer Achse in Querrichtung expandiert werden kann, ist die Verwendung einer Presse mit einem Paar von flachen, parallel zusammenwirkenden Preßbacken. Das gewünschte Resultat kann erreicht werden, indem die vernetzte Platte auf oberhalb ihrer Kristallschmelztemperatur erhitzt, zwischen den flachen, parallel zusammenwirkenden Klemmbacken der Presse unter seitlicher Dehnung nach allen Richtungen eingequetscht und auf unterhalb der Kristallschmelztemperatur abgekühlt wird.

Eine Platte aus einem so verarbeiteten Material wird als radial expandiert bezeichnet.

Die Art des Klebstoffs wird nach der speziellen Anwendung ausgewählt. Es kann sich beispielsweise um einen Heißschmelzklebstoff, wie 3 M Jet Melt (Warenzeichen) Nr. 3758 von 3M Company, Minneapolis, Minnesota, oder um einen hitzehärtbaren Klebstoff (Raychem Klebstoff Nr. S1009 von Raychem Corporation, Menlo Park, California) oder einen schäumenden Klebstoff, wie 3M Jet Melt Nr. 3758 mit einem Schäummittel, wie beispielsweise Celogen (Warenzeichen) OT von üniroyal Chemical Corporation, Los Angeles, California, oder um einen Kitt, wie beispielsweise 3M Weatherban (Warenzeichen) Klebeband Nr. 1202 handeln.

Auf ähnliche Weise sind die gewünschten physikalischen Eigenschaften des Klebstoffs und der Platten selbstverständlich von den speziellen Anwendungszwecken abhängig. Zum Beispiel kann die Flammbeständigkeit des Gegenstandes durch Verwendung eines flammhemmenden Mittels, wie Dechloran +25 (Warenzeichen) von Hooker Chemical Company, Niagara Falls, New York, verbessert werden. Solche Zusätze werden bevorzugt in Verbindung mit geeigneten Metalloxiden, wie Aluminium-oder Antimonoxiden, verwendet.

Die Größe der öffnung oder der öffnungen in dem wärmerückstellfähigen Gegenstand hängt von der Größe des oder der Substrate, die durch den Gegenstand geführt werden, ab. Die Erfindung ist

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selbstverständlich nicht auf eine besondere Form der öffnung beschränkt. Es kann zweckmäßig sein, den Gegenstand mit einem oder mehreren Schlitzen, die sich vom Umfang des Gegenstands zu einer öffnung erstrecken, zu versehen. Hierdurch kann der Gegenstand um ein Substrat in Stellung gebracht werden, dessen Enden nicht zugänglich sind. In einigen Fällen schließen sich die Schlitze bei der Rückstellung, es kann jedoch in anderen Fällen vorteilhaft sein, sie vor der Rückstellung zusammenzunähen. Dies kann durch Verwendung geeigneter Fäden, insbesondere nicht poröser Monofilamentfäden, bewirkt werden, die selbst in Längsrichtung wärmeschrumpfbar gemacht werden können, so daß bei Rückstellung die Wände, die den Schlitz begrenzen, enger zusammengezogen werden.

Bei bestimmten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weist wenigstens eine der Platten auf ihrer inneren Oberfläche VorSprünge, wie geformte Rippen, auf, die den Fluß des Klebstoffs während der Rückstellung kontrollieren. Im allgemeinen sind diese Rippen als geschlossenzellige Struktur rund um die oder um jene öffnung herum ausgebildet. Dies stellt sicher, daß der Klebstoff nicht von der öffnung während der Rückstellung wegfließen kann. Außerdem wird hierdurch positiv der Klebstoff in Richtung auf die öffnungen beim Schrumpfen der Platte bewegt. Zusätzlich vergrößern diese Vorsprünge die Steifigkeit des Gegenstands und verhindern im allgemeinen seine Deformierung in unerweünschter Weise während der Rückstellung.

Bei bestimmten Anwendungen ist es möglich, mit nur einer wärmerückstellfähigen Platte auszukommen. Das ist besonders der Fall, wenn der Gegenstand in Verbindung mit einem weiteren wärmerückstellfähigen Gegenstand in einem wärmeschrumpfbaren Rohr angewandt wird und wenn andere Umstände die Kontrolle des Flußes der Klebstoffschicht bei der Rückstellung bewirken.

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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung besteht der wärmerückstellfähige Gegenstand daher aus einer Platte aus einem warmerückstellfähigen plattenförmigen Material mit einer Schicht aus einem Klebstoff auf wenigstens einer ihrer Oberflächen, wobei wenigstens eine öffnung sich kontinuierlich durch die Platte und die Klebstoffschicht erstreckt.

Bei anderen Anwendungen kann es vorteilhaft sein, eine wärmerückstellfähige Platte in Verbindung mit einer warmerückstellfähigen Komponente anzuwenden, die einen Teil aufweist, weleher als Platte wirkt. Eine solche Komponente kann beispielsweise eine wärmerückstellfähige Endkappe sein, deren Ende als. Platte wirkt.

Die warmerückstellfähigen Gegenstände der Erfindung können auf herkömmliche Weise zur Rückstellung veranlaßt werden, beispielsweise durch Anwendung von Heißluft oder durch direktes Erhitzen. Hierbei kann es bei bestimmten Anwendungen zweckmäßig sein, Teile des warmerückstellfähigen Gegenstandes elektrisch leitend zu machen, so daß sie sich beim Stromdurchgang rückstellen.

Die warmerückstellfähigen Gegenstände gemäß der Erfindung sind besonders geeignet zur Erzielung von wirksamen Abdichtungen von elektrischen Steck- oder Klemmverbindungen mit einer Vielzahl von einzelnen isolierten elektrischen Leitern, die aus einem Ende hervorstehen, gegen Umwelteinflüsse. Der Gegenstand wirkt nicht nur als Abdichtung der Steck- oder Klemmverbindung, sondern hält auch die Leiter voneinander getrennt und bewirkt ihre Zugentlastung. Es ist jedoch einleuchtend, daß die Gegenstände gemäß der Erfindung viele andere Anwendungen haben, wo eine Abdichtung gegen die Umwelt erforderlich ist oder wo sie ein Verfahren bereitstellen, bei dem eine Vielzahl von Substraten genau an Ort und Stelle gebracht werden kann und/oder eine Zugentlastung eines oder mehrerer Substrate beim Durchführen durch eine öffnung in beispielsweise einem Gehäuse eines elek-

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trischen Apparats bewirkt wird.

Zahlreiche Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend lediglich beispielhaft in Verbindung mit den Figuren beschrieben.

Figur 1 zeigt in perspektivischer Ansicht einen wärmerückstellfähigen Gegenstand gemäß der Erfindung in Verbindung mit einer wärmeschrumpffähigen Muffe in einer Baugruppe, die der Abdichtung der Rückseite einer elektrischen Steckverbindung dient.

Figur 2 stellt eine Vorderansicht einer nicht rückgestellten Abdichtungsscheibe, wie in Fig.1 gezeigt, dar.

Figur 3 ist ein Querschnitt durch die wärmerückstellfähige Dichtscheibe von Fig.2 entlang der Linien 3-3.

Figur 4 ist eine Vorderansicht der wärmerückstellfähigen Dichtscheibe von Fig.2, die selektiv geschlitzt und teilweise zusammengenäht worden ist.

Figur 5 ist eine Frontansicht einer wärmerückstellfähigen Abdichtscheibe, die Form-teile zur Beschränkung des Flusses eines Teils der Klebstoffschicht aufweist.

Figur 6 ist ein Querschnitt der wärmerückstellfähigen Dichtscheibe von Fig.5 entlang der Linie 6-6.

Figur 7 zeigt in perspektivischer Ansicht einen selektiv geschlitzten, teilweise vernähten wärmerückstellfähigen Gegenstand mit vier Substraten.

Figur 8 zeigt in perspektivischer Ansicht mit weggebrochenen Teilen den nachfolgend wärmerückgestellten Gegenstand von Fig.7 diaphragmaähnlich montiert über einer öff-

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nung in einer Trennwand.

Figur 9 ist ein teilweiser Querschnitt einer gegen die Umwelt abgedichteten Dreikabelspleißung in einer einzigen Platte gemäß der Erfindung.

Figur 10 ist eine Frontansicht der Ausführungsform von Fig.9. Figur 11 zeigt eine Endkappe gemäß der Erfindung.

In Figur 1 ist ein Teil eines Kabelbaums 10 dargestellt, der einen Vielfachstecker 12 mit einer Vielzahl von einzelnen isolierten elektrischen Leitern 14 umfaßt, welche aus dem rohrförmigen Rückteil 16 vorstehen. Eine wärmerückstellfähige Scheibe 18 gemäß der Erfindung ist in Stellung über einer Vielzahl von elektrischen Leitern 14 gezeigt. Die Scheibe 18 besteht aus einer ersten Platte aus vernetzten! dimensionell gegen Wärme instabilen Polymermaterial, z.B. vernetztem PoIyäthylen, 20, einer Klebstoffschicht 22, die mit der ersten Platte 20 verbunden ist, und einer zweiten Platte aus vernetztem, gegen Hitze dimensionsinstabilem Polymermaterial 24, die ebenfalls mit der Klebstoffschicht 22 unter sandwichartigem Einschluß des Klebstoffs zwischen den zwei Platten verbunden ist. Die wärmerückstellfähige Scheibe 18 ist mit einer Vielzahl von öffnungen 26 versehen, von denen sich jede kontinuierlich durch die erste Platte 20, die Klebstoffschicht 22 und die zweite Platte 24 hindurch erstreckt. Jede der öffnungen 26 ist zur Aufnahme eines elektrischen Leiters 14, wie gezeigt, eingerichtet. Erhitzen der Scheibe 18 veranlaßt die Platten 20 und 24,rund um die Leiter 14 unter Ausbildung des bei 28 gezeigten wärmerückgestellten Gegenstands zu schrumpfen. Die Klebstoffschicht 22, die mit den Platten 20 und 24 verbunden war, bleibt mit den Platten verbunden. Zweifellos sind zahlreiche physikalische Faktoren für die Neigung der Platten verantwortlich, im Anschluß an den Wärmerückstellungsprozeß relativ parallel zueinander zu bleiben. Faktoren, die

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zu diesem Resultat beitragen, sind die Benutzung der Platten durch Klebstoff, die Oberflächenspannung des Klebstoffs und die hohe Viskosität des Klebstoffs.

Wenn die ungebrauchten öffnungen 26 der wärmerückstellfähigen Scheibe 18 ausreichend klein sind, werden sie durch den Fluß der Klebstoffschicht 22 während des Erhitzungsprozesses vollständig verschlossen, wie durch die Bezugsziffern 30 bei 28 und 38 angegeben. Alternativ kann, wenn die Geometrie der öffnungen 26 derart ist, daß sie durch den Fluß der Klebstoffschicht 22 nicht gedichtet werden oder, falls es erwünscht ist, zu einer späteren Zeit einen zusätzlichen Leiter 14 einzusetzen, zur Ausfüllung des Lochs ein Dichtungsstift 32, wie gezeigt, angewendet werden. Bevorzugt ist der Dichtungsstift 32 aus einem Material hergestellt, an dem die Klebstoffschicht 22 nicht fest haftet, z.B. aus Teflon.

Der wärmerückstellfähige Gegenstand 28 kann in Kombination mit einem wärmeschrumpffähigen Rohr 34 verwendet werden, um eine Abdichtung der Rückseite der elektrischen Klemm- oder Steckverbindung 12 gegen Umwelteinflüsse zu bewirken. Um die Rückseite der Klemme 12 abzudichten, werden die einzelnen isolierten elektrischen Leiter 14 durch entsprechende öffnungen in der wärmerückstellfähigen Scheibe 18 hindurch in Stellung gebracht. Das wärmerückstellfähige Rohr 34 wird dann über den rohrförmigen rückwärtigen Teil 16 der Klemme 12 und über den Umfang der wärmerückstellfähigen Scheibe 18 in Stellung gebracht. Die Dichtungsscheibe 18 und das wärmeschrumpffähige Rohr 34 werden dann erhitzt, wodurch die Klebstoffschicht sich mit den Leitern und einem Teil der inneren Oberfläche des wärmeschrumpffähigen Rohrs 34 unter Bildung des gezeigten wärmerückgestellten Gegenstands 38 verbindet. Das andere Ende des Rohrs 34 wird um den rückwärtigen rohrförmigen Teil der Klemme 12 zurückgestellt. Eine Klebstoffschicht 36 kann, wie gezeigt, zwischen der äußeren Oberfläche des rohrförmigen rückwärtigen Teils 16 und einem Teil der inneren Oberfläche

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des wärmeschrumpffähigen Rohrs 34 (wie gezeigt) angeordnet sein, um die Integrität der Dichtung zu gewährleisten. Selbstverständlich kann die Dichtungsscheibe 18 separat in Stellung gebracht und zurückgestellt werden, gefolgt von der Anbringung und dem Erhitzen des Rohrs 34. Darüber hinaus kann das Produkt, obwohl das wärmeschrumpffähige Rohr 34, wie in Fig.1 gezeigt, einen geraden rohrförmigen Abschnitt aufweist, auch eine andere Bauweise haben, z.B. eine rechtwinklige Muffe. Wenn dies erwünscht ist, kann eine Vergießmasse in die durch die Klemme 12, den wärmerückgestellten Gegenstand 38 und das wärmeschrumpffähige Rohr 34 gebildete Form durch eine (nicht gezeigte) Öffnung in dem Produkt eingespritzt werden.

Die Verwendung einer Vergießmasse ist zur Aufrechterhaltung der Integrität der ümweltabdichtung nicht erforderlich. Jedoch können die häufigen Druckunterschiede, die mit dem Flugzeugbetrieb verbunden sind, sowie die geringfügig poröse Natur zahlreicher Polymermaterialien zu einer Anhäufung von geringen Wassermengen auf der Rückseite der Klemme 12 führen. Dieses Problem kann durch Plazierung eines kleinen Pakets einer hygroskopischen Verbindung, wie beispielsweise Kristallen von wasserfreiem Calciumsulfat (nicht gezeigt) oder einem Stück eines behandelten hygroskopischen Papiers (ebenfalls nicht gezeigt) in das wärmeschrumpffähige Rohr verhindert werden, bevor die Rückseite der Klemme abgedichtet wird. Das Rohr 34 kann später aufgeschlitzt und sowohl vom rohrförmigen rückwärtigen Teil 16 der Klemme 12 als auch der Peripherie des wärmerückgestellten Gegenstands 38 abgeschält werden, wodurch ausgewählte Leiter 14 aus der Klemme 12 entfernt werden können. Der wärmerückgestellte Gegenstand 38 kann entweder vollständig entfernt und durch eine neue Dichtscheibe ersetzt werden oder kann vorsichtig zwecks Erweichung der Klebstoffschicht 22 erhitzt werden, wodurch ausgewählte Leiter 14 aus ihren entsprechenden Öffnungen zurückgezogen werden können. Umgekehrt kann, falls eine ungebrauchte Öffnung mit einem Teflon-Stift oder etwas ähnlichem gefüllt ist, der Stift ent-

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fernt und ein zusätzlicher Leiter 14 durch die öffnung eingesetzt werden. Darüber hinaus kann, wie nachfolgend näher erläutert wird, der Gegenstand 38 selektiv geschlitzt und ein Leiter entweder entfernt oder eingesetzt und der Schlitz darauf durch Erhitzen wieder geheilt werden. Nachdem die Rückseite der Klemme 12 gewartet worden ist, kann ein weiteres wärmeschrumpffähiges Rohr, wie oben beschrieben, unter Wiederausbildung einer Abdichtung in Stellung gebracht und erhitzt werden.

