DE29914729U1 - Elektrische Leitung mit angespritztem, verrutschfest verankertem Dichtungskörper - Google Patents

Description

KERN, BREHM & PARTNER GbR

Albert-Rosshaupter-Str. 73 - D - 81369 München - Telefon (089) 760 55 20 760 55 26 - Telefax (089) 760 55

System-Elektrotechnik Gotthold Keller GmbH 23. August 1999

D-71154 Nufringen SET-18

Elektrische Leitung mit angespritztem, verrutschfest verankertem Dichtungskörper. Beschreibung;

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Leitung mit angespritztem Dichtungskörper nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Erfindungsgemäß ist der Dichtungskörpermit Hilfe eines Verankerungselementes an der Isolierung oder an dem Kabelmantel einer elektrischen Leitung fixiert.

Elektrische Einrichtungen befinden sich häufig geschützt innerhalb eines Gehäuses, und Eingangs- und Ausgangssignale werden über isolierte elektrische Leitungen geführt, welche die Gehäusewand durchdringen. Die Durchtrittsstelle ist mit Hilfe eines Dichtungskörpers abgedichtet, dessen Kontur an die Aussparung im Gehäuse angepaßt ist, und der direkt an die Isolierung oder an den Kabelmantel angespritzt ist, um die erforderliche Dichtigkeit gegen das Eindringen korrosiver Medien, Feuchtigkeit, Staub und dergleichen zu gewährleisten. Weiterhin schützt dieser angespritzte Dichtungskörper die Leitung vor einem Verdrehen gegenüber dem Gehäuse und sorgt für die erforderliche Zugfestigkeit des/der elektrischen Leiter bezüglich einer Steckverbindung im Gehäuse. In den letzten Jahren werden solche Dichtungskörper zunehmend aus thermoplastischen, unter Niederdruckbedingungen verarbeitbaren Schmelz-

• ♦

• «

klebern auf Polyamidbasis erzeugt. Geeignete Schmelzkleber sind handelsüblich verfügbar und werden beispielsweise unter den Handelsbezeichnungen "MACROMELT" oder "THERMELT" vertrieben. Die Verarbeitung der niedrigviskosen, schmelzflüssigen Schmelzkleber bzw. Vergussharze erfolgt typischerweise bei Temperaturen von etwa 200 bis 220 ⁰C und unter einem Spritzdruck von etwa 5 bis 20 bar, insbesondere 5 bis 10 bar. Der niedrige Druck erlaubt die Verwendung vergleichsweise einfacher, für diese geringen Belastungen ausgelegter Formwerkzeuge. Derartige, aus Schmelzklebstoffen auf Polyamidbasis bestehende Dichtungskörper haften recht gut auf einem Kabelmantel aus Polyvinylchlorid und zumeist noch ausreichend auf einem Kabelmantel aus Polyethylen oder Polyamid, jedoch ausgesprochen schlecht auf einem Kabelmantel aus Silikon-Gummi. Andererseits werden wegen ihrer vorteilhaften Eigenschaften zunehmend Isolier- und Mantelmischungen für Kabel und isolierte Leitungen aus elektrisch isolierendem Silikon-Gummi eingesetzt; zu diesen vorteilhaften Eigenschaften gehören vorteilhafte mechanische Eigenschaften wie Weichheit und Biegsamkeit, die in einem weiten Temperaturbereich von -50 ⁰C bis +180 ⁰C gegeben sind, ferner hohe Alterungsbeständigkeit, gute isolierende Eigenschaften und eine hohe zulässige Betriebstemperatur am Leiter, häufig bis 180 ⁰C. Hinzu kommt der verhältnismäßig geringe Preis im Vergleich zu anderen wärmebeständigen Isoliermaterialien.

Isolier- und Mantelmischungen auf der Basis von Silikon-Gummi (SiR) bzw. Silikon-Kautschuk für Kabel und isolierte Leitungen sind in der Fachwelt bekannt. Diese gummiartigen Mischungen enthalten typischerweise neben anorganischen und/oder organischen Füllstoffen wenigstens einen oligomeren oder polymeren Bestandteil der Zusammensetzung

-Si —-O

-Si-O-I R₄

wobei R^, R2» R3 und R4 für gleiche oder unterschiedliche, substituierte oder unsubstituierte Kohlenwasserstoffreste stehen und &eegr; und m typischerweise für eine ganze Zahl von 1 bis 20 stehen. Typischerweise handelt es sich bei diesem Si-haltigen Bestandteil um Silikon-Kautschuk und/oder um ein vernetztes organisches Polysiloxan. In der Norm DIN VDE 0207 Teil 20, dort der Mischungstyp EI2, sowie der Norm DIN VDE 0207 Teil 21, dort der Mischungstyp 2GMl, sind Anforderungen an Silikon-Gummi-Mischungen für Kabel und isolierte Leitungen in Starkstromanlagen aufgeführt. Für Schwachstromanlagen und isolierte Signalleitungen können entsprechend angepasste Silikon-Gummi-Mischungen vorgesehen werden.

An einer Isolierung oder einem Mantel aus Silikon-Gummi haften unter den üblichen Niederdruckbedingungen angespritzte Dichtungskörper aus Schmelzklebern auf Polyamidbasis ausgesprochen schlecht. Ursächlich dafür dürfte die hohe Weichheit des Silikon-Gummi und die geringe gegenseitige chemische Affinität der unterschiedlichen Werkstoffe sein. Sofern nicht besondere Vorsichtsmaßnahmen ergriffen, werden, kann ein aus Schmelzklebstoff auf Polyamidbasis bestehender und unter üblichen Niederdruckbedingungen angespritzter Dichtungskörper ohne weiteres um einen kreisrunden Kabelmantel aus Silikon-Gummi gedreht und/oder längs dieses Kabelmantels verschoben werden. In diesem Falle kann der Dichtungskörper die zusätzlich zu der Dichtungsfunktion geforderte Zugfestigkeit und Verdrehsicherheit nicht gewährleisten.

