DE68918806T2

DE68918806T2 - Verfahren zum paarweisen Verbinden mehrerer elektrischer Leiter.

Info

Publication number: DE68918806T2
Application number: DE1989618806
Authority: DE
Inventors: Ernest Lloyd Beinhaur; Homer Ernst Henschen; Michael John Mckee; Joseph Michael Pawlikowski
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1988-11-29
Filing date: 1989-11-28
Publication date: 1995-02-09
Anticipated expiration: 2009-11-29
Also published as: EP0371455A1; DE68918806D1; EP0371455B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der elektrischen Verbinder und im spezielleren auf ein Verfahren zum Verbinden einander zugeordneter Paare erster und zweiter Leitereinrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind elektrische Verbinder bekannt, die eine Anzahl von Anschlüssen aufweisen, die in einem dielektrischen Gehäuse angeordnet sind und an eine entsprechende Anzahl von Leiterdrähten angeschlossen werden sollen. Bei einem solchen Verbinder sind die Anschlüsse in einer einzigen Reihe innerhalb eines über diese aufgeformten Gehäuses angeordnet und erstrecken sich rückwärts von dem Gehäuse weg, um in Anschließabschnitten zu enden, die flache Kanäle aufweisen, die man als Lötfahnen bezeichnet. Das Gehäuse kann zylindrische ereiche aufweisen, die sich nach hinten erstrecken, um die Anschlüsse an vor den Lötfahnen gelegenen Stellen zu umschließen. Beim Vorbereiten der Leiterdrähte für das Anschließen an die Lötfahnen werden einzelne hülsenartige Lötmaterial-Vorformen, die in jeweils längeren Hülsen aus sich unter Wärme zurückbildendem oder wärmeschrumpfbarem Schlauchmaterial eingeschlossen sind, über den sich nach hinten erstreckenden Anschlußbereichen plaziert, so daß die Lötmaterial-Vorformen die Lötfahnen oder einen Streifen aus solchen geeignet voneinander beabstandeten Einheiten umschließen; die abisolierten Drahtenden werden dann in die Schlauchmaterialhülsen aus sich unter Wärme zurückbildendem Material sowie in die die Lötfahnen umgebenden Lötmaterial-Vorformen eingeführt; die gesamte Anordnung wird dann in eine herkömmliche Wärmeenergiequelle gesetzt und durch Konvektion erwärmt, wobei die Wärmeenergie das sich unter Wärme zurückbildende bzw. wärmerückstellbare Schlauchmaterial durchdringt, um das Lötmaterial zu schmelzen, das dann um die abisolierten Drahtenden innerhalb der Lötfahnen fließt und nach dem Abkühlen jeweilige Lötverbindungen bildet, durch die die Leiterdrähte mit den Anschlüssen verbunden sind; gleichzeitig wird das wärmerückstellbare Schlauchmaterial über eine Schwellentemperatur erwärmt, bei der das Schlauchmaterial in seinem Durchmesser schrumpft, bis es fest an Oberflächen der Lötfahnen und der im Inneren derselben befindlichen Drahtverbindung anliegt, wobei sich ein Bereich des isolierten Leiterdrahts nach rückwärts davon wegerstreckt und sich ein Bereich des Anschlusses nach vorne zu einer rückwärtigen Gehäusefläche wegerstreckt, wodurch die freiliegenden Metalloberflächen abgedichtet bzw. dicht umschlossen sind. Eine Vorrichtung zur Draht- und Hülsenhandhabung in bezug auf einen solchen Verbinder ist zum Beispiel aus der US-A-3 945 114 bekannt. Innerhalb von vorderen und hinteren Enden des Schlauchmaterials befinden sich kurze hülsenartige Vorformen aus schmelzbarem Dichtungsmaterial, die bei Erwärmen schrumpfen und auch klebrig werden, um entweder mit der Isolierung des Drahts oder mit den zylindrischen Gehäusebereichen, je nachdem was sich innerhalb von ihnen befindet, eine Verbindung und Abdichtung herzustellen sowie eine Verbindung mit dem umgebenden wärmerückstellbaren Schlauchmaterial herzustellen. Beispiele solcher Anordnungen aus wärmerückstellbaren Schlauchmaterialstücken mit Lötmaterial-Vorformen und Dichtungsmaterial-Vorformen in ihrem Inneren sind in den US-A-3 525 799, 4 341 921 und 4 595 724 sowie in der EP-A-0 203 811 offenbart.