Die gegen Hitzeeinwirkung dimensionsinstabilen Platten aus Polymermaterial erfüllen wenigstens zwei Funktionen. Die erste Funktion ist das Herunterziehen des Klebstoffs gegen das Substrat und das Bewirken einer Dichtung. Die zweite Funktion ist es, eine Zugentlastung für flexible Substrate, wie elektrische Drähte, zu bewirken. Der Klebstoff ist im allgemeinen zu weich, um diese Funktion allein auszuüben, da wiederholtes Biegen der Drähte allmählich zu einer Loslösung des Kunststoffs führen würde. Die polymeren Platten auf jeder Seite wirken als Schutz des Klebstoffs gegen mechanische Beanspruchung, die zu einer Lösung der Verbindung bzw. Dichtung führt. In Verbindung mit einem wärmeschrumpffähigen Rohr, wie in Fig.1 gezeigt, wird die zugentlastende Wirkung einen Schritt weiter geführt. Der Zugspannungsweg verläuft von jedem einzelnen Draht zu einer Polymerplatte, zu der Klebstoffinnenschicht, zu dem wärmeschrumpffähigen Rohr und schließlich zur Klemme. Jeder auf einen beliebigen Draht oder eine Gruppe von Drähten außerhalb des abgedichteten Gehäuses ausgeübte Zug wird über diesen, die Spannung tragenden Weg auf die Klemme und nicht auf die einzelnen Verbindungsstellen von Draht und Klemme übertragen.

Figur 2 zeigt eine Frontansicht der wärmerückstellfähigen Scheibe 18 von Fig.1.

Die Dicke der Platten 20 und 24 und die Dicke der Klebstoff-

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schicht 22 kann für spezielle Anwendungen variiert werden. Wenn jedoch zur Installierung der Scheibe 18 eine äußere Wärmequelle, wie eine offene Flamme oder eine Heißluftpistole, verwendet werden und wenn lediglich eine Platte erhitzt werden kann, darf die Klebstoffschicht 22 nicht so dick sein, daß die andere Platte nicht auf ihre Rückstelltemperatur durch den Klebstoff erhitzt werden kann.

In einer derzeit bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden beide Platten aus einer Platte aus vernetztem PoIyäthylen einer Dicke von etwa 0,15 cm (0,060 inch) ausgeschnitten, die radial unter Verringerung der Plattendicke auf etwa 0,038 cm (0,015 inch) expandiert worden ist. Dieses Maß an radialer Expansion liefert ein annähernd gleichförmiges Schrumpfverhältnis in Querrichtung von 2:1, d.h. daß eine kreisförmige expandierte Platte eines Durchmessers von 5 cm (2,5 inch) und einer Dicke von 0,038 cm (0,015 inch) sich beim Erhitzen auf einen Durchmesser von 2,5 cm (1 inch) und eine Dicke von 0,15 cm (0,060 inch) zurückstellt.

Figur.3 stellt einen Querschnitt durch eine wärmerückstellfähige Dichtscheibe 18 entlang der Linien 3-3 in Fig.2 dar. Diese Ansicht zeigt deutlich die öffnungen 26, die sich kontinuierlich durch die erste Platte 20, die Klebstoffschicht und die zweite Platte 24 hindurch erstrecken.

Figur 4 ist eine Vorderansicht einer wärmerückstellfähigen Dichtscheibe 18, die selektiv aufgeschlitzt und teilweise wieder zusammengenäht worden ist, um zu zeigen, wie Gegenstände gemäß der Erfindung auf vorhandene Substrate installiert werden können, deren Enden nicht zugänglich sind. Beispielsweise kann die Dichtscheibe 18 von Fig.4 auf einer Vielzahl von elektrischen Leitern 14 in dem in Fig.1 gezeigten Kabelschuh 10 installiert werden. Obwohl viele Fadentypen für das Zusammennähen der Schlitze geeignet sind, wird ein nicht poröser Faden aus einem Monofilament bevorzugt. Falls er-

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wünscht, kann der Faden 40 aus einem vernetzten Polymermaterial, wie beispielsweise Kynar (Warenzeichen), welches in
Längsrichtung wärmeschrumpffähig gemacht worden ist, bestehen. Die Verwendung eines wärmeschrumpffähigen Fadens gewährleistet, daß die Schlitze während des Rückstellprozesses dicht zusammengezogen werden.

Figur 5 stellt eine Vorderansicht einer wärmerückstellfähigen Dichtscheibe 42 dar, die geformte Einrichtungen 44 zur Beschränkung des Flusses eines Teils der Klebstoffschicht 22

aufweist. Die innere Struktur der Scheibe 22 ist näher in

Fig.6 erläutert, die einen Querschnitt entlang der Linie 6-6 von Fig.5 darstellt. Die Dichtscheibe 42 enthält eine erste Platte 20, die Klebstoffschicht 22 und eine zweite Platte Die innere Oberfläche der Platte 20, die in Kontakt mit der Klebstoffschicht 22 steht, ist jedoch mit einer Vielzahl von geformten Rippen 44 versehen, die eine wabenartige Struktur von geschachtelten Sechsecken bilden. Die Formrippen 44 bewirken eine Begrenzung des Flusses eines Teils des Klebstoffs der Schicht 22 während des Erhitzens des Gegenstandes. Darüber hinaus wird ein Teil der Klebstoffschicht 22 wegen der in Querrichtung geschlossenzelligen Struktur der Rippen 44, die in der Ausführungsform der Figuren 5 und 6 gezeigt ist, ein Teil des Klebstoffs der Schicht 22 positiv in Berührung mit den sich durch jede öffnung 26 erstreckenden Teilen des Substrats gezwungen. Obwohl die gezeichneten Rippen 44 eine seitlich geschlossene Zellstruktur um jede der öffnungen 26 bilden, die zusätzliche erwünschte Eigenschaften hat, versteht es sich, daß andere Rippenbauweisen vorteilhaft zur Begrenzung des Flusses eines Teils der Klebstoffschicht 22 und/ oder zur Erhöhung der Steifigkeit der Platten verwendet werden können.

Ein wärmerückstellfähiger Gegenstand 46 gemäß der Erfindung ist in Figur 7 dargestellt. Der Gegenstand 46 wird in Sandwich-Bauweise mit der Klebstoffschicht 22 zwischen erster und zwei-

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ter Platte aus vernetzten! dimensioneil gegen Wärme instabilen Polymermaterial 20 und 24 hergestellt. Vier Substrate 48 erstrecken sich durch vier entsprechende öffnungen 26. Das Erhitzen des Gegenstands auf die Ruckstelltemperatür der Platten 20 und 24 läßt die Platten um das Substrat 48 schrumpfen und veranlaßt die Klebstoffschicht, sich mit den Substraten zu verbinden»

Figur 8 ist eine perspektivische Ansicht (mit weggebrochenen Teilen) eines wärmerückgestellten Diaphragmas 50, das durch Erhitzen des wärmerückstellfähigen Gegenstands 46 von Fig.7 gebildet worden ist, montiert zur Abdichtung über einer öffnung in einer Wand 42,durch welche sich vier Substrate 48 erstrecken. Die in dem rückgestellten Diaphragma 50 angebrachten Montageöffnungen 54 sind darauf eingerichtet, entsprechende Befestigungseinrichtungen 56 aufzunehmen, welche sich durch einen Dichtungsflansch 48 und in die Trennwand 52, wie gezeichnet, erstrecken. Diese Anordnung von Materialien bildet eine Dichtung zwischen jedem der einzelnen Substrate 48 und der Wand 52. Zusätzlich wirkt das Diaphragma sowohl zur Entlastung als auch zur Verteilung von Längsspannungen in jedem der Substrate. Die nicht benutzten öffnungen 26 sind mit Klebstoff gefüllt worden, wie Bezugsziffer 30 zeigt. Alle Schlitze in der Klebstoffschicht 22 sind während des Erhitzens geheilt worden. Wo Schlitze in den Platten nahe den zentralen Teilen der Platte 20 und 24 auftreten, brauchen sie nicht, wie bei den Schlitzen 60 gezeigt, vernäht zu werden.

Figur 9 zeigt einen teilweisen Querschnitt einer gegen die Umwelt abgedichteten Dreikabelspleißung, die eine erfindungsgemäße Ausführungsform mit nur einer einzigen Platte enthält. Ein großer isolierter Leiter 62 ist mit einem Paar von kleineren Leitern 64 und 66 über eine elektrisch leitende metallische Anwürgverbindung 68 verbunden. Die Spleißverbindung ist gegen die Umwelt durch einen Abschnitt eines wärmeschrumpffähigen Rohrs 70 und einen wärmeschrumpffähigen Gegenstand

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gemäß der Erfindung abgedichtet. Der wärmeschrumpffähige Gegenstand 72 ist aus einer einzigen Platte aus vernetzten*, gegen Wärmeeinwirkung dimensionsinstabilen Polymermaterial 74 gebildet, welches - wie gezeigt - an eine Klebstoffschicht 76 gebunden ist.

Der wärmerückstellfähige Gegenstand 72 mit der einzelnen Platte aus wärmerückstellfähigem Material ist bei den meisten Anwendungen eiremGegenstand mit zwei Platten unterlegen, da die Klebstoffschicht nicht an beiden Seiten begrenzt ist. Für ausgewählte Anwendungen funktioniert jedoch ein wärmerückstellfähiger Gegenstand mit nur einer einzigen Platte aus vernetztem, gegen Wärmeeinwirkung dimensionsinstabilen Polymermaterial (wie Gegenstand 72) befriedigend. Bei der Installation eines solchen Gegenstandes muß Sorgfalt darauf verwendet werden, daß die Klebstoffschicht 76 nach dem Erhitzen richtig angeordnet wird. Figur 10 ist eine Vorderansicht des wärmerückstellf ähigen Gegenstands 72 vor der Installation. Der Gegenstand besitzt ein Paar öffnungen 78 und 80, die für die Aufnahme der Leiter 64 und 76 eingerichtet sind.

In Figur 11 wird eine wärmerücksteilfähige Endkappe 81 gezeigt, die mit öffnungen 82 versehen ist. Die Endkappe 81 wird in Verbindung mit der Platte 83 verwendet, die mit einer Klebstoffschicht 84 und entsprechenden öffnungen 85 versehen ist. Bei anderen Ausführungsformen kann jedoch die Endkappe 81 mit einer Klebstoffschicht versehen sein. Die gesamte Anordnung aus Endkappe 81 plus Platte 83 kann auf ähnliche Weise auf die Anordnungen von Figuren 9 und 10 mit der Ausnahme einwirken, daß die Seitenwände 86 der Endkappe verwendet werden können, um über ein Substrat herunterzuschrumpfen, mit dem die Anordnung verbunden werden soll.

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Claims

Patentansprüche

Wärmerückstellfähiger Gegenstand, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Schichten aus wärmerückstellfähigem Material, die jede in wenigstens zwei Richtungen ihrer Ebene wärmerückstellfähig sind, sowie durch wenigstens eine zwischen diese Schichten gelagerte und mit diesen Schichten verbundene Klebstoffschicht, wobei wenigstens eine öffnung vorhanden ist, die sich durch die Schichten aus wärmerückstellfähigem Material und die Klebstoffschicht erstreckt.
2) Wärmerückstellfähiger Gegenstand nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Platten aus wärmerückstellfähigem plattenförmigen! Material mit einer dazwischen gelagerten Klebstoff schicht.

3) Wärmerückstellfähiger Gegenstand nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmerückstellfähige Mate's 5 rial aus einem vernetzten Polymeren hergestellt ist.

4) Wärmerückstellfähiger Gegenstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere Polyäthylen ist.

5) Wärmerückstellfähiger Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Schlitz, der sich von der Peripherie des Gegenstandes zu einer öffnung hin erstreckt.

6) Wärmerückstellfähiger Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein Heißschmelzklebstoff ist.

7) Wärmerückstellfähiger Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein hitzehärtbarer Klebstoff ist.

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8) Wärmerückstellfähiger Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein schäumender Klebstoff ist.

9) Wärmerückstellfähiger Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein Kitt ist.

10) Wärmerückstellfähiger Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmerückstellfähige Material aus einer in Radialrichtung ausgedehnten Platte besteht.

11) Wärmerückstellfähiger Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungsorientierung der Rückstellung in einer Schicht des wärmerückstellfähigen Materials ähnlich der in der anderen Schicht ist.

12) Wärmerückstellfähiger Gegenstand nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungsorientierungen der Rückstellung in den zwei Schichten des wärmerückstellfähigen Materials identisch sind.

13) Wärmerückstellfähiger Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberfläche wenigstens einer der Schichten des wärmerückstellfähigen Materials mit einem oder mehreren VorSprüngen zur Kontrolle des Flusses des Klebstoffs während der Rückstellung versehen ist.

14) WMrmeracIcstellfähiger Gegenstand nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, da* _dJe _{Vorspmge aus} „^ ^^

15» WännerüCcsteimhiger Gegenstand „_ach An_{Spruch 14}, _dadurch kennzeichnet, dae eine fo_rmgep_reB_te Rippe U₀₁ eine _öffnung

kennzeichnet

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unter Ausbildung einer geschlossenen Zelle angeordnet ist.

16) Wärmerückstellfähiger Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch eine Endkappe und eine für einen Sitz innerhalb der Endkappe angepaßte Platte.

17) Wärmerückstellfähiger Gegenstand nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände der Endkappe radial wärmeschrumpfbar sind.

18) Wärmerückstellfähiger Gegenstand, gekennzeichnet durch eine Platte aus wärmerückstellfähigem Plattenmaterial und eine mit einer Oberfläche davon verbundenen Klebstoffschicht sowie wenigstens eine sich durch die Platte und die Klebstoffschicht erstreckende öffnung.

19) Wärmerückstellfähiger Gegenstand nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine weitere wärmerückstellfähige Komponente.

20) Wärmerückstellfähiger Gegenstand nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Komponente aus einem wärmerückstellf ähigen, um den Umfang der Platte angeordneten Rohr besteht.

21) Wärmerückstellfähiger Gegenstand nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberfläche der Schicht des wärmerückstellfähigen Materials mit einem oder mehreren Vorsprüngen zur Kontrolle des KlebstoffSchlusses während der Rückstellung versehen ist.

22) Wärmerückstellfähiger Gegenstand nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge aus Rippen bestehen.

23) Wärmerückstellfähiger Gegenstand nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe unter Ausbildung einer ge-

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schlossenen Zelle um die öffnung herum angeordnet ist.

24) Verfahren zur Abdichtung eines Substrats, dadurch gekennzeichnet, daß man das Substrat durch eine öffnung in einem wärmerückstellfähigen Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 23 führt, den Gegenstand zwecks Rückstellung der wärmerückstellfähigen Schicht und zur Verklebung des Klebstoffs mit dem Substrat erhitzt.

25) Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand Teil eines wärmerückstellfähigen Produkts bildet, welches aus einem wärmerückstellfähigen Rohr besteht und zur Abdichtung der Rückseite einer elektrischen Klemme mit einer Vielzahl von hiervon ausgehenden elektrischen isolierten Leitern bestimmt ist.

26) Verfahren zur Abdichtung der Rückseite einer elektrischen Klemm- oder Steckverbindung gegen Umwelteinflüsse, die eine Vielzahl von einzelnen isolierten elektrischen Leitern aufweist, die aus einem rohrförmigen rückwärtigen Endteil vorstehen, gekennzeichnet durch die folgenden Stufen:

1 - die einzelnen isolierten elektrischen Leiter werden durch entsprechende öffnungen, welche sich durch die Dicke einer wärmerückstellfähigen Dichtscheibe hindurch erstrecken, in Stellung gebracht, wobei die Dichtscheibe aus einer ersten und zweiten Platte aus vernetztem, gegen Wärmeeinwirkung dimensionsinstabilem Polymermaterial und einer sandwichartig zwischen diesen Platten eingeschlossenen Klebstoffschicht besteht;

2 - über dem rohrförmigen rückwärtigen Endteil der elektrischen Klemme und dem Umfang der wärmerückstellfähigen Dichtscheibe wird eine wärmeschrumpffähige Muffe in Stellung gebracht und

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- wärmeschrumpffähige Dichtscheibe und wärmeschrumpffähige Muffe werden erhitzt, wodurch die Klebstoffschicht mit den Leitern und einem Teil der inneren Oberfläche der wärmeschrumpffähigen Muffe verbunden wird, die Platten sich um die Leiter herum zurückstellen und die wärmerückstellfähige Muffe sich um den rohrförmigen rückwärtigen Teil der Klemm- oder Steckverbindung unter Abdichtung zurückstellt.

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