DE3841964A1

DE3841964A1 - Anordnung mit einem dichtmittelkissen zur schaffung eines gegen die umwelt dichten abschlusses um eine elektrische verbindung, sowie verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE3841964A1
Application number: DE3841964A
Authority: DE
Inventors: James R More
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1987-12-09
Filing date: 1988-12-09
Publication date: 1989-06-22
Also published as: JPH0719625B2; US4863535A; JPH01206573A; FR2624665A1; ES2010043A6; FR2624665B1; MX167545B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Dichtmittelkissen zur Schaffung eines gegen die Umwelt dichten Abschlusses um eine elektrische Verbindung, sowie Verfahren zu ihrer Herstellung. Insbesondere betrifft sie die Schaffung feuchtigkeitssicherer Abdichtungen für elektrische Verbindungen allgemeiner sowie der in Kraft- und ähnlichen Fahrzeugen zu findenden Art. Die Anordnung und die Verfahren sind besonders vorteilhaft in der Anwendung auf Verbindungen von mindestens zwei nebeneinanderliegenden Drähten.

Verbindungsstellen in elektrischen Verdrahtungen sollten gegen die Umwelt und insbesondere gegen Feuchtigkeit, Korrosion, die Gefahr elektrischer Kurzschlüsse und dergl. geschützt und ab gedichtet werden, um die Leistungsfähigkeit des elektrischen Systems zu verbessern. Derartige Verbindungen weisen im allge meinen mindestens zwei und oft mehr isolierte Drähte auf, die an einer bestimmten Verbindungsstelle zusammengeführt und dort offengelegt, d.h. abisoliert werden. Derartige Verbindungen können unterschiedlich gestaltet sein. Bspw. können die Drähte von entgegengesetzten Seiten oder aus mehreren Richtungen, in sogenannte "pigtail"-Verbindungen jedoch nur von einer Seite her zur Verbindungsstelle verlaufen. Die Drähte können auch an Abschlußelement wie Kabelschuhe geführt sein. Im allgemeinen wird das Aufrechterhalten einer sicheren leitfähigen Verbindung durch mechanische Mittel wie Klemm- bzw. Quetschelemente und/ oder Schweiß- oder Lötpunkte erleichtert.

Generell werden an der Verbindungsstelle Abschnitte der iso lierten Adern offengelegt. Diese abisolierten Drahtenden müssen gegen die Umwelt und insbesondere gegen Feuchtigkeit geschützt werden. Zahlreiche Dichtungsmittel und -verfahren sind entwic kelt worden, wie unten beschrieben; aus den zu erörternden Gründen sind sie alle jedoch weniger als zufriedenstellend.

Ein frühes, zweckmäßiges und bis heute angewandtes Verfahren zur Schaffung einer schützenden Abdichtung um eine Drahtver bindung ist, die Verbindung in ein Gewebe (typischerweise aus behandelterm Baumwolle) mit einem Klebstoffauftrag einzuwic keln. Diese Verfahren ist kostengünstig und leicht anzuwenden. Die entstehende Dichtung ist jedoch gegen Feuchtigkeit nicht besonders effektiv. Dieser Punkt ist besonders problematisch, wenn mindestens zwei Drähte nicht koaxial, sondern allgemein parallel bzw. nebeneinanderliegend zusammengeführt werden. Führt man bspw. der Verbindungsstelle zwei Drähte aus einer und drei weitere aus der entgegengesetzten Richtung zu, läßt sich durch einfachen Umwickeln mit Isolierband keine sinnvolle Ab dichtung der Bereiche zwischen den Drähten gegen Feuchtigkeit erreichen. Aus diesem Grund gilt Isolierband generell als für die Herstellung eines feuchtigkeitsdichten Abschlusses von elektrischen Verbindungen und dergl. ungeeignet.

Eine verhältnismäßig junge Alternative zur Verwendung von Iso lierband ist ein um die Verbindungsstelle herum geformter Körper aus Vinyl oder dergl. Hierzu wird die Verbindung - oft mit mehreren Adersträngen - in eine Form eingebracht, in die man Vinylkunststoff oder dergl. einspritzt und dann aushärtet, um die Verbindung schützend einzuhüllen. Auch diese Anordnung ist aus mehreren Gründen nicht vollständig zufriedenstellend. Zunächst hat sich die Spritzgußtechnik bei Verbindungen an meh reren Drähten als für die Schaffung dichter Abschlüsse nicht geeignet erwiesen. Feuchtigkeit kann immer noch in die Bereiche zwischen den Drähten eindringen und Probleme schaffen. Werden weiterhin derartige Vinylanordnungen unter verhältnismäßig hohen Temperaturen eingesetzt, wie sie oft im Motorraum von Kraftfahrzeugen herrschen, bauen zahlreiche herkömmliche Vinylpolymerisate ab und führen zum Versagen und Verlust der Abdichtung - bspw. beim Auswandern der Weichmacher aus der Dichtung.

Vinyl-Formanordnungen haben sich als besonders problematisch herausgestellt, wenn ein oder mehrere Drähte mit einem größe ren Metallelement wie einem Adapter, Kabelschuh oder dergl. verbunden wurden. Im Einsatz expandieren und kontrahieren derartige Verbinder unter erheblichen Temperaturschwankungen. Um derartige Verbindungen herumgeformte Vinylabschlüsse bre chen als Folge des Auswanderns der Weichmacher und der Ex pansions- und Kontraktionsbewegung des Metalls mit der Zeit auf. Weiterhin ist es bei derartigen Verfahren oft schwierig, Drähte an der Anschlußstelle zu einem Verbinder oder dergl. einwandfrei abzudecken. Abgesehen davon ist die Haftung von Vinylformlingen an typischen Drahtisolationen im allgemeinen unzureichend.

Nach einem weiteren Vorschlag zur Isolierung einer elektrischen Verbindung verwendet man Hülsen- bzw. Schlauchelemente, die unter Wärmeeinwirkung schrumpfen. Zu diesem Zweck wird eine Verlängerung aus Schrumpfschlauch über die offenliegende Ver bindung gezogen und dann wärmebehandelt, um um die Verbindung herumzuschrumpfen und sie dicht abzuschließen. In einigen Fäl len wird zusammen mit dem Schrumpfschlauch ein Heißschmelz kleber verwendet, der, zwischen dem Schlauch und den Drähten angeordnet, den Schrumpfschlauch beim Schrumpfen mit den Drähten verklebt.

Schrumpfschlauch ist zur Feuchtigkeitsabdichtung von kleinen und einfachen Verbindungen (d.h. mit nur wenigen und vorzugs weise zwei koaxialen Drähten) ziemlich gut geeignet. Verlaufen jedoch drei oder mehr Drähte im wesentlichen parallel zur Verbindungsstelle, treten nach wie vor wesentliche Schwierig keiten hinsichtlich des Eindringens von Feuchtigkeit zwischen die Drähte auf. Selbst wenn man also Schrumpfschlauch zusammen mit einem Heißschmelzkleber einsetzt, erhält man keinen dichten Abschluß zwischen nebeneinanderliegenden Drähten, insbesondere wo mehrere Drähte im wesentlichen nebeneinander der Verbin dungsstelle zugeführt werden.

Ein weiteres Problem mit Schrumpfschlauch ist, daß dieser bis her nicht über einen ausreichend breiten Temperaturbereich wirksam ist. Für Verwendungen wie in der Kfz-Industrie sollen die Abdichtungen zwischen -40°C und +130°C wirksam sein. Bei einem derart breiten Temperaturbereich wird Schrumpfschlauch in vielen Fällen - insbesondere bei tiefen Temperaturen - versa gen, d.h. brüchig werden, so daß die Dichtung aufbricht.

Ein weiteres Problem bei Schrumpfschlauch-Anordnungen ist, daß es beim Vorliegen eines verhältnismäßig dicken Drahtbündels auf der einen und eines verhälnismäßig dünnen Drahtbündels auf der anderen Seite der Verbindung schwierig ist, den Schrumpf schlauch so anzuordnen, daß er einwandfrei abdichtet. Wenn also der Schrumpfschlauchabschnitt nicht über seine gesamte Länge im wesentlichen konstant schrumpfen kann (was oft der Fall ist, wenn sich auf einer Seite der Verbindung ein dickes und auf der anderen ein dünnes Drahtbündel befinden), läßt sich eine wir kungsvolle Abdichtung nur mit Schwierigkeiten erreichen und aufrechterhalten. Typisches Schrumpfschlauchmaterial neigt dazu, beim Schrumpfen zum dünneren Drahtbündel hin zu verrut schen. Schrumpfschlauchdichtungen funktionieren also nur un zureichend, wenn bspw. ein oder zwei Drähte von einer, von der anderen Seite her aber mehr, d.h. bspw. drei bis fünf Drähte der Verbindungsstelle zugeführt werden. Außerdem sind Schrumpfschlauchanordnungen für "pigtail"-Verbindungen oder elektrische Verbindungen mit Anschlußelementen ungeeignet.

Weiterhin kann es schwierig sein, Schrumpfschlauch auf eine Verbindung aufzubringen, da er im allgemeinen keine Naht ent hält und daher auf die Drähte auf- und auf ihnen entlang ver schoben werden muß, um die Verbindungsstelle abzudecken. Schließlich ist das Aufbringen der erforderlichen Wärme, die die Schrumpfung des Schlauchs bewirken soll, energieaufwendig, ineffizient und unpraktisch.

Nach einem vor kurzem entwickelten Verfahren zum Schaffen von Dichtungen um elektrische Verbindungen werden Vinylstreifen mit Ultraschall verschweißt bzw. miteinander verformt. Bei der her kömmlichen Anwendung dieses Verfahrens legt man Vinylstreifen beiderseits auf die elektrische Verbindung und verformt sie dann durch Ultraschallschweißung oder dergl. zu einer Einheit, die die Verbindung sandwichartig einschließt.

Insbesondere beim Vorliegen von zahlreichen Drähten sind derar tige Verfahren aus mehreren Gründen nicht voll zufriedenstel lend. Wie bei allen bereits beschriebenen bekannten Verfahren erreicht man mit ihnen keinen sicheren Schutz gegen das Ein dringen von Feuchtigkeit in den Raum zwischen im wesentlichen parallel nebeneinander gebündelt geführten Drähten. Weiterhin weisen derartige Dichtanordnungen auf gegenüberliegenden Seiten Nähte auf, entlang denen die Vinylstreifen miteinander verei nigt sind. Insbesondere unter starker Belastung können diese Nähte mit der Zeit versagen. Derartige Anordnungen haben sich auch als temperaturempfindlcih erwiesen; sie neigen bei hohen Temperaturen oder bei niedrigen Temperaturen unter Belastung zum Versagen. Schließlich zeigen diese Vinylstreifen keine wesentliche Wechselwirkung mit dem Isoliermaterial der meisten Drähte im Sinne eines dichten Abschlusses. D.h., daß Vinyl streifen, die sich mit Ultraschall verschweißen lassen, im all gemeinen keine guten Abschlüsse mit den Isoliermaterialien bil den, wie sie herkömmlicherweise auf Drähten Verwendung finden - bspw. Vinylkunststoffe wie Polyvinylchlorid, vernetztes Poly ethylen und dergl.

Es besteht daher Bedarf an einer Anordnung und einem Verfahren zur Schaffung eines wirkungsvollen feuchtigkeitsdichten Ab schlusses um eine elektrische Verbindung oder dergl. Insbeson dere besteht Bedarf an einer Anordnung und einem Verfahren, die besonders geeignet sind zur Schaffung eines wirkungsvollen dichten Abschlusses in Fällen, wo mehrere Drähte allgemein par allel oder nebeneinander der Verbindungsstelle zugeführt sind.

Speziell besteht Bedarf an einem Verfahren, das wirkungsvoll das Eindringen von Feuchtigkeit in den Raum zwischen den Dräh ten im Verbindungsbereich unterbindet.

Die Erfindung schafft eine Dichtmittelkissen-Anordnung zum Iso lieren und Abdichten sowohl einfacher als auch verhältnismäßig komplizierter Verbindungen in Kabelbäumen gegen Feuchtigkeit. Die Erfindung schafft weiterhin ein Verfahren, mit dem sich unter Verwendung der genannten Dichtmittelkissen-Anordnung eine einwandfreie Feuchtigkeitsabdichtung erreichen läßt.

Obgleich die erfindungsgemäßen Dichtmittelkissen-Anordnungen sich an einer Vielzahl unterschiedlich gearteter elektrischer Verbindungen einsetzen lassen, ist das erfindungsgemäße Verfah ren besonders geeignet für die Herstellung einer dichten Umhül lung an Verbindungsstellen, denen mindestens zwei Drähte allge mein nebeneinanderliegend zugeführt werden. Der hier verwendete Ausdruck "nebeneinander(liegend)" soll nicht auf einander be rührende Drähte beschränkt sein, sondern auch Drähte einschlie ßen, die beabstandet nebeneinander verlaufen. Zu den erfin dungsgemäß abzudichtenden Verbindungen gehören auch solche, denen ein oder mehrere Drähte aus einer der den erwähnten "ne beneinanderliegenden" Drähte entgegengesetzten Richtung zuge führt sind.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine elektrische Ver bindung in eine sandwichartige Anordnung eines verhältnismäßig viscosen Dichtmittels eingeschlossen. Die sandwichartige Anord nung weist allgemein ein Kissen aus einem viscosen Dichtmittel auf, das auf ein flexibles Substrat auflaminiert oder aufge klebt ist, das seinerseits um die Verbindungsstelle herumge wickelt wird. Die umwickelte Verbindungsstelle, aus der heraus die Drähte vorstehen, wird dann einer Druckbehandlung unterzo gen. Unter ausreichend hohen Druck entstehende hydraulische Kräfte bewirken, daß das viscose Dichtmittel zwischen die Drähte der Verbindung fließt und sie auseinanderspreizt. Das Dichtmittel wird also in den Raum zwischen nebeneinanderlie genden Drähten hineingedrückt und bildet dort eine wirksamen Schutz gegen Feuchtigkeit.

In bevorzugten Anwendungen dieses Verfahrens werden eine geeig nete Kissenanordnung aus viscosem Dichtmittel und flexiblem Substrat und eine geeignete Mechanik zur Druckbeaufschlagung und Ausbildung der Dichtung verwendet.

Im allgemeinen weist die Kissenanordnung ein Substrat auf, auf dem ein viscoses Dichtmittel angeordnet ist. Dieses Substrat erleichtert die Handhabung des viscosen Dichtmittels und ver hindert die Bildung einer klebrigen Außenfläche der Dichtung insgesamt. Ein bevorzugtes Substrat ist ein flexibles nicht klebriges Allwetter-Vinylfolienmaterial, wie es bekannt und in zahlreichen Dicken handelsüblich ist. Typischerweise lassen sich flexible Allwetter-Vinyl- oder Polyvinylchlorid-Folien in Dicken von etwa 0,1 bis 0,2 mm (0.004 bis 0.008 in.) für die erfindungsgemäßen Anordnungen einsetzen, obgleich auch andere Materialien und Dickenwerte geeignet sind.