Herkömmliche Wäremeenergiequellen erreichen eine Temperatur über einer Steuertemperatur, die etwas höher als die ideale Temperatur gewählt ist, bei der ein spezielles Lötmaterial schmilzt, um dadurch einen weniger als idealen Wärmeenergietransfer zu kompensieren. Ein solches Verfahren der Wärmeenergiezufuhr ist mit mehreren Nachteilen behaftet: Bereiche des Verbinders, bei denen es sich nicht um die Verbindungsstellen handelt, werden beträchtlicher Wärme ausgesetzt, die für das Verbindermaterial schädlich sein kann; die auf andere Verbinderbereiche als die Verbindungsstellen aufgebrachte Wärmeenergie ist verschwendet; Bauteile können möglicherweise aufgrund einer allgemeinen Überhitzung beschädigt werden, und einige Stellen können eine Temperatur erreichen, die viel höher als notwendig ist, um sicherzustellen, daß andere Stellen eine ausreichende Lötmaterial-Schmelztemperatur erreichen; die Wärmeenergiequelle benötigt entweder eine lange Aufwärmzeit, wodurch Zeit verschwendet wird, oder sie bleibt auf ihre stabile Temperatur erwärmt, wodurch Energie verschwendet wird; und außerdem ist die Aufrechterhaltung einer kontinuierlichen und exakten Steuerung hinsichtlich Temperatur und Zeit ein Idealwunsch, der Mühsal und ansprechende Vorrichtungen erforderlich macht, die in der Praxis nicht beständig vorzufinden sind. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß wärmerückstellbares Schlauchmaterial, das anfangs transparent ausgebildet ist und zur Ermöglichung einer visuellen Inspektion der Lötverbindungsstelle nach dem Anschließvorgang transparent bleiben soll, häufig ausreichend überschüssige Wärmeenergie erhält, so daß es opak wird, wodurch die Lötverbindungsstelle in seinem Inneren wenigstens undeutlich wird.
Beim Stand der Technik ist es bekannt, eine selbstregulierende Temperaturquelle zu verwenden, die bei Erregung durch einen sie durchströmenden Hochfrequenz- Wechselstrom konstanter Amplitude Wärmeenergie erzeugt und dadurch eine konstante Temperatur erreicht. Eine solche Temperatur kann derart ausgewählt werden, daß sie gerade höher als die ideale Temperatur ist, bei der das Lötmaterial schmilzt. Die selbstregulierende Temperaturquelle ist offenbart in US-A-4 256 945, 4 623 401, 4 659 912, 4 695 713, 4 701 587, 4 717 814, 4 745 264, WO-A-84/02098 sowie EP-A-0 241 597, die durch Bezugnahme ausdrücklich hierin aufgenommen werden. Die selbstregulierende Temperaturquelle verwendet ein Substrat aus Kupfer oder Kupferlegierung oder einem anderen leitfähigen Material mit niedrigem spezifischem elektrischen Widerstand, vernachlässigbarer magnetischer Permeabilität und hoher Wärmeleitfähigkeit; auf eine Oberfläche desselben ist eine dünne Schicht aus wärmeleitendem magnetischen Material, wie zum Beispiel Eisen, Nickel oder eine Nickel-Eisen-Legierung aufgebracht, das einen viel höheren elektrischen Widerstand und eine viel höhere magnetische Permeabilität als das Substratmaterial aufweist.
Wenn zum Beispiel ein Hochfrequenzstrom durch ein solches zweilagiges Gebilde hindurchgeschickt wird, konzentriert sich der Strom zu Beginn in der dünnen Schicht as magnetischem Material mit hohem Widerstand, wodurch eine Erwärmung hervorgerufen wird; wenn die Temperatur in der Schicht aus magnetischem Material ihre Curietemperatur erreicht, nimmt die magnetische Permeabilität der Schicht bekanntermaßen dramatisch ab; das Stromdichtenprofil expandiert dann in das nicht-magnetische Substrat mit niedrigem spezifischen Widerstand. Die Wärmeenergie wird dann durch Wärmeleitung auf benachbarte Gebilde, wie zum Beispiel Drähte und Lötmaterial übertragen, die als Wärmesenken wirken; da die Temperatur an Wärmesenkenstellen nicht so rasch wie an wärmesenkenfreien Stellen auf die Curietemperatur des magnetischen Materials ansteigt, bleibt der Strom in diesen, an die Wärmesenkenstellen angrenzenden Bereichen der Schicht aus magnetischem Material konzentriert und verteilt sich an den wärmesenken-freien Stellen in dem Substrat mit niedrigem Widerstand. Es ist bekannt, daß bei einer vorgegebenen Frequenz die selbstregulierende Temperaturquelle eine gewisse Maximaltemperatur in Abhängigkeit von dem speziellen magnetischen Material erreicht und aufrechterhält.