Das Dokument DE-Al 30 33 211 offenbart eine mehradrige, kunststoffisolierte elektrische Leitung, deren eines Ende zum Zwecke der mechanischen Verankerung der Leitung in einem mehrpoligen elektrischen Steckelement oder einem elektrischen Gerät mit einem auf den Mantel der Leitung aufgesetzten Ring versehen ist, dessen Innendurchmesser kleiner ist als der Aussendurchmesser der Leitung. Dieser typischerweise aus Metall, beispielsweise Stahl oder Kupfer bestehende Ring ist derartig auf den Mantel aufgepresst, daß er im aufgepressten Zustand wenigstens eine vom Kabelmantel nach aussen gerichtete Nocke bzw. Nase aufweist. Die so erzielbare mechanische Verankerung soll insbesondere für Steckelemente geeignet sein, deren Gehäuse am Kabelende durch einen Spritzvorgang aufgebracht wird.

Dieser bekannte Vorschlag stammt aus 1980. Damals waren unter Niederdruckbedingungen verarbeitbare Schmelzkleber auf Polyamidbasis zum Anspritzen von Dichtungskörpern an elektrische Leitungen noch nicht im Einsatz. In dem Dokument wird Art und Natur des Kunststoffes des Kabelmantels nicht angesprochen. Damals waren Silikonmaterialien vergleichsweise exotische Kunststoffe zur Erzeugung von Isolier- und Mantelmischungen für Kabel und isolierte Leitungen. Folglich wird in dieser Druckschrift das Problem der geringen Haftung eines Dichtungskörpers aus Schmelzkleber auf Polyamidbasis an einer Isolierung oder auf einem Kabelmantel aus Silikon-Gummi nicht angesprochen und/oder gelöst. Auch besteht die Gefahr, dass beim Aufpressen eines Metallrings auf empfindliches Isolierungs- oder Mantelmaterial dieses Material soweit geschädigt wird, dass die geforderte Zugfestigkeit nicht erzielt werden kann.

Demgegenüber besteht das technische Problem der vorliegenden Erfindung darin, eine ein- oder mehradrige, mit einer Isolierung und/oder mit einem Kabelmantel aus Silikon-Gummi versehene elektrische Leitung mit angespritztem Dichtungskörper bereits zu st eilen, der aus einem unter Niederdruckbedingungen verarbeitbaren Schmelzkleber auf Polyamidbasis besteht, wobei der Dichtungskörper so fest und sicher am Kabelmantel fixiert ist, dass seine Abzugskraft wenigstens 80 %, vorzugsweise 90 % und mehr der Zugfestigkeit der unbeschädigten Isolierung bzw. des unbeschädigten Kabelmantels beträgt.

Ausgehend von einer ein- oder mehradrigen elektrischen Leitung, die mit einer Isolierung und/oder mit einem Kabelmantel versehen ist, an der in gegebenem Abstand zum Isoüerungs- bzw. Kabelmantelende ein die Isolierung oder den Kabelmantel umgreifender Dichtungskörper angespritzt ist, der aus einem thermoplastischen, unter Niederdruck-. bedingungen verarbeiteten Schmelzkleber auf Polyamidbasis besteht, ist die erfindungsgemäße Lösung des vorstehend genannten technischen Problems

dadurch gekennzeichnet, dass

die Isolierung oder der Kabelmantel aus einem für Isolier- und Mantelmischungen für Kabel und isolierte Leitungen geeigneten Silikon-Gummi besteht; und

im Bereich der Umgriffsstelle auf die Isolierung oder den Kabelmantel ein aus getempertem Messing bestehender Ring aufgepresst ist, der im aufgepressten Zustand die Isolierung oder den Kabelmantel einschnürt und wenigstens eine von der Isolierung oder vom Kabelmantel nach aussen abstehende, doppellagige Fahne aufweist, die vollständig in den Dichtungskörper eingebettet ist.

Zum Anspritzen eines Dichtungskörpers an eine isolierte elektrische Leitung kann ein Verfahren vorgesehen werden, das nachstehende Verfahrensschritte aufweist:

Es wird eine ein- oder mehradrige isolierte Leitung bereitgestellt, die wenigstens einen elektrischen Leiter innerhalb einer Isolierung aufweist, oder die eine oder mehrere einzeln isolierte Ader(n) aufaufweist, die in einem Kabelmantel eingebettet sind, wobei die Isolierung oder der Kabelmantel aus für Isolier- und Mantelmischungen für Kabel und isolierte Leitungen geeignetem Silikon-Gummi besteht, und diese Isolierung oder der Kabelmantel einen kreisrunden Aussenumfang mit gegebenem Aussendurchmesser aufweist;

es wird ein kreisrunder Ring aus Messing bereitgestellt, der einen Innendurchmesser aufweist, der um 1 bis 5 mm größer ist als der Aussendurchmesser der Isolierung oder des Kabelmantels;

der Messingring wird - zweckmäßigerweise zusammen mit einer Vielzahl entsprechender Messingringe - 1 bis 5 Stunden lang bei 350 bis 450 ⁰C getempert;

wahlweise wird an der Leitung, angrenzend an ein Leitungsende, der Kabelmantel längs einer vorgegebenen Länge entfernt, um die gegebenenfalls isolierte(n) - Ader(n) freizulegen;

dieses Leitungsende wird in den geschlossenen, kreisrunden, getemperten Messingring eingeführt;

Leitung und Messingring werden so in einem Presswerkzeug angeordnet, das mit wenigstens einem beweglichen Pressbacken zum Verformen des Messingringes versehen ist, dass sich der Ring in einem vorgegebenen Abstand zum Kabelmantelende befindet;

durch Verstellung des beweglichen Pressbackens wird der Messingring so auf die Leitung aufgepresst und verformt, dass er die Isolierung oder den Kabelmantel einschnürt, wobei das restliche Ringmaterial wenigstens eine von der Isolierung oder vom Kabelmantel nach aussen abstehende, doppellagige Fahne bildet;

die Leitung mit dem aufgepressten, verformten Ring wird aus dem Presswerkzeug entnommen und in einem Moulding-Werkzeug angeordnet, in dem ein Formhohlraum ausgespart ist, der an die Kontur des Dichtungskörpers angepasst ist;

das die Leitung mit dem aufgepressten, verformten Ring enthaltende Moulding-Werkzeug wird verschlossen und verriegelt; in das verschlossene Moulding-Werkzeug wird unter einem Spritzdruck von 5 bis 20 bar schmelzflüssiger Schmelzkleber auf Polyamidbasis eingespritzt, um einen die „Isolierung oder den Kabelmantel umgreifenden Dichtungskörper zu erzeugen, in welchem der aufgepresste, verformte Messingring vollständig eingebettet ist; und

nach Abkühlung und Verfestigung des Schmelzklebers wird das Moulding-Werkzeug geöffnet und die Leitung mit dem angespritzten, verrutschfest verankerten Dichtung körper entnommen.

Erfindungsgemäß dient der auf die Isolierung oder auf den Kabelmantel aufgepresste und diese(n) einschnürende Ring aus getempertem Messing als Verankerungselement für den anschließend angespritzten Dichtungskörper, der seinerseits aus einem Schmelzkleber aus Polyamidmaterial besteht. Dieses Verankerungselement gewährleistet eine hohe Festigkeit des Dichtungskörpers gegen Verschieben, Verrutschen und/oder Verdrehen gegenüber dem Kabelmantel. Diese Festigkeit wird als Abzugskraft aus-

gedrückt und beträgt mindestens 80 %, vorzugsweise 90 % und mehr der Zugfestigkeit der unbeschädigten Isolierung bzw. des unbeschädigten Kabelmantels.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Pressvorrichtung mit einem Magazin zur Aufnahme einer Vielzahl getemperter Messingringe versehen ist. Aus diesem Magazin werden nacheinander je ein Messingring in definierter Anordnung bereitgestellt. Vorzugsweise ist ein zylindrischer Messingring vorgesehen, der eine gegebene Länge/Breite aufweist, und bei dem zumindest die Innenumfangsfläche glatt und frei von Graten, Vorsprüngen und sonstigen Unebenheiten ist. Das von überschüssiger Isolierung oder von überschüssigem Kabelmantel befreite Leitungsende wird in den bestimmt angeordneten Messingring eingeführt und so weit durch diesen Ring hindurchgeschoben, bis das Kabelmantelende an einem vorgegebenen Anschlag anliegt. Weiterhin wird auf eine streng parallele Ausrichtung der Ring-Innenumfangsfläche und der kreisrunden Aussenumfangsfläche der Isolierung oder des Kabelmantels geachtet. Daraufhin wird der bewegliche Pressbacken auf den Messingring zu geführt, um diesen auf die Leitung aufzupressen und so zu verformen, dass die Isolierung bzw. der Kabelmantel eingeschnürt wird, und dass wenigstens eine von der Isolierung oder vom Kabelmantel nach aussen abstehende, doppellagige Fahne gebildet wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Wie bereits dargelegt, sind für Isolier- und Mantelmischungen für Kabel und isolierte Leitungen geeignete Silikon-Gummi bekannt. Die erforderlichen Eigenschaften sind in einschlägigen Normen angegeben; vergleiche beispielsweise DIN VDE 0207 Teil 20 oder Teil 21, je vom Juli 1993. Im Rahmen der vorliegenden Unterlagen sollen mit der Kurzbezeichnung ¹¹ Silikon-Gummi" solche Silikon-Gummi, Silikon-Kautschuke, Silikon-Materialien und entsprechende SiR-Werkstoffe bezeichnet werden, die als Isolier- und Mantelmischungen für Kabel und isolierte (elektrische) Leitungen geeignet sind.

An einem einzelnen elektrischen Leiter oder Kabel kann die Isolierung aus extrudiertem Silikon-Gummi bestehen (Aderleitung). Weiterhin können mehrere, einzeln isolierte elektrische Leiter in einen Mantel aus Silikon-Gummi eingebettet sein, deren Isolierung vorzugsweise ebenfalls aus Silikon-Gummi, gegebenenfalls aber auch aus einem anderen isolierenden Kunststoff bestehen kann. Ohne dass damit eine Beschränkung beabsichtigt ist, wird die Erfindung nachstehend mit Bezugnahme auf eine mehradrige isolierte Leitung beschrieben, deren einzeln isolierte Adern in einen Mantel aus Silikon-Gummi eingebettet sind.

Typischerweise kann .ein solcher Kabelmantel - je nach Anw en dungs fall einen Aussendurchmesser von 2 bis 12 mm aufweisen. Gerade im Falle von Silikon-Gummi werden typischerweise vergleichsweise dicke Kabelmäntel vorgesehen, damit das vergleichsweise weiche Material einen ausreichenden Schutz für die elektrischen Leiter bietet. Typischerweise macht ein Kabelmantel aus Silikon-Gummi wenigstens 30 %, vorzugsweise 50 % und mehr der Querschnittsfläche einer isolierten elektrischen Leitung aus.

Als Verankerungselement für den nachträglich anzuspritzenden Dichtungskörper dient ein verformter Messingring. Für die Auswahl von Messing spricht neben dessen Korrosionsbeständigkeit und Verfügbarkeit in verschiedenen Ring größen insbesondere dessen Kombination aus einerseits mechanischer Festigkeit, welche die einmal erzeugte Einschnürung des Kabelmantels dauerhaft gewährleistet, und andererseits Verformbarkeit, welche bei Erzeugung der abstehenden, doppellagigen Fahne auch die Bildung kleinster Krümmungsradien ermöglicht, ohne dass der vorgelegte Ring bei der Verformung reisst oder bricht.

Vorzugsweise kann der Messingring aus einer Kupfer/Zink/Blei-Legierung mit 59 bis 62 Gewichts-% Cu, 0,5 bis 2,5 Gewichts-% Pb, Rest Zn und herstellungsbedingte Verunreinigungen bestehen; als solche herstellungsbedingte Verunreinigungen kommen insbesondere Al, Fe, Ni und Sn in Betracht, je in Anteilen kleiner/gleich 0,3 Gewichts-%. Derartige Legierungen weisen ein besonders günstiges Verhältnis von Zugfestigkeit,

Dehngrenze, Bruchdehnung und Härte auf. Besonders bevorzugt wird die Legierung CuZn38Pb2 (entsprechend DIN EN 12164) eingesetzt, die unter diesen Werkstoffen eine besonders hohe Bruchdehnung aufweist.

Vorzugsweise ist ein zylindrischer Messingring mit einer Länge/Breite von wenigstens 2 mm vorgesehen, der eine glatte Innenumfangsfläche aufweist, die frei von Graten, Vorsprüngen und sonstigen Unebenheiten ist; auch die Kanten sollen abgerundet sein. Beim Aufpressen des Messingringes auf den Kabelmantel wird dessen Aussendurchmesser um wenigstens 10 % vermindert; dennoch darf die Zugfestigkeit des eingeschnürten Silikon-Gummi gegenüber dem unbeeinflussten Material nicht nennenswert vermindert werden. Scharfe Grate oder Kanten am Messingring werden zu einer Beschädigung des Kabelmantels führen, welche dessen Zugfestigkeit herabsetzt.

Die handelsüblich verfügbaren Ringe aus derartigen Messing werkstoff en sind jedoch wegen ihrer Sprödigkeit für die erfindungsgemäß vorgesehene Verformung noch nicht geeignet. Vielmehr muß eine Temperbehandlung durchgeführt werden, um die natürliche Sprödigkeit zu vermindern. Erfindungsgemäß ist zur Temperung vorgesehen, die handelsüblich verfügbaren Messingringe dieser Zusammensetzung 1 bis 5 Stunden lang auf eine Temperatur im Bereich von 350 bis 450 ⁰C zu erwärmen; besonders bevorzugt wird eine 2 bis 3 Stunden lange Erwärmung auf Temperaturen um 400 ⁰C herum. Anschließend erfolgt eine langsame Abkühlung an Luft. Diese Temperbehandlung vermindert die ursprüngliche, natürliche Sprödigkeit und macht den Werkstoff weich und gefügig.

Zur Erzeugung eines Verankerung selementes wird der ursprünglich kreisrunde und getemperte Messingring auf eine isolierte Leitung aufgepresst, das durch die Ringöffnung geführt ist. Hierbei erfolgt eine Einschnürung des Kabelmantels, und aus überschüssigem Ringmaterial wird wenigstens eine vom Kabelmantel nach aussen abstehende, doppellagige Fahne gebildet. Bereits mit einer oder zwei abstehenden Fahnen wird eine ausreichende Verankerung des Dichtungskörpers erzielt. Sofern der Ring im aufgepressten Zustand zwei abstehende Fahnen aufweist, sind diese vorzugsweise symmetrisch angeordnet und stehen je längs einer gemeinsamen Geraden vom restlichen Ring ab.

Jede dieser Fahnen soll doppellagig ausgebildet sein. Die doppellagige Anordnung gewährleistet die erforderliche mechanische Spannung, um auch über lange Zeiten diejenige Einschnürung des Kabelmantels aufrecht zu erhalten, die für eine rutschfeste und verdrehsichere Anordnung des aufgepressten Ringes an der Leitung sorgt.

In Abhängigkeit vom Leitungsquerschnitt kann für den Messingring eine Dicke/Stärke zwischen etwa 0,5 bis 2 mm vorgesehen werden. Für Leitungsdurchmesser von etwa 2 bis 5 mm hat sich eine Stärke des Messingrings von 0,5 mm gut bewährt; für Leitungsdurchmesser von etwa 4 bis 8 mm kann eine Ring stärke von etwa 1 mm vorgesehen werden.

Im Falle von Messingringen mit einer Materialstärke von 0,5 mm erfordert die Ausbildung, einer doppellagigen Fahne die Verformung bis zu einem Krümmungsradius von etwa 1 mm am Ende der Fahne. Eine Verformung ohne Reissen oder Bruch bis zu solch engen Krümmungsradien ist nach den erfindungsgemäßen Erfahrungen nur dann möglich, wenn Ringe aus den ausgewählten Messingwerkstoffen vorher getempert worden sind.

Wie bereits gesagt, wird der Kabelmantel typischerweise einen Aussendurchmesser von 2 bis 12 mm aufweisen. Um für die Bildung der abstehenden Fahne(n) ausreichend Ringmaterial bereitzustellen, soll der nicht verformte, kreisrunde Messingring einen Innendurchmesser aufweisen, der den jeweiligen Kabelmantel-Aussendurchmesser um 1 bis 5 mm übersteigt. Dies liefert am verformten Ring eine oder zwei abstehende Fahne(n) von ausreichender Länge, um die Verankerung des Dichtungskörpers zu gewährleisten.

Beim Aufpressen des Ringes auf die isolierte Leitung wird eine solche Verformung des Ringes erzeugt, die zu einer deutlichen Einschnürung des Kabelmantels führt. Vorzugsweise soll die durch den aufgepressten Ring verursachte Einschnürung des Kabelmantels den ursprünglichen Kabelmantel-Aussendurchmesser um 10 bis 25 % vermindern. Auch bei einem vergleichsweise dicken Kabelmantel aus weichem Silikon-Gummi wird unter diesen Bedingungen ein verrutschfester und drehsicherer Sitz des aufgepressten Ringes am Kabelmantel erhalten. Jedenfalls beträgt die Festigkeit gegen Verschieben, Verrutschen und/oder Verdrehen des auf-

gepressten, verformten Ringes gegenüber der Leitung bzw. die Abzugskraft mindestens 80 %, vorzugsweise 90 % und mehr der Zugfestigkeit der unbeschädigten Isolierung bzw. des unbeschädigten Kabelmantels.

Ausweislich der vorstehend genannten Normen muss hier geeigneter Silikon-Gummi vor der Alterung eine Zugfestigkeit von mindestens 5,0 N/mm^ und nach der Alterung (für eine Dauer von 10 Tagen im Wärmeschrank bei 200 + 2 ⁰C) eine Zugfestigkeit von mindestens 4,0 N/mrrr aufweisen. Dementsprechend wurde im Rahmen der Erfindung festgestellt, dass an einer typischen isolierten Leitung mit zwei einzeln isolierten Adern in einem_;,aus Silikon-Gummi bestehenden Kabelmantel, der einen Aussendurchmesser von 4 mm aufweist, der unbeschädigte Kabelmantel bereits bei einer Zugbeanspruchung von etwa 44 bis 46 N reisst.■ Ein unter erfindungsemäß vorgesehenen Bedingungen auf diesen Kabelmantel aufgepresster und verformter Messingring sitzt so fest an diesem Kabelmantel, dass in jedem Falle eine Abzugskraft größer 40 N, sowie in der Mehrzahl der Fälle eine Abzugskraft größer 42 N erforderlich war, um diesen aufgepressten Messingring gegenüber dem Kabelmantel zu verschieben, zu verrutschen und/oder zu verdrehen. Folglich beträgt bei dieser typischen erfindungs gemäß en Ausführungsform die Abzugskraft mindestens 80 % und vorzugsweise 90 % und mehr der Zugfestigkeit des unbeschädigten Kabelmantels.

Weiterhin ist es zweckmäßig, beim Aufpressen des Ringes auf einen solchen Kabelmantel darauf zu achten, Beschädigungen des Kabelmantels im Bereich der Um griffs stelle zu vermeiden. Solche Beschädigungen wurden dazu, führen, dass die Zugfestigkeit des beschädigten Kabelmantels weniger als 80 % der Zugfestigkeit des unbeschädigten Kabelmantels beträgt. Dann könnte die erfindungsgemäß vorgesehene.Abzugsfestigkeit des aufgepressten Ringes von mindestens 80 % der Zugfestigkeit des unbeschädigten Kabelmantels nicht erreicht werden, weil der beschädigte Kabelmantel vorher an der Beschädigungsstelle reisst. Zu geeigneten Vorsichtsmaßnahmen gehört insbesondere, zylindrische Ringe mit glatter Innenumfangsfläche vorzusehen, und beim Aufpressen des Ringes eine gegenseitig streng parallele Ausrichtung von Ring-Innenumfangsfläche

und Kabelmantel-Aussenumfangsfläche vorzusehen. Jegliche Verkantung des Ringes gegenüber dem Kabelmantel muss vermieden werden.

Die Verformung des getemperten Ringes, durch dessen öffnung vorher die Leitung hindurchgeschoben worden ist, erfolgt zweckmäßigerweise mit Hilfe eines Presswerkzeugs, das einen feststehenden Pressbacken aufweist, an welchem der Ring mit Leitung in definierter Lage angeordnet wird, und das ferner einen symmetrisch ausgebildeten, beweglichen Pressbacken aufweist, der auf den feststehenden Pressbacken zu und von diesem weg bewegt werden kann. Bei der aufeinander zu erfolgenden Bewegung der Pressbacken wird der zwischen den Pressbacken angeordnete Ring gestaucht, auf die Leitung aufgepresst und verformt. In Abhängigkeit von der Gestalt der Pressbacken erfolgt eine solche Verformung, dass wenigstens eine vom Ring abstehende, doppellagige Fahne gebildet wird. Typischerweise werden eine Fahne oder zwei Fahnen gebildet. Nach erfolgter Verformung und Zurückfahren des beweglichen Pressbackens kann die Leitung zusammen mit dem aufgepressten Ring aus der Presswerkzeug entnommen werden.

Der auf die Leitung verrutschfest und verdrehsicher aufgepresste Messingring dient zusammen mit seiner abstehenden Fahne bzw. seinen abstehenden Fahnen als Verankerungselement für einen Dichtungskörper, der an den Kabelmantel der Leitung angespritzt wird. Dieser Dichtungskörper wird aus einem thermoplastischen, unter Niederdruckbedingungen verarbeitbaren Schmelzkleber auf Polyamidbasis erzeugt. Geeignete Schmelzkleber werden beispielsweise von der Firma OptiMel Schmelzgußtechnik GmbH & Co. KG (ein Unternehmen der Henkel-Gruppe) unter der Handelsbezeichnung "MACROMELT" oder von MYDRIN TRL, 07003 Privas Cedex, Frankreich, unter der Handelsbezeichnung "THERMELT¹¹ vertrieben. Zur Verarbeitung wird der schmelzflüssige, typischerweise eine Temperatur von etwa 200 bis 220 ⁰C aufweisende Schmelzkleber unter einem Spritzdruck von etwa 5 bis 20 bar, vorzugsweise 5 bis 10 bar, in ein Moulding-Werkzeug eingespritzt, in welchem wenigstens ein, an die Kontur des vorgesehenen Dichtungskörpers angepaßter, Formhohlraum ausgespart ist. Wegen des niedrigen Spritzdruckes können vergleichsweise einfach aufgebaute, zweiteilige Werkzeuge aus Aluminium, vorzugsweise mit Stahl-

einlagen an den stark beanspruchten Flächen, verwendet werden. Auch ohne hohen Spritzdruck kann die dünnflüssige Schmelze filigrane Bauteile umschließen. Schon bei einem Druck zwischen 5 und 10 bar gelangt der Schmelzkleber in engste Zwischenräume, etwa auch zwischen die beiden Lagen der Fahne(n) am aufgepressten und verformten Ring. Wegen dieser Niederdruckbedingungen ist das gesamte Verfahren wirtschaftlich, weil sowohl die Maschine zur Bereitstellung des schmelzflüssigen Schmelzklebers als auch die Werkzeuge auf diese geringen Belastungen ausgelegt werden können. Diese Technik ist auch besonders vorteilhaft zum Anspritzen irgendwelcher Körper an Kabelmantel aus weichem Silikon-Gummi, weil der Kabelmantel nicht in besonderer Weise abgestützt oder gegenüber dem Werkzeug abgedichtet werden muss, um ein unerwünschtes Austreten von Schmelzkleber zu vermeiden.

Im vorliegenden Falle dient zum Anspritzen des Dichtungskörpers vorzugsweise ein zweiteiliges Werkzeug aus im wesentlichen Aluminium, das als Zwei-Nutzen-Werkzeug ausgelegt ist. Die beiden Werkzeughälften sind weitgehend symmetrisch ausgebildet. Pass-Stifte an der einen Werkzeughälfte und entsprechende Bohrungen an der anderen Werkzeughälfte sorgen für den passgenauen Sitz. In jeder Werkzeughälfte ist die anteilige, durch das gesamte Werkzeug hindurchführende Bohrung zum Einlegen des Kabels sowie die anteilige Aussparung zur Erzeugung des Dichtungskörpers ausgespart. Ferner sind Einspritzkanäle zum Einspritzen und Verteilen des schmelzflüssigen Schmelzklebers ausgebildet. Das mit dem aufgepressten, verformten Ring versehene Kabel wird so in die Kabelbohrung eingelegt, dass sich der Ring mit der abstehenden Fahne in der Aussparung für den Dichtungskörper befindet. Bei einem Zwei-Nutzen-Werkzeug wird benachbart ein weiteres Kabel mit angepresstem Ring eingelegt. Anschließend wird die andere Werkzeughälfte aufgesetzt und mit der vorgelegten Werkzeughälfte verschlossen und verriegelt. Aus einer Maschine zur Bereithaltung von schmelzflüssigem Schmelzkleber wird schmelzflüssiger Schmelzkleber unter einem Spritzdruck im Bereich von 5 bis 20 bar, insbesondere 5 bis 10 bar, eingespritzt und gelangt bis in die Aussparung zur Erzeugung des Dichtungskörpers. Das kalte Formwerkzeug aus Aluminium sorgt für einen raschen Wärmeentzug. Es erfolgt eine schnelle Abkühlung und Verfestigung des Schmelzklebers.. Bereits nach etwa

30 sec kann das Werkzeug geöffnet und die Leitung mit angespritztem Dichtungskörper entnommen werden. Der angespritzte Dichtungskörper umgreift den Kabelmantel vollständig, wobei die Fahne(n) am aufgepressten Messingring vollständig in den Dichtungskörper eingebettet ist/sind.

Nachstehend wird die Erfindung mehr im einzelnen anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert; die letzteren zeigen:

Fig. 1 eine Schrägansicht auf eine Dose, in deren kreisrunder Gehäusewand zwei Aussparungen ausgespart sind, in welche ein an einer Leitung angespritzter Dichtungskörper eingesetzt werden soll bzw. eingesetzt ist;

Fig. 2a einen kreisrunden, zylindrischen Messingring, durch dessen Ringöffnung ein Leitungsabschnitt geführt ist;

Fig. 2b den L eitungs ab schnitt nach Fig. 2a, nachdem der Messingring aufgepresst und so verformt worden ist, dass er eine abstehende doppellagige Fahne aufweist;

Fig. 3a schematisch ein geöffnetes Presswerkzeug zum Verformen des Messingringes entsprechend Fig. 2b;

Fig. 3b das Presswerkzeug nach Fig. 3a in geschlossenem Zustand mit verformtem Messingring;

Fig. 3c in einer Querschnittsdarstellung den auf die Leitung aufgepressten und so verformten Messingring, dass eine abstehende Fahne resultiert;

Fig. 4a einen kreisrunden, zylindrischen Messingring mit größerem Durchmesser, durch dessen Ringöffnung ein dickerer Leitungsabschnitt geführt ist;

Fig. 4b den Leitung s ab schnitt nach Fig. 4a, nachdem der Messingring aufgepresst und so verformt worden ist, dass er zwei abstehende doppellagige Fahnen aufweist;

Fig. 5a schematisch ein geöffnetes Presswerkzeug zum Verformen des Messingringes entsprechend Fig. 4b;

Fig. 5b das Presswerkzeug nach Fig. 5a in geschlossenem Zustand mit verformtem Messingring;

Fig. 5c in einer Querschnittsdarstellung den auf die Leitung aufgepressten und so verformten Messingring, dass zwei abstehende Fahnen resultieren;

Fig. 6 in einer Schrägansicht eine Hälfte eines Zwei-Nutzen-Werkzeugs zum Anspritzen eines Dichtungskörpers an einen Leitungsabschnitt;

Fig. 7 den Leitungsabschnitt nach Fig. 2a mit aufgepresstem Ring und angespritztem Dichtungskörper; und

Fig. 8 den L eitungs ab schnitt nach Fig. 4a mit aufgepresstem Ring und angespritztem Dichtungskörper.

Fig. 1 zeigt schematisch eine aus Kunststoff gespritzte Dose 1 mit einer umlaufenden, kreisrunden Gehäusewand 2 zur Aufnahme - nicht dargestellter - elektrischer Stecker, Schalter oder einer sonstigen elektrischen Einrichtung, dem/der über wenigstens eine elektrische Leitung 10 Signale zuführbar sind. In der Gehäusewand sind zwei Aussparungen 3 ausgespart, an deren Randabschnitt je ein Profil 4 angespritzt ist. Die Aussparung 3 mit dem angespritzten Profil 4 bildet eine Labyrinthdichtung, in welche ein angepasster Dichtungskörper 30 einsetzbar ist, der an einem Abschnitt 11 der elektrischen Leitung 10 angespritzt ist. Dieser Dichtungskörper 30 sorgt nicht nur für einen staub- und feuchtigkeitsgeschützten Eintritt der Leitung 10 in den Innenraum der Dose 1, sondern auch für eine Zugentlastung der aus dem Leitungsende 12 austretenden und abisolierten elektrischen Leiter 15, 15', die an eine, innerhalb der Dose 1 befindliche, elektrische Einrichtung angeschlossen sind.

Wie das mehr im einzelnen aus den Figuren 7 und 8 ersichtlich ist, weist eine isolierte, elektrische Leitung 10 mehrere getrennte elektrische Leiter 15, 15', 15" auf, die einzeln isoliert sind und zu diesem Zweck je von einer elektrischen Isolierung 16 umgeben sind. Diese Isolierung 16 besteht typischerweise aus einer unmittelbar auf den Leiter 15 extrudierten Hülle aus Kunststoff, beispielsweise auch aus Silikon-Gummi. Die einzeln isolierten Leiter 15, 15V 15" sind in einen Kabelmantel 17 eingebettet, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung aus Silikon-Gummi bestehen muss. Alternativ ist die vorliegende Erfindung auch an einer

- nicht dargestellten - Aderleitung anwendbar, bei welcher der elektrische Leiter in eine Isolierung eingebettet ist, die dann - im Rahmen der vorliegenden Erfindung - aus Silikon-Gummi bestehen muss, ohne dass diese Isolierung zusätzlich in einen Kabelmantel eingebettet ist.

Die Figuren 2a und 4a zeigen je einen kreisrunden, zylinderförmigen Ring 20, der erfindungsgemäß aus getempertem Messing besteht. Durch die vom Ring 20 begrenzte öffnung ist in paralleler Ausrichtung zur

- nicht dargestellten - Ringlängsachse ein Abschnitt 11 einer elektrischen Leitung 10 geführt. Die Abmessungen der Leitung 10 und des Ringes 20 sind aneinander angepasst. Zum Beispiel hat sich für eine Leitung 10, deren Kabelmantel 17 aus Silikon-Gummi besteht und einen Aussendurchmesser von 4 mm aufweist, ein Ring 20 gut bewährt, der einen Innendurchmesser von 5 mm, eine Wandstärke von 0,5 mm und eine Breite/Länge von 2,1 mm aufweist. Für eine andere Leitung, deren Kabelmantel einen Aussendurchmesser von 5,6 mm aufweist, hat sich ein Messingring gut bewährt, dessen Innendurchmesser 8 mm, dessen Wandstärke 1 mm und dessen Breite/Länge etwa 4,6 mm beträgt. In jedem Falle soll der Innendurchmesser des nicht verformten, kreisrunden Messingrings den Aussendurchmesser der isolierten Leitung um wenigstens 1 bis etwa 5 mm übersteigen.

Die Anordnung nach Fig. 2a wird in einem Presswerkzeug angeordnet, dessen Aufbau schematisch in Fig. 3a, 3b dargestellt ist. Zu diesem Presswerkzeug 40 gehören ein stationär angeordneter Pressbacken 41 und ein beweglich angeordneter Pressbacken 45, der von einer Bedienungsperson mit Hilfe eines - nicht dargestellten - Hebels auf den stationären

Pressbacken 41 zu und von diesem weg verstellt werden kann. An jeder Frontfläche 42, 46 sind je eine teilkreisförmige Aussparung 43, 47 ausgebildet, an die sich Frontflächenabschnitte 44, 49 anschließen. Vor und hinter diesen Pressbacken 41, 45 befindet sich je eine - nicht dargestellte - Ablagefläche, auf welchen der Leitung s ab schnitt 11 so abgelegt wird, dass der kreisrunde Ring 20 in die Aussparung 43 gedrückt wird. Weiterhin ist eine Ablagefläche mit einem - nicht dargestellten - Anschlag versehen, und das Kabelmantelende 12 befindet sich in Anlage an diesem Anschlag, so dass der Ring 20 in einem vorgegebenen Abstand zum Kabelmantelende 12 auf den Leitungsabschnitt 11 aufgepresst wird. Anschließend wird der bewegliche Pressbacken 45 auf den stationären Pressbacken 41 zu verstellt, bis die beiden Frontflächen 42 und 46 aneinander anliegen. Hierbei wird der anfänglich kreisrunde Ring 20 innerhalb der beiden keilförmigen Aussparungen 43, 47 in seinem Durchmesser verringert und auf den Leitungsabschnitt 11 aufgepresst. Das restliche Ringmaterial wird zwischen den beiden zurückgenommenen Frontflächen 44 und 49 zu je zwei geraden, parallelen Stegen 22, 23 verformt, die an ihrem Ende über einen gekrümmten Abschnitt 24 mit engem Krümmungsradius miteinander verbunden sind. Diese Stege 22, 23 und der gekrümmte Abschnitt 24 bilden zusammen eine doppellagige Fahne 25, die einstückig mit dem verformten Ring 21 verbunden ist. Die danach erhaltene Anordnung ist schematisch in Fig. 2b und 3c dargestellt.

Mit dem in Fig. 5a, 5b schematisch angedeuteten Presswerkzeug 50 kann ein anfänglich kreisrunder Ring 20, der typischerweise einen größeren Durchmesser aufweist als der Ring nach Fig. 2a, so verformt werden, dass am verformten Ring 21 zwei doppellagige Fahnen 25 und 29 abstehen, wie das schematisch in Fig. 4b und 5c dargestellt ist. Das hierzu erforderliche Presswerkzeug 50 weist ebenfalls einen stationären Pressbacken

51 und einen beweglichen Pressbacken 55 auf. In den beiden Frontflächen

52 und 56 ist je eine teilkreisförmige Aussparung 53 und 57 ausgebildet, die symmetrisch aufeinander zu gerichtet sind.. Die Anordnung nach Fig.4a wird so in dem Presswerkzeug 50 angeordnet, dass sich der kreisrunde Ring 20 in Anlage an der teilkreisförmigen Aussparung 53 befindet. Beim Zufahren der beiden Pressbacken 51, 55 wird der Ring 20 zwischen den

&Ggr;·.

beiden teilkreisförmigen Aussparungen 53, 57 zu einem verformten Ring 21 mit linsenförmiger Gestalt verformt, welcher die Leitung 10 einschnürt, und das überschüssige Ringmaterial bildet zwischen den beiden Frontflächen 52 und 56 je eine doppellagige Fahne 25 und 29, die sich längs einer gemeinsamen Geraden voneinander weg erstrecken.

Der Leitungsabschnitt 11 mit aufgepresstem, verformten^ Ring 21 wird aus dem Presswerkzeug 40 bzw. 50 entnommen und in ein Moulding-Werkzeug zum Anspritzen des Dichtungskörpers 30 eingelegt. Hierzu kann beispielsweise ein zweiteiliges Zwei-Nutzen-Werkzeug vorgesehen werden, dessen eine Werkzeughälfte 60 schematisch in Fig. 6 dargestellt ist. Diese Werkzeughälfte besteht im wesentlichen aus einem Block 61 aus Aluminium, in den zwei Stahleinlagen 62 und 63 eingesetzt sind, an denen besonders feine Details ausgearbeitet sind. Es ist je eine anteilige, durchgehende Bohrung 64, 64' ausgespart, in welche der Leitungsabschnitt 11 so eingelegt werden kann, dass er ununterbrochen durch das geschlossene Werkzeug hindurchführt. Die anteiligen Bohrungen 64, 64' schneiden je einen anteiligen Formhohlraum 65, 65' zur Erzeugung eines Dichtungskörpers 30, dessen Kontur an die Labyrinthdichtung der Aussparung 3 (vergl. Fig.l) angepasst ist. In jeden Formhohlraum 65, 65' mündet je ein Einspritzkanal 66, 66', der von einem zentralen Zuführkanal 67 abzweigt, über den schmelzflüssiger Schmelzkleber zuführbar ist. In Passbohrungen 68 an der einen Werkzeughälfte 60 können fluchtend angeordnete - nicht dargestellte - Passstifte an der anderen Werkzeughälfte 60' eingeführt werden und sorgen für eine passgenaue Anordnung der beiden Werkzeughälften 60 und 60'.

In die Werkzeughälfte 60 wird je ein Leitungsabschnitt 11 so eingelegt, dass sich der aufgepresste und verformte Ring 21 innerhalb des Formhohlraums 65 bzw. 65' befindet. Anschließend wird die andere Werkzeughälfte 60' passgenau aufgesetzt; beide Werkzeughälften 60, 60' werden miteinander verriegelt. Aus einer vorgegebenen Quelle wird schmelzflüssiger Schmelzkleber über die Kanäle 67, 66, 66' eingespritzt und bildet an jeder Leitung 11 je einen Dichtungskörper 30. Typischerweise sind der Einspritzvorgang und die zur Verfestigung erforderliche Abküh-

lung nach etwa 30 sec beendet. Das Werkzeug wird geöffnet, die beiden Werkzeughälften 60 und 60' voneinander getrennt und das Erzeugnis entnommen.

Je nach Art des verformten Ringes 21 wird ein Produkt erhalten, wie es schematisch in den Figuren 7 oder 8 dargestellt ist. Auf den Leitungsabschnitt 11 nach Fig. 7 ist ein verformter Ring 21 aufgepresst, von dem eine doppellagige Fahne 25 absteht. Dieser Ring 21 mit einstückig ausgebildeter Fahne 25 bildet ein Verankerungselement, das vollständig in den Dichtungskörper 30 eingebettet ist, welcher die Leitung 10 umgreift. Beim Produkt nach Fig. 8 stehen vom verformten linsenförmigen Ring 21 in entgegengesetzte Richtungen je eine doppellagige Fahne 25 und 29 ab. In jedem Falle ist der Dichtungskörper 30 mit Hilfe des Verankerung selementes so fest an der Leitung 10 fixiert, dass eine Abzugskraft, von wenigstens 80 %, vorzugsweise 90 % und mehr der Zugfestigkeit der unbeschädigten Isolierung oder des unbeschädigten Kabelmantels nicht ausreicht, den so verankerten Dichtungskörper 30 längs der Leitung 10 zu verrutschen, zu verschieben und/oder zu verdrehen. -....■

Claims (10)

1. Ein- oder mehradrige elektrische Leitung, die mit einer Isolierung und/ oder mit einem Kabelmantel versehen ist,
an der in gegebenem Abstand zum Isolierungs- bzw. Kabelmantelende ein die Isolierung oder den Kabelmantel umgreifender Dichtungskörper angespritzt ist, der aus einem thermoplastischen, unter Niederdurckbedingungen verarbeiteten Schmelzkleber auf Polyamidbasis besteht, dadurch gekennzeichnet, dass
die Isolierung oder der Kabelmantel (17) aus einem für Isolier- und Mantelmischungen für Kabel und isolierte Leitungen geeigneten Silikon- Gummi besteht; und
im Bereich der Umgriffsstelle auf die Isolierung oder den Kabelmantel (17) ein aus getempertem Messing bestehender Ring (21) aufgepresst ist, der im aufgepressten Zustand die Isolierung oder den Kabelmantel (17) einschnürt und wenigstens eine von der Isolierung oder vom Kabelmantel (17) nach aussen abstehende, doppellagige Fahne (25, 29) aufweist, die vollständig in den Dichtungskörper (30) eingebettet ist.

2. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der Kabelmantel (17) einen Aussendurchmesser von 2 bis 12 mm aufweist; und
der verformte Ring (21) aus einem nicht verformten, kreisrunden Ring (20) erzeugt worden ist, der einen Innendurchmesser aufweist, welcher den jeweiligen Kabelmantel-Aussendurchmesser um 1 bis 5 mm übersteigt.

3. Leitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht verformte, kreisrunde Ring (20) ein zylindrischer Ring ist, der zumindest eine ebene Innenumfangsfläche aufweist, die frei von abstehenden Graten und sonstigen Vorsprüngen ist.

4. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der verformte Ring (21) im aufgepressten Zustand eine abstehende, doppellagige Fahne (25) aufweist.

5. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der verformte Ring (21) im aufgepressten Zustand zwei abstehende, doppellagige Fahnen (25 und 29) aufweist, die je längs einer gemeinsamen Geraden vom rastlichen Ring (21) abstehen.

6. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der verformte Ring (21) aus einer Kupfer/Zink/Blei-Legierung mit 59-62 Gew.-% Cu, 0,5 bis 2,5 Gew.-% Pb, Rest Zri und herstellungsbedingte Verunreinigungen besteht.

7. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der verformte Ring (21) aus dem Material CuZn38Pb2 besteht.

8. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
der verformte Messingring (21) vor seiner Verformung getempert worden ist; und
zu dieser Temperung eine Vielzahl Messingringe 1 bis 5 Std. lang auf eine Temperatur im Bereich von 350 bis 450°C erwärmt worden ist.

9. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
der Kabelmantel (17) einen Aussendurchmesser von 2 bis 12 mm aufweist; und
die durch den aufgepressten Ring (21) verursachte Einschnürung des Kabelmantels den jeweiligen Kabelmantel-Aussendurchmesser um 10 bis 25% vermindert.

10. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der angespritzte Dichtungskörper (30) mit Hilfe des verformten Ringes (21) so fest an der Leitung (10) verankert ist, dass eine Abzugskraft von wenigstens 80%, vorzugsweise 90% und mehr der Zugfestigkeit der unbeschädigten Isolierung oder des unbeschädigten Kabelmantels (17) nicht ausreicht, den so verankerten Dichtungskörper (30) längs der Leitung (10) zu verrutschen, zu verschieben und/oder zu verdrehen.