Eine große Vielfalt von Dichtmitteln läßt sich zum Umschliepen der elektrischen Verbindung in den erfindungsgemäßen Verfahren und Anordnungen einsetzen. Generell wird von diesen Dichtmit teln gefordert, daß sie viscos genug sind, um eine ihnen er teilte Gestalt beizubehalten, aber weiter formbar sind, wobei eine Viscosität von etwa 2000 Poise bei einer Scherrate von 1/600 s und 75°C für die meisten Anwendungen mehr als aus reicht. Sie sollen auch eine ausreichende Haftung am Substrat und an den Isolierungen der Drähte zeigen, um eine gute Dich tung zu bewirken (typischerweise 2,23 kg bzw. 22 N pro cm Breite (12,5 lbs/in.)), einen ausreichend hohen Isolationswi derstand haben (10⁶ MΩ sind erreichbar und mehr als genug), und eine ausreichend geringe Wasseraufnahme zeigen (0,75% sind er reichbar und wirkungsvoll). Schließlich sollen sie eine gute Haftung (in der gleichen Größenordnung wie oben für das Sub strat und das Isoliermaterial angegeben) auf dem Metall zeigen, um das es bei der Drahtverbindung geht. Geeignete Klebstoffe oder Dichtmittel sind u.a. weiche, klebrig gemachte elastomere und mit Ölen und Füllstoffen gestreckte Zusammensetzungen. Typische geeignete Elastomer-Basen für derartige Zusammenset zungen sind u.a. Polyisobutylen/EPDM-Gummi/Butylgummi-Gemische. Derartige Dichtmittel sind in einer für Kraft- oder Wasserfahr zeuge typischen Umgebung sehr beständig und werden auch von starken Schwingungen oder extremen Temperaturänderungen wenig beeinträchtigt.

Die elektrische Verbindung kann in das Dichtmittel auf unter schiedliche Weise eingeschlossen werden. Bspw. kann man zwei separate Substratstücken jeweils mit einem Dichtmittelauftrag bei sandwichartig zwischen ihnen eingefügter elektrischer Ver bindung aufeinanderlegen. In bevorzugten Anwendungen sieht man jedoch einen einzigen Auftrag des Dichtmittels auf einem einzi gen Stück Substratmaterial vor, legt die elektrische Verbindung auf diesen Auftrag (Kissen) auf und faltet dann das Substrat mit dem Dichtmittel um die elektrische Verbindung herum, um letztere vollständig zu umschließen und eine Anordnung aus Dichtmittel und elektrischer Verbindung herzustellen.

In bevorzugten Ausführungsformen sind die relativen Größen des Dichtmittelauftrags bzw. -kissens und des Substrats sowie die Überlappung zwischen ihnen wesentlich, und bevorzugte Ausfüh rungen bieten Vorteile. Bevorzugte Kissen sollten groß und tief genug sein, um die abzudichtende elektrische Verbindung voll ständig einzuschließen. Vorzugsweise hat das Substrat minde stens zwei gegenüberliegende Laschenbereiche, die das Dicht mittelkissen so überlappen, daß sich ohne Schwierigkeiten die beim Verfahren entstehende langgestreckte Naht abdecken läßt. Das Substrat ist also vorzugsweise etwas größer als der Dicht mittelauftrag (Kissen) auf ihm. Wenn weiterhin das Substrat mit dem Dichtmittelauftrag um die elektrische Verbindung gefaltet werden, legen die Laschen am Substrat sich entlang des sonst offenliegenden Nahtbereichs des Dichtmittelauftrags aufeinan der. In diesem Bereich wirken die Laschen am Substrat als Ab deckung für den Dichtmittelauftrag und verhindern, daß Kleb riges Dichtmittel offenliegt.

Nach dem oben beschriebenen Einschließen in das Dichtmittel wird die Anordnung einer Druckbehandlung unterworfen, um die bevorzugte Abdichtung auszubilden. Bei der Druckbehandlung ent stehen im viscosen Dichtmittel hydraulische Kräfte, die die nebeneinanderliegenden Drähte auseinanderspreizen und in deren Zwischenräume eindringen. Man erhält auf diese Weise einen sehr wirkungsvollen Abschluß gegen die Umwelt.

Zum Zweck dieser Druckbehandlung wird im allgemeinen die Anord nung aus Dichtmittelkissen und elektrischer Verbindung zwischen zwei Form- bzw. Gesenkplatten eingebracht, die man dann unter erheblichem Druck aufeinander schließt. Die bevorzugte Abdich tung erfolgt unter Verwendung von Gesenkplatten mit bevorzugter Profilierung. Diese Profile der Gesenkplatten wirken als Mit tel, um das komprimierte Dichtmittel in eine bevorzugte Rich tung zu lenken. Insbesondere enthält jede Gesenkplatte vorzugs weise eine konkave Vertiefung mit zwei gegenüberliegenden Sei tenwänden und gegenüberliegenden Abschlußflächen. Die Anordnung aus Dichtmittelkissen und elektrischer Verbindung wird vorzugs weise so orientiert, daß sie in Längsrichtung zwischen und par allel zu den gegenüberliegenden Seitenwänden verläuft; ihre Drähte stehen also allgemein parallel zu den Seitenwänden der Vertiefung vor und verlaufen über die Abschlußflächen. Werden die Gesenkplatten unter Druck aufeinander geschloseen, bewirkt die gekrümmte Innenfläche der Vertiefung in der Gesenkplatte, daß das Dichtmittel allgemein rechtwinklig zu den Längsachsen der zu der Verbindungsstelle verlaufenden Drähte auseinander fließt, d.h. zu den Seiten der Dichtmittel/Verbindung-Anordnung eher als zu deren Enden. Die flachen Abschlußflächen auf den Gesenkplatten beiderseits der Vertiefung erleichtern das Zu sammenpressen der Anordnung und so das Aufspreizen der Drähte.

Das besonders bevorzugte Gesenkprofil erleichert also das Auf spreizen der Drähte und das Eindringen des Dichtmittels zwi schen sie, während nur geringe Mengen Dichtmittel an den Enden der Anordnung austreten.

In einer besonders bevorzugten Anordnung sowie dem zugehörigen Verfahren wird ein allgemein rechteckiges Dichtmittel-Kissen auf ein allgemein rechteckiges Stück Substratmaterial aufge bracht. Vorzugsweise ist das Kissen bzw. der Auftrag auf dem Substrat so angeordnet, daß ein schmaler Rand des Substratma terials auf drei der Seiten des Kissens über dieses hinaus vorsteht und um es herumverläuft. Bei Verwendung dieser An ordnung wird die elektrische Verbindung vorzugsweise in das Dichtmittelkissen eingerollt, während die Laschen am Substrat (Vinylfolie) an den gegenüberliegenden Enden und auch an einer Außenkante oder Naht der aufgerollten Dichtanordnung überste hen. Wird eine solche Anordnung zwischen Gesenkplatten unter Druck gesetzt, entsteht eine bevorzugte Abdichtung auf eine Weise, die das Dichtmittel wirkungsvoll ausnutzt und verhin dert, daß Dichtmittel unter dem schützenden Substrat hervor nach außen dringt.

Die Zeichnungen stellen einen Teil dieser Beschreibung dar und zeigen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung sowie ver schiedene Ziele und Besonderheiten derselben. Es ist einzuse hen, daß in einigen Fällen die Materialstärken und relativen Abmessungen nicht maßstabgerecht dargestellt worden sind, um ein Verständnis der Erfindung zu erleichtern.