Bei dem leitfähigen Substrat kann es sich um Kupfer mit einer magnetischen Permeabilität von ca. 1 und einem spezifischen Widerstand von ca. 1,72 Mikro-Ohm pro Zentimeter handeln, Bei dem magnetischen Material kann es sich zum Beispiel um eine plattierte Beschichtung aus einer Nickel-Eisen-Legierung, wie zum Beispiel der Legierung Nr. 42 (42 % Nickel, 58 % Eisen) oder der Legierung Nr. 42-6 (42 % Nickel, 52 % Eisen, 6 % Chrom) handeln. Typische magnetische Permeabilitäten für die magnetische Schicht liegen im Bereich von 50 bis ca. 1000 und spezifische elektrische Widerstände liegen normalerweise in einem Bereich von 20 bis 90 Mikro-Ohm pro Zentimeter im Vergleich zu 1,72 bei Kupfer; das magnetische Material kann eine Curietemperatur aufweisen, das ausgewählt ist aus dem Bereich zwischen 200º C bis 500º C. Die Dicke der Schicht aus magnetischem Material beträgt typischerweise eine Eindringtiefe; die Eindringtiefe ist proportional zu der Quadratwurzel aus dem spezifischen Widerstand des magnetischen Materials sowie umgekehrt proportional zu der Quadratwurzel aus dem Produkt der magnetischen Permeabilität des magnetischen Materials und der Frequenz des Wechselstroms, der das zweilagige Gebilde durchfließt.
Wie vorstehend erwähnt wurde, offenbart die US-A-4 659 912 eine dünne, flexible automatisch regulierende Band-Heizeinrichtung mit einem dünnen Element aus Kupfer mit einer Schicht aus magnetischem Material, die auf einer Flachseite des Kupfers angeordnet ist. Die Heizeinrichtung wird auf einer Oberfläche einer dünnen papierartigen Substanz angeordnet, wobei eine klebrige Substanz zwischen der Heizeinrichtung und der papierartigen Substanz vorgesehen ist. Elektroden eines Erregerkreises sind auf einer gegenüberliegenden Oberfläche der papierartigen Substanz angeordnet. Diese Heizeinrichtung dient primär zur Verwendung beim Verlöten mit Abschirmungsbeflechtungen elektrischer Kabel. Sie ist derart ausgelegt, daß sich Materialablagerungen aus magnetischem Material und Kupfer oder Epoxy und Klebstoff ergeben, wodurch auf diese Weise permanente Verbindungen hergestellt werden.
Die vorstehend erwähnte WO-A-84/02098 offenbart eine selbstregulierende Heizeinrichtung, die aus einer Kupferhülse zum Crimpen und Verlöten von zwei leitfähigen Drähten dient, die in die Kupferhülse eingeführt werden, sowie zwei halbzylindrische Backen aufweist, die aus magnetischem Material hergestellt sind. Wenn die Hülse in einem nicht-elektrischen System verwendet werden soll, werden die Backen mit inneren Beschichtungen aus Kupfer versehen. Diese Art von Heizeinrichtung dient lediglich für einzelne Anschließvorgänge.
Es ist wünschenswert, Lötverbindungen einer Mehrzahl von Anschließabschnitten eines elektrischen Verbinders mit einer Vielzahl von Ahschlüssen zu schaffen, ohne daß dabei der gesamte Bereich des Verbinders erwärmt wird.