Fig. 1 zeigt in einer Teilperspektive eine elektrische Ver bindung auf einem Dichtmittelauftrag nach einem Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 zeigt mit einer schematisierten Teilperspektive ein Dichtmittelauftrag und eine elektrische Verbindung nach dem Umfalten des Dichtmittelauftrags um die elektrische Verbindung sowie eine bevorzugte Orien tierung der resultierenden Anordnung relativ zu zwei Gesenkplatten für die Druckbeaufschlagung;

Fig. 3 in einer Teilperspektive eine erfindungsgemäßen Druckbeaufschlagung der Anordnung aus Dichtmittel auftrag und elektrischer Verbindung;

Fig. 4 zeigt in einer Teilperspektive die Anordnung aus Dichtmittelauftrag und elektrischer Verbindung nach dem Schritt der Fig. 3;

Fig. 5 zeigt in einer Teilschnittdarstellung von oben eine nach der in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Verfahren her gestellte Anordnung aus dem Dichtmittel und der elek trischen Verbindung, wobei die Schnittebene 5-5 in Fig. 4 so gewählt ist, daß die elektrische Verbindung vom Dichtmittel umschlossen gezeigt wird;

Fig. 6 ist eine Teilperspektive einer elektrischen Verbin dung auf einem Dichtmittelauftrag nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 ist eine Teilperspektive eines Schritts in einem Ver fahren der Anwendung der in Fig. 6 gezeigten alter nativen Ausführungsform;

Fig. 8 ist eine Teilperspektive eines Schritts in einem Ver fahren zur Anwendung der Ausführungsform der Fig. 6 nach dem Schritt der Fig. 7;

Fig. 9 zeigt in einer Teilperspektive eine Anordnung aus Dichtmittelauftrag und elektrischer Verbindung in der Ausführungsform nach Fig. 6 bis 8 nach der Druckbe aufschlagung;

Fig. 10 ist eine von oben gesehene Teilschnittdarstellung der in Fig. 9 gezeigten Anordnung etwa aus der Ebene 10- 10 und stellt die elektrische Verbindung in das Dichtmittel eingebettet dar;

Fig. 11 zeigt in einer Draufsicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Kabelschuh, wobei verdeckte Teile gestrichelt angedeutet sind; und

Fig. 12 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einer Verbindung aus verdrillten Drähten, wobei verdeckte Teile gestrichelt andgedeutet sind.

In der nachfolgenden Beschreibung sind entsprechend den Bestim mungen Ausführungsformen der Erfindung ausführlich erläutert. Es ist jedoch einzusehen, daß diese Ausführungsformen nur Bei spiele für die Erfindung sind, die sich in unterschiedlichen Formen ausführen läßt. Die hier offenbarten Einzelheiten sollen daher nicht als die Erfindung einschränkend, sondern nur als Basis für die Ansprüche und als repräsentative Basis für eine an den Fachmann gerichtete Darlegung der verschiedenen Anwen dungsarten der vorliegenden Erfindung auf beliebige Weise oder in praktisch beliebig gearteten Systemen aufgefaßt werden.

Die Fig. 1 bis 5 zeigen die aufeinanderfolgenden Schritte bei der Herstellung einer gegen die Umwelt abgedichteten elektri schen Verbindung nach der vorliegenden Erfindung. Dabei zeigen die Fig. 1 bis 3 die Herstellung, die Fig. 4 eine vollständig gegen die Umwelt abgedichtete Verbindung und die Fig. 5 die Verbindung der Fig. 4 im Schnitt zwecks Darstellung interner Einzelheiten.

In der Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine elektrische Verbindung, die erfindungsgemäß gegen die Umwelt abgedichtet werden soll. Bei der elektrischen Verbindung 1 kann es sich um eine übliche elektrische Verbindungsstelle 2 handeln, wie sie in Kraftfahrzeuge, Lkw′s, Wasserfahrzeugen, Traktoren usw. vorhanden sind. Es ist einzusehen, daß die elektrische Verbin dung 1 nur stellvertretend ist für eine Vielzahl von elektri schen Verbindungen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und unter Verwendung der erfindungsgemäßen Kissenanordnungen dicht abschließbar sind. Die fünf Drähte 5, 6, 7, 8, 9 der hier dargestellten Verbindung 1 sind an der Verbindungsstelle 2 zu sammengeführt. Bei den Drähten 5, 6, 7, 8, 9 handelt es sich im allgemeinen um mit einer wasserdichten Umhüllung bspw. aus Polyvinylchlorid (PVC) oder vernetztem Polyäthylen isolierte Drähte. Weiterhin lassen sich erfindungsgeäß zahlreiche Draht stärken (einschließlich des Durchmesserbereichs von 0,5 bis 3,3 mm) behandeln. Im Bereich der Verbindungsstelle 2 sind die Drähte zwecks Herstellung einer leitfähigen Verbindung aniso liert. Typischerweise sind sie miteinander bzw. mit der Ver bindungsstelle mechanisch verbunden - bspw. mit Quetschhülsen, durch Schweißen, Löten oder derartige Mittel und Verfahren in Kombination.

Es ist einzusehen, daß an bspw. der Verbindungsstelle 2 eine unterschiedliche Anzahl von Drähten zusammengeführt werden kann; die Fig. 1 zeigt nur ein Beispiel. Ein Problem, auf das die vorliegende Erfindung sich richtet, ist die Verkapselung einer solchen Verbindungsstelle in einer gegen die Umwelt abge schlossenen und insbesondere im wesentlichen feuchtigkeitssi cheren Abdichtung, um die Verbindungsstelle 2 vor Korrosion, eindringender Feuchtigkeit usw. zu schützen. In der in Fig. 1 gezeigten Anordnung handelt es sich um eine Vielzahl von Drähten (insgesamt fünf); es stellt einen besonderen Vorteil der vorliegenden Erfindung dar, daß sie für derartige Anord nungen aus mehreren Drähten ohne weiteres geeignet ist. Zwei aus entgegengesetzten Richtungen zueinander geführte Drähte sind zwar im allgemeinen leichter mit herkömmlichen Mitteln abzudichten als Anordnungen aus mehreren und insbesondere sol che aus zwei nebeneinanderliegenden Drähten. Wendet man zum Schutz von Verbindungsstellen 2 herkömmliche Verfahren an, wie sie oben erläutert sind, wird der Bereich 11 zwischen den Drähten im allgemeinen nicht einwandfrei abgeschlossen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich jedoch auch in diesem Fällen eine Dichtung ausbilden derart, daß der Bereich auf ein fache Weise und wirkungsvoll abgedichtet wird.

Das Bezugszeichen 20 in Fig. 1 bezeichnet allgemeine eine neu artige Anordnung, mit der erfindungsgemäß eine bevorzugte, wir kungsvolle Abdichtung gegen Feuchtigkeit bzw. Umwelteinflüsse um eine Verbindungsstelle 2 herum gelegt werden kann. Die An ordnung 20 weist allgemein ein Substrat 21 auf, auf dem sich ein Auftrag 22 aus einem Dichtmittel 23 befindet. Im allgemei nen handelt es sich bei dem Substrat 21 um ein flächiges Stück 24 aus einem relativ festen biegsamen Material, das sich dazu eignet, die fertige Dichtung insgesamt mit einer Umhüllung zu versehen. Bevorzugt sind u.a. Folien aus flexiblem nichtkleb rigem Allwetter-Vinylmaterial. Diese Folien lassen sich in verschiedenen Dicken einsetzen; im allgemeinen sind jedoch Vinylfolien mit einer Dicke von etwa 0,1 bis 0,2 mm (4 bis 8 mils) bevorzugt.

Die Größe des Folienstücks 24 hängt natürlich von der der zu umhüllenden und zu schützenden Verbindungsstelle 2 ab. Für die meisten Dichtungen sind Stücke von etwa (40 bis 50 mm)×(30 bis 40 mm) groß genug, da viele elektrische Verbindungen in Kraftfahrzeugen und auf Booten etwa 10 bis 20 mm lang und etwa 2,5 bis 7,5 mm breit sind.

Für die Ausführungsform der Fig. 1 handelt es sich bei dem Sub strat 21 um ein einzelnes Stück 24 aus dem Substratmaterial; in dieser Form ist es für eine leichte Handhabung und Verwendung bevorzugt. Es sind jedoch in einigen Anwendungen der vorliegen den Erfindung auch Substratanordnungen aus mehreren Folienstüc ken möglich, die einzeln mit Dichtmittel versehen und bspw. in Sandwichform zusammengefügt sind.

Wie die Fig. 1 weiter zeigt, handelt es sich in der bevorzugten Ausführungsform des Substrats 21 bei dem Folienstück 24 um ein Rechteck vorzugsweise mit gegenüberliegenden längeren Seiten 26, 27 und gegenüberliegenden kürzeren Seiten 28, 29.

Das Dichtmittelauftrag 22 ist ein offenliegendes Bett bzw. Auf trag aus einem dickem viscosem, gegen Feuchtigkeit resistentem Dichtmittel, der ohne weiteres so um die Verbindung 2 herumge formt werden kann, daß er an ihr haftet, und unter Druck ver schiedene Fließeigenschaften zeigt. Es ist einzusehen, daß eine Vielzahl derartiger Stoffe in den erfindungsgemäßen Anordnungen Einsatz finden kann. Generall gefordert ist ein Dichtmittel ausreichend hoher Viscosität, das sich ohne Schwierigkeiten handhaben läßt und unter normalem Umwelt- und Einsatzbedingun gen eine Gestalt, zu der es geformt worden ist (vergl. bspw. die in Fig. 1 gezeigte Rechteckgestalt), beibehält. Unter grö ßerem Druck sollte das Dichtmittel jedoch, wie unten be schrieben, fließfähig genug sein, um in die Bereiche 11 zwi schen nebeneinanderliegenden Drähten eindringen zu können. Wei terhin sollte das Material des Dichtmittelauftrags 22 unter Umweltbedingungen formbar genug sein, um die erfindungsgemäßen Verfahrensweisen zu ermöglichen.

Für die erfindungsgemäße Verwendung als Dichtmittel 23 für ein Bett, Kissen bzw. einen Auftrag 22 ist eine Vielzahl geeigneter Stoffe bereits bekannt. Es soll jedoch im Rahmen der Erfindung liegen, auch noch zu entwickelnde Dichtmittel zu diesem Zweck einzusetzen.

Bevorzugte Dichtmittel sind im allgemeinen weiche, klebrig ge machte elastomere Massen, die mit Ölen und Füllstoffen ge streckt sind. Typische, für derartige Massen brauchbare Stoffe sind u.a. Polyisobutylen/EPDM-Gummi/Butylgummi-Gemische. Bevor zugte Mischungen haben eine Viscosität von mindestens etwa 2000 Poise bei einer Scherrate von 1/600 s und einer Temperatur von 75°C.

Eines der brauchbaren Dichtmittel besteht aus den folgenden Bestandteilen, die bei einer Scherrate von 1/600 s und einer Temperatur von 75°C zu einer Viscosität von 2650 bis 3350 poise vermischt wurden:

Die bevorzugten Dicken des Auftrags 22 hängen von den Abmessun gen der abzudichten Verbindungsstelle und der Anzahl sowie von der Größe der zu dieser verlaufenden Drähte ab. Generell genü gen für die meisten Verbindungen Dicken von 0,125 bis 0,36 mm (0,05-0,14 in.). Zwecks leichter Herstellung und Handhabung haben bevorzugte Dichtmittelaufträge 22 eine im wesentlichen konstante Querschnittsform und -fläche.

Für die in den Fig. 1 bis 5 gezeigte Ausführungsform ist der Dichtmittelauftrag 22 auf dem Substrat 21 so orientiert, daß die gegenüberliegenden Umfaltlaschen 31, 32 des Substrats 21 im Bereich der Kanten 28, 29 über den Dichtmittelauftrag 22 hinaus vorstehen. Für die meisten Ausführungsformen sollte jede Lasche 31, 32 etwa 3 mm bis 10 mm (etwa 1/8-3/8 in.) und vorzugs weise etwa 6 mm (1/4 in.) lang sein. Vorzugsweise sind sie je weils breiter als der Dichtmittelauftrag 22 dick. Die Vorteile der Verlängerungen 31, 32 ergeben sich aus der weiteren Erläu terung hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In der Fig. 1 wird weiterhin auffallen, daß für die dargestell te bevorzugte Ausführungsform der Auftraganordnung 20 die gegenüberliegenden Kanten 36, 37 im wesentlichen bündig mit bzw. nahe den gegenüberliegenden Kanten 26, 27 des Substrats 21 verlaufen.

Wie weiter in Fig. 1 ersichtlich, bildet die Auftraganordnung 20 einen erste Hälfte oder Seite 40 und eine zweite Hälfte oder Seite 41 des Dichtmittelauftrags, die beim Einsatz so zusammen geführt werden (vergl. Fig. 2), daß sie die Verbindungsstelle 2 vollständig zwischen sich einschließen. Hierzu wird auf die Fig. 2 verwiesen, die zeigt, daß in einem Schritt eines erfin dungsgemäßen Verfahrens der Auftrag 22 um den Verbinder 1 her umgefaltet wird, um die (nun verdeckt dargestellte) Verbindung 2 zu umschließen. Die Fig. 2 zeigt den Vorteil, der sich er gibt, wenn das Substrat 21 einteilig, nicht zweiteilig ausge führt ist. Insbesondere wirkt der Teil 45 des Substrats 21 als Scharnier- oder Faltbereich, der eine Seite der eingeschlosse nen Verbindung umschließt. Bei einer zweiteiligen Anordnung, bei der jeder Teil einen Dichtmittelauftrag aufweist, könnte man die Teile sandwichartig aufeinanderlegen, müßte dann aber ohne die zweckmäßige Umschließung der Verbindung entlang des Faltbereichs 45 auskommen.

Wie die Fig. 2 weiter zeigt, erfolgt das Umfalten der Auftrag anordnung 20 vorzugsweise so, daß die Laschen 31, 32 so zusam mengeführt werden, daß die Kanten 49, 49 a des Dichtmittelauf trags 22 entlang einer Nahtlinie 48 aneinanderliegen. Die La schen 31, 32 werden sich während des Abdichtens der Verbindung 2 mittels der Auftraganordnung 20 im allgemeinen über die Nahtlinie 48 und die Kanten 49, 49 a legen, sie schützen und die Ausbildung eines langgestreckten, entlang der Nahtlinie 48 of fenliegenden Dichtmittelbereichs verhindern.

Die Anordnung, die sich durch das Umschließen der Verbindung 2 mit der Anordnung 20 und das Einwickeln in das Substrat 21 er gibt, ist in Fig. 2 mit 50 bezeichnet und im folgenden als "Sandwich", "in das Substrat eingewickelte Anordnung aus Dicht mittel und elektrischer Verbindung" oder dergl. bezeichnet.

Insbesondere bei Anordnungen aus mehreren Drähten sind nach dem Einschließen der Verbindung 2 in der Anordnung 50 durch Umfal ten der Auftraganordnung 20 auf die Verbindung 2 die Bereiche zwischen bspw. den Drähten 5, 6 oder 6, 7 oder 8, 9 nicht so wirksam mit dem Dichtmittel 22 gefüllt, daß ein feuchtigkeits dichter Abschluß entsteht.

Erfindungsgemäß wird nun, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, Druck auf die Anordnung 50 in einer Weise aufgebracht, daß sich die in Fig. 4 dargestellte endgültige Anordnung 55 aus Dicht mittel und elektrischer Verbindung ergibt. Die Fig. 2 zeigt die Anordnung 50 zwischen gegenüberliegenden Gesenkplatten 58, 59, die, wenn unter ausreichend hoher Kraft aufeinandergeführt, auf die Anordnung 50 in einer bevorzugten Richtung wirkende Druck kräfte aufbringen. Vorzugsweise ist die Anordnung 50 bezüglich der Gesenkplatten 58, 59 auf die dargestellte Weise ausgerich tet, wobei die Scharnierlinie 45 auf eine (58) und der offene Nahtbereich 48 auf die gegenüberliegende Gesenkplatte (59) ge richtet sind. Als Ergebnis der Kompression zwischen den Gesenk platten 58, 59 wird Dichtmittel 22 in die Bereiche zwischen den Drähten 5, 6, 7, 8, 9 gedrückt; die dabei auftretenden hydrau lischen Kräften bewirken eine Trennung der Drähte voneinander, so daß das Dichtmittel zwischen sie einfließen kann. Bevorzugte Gesenkplattenkonstruktionen, wie sie unten beschrieben sind, erleichtern diesen Vorgang.

Wie die Fig. 2 zeigt, sind die Gesenkplatten 58, 59 für bevor zugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung generell identisch ausgebildet und spiegelbildlich zueinander gelagert. Das Prinzip der bevorzugt ausgestalteten Gesenkplatten ist aus der Darstellung der Gesenkplatte 58 verständlich. Die Platte 58 enthält eine Vertiefung 62 mit gegenüberliegenden Seitenwänden 63, 64. Der Vertiefungsbereich 62 stellt in der bevorzugten Ausführungsform eine allgemein konkave Ausnehmung mit im we sentlichen kreissegmentförmigem Querschnitt dar. In anderen erfindungsgemäßen Anordnungen lassen sich auch nach Tiefe und Krümmung anders gestaltete und bemessene Vertiefungen 62 ver wenden. In typischen Anwendungen mit offenliegender Verbindung einer Gesamtlänge von etwa 10 mm bis 20 mm lassen sich die Vertiefungen in den Gesenkplatten vorzugsweise mit einer Länge von etwa 20 mm bis 35 mm zwischen den Seitenwänden 63, 64 und einer Breite (zwischen den Flächen 66, 67; Fig. 2) von etwa 17,5 mm bis 27,5 mm ausbilden. Die Gesamttiefe einer solchen Vertiefung liegt im Maximum bei etwa 2,0 bis 4,0 mm. Aus der weiteren Beschreibung ist die Wichtigkeit der Flächen 66, 67 für den Abdichtvorgang zu erkennen. Generell haben sie jeweils eine Gesamtbreite von 5 bis 10 mm. Die Vertiefung 62 und die Flächen 66, 67 bilden eine Einrichtung, die den Fluß des Dicht mittels auf die bevorzugte Weise lenkt.

Auch hier können im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Größe und die Gestalt der Vertiefung in weiten Grenzen gewählt wer den. Generell muß jedoch die Vertiefung 62 so groß und so ge staltet sein, daß in der in Fig. 2 gezeigten Orientierung und mit allgemein zwischen den gegenüberliegenden Seitenwänden 63, 64 hindurch über die Flächen 66, 67 verlaufenden Drähten 5, 6, 7, 8, 9 die Anordnung 50 geringfügig länger ist als der Abstand zwischen den Abschlußflächen 66, 67 und vorzugsweise um etwa 3 bis 10 mm (1/8-3/8 in.) über sie hinaussteht.

Erfindungsgemäß werden die Gesenkplatten 58, 59 bei miteinander ausgerichteten Vertiefungen 62 in eine Presse oder dergl. ein gesetzt, um aufeinander geschlossen zu werden. Werden bei zwi schen die Gesenkplatten 58, 59 eingesetzter Anordnung 50 (vergl. Fig. 2) erstere zusammengeführt, verdrängen sie einen Teil des verhältnismäßig weichen und hochviscosen Dichtmittels 23 auswärts gegen das Substrat 21, so daß die Vertiefungen 62 sich mit dem im Substrat 21 eingeschlossenen fließfähigen kom primierbaren Material teilweise füllen. Bei weiterer Druckbe aufschlagung schließen die Krümmung der Vertiefungen 62 und die gegenüberliegenden Abschlußflächen 66, 67 der Anordnung 50 den Fluß des Dichtmittels 23 auf bevorzugte Weise ein. Das Gesamt ergebnis ist, daß das Dichtmittel 23 auswärts gegen das Sub strat fließt, wie es in der Fig. 2 mit der Linie 73 angedeutet ist. Die im Substrat unter der Druckbeaufschlagung entstehenden erheblichen hydraulischen Kräfte führen zum einem Auseinander spreizen der Drähte 5, 6, 7, 8, 9, während Dichtmittel 23 in die Bereiche 11 gedrückt wird. Weiterhin werden während der Druckbeaufschlagung die Laschen 31, 32 einzeln oder gemeinsam auf die offene Kante 48 gefaltet und decken sie ab. Auch die Teile 49, 49 a werden miteinander vereint; die zunächst erkenn bare Naht 48 verschwindet. Nach geeigneter Druckbehandlung ist die Verbindung 1 an der Verbindungsstelle 2 im Dichtmittel 23 so eingeschlossen, das es um jeden einzelnen Draht - bspw. 5, 6, 7, 8, 9 - dicht herumliegt und ihn gegen Feuchtigkeit ab schließt. Auch hier erleichtern die Gestalt und Orientierung der Gesenkplatten das Erreichen eines dichten Abschlusses.

Die Fig. 3 zeigen die Gesenkplatten 58, 59 unter dem in Rich tung des Pfeils 75 aufgebrachtem Druck geschlossen, um die zwischen ihnen befindliche Anordnung 50 zusammenzuquetschen und die endgültige Anordnung 55 aus Dichtmittel und elektrischer Verbindung herzustellen. Wie dargestellt, ist ein Teil des Dichtmittels in den Bereich 80 zwischen den Drähten - bspw. 8, 9 - hinein- und aus ihm herausgeflossen und dichtet sie einzeln ab.

Typischerweise reicht ein Druck von 1,38 MPa bis 6,2 MPa (200 bis 900 lbs./sq.in.) aus, um für die oben beschriebenen Dicht mittel und Substrate geeignete hydraulische Kräfte im Dicht mittel 23 zu erzeugen. Mit erheblich weniger als etwa 1,3 MPa (200 lbs./sq.in.) wird in vielen Anwendungen der Druck kaum ausreichen, um das Substrat 21 und das Dichtmittel 22 stark genug zu verformen bzw. so in Fluß zu bringen, daß es die auseinanderdrücken kann. Bei erheblich mehr als etwa 6,2 MPa (900 lbs./sq.in.) können viele herkömmliche Drähte und Isola tionen bereits Schaden nehmen.

Das Entfernen der Anordnung 55 aus den Gesenkplatten 58, 59 läßt sich erleichtern durch einen Auftrag eines Ablösemittels auf die Gesenkinnenflächen. Eine Anzahl derartiger Mittel ist bekannt und handelsüblich, einschließlich des Produkts Plasma 934 (ein Nickel-Chrom-Wolframcarbid-Präparat der Fa. On-Site Coating, Inc., Memphis, Tennessee, V. St. A.).

Die Fig. 4 zeigt die endgültige Anordnung 55 aus Dichtmittel und elektrischer Verbindung auf einer der Gesenkplatten 58. Wie er sichtlich, steht die Anordnung mit den Teilen 84, 85 an den ge genüberliegenden Enden der Vertiefung 62 auf die Endflächen 66, 67 über.

Die Fig. 5 zeigt die Anordnung 55 so, daß ersichtlich wird, wie ein Teil des Dichtmittels 23 in die Bereiche zwischen nebenein anderliegenden Drähten 5, 6, 7, 8, 9 eingedrückt worden ist, um einen wirkungsvollen Abschluß gegen die Umwelt zu erreichen. Die Umhüllung bzw. das Substrat 21 schließt das Dichtmittel 23 ein, schützt es und verhindert, daß größere Bereich der klebri gen Dichtmasse zur Umgebung hin offenliegen, da sonst Schwie rigkeiten mit der Handhabung auftreten würden.

Die Anordnungen aus Dichtmittel und elektrischer Verbindung, die nach dem oben beschriebenen Verfahren und unter Verwendung der oben angegebenen Verfahrensweisen und/oder Anordnungen her gestellt werden, bieten erhebliche Vorteile. Zunächst sind die Dichtung und das Verfahren für sowohl einfache als auch kompli zierte Verbindungen in Kabelbäumen geeignet. Bei einfachen Verbindungen ist das Problem des Einbringens des Dichtmittels in den Raum zwischen den Drähten weniger ausgeprägt; es kann aber sinnvoll sein, das oben angegebene Verfahren auch dort an zuwenden, um vorteilhafterweise die Verbindungsstelle in Dicht mittel 22 einzuhüllen. Auch nach der Anbringung um die Verbin dungsstelle 2 herum, wie in Fig. 4 gezeigt, ist die Anordnung 20 noch biegsam genug, um ohne wesentliche Schäden an der Dichtung oder an den Drähten zur Anpassung an besondere Forde rungen oder Umweltbedingungen noch weiter umgeformt werden zu können. Die Dichtanordnung 20 läßt sich auch ohne Schwierigkei ten entfernen, wenn Zugang zur Verbindungsstelle 2 geschaffen werden muß - bspw. durch Aufschneiden der Umhüllung mit einem Messer oder dergl.

Als Ergebnis des beschriebenen Verfahrens zur Herstellung der Anordnung aus Dichtmittel und elektrischer Verbindung lassen sich gute Abdichtungen mit hoher Reproduzierbarkeit und gleich mäßigen Eigenschaften erreichen, denn die vorliegenden hohen Drücke gewährleisten einen guten Fluß des Dichtmittels, ein re produzierbares Aufspreizen der Drähte und eine gute Abdichtung. Die Gleichmäßigkeit der Eigenschaften läßt sich durch geeignete Wahl der Größe und Gestalt der Gesenke noch verbessern. Die Verwendung eines flexiblen Vinylmantels als Substrat erleich tert die Herstellung, da er sich leicht formen läßt. Außerdem sind Vinylummantelungen fest genug, um unter dem Druck des fließenden Dichtmittels bei der Druckbeaufschlagung nicht zu zerreißen.

Im allgemeinen ist wichtig (vergl. Fig. 2), daß die Anordnung 50 so eingelegt wird, daß der längliche Kantenteil 48 zwischen den Dichtmittelteilen 40, 41 auf mindestens eines der Gesenke 58, 59 gerichtet ist. Bei anderen Ausrichtungen wird das Dicht mittel 23 beim Zusammenführen der Gesenkplatten 58, 59 eher aus der Anordnung 20 herausgequetscht. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausrichtung kann das Substrat 21 das fließfähige Dichtmittel 23 leichter in der Anordnung 20 zurückhalten; es wird dabei von den Seitenwänden 63, 64 unterstützt.

Bei Verwendung der oben beschriebenen Dichtmittel und Drücke läßt das Verfahren sich ohne Schwierigkeiten bei Umwelttempe raturen durchführen. Probleme mit der Temperaturführung und in effiziente Wärmebehandlungsprozesse lassen sich daher vermei den. Das Verfahren ist daher gut geeignet für die Aufnahme in Massenfertigungssysteme. Die Behandlung des Dichtmittelauftrags 22 vor dem Aufbringen auf eine Verbindungsstelle 2 (Fig. 1) läßt sich erleichtern durch die Verwendung einer Schutzfolie auf einer offenzulegenden Oberfläche des Dichtmittelauftrags, die man unmittelbar vor dem Einsatz abzieht.

Die oben anhand der Fig. 2 erläuterte Ausführungsform ist zwar einfach zu erstellen, beinhaltet aber die verhältnismäßig in effiziente Nutzung eines kleinen Teils des Dichtmittels 23. Insbesondere wird mehr Dichtmittel 23 in den Bereich 90 gerich tet, als für eine gute Abdichtung erforderlich ist. Während dieser Dichtmittelüberschuß sich mit einem schmaleren Dichtmit telauftrag 22 verringern ließe, nimmt man ihn in Kauf, um mit dem angegeben Verfahren ein gutes Umfalten und Abdichten zu er reichen. Wie weiterhin in den Fig. 3 und 4 gezeigt, wird bei der Druckbeaufschlagung der Anordnung 50 zur Ausbildung der An ordnung 55 ein Teil des Dichtmittels 23 entlang der gegenüber liegenden Kanten 71, 72 ausgequetscht und bildet klebrige Stellen auf der Anordnung 55, die deren Handhabung er schweren. Das Verfahren der Fig. 1 bis 5 wird dennoch oft den Vorzug erhalten, da der Umfalt- und Formschritt verhältnismäßig einfach und leicht durchzuführen ist.

Demgegenüber zeigen die Fig. 6 bis 10 eine besonders vorteil hafte Ausführungsform, die die oben angesprochenen Schwierig keiten vermeidet. Die Fig. 6 zeigt eine Anordnung 100 mit einer auf sie aufgelegten elektrischen Verbindung 101, bei der es sich um eine der zahlreichen Arten handeln kann, die oben be reits beschrieben sind. Die dargestellte Verbindung 101 ist an einer Stelle ausgebildet, an der fünf Drähte 105, 106, 107, 108 und 109 zusammengeführt sind.

Die Anordnung 100 weist ein Substrat 115 auf, das einen Auftrag 116 eines Dichtmittels 120 trägt.

Für die Ausführungsform der Fig. 6 ist das Substrat 115 relativ zum Auftrag 116 so bemessen, daß eine Lasche 121 des Substrats 115 entsteht, die den Auftrag 116 auf drei von vier Seiten um gibt. Insbesondere ist der Auftrag 116 rechteckig mit den Kan ten 124, 125, 126, 127, von denen die Kanten 125, 127 einer seits, zwischen denen die Drähte 105, 106, 107, 108, 109 ver laufen, und die Kanten 124, 126 andererseits sich jeweils ge genüberliegen.

Die in Fig. 6 gezeigte Anordnung 100 ist so getroffen, daß das Substrat 115 Kanten- bzw. Überlappungsbereiche 130, 131, 132 aufweist, die entlang den Kanten 125, 126 bzw. 127 verlaufen. Jeder der Bereiche 130, 132, 132 ragt mindestens 3 mm bis 10 mm (1/8 bis 3/8 in.) und vorzugsweise etwa 6 mm (1/4 in.) über den Auftrag 116 hinaus.

Bei der Herstellung einer Abdichtung um die Verbindung 101 her um unter Verwendung der Anordnung 100 wird nach einer bevorzug ten Ausführungsform (vergl. Fig. 6 und 7) im Gegensatz zu der oben erläuterten Ausführungsform die elektrische Verbindung 101 nicht in die Mitte des Auftrags 116 gelegt. Wie die Fig. 6 zeigt, ist der Auftrag 116 auf dem Substrat asymmetrisch ange ordnet, so daß seine Kante 124 im wesentlichen bündig mit der Kante 135 des Substrats abschließt. Insbesondere läßt das Sub strat sich als eine erste und eine zweite Hälfte 136, 137 auf weisend betrachten. Bei dem Verfahren in der hier beschriebenen Ausführungsform wird vorzugsweise die Verbindung 102 auf die Hälfte 136 zu derjenigen Kante 124 des Auftrags 116 hin aufge legt, an der sich keiner der Überlappungsbereiche befindet. In einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung eines gegen die Um welt abgeschlossenen Umhüllung um eine Verbindung 101 wird die Anordnung 100 um die elektrische Verbindung 101 herumgerollt, wie es die Fig. 7 zeigt. Insbesondere wird die Anordnung von der Kante 135 zur Kante 131 hin umgerollt, so daß die Lasche 131 sich um die Anordnung 100 in ihrer Gesamtheit legt, wie es die Fig. 8 zeigt.

Die in Fig. 8 dargestellte Anordnung 140 entspricht allgemein der Anordnung 50 der Fig. 2; sie ist noch nicht druckbehandelt worden.

Erfindungsgemäß wird die Anordnung 140 entsprechend der Anord nung 50 der Fig. 2 behandelt, indem sie zwischen aufeinanderzu gerichteten Gesenkplatten druckbeaufschlagt wird, so daß sich eine Anordnung 150 aus Dichtmittel und elektrischer Verbindung ergibt (vergl. Fig. 9), bei der das Dichtmittel 120 die Drähte 105, 106, 107, 108, 109 auseinandergedrückt hat und in die Be reiche 151 zwischen den Drähten eingedrungen ist. Die zusätz lichen Laschen 130, 132 des Substrats 115 bieten eine gute Ab deckung des Dichtmittels 120 auch dann, wenn ein Teil desselben während der Druckbehandlung zu den Enden 152, 153 vordringt. Das in Fig. 7 gezeigte Einrollen eines versetzt angeordneten Auftrags 116 aus Dichtmittel 120 hält das Austreten von über schüssigem Dichtmittel entlang den Seiten der elektrischen Ver bindung 102 gering. Die Lasche 131 deckt das Dichtmittel 120 ab und schließt es ein, so daß, wenn überhaupt, nur wenig davon offenliegt. Wie die Fig. 10 zeigt, sichern die bei der Druck behandlung im Dichtmittel auftretenden Kräfte einen guten Fluß desselben in die Räume 151 zwischen den Drähten 105, 106, 107, 108, 109 und somit einen dichten Abschluß. Dieser Effekt wird natürlich betont durch die oben beschriebene Verwendung von Formplatten mit Gesenken bzw. Vertiefungen mit gegenüberliegen den Seiten- und Abschlußflächen. Es ist einzusehen, daß der be vorzugte Schritt einer Druckbehandlung für diese Ausführungs form die Verwendung analog gestalteter Gesenkplatten sowie eine Ausrichtung der Anordnung 140 relativ zu diesen entsprechend der Ausführungsform gem. Fig. 1 bis 5 beinhaltet. Um die brei ten Laschenbereiche der Anordnung 140 nahe den Enden 152, 153 zu ermöglich, kann es sinnvoll sein, die Gesenkplatten mit ver hältnismäßig breiten End- bzw. Abschlußflächen analog den Flä chen 66, 67 auszuführen.

In den Fig. 11 und 12 sind alternative Anwendungen der vorlie genden Erfindung dargestellt. Insbesondere zeigt die Fig. 12 eine sogenannte "pigtail"-Verbindung 185, bei der ein von nur einer Seite her der Verbindungsstelle zugeführtes Adernpaar verbunden und mit einer erfindungsgemäßen Anordnung 186 abge dichtet ist. Die Fig. 12 soll zeigen, daß die Drähte nicht un bedingt auf entgegengesetzten Seiten aus der Dichtanordnung 186 heraus verlaufen müssen; vielmehr können alle Drähte auf nur einer Seite der Anordnung liegen. Auch in diesem Fall lassen sich die Vorteile des erfindungsgemäßes Einsatzes von Druck und hydraulischen Kräften zum Aufspreizen der Drähte und zum Ab dichten der Räume zwischen ihnen erreichen. Es ist einzusehen, daß die Dichtanordnung 186 der Fig. 11 ein Substrat 187 mit einem Auftrag des Dichtmittels 188 aufweist.

Aus der Beschreibung zur Fig. 11 ist einzusehen, daß bei eini gen Ausführungsformen der Erfindung unter Benutzung der erfin dungsgemäßen Dichtanordnungen auch Verbindungen zwischen Dräh ten und andersartigen Elementen - bspw. ringförmigen Anschluß elementen - abdicht- und schützbar sind. Insbesondere zeigt die Fig. 12 einen Kabelschuh 195, an den zwei parallele Drähte 196, 197 angeschlossen sind. Die Dichtanordnung 200 umschließt die Verbindungsstelle zwischen den Drähten 196, 197 und dem Kabel schuh 195. Der Bereich 201 zwischen den Drähten 196, 197 wird von der Dichtanordnung 200 effektiv geschützt, da um diese er findungsgemäß ein Substrat 202 mit einem Dichtmittelauftrag 203 herumgelegt worden ist.

Claims

1. Anordnung mit einem Dichtmittelkissen zur Schaffung eines gegen die Umwelt dichten Abschlusses um eine elektrische Ver bindung, gekennzeichnet durch

(a) ein flexibles Substrat mit einer ersten und einer zweiten gegenüberliegenden End- sowie einer ersten und einer zweiten gegenüberliegenden Seitenkante und
(b) ein Bett aus einem viscosen Dichtmittel, das am flexiblen Substrat haftet und eine solche Größe aufweist, daß es um eine abzudichtende Verbindung herumgeformt werden und sie umschließen kann, wobei das Dichtmittelbett ein im wesentlichen kontinuierliches Kissen bildet, das auf dem Substrat im wesent lichen an dessen erster Endkante angeordnet ist, und wobei die Seitenkanten und die zweite Endkante des Substrats das Dicht mittelkissen in einer Breite etwa gleich dessen maximaler Dicke überlappen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Substrat ein flächiges Element aus klebrigem Allwetter-Vinylkunststoffmaterial aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Substrat eine Dicke von 0,1 mm bis 0,2 mm hat.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Dichtmittel eine weiche, klebrig ge machte Elastomer-Zusammensetzung mit einer Viscosität von min destens 2000 Poise bei einer Scherrate von 1/600 s und 75°C aufweist.

5. Verfahren zum Herstellen eines gegen die Umwelt dichten Abschlusses um eine elektrische Verbindung von mindestens zwei Drähten, die nebeneinander auf die Verbindungsstelle hinzuver laufen, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) eine Dichtmittelkissen-Anordnung vorsieht, die ein flexibles Substrat mit einem Bett aus einem viscosen Dichtmit tel auf diesem aufweist, wobei
- (i) das flexible Substrat eine erste und eine zweite gegenüberliegende Seiten- sowie erste und zweite gegenüberliegende Endkanten hat,
- (ii) das Dichtmittelbett ein am Substrat haftendes, kontinuierliches Kissen aus Dichtmittel aufweist, das so groß und so orientiert ist, daß es im wesentlichen entlang der ersten Seitenkante des Substrats verläuft, wobei das Substrat Kantenlaschen aufweist, die an dessen zweiter Seitenkante und erster und zweiter Endkante über das Dichtmittelkissen hinaus vorstehen, und wobei
- (iii) das Dichtmittelbett eine erste und eine zweite Hälfte aufweist, von denen die erste Hälfte im wesentlichen an der ersten Seitenkante des Substrats angeordnet ist;
(b) eine abzudichtende Verbindung so auf die erste Hälfte des Dichtmittelbetts legt, daß die beieinanderliegenden Drähte allgemein parallel zu den Seitenkanten des Substrats verlaufen;
(c) die Dichtkissenanordnung um die Verbindung derart herumrollt, daß die Verbindung vom Dichtmittel einge- und um umschlossen wird, indem man die erste Seitenkante des Substrats zu dessen zweiter Seitenkante überrollt, wobei das Rollen zur Bildung einer in das Substrat eingewickelten, das Dichtmittel mit der elektrischen Verbindung zusammenfassenden Anordnung führt; und
(d) von außen genügend Druck auf die in das Substrat eingewickelte Anordnung aus dem Dichtmittel und der elektri schen Verbindung aufbringt, daß die dabei entstehenden hydrau lischen Kräfte die beieinanderliegenden Drähte voneinander trennen und Dichtmittel zwischen sie drücken.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß man auf die in das Substrat eingewickel te Anordnung aus dem Dichtmittel und der elektrischen Verbin dung Druck aufbringt, indem man sie zwischen zwei Formplatten zusammenpreßt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, die beiden Platten jeweils mit einer Ver tiefung ausgebildet sind und die Vertiefungen mit Mitteln zum Leiten der Dichtmittelströmung versehen sind derart, daß letz tere allgemein rechtwinklig auf die beiden beieinanderliegenden Drähte gerichtet wird, um diese zu trennen.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß

(a) die Formplatten jeweils eine konkave Vertiefung ent halten und die Formplatten so angeordnet sind, daß sie während der Druckausübung spiegelbildlich zueinander liegen; und daß man
(b) die in das Substrat eingewickelte Anordnung aus dem Dichtmittel und der Verbindung so ausrichtet, daß das Dicht mittelkissen mindestens teilweise zwischen den beiden konkaven Vertiefungen liegt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß

(a) das Dichtmittel feuchtigkeitsfest ist und eine Viscosität von mindestens 2000 Poise bei einer Scherrate von 1/600 s und 75°C hat, und daß
(b) beim Zusammenpressen auf die Anordnung aus dem Dichtmittel und der Verbindung einen Druck von mindestens etwa 1,38 MPa (200 lbs./sq.in.) aufbringt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß der Druck niedriger als etwa 6,2 MPa (900 lbs./sq.in.) ist.