Es ist wünschenswert, sichere Lötverbindungen bei einem Vielfachanschluß-Verbinder mit zuvor gehäusemäßig untergebrachten Anschlüssen in konsistenter Weise zu erzielen.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Verbinden einander zugeordneter Paare erster und zweiter Leitereinrichtungen, wie es im Anspruch 1 angegeben ist. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die vorliegende Erfindung verwendet eine selbstregulierende Temperaturquellen-Technologie zum Anschließen von Leiterdrähten an Anschließabschnitte von Anschlüssen, zum Verspleißen von Paaren von Leiterdrähten oder zum Anschließen von mehreren Leiterdrähten an jeweilige Anschlüsse eines elektrischen Verbinders. Ein abisoliertes Drahtende wird entlang einer Lötfahne eines Anschlusses angeordnet; eine hülsenartige Lötmaterial-Vorform, die Flußmittel enthält, wird um das Drahtende und die Lötfahne herum plaziert; eine Länge bzw. ein Längsstück aus wärmerückstellbaren Schlauchmaterial wird um die Lötmaterial-Vorform herum plaziert und erstreckt sich axial zu entgegengesetzten Schlauchenden um den isolierten Drahtbereich und einen isolierten Anschlußbereich herum; Dichtungsmaterial- Vorformen werden in den entgegengesetzten Schlauchenden sowie um den isolierten Drahtbereich und den isolierten Anschlußbereich herum plaziert; eine Heizeinrichtung mit einer ersten Schicht aus leitfähigem nicht-magnetischen Metall und einer zweiten Schicht aus magnetischem Material mit hohem Widerstand wird um die Länge des wärmerückstellbaren Schlauchmaterials herum plaziert; ein Hochfrequenz-Wechselstrom wird in der Heizeinrichtung induziert oder dieser zugeführt, die dann Wärmeenergie erzeugt; und die Wärmeenergie wird zu dem Schlauchmaterial sowie den Lötmaterial- und dem Dichtungsmaterial-Vorformen übertragen, wodurch das Lötmaterial schmilzt, um dem Draht an den Anschluß anzuschließen, und wodurch die Dichtungsmaterial-Vorformen schmelzen und klebrig werden, so daß sie sich mit den isolierten Draht- und Anschlußbereichen verbinden, und wodurch außerdem das Schlauchmaterial geschrumpft wird, wodurch eine Verbindung hergestellt wird und diese gleichzeitig abgedichtet wird.
Bei einer Ausführung, die von dem Verfahren der vorliegenden Erfindung Gebrauch macht, wird eine Anschluß-Unteranordnung durch Plazieren von mehreren Anschlüssen in einem dielektrischen Gehäuse gebildet, zum Beispiel indem dielektrisches Material um Körperabschnitte der Anschlüsse herumgeformt wird und wobei Kontaktabschnitte der Anschlüsse entlang einer Verbindungsseite des Gehäuses zur letztendlichen Verbindung mit entsprechenden Kontaktabschnitten eines weiteren Verbinders freiliegen. Anschließabschnitte der Anschlüsse erstrecken sich nach hinten von dem Gehäuse weg, um an einzelne Leiterdrähte angeschlossen zu werden, und besitzen vorzugsweise flache Kanäle. Die Anschlüsse können aus einer Kupferlegierung, wie zum Beispiel Messing, Phosphorbronze oder Beryllium- Kupfer, hergestellt sein.
Hülsenartige Vorformen aus Lötmaterial mit Flußmittel werden um die Anschließabschnitte herum plaziert, wobei Längen aus wärmerückstellbarem Schlauchmaterial um die Lötmaterial-Vorformen angeordnet werden und sich unter Abdeckung der Anschlüsse vor den Anschließabschnitten nach vorne über zylindrische Gehäuseflansche zu der Rückseite des Gehäuses erstrecken sowie sich nach hinten über eine Distanz über die Enden der Anschließabschnitte hinaus erstrecken. Abisolierte Enden von Leiterdrähten werden entlang der jeweiligen Kanäle sowie in den Lötmaterial-Vorformen plaziert, und ein Bereich des isolierten Drahts erstreckt sich in das hintere Ende der Längen aus wärmerückstellbarem Schlauchmaterial. Hülsenartige Vorformen aus Dichtungsmaterial können in den vorderen und hinteren Schlauchabschnitten angeordnet werden, um zu schmelzen und zu schrumpfen sowie klebrig zu werden und sich mit den Gehäuseflanschen bzw. der Drahtisolierung zu verbinden sowie sich außerdem mit den diese umschließenden Bereichen des wärmerückstellbaren Schlauchmaterials zu verbinden.
Eine Heizeinrichtung wird dann über und unter den Anschließabschnitten in Position über dem Anschließbereich gebracht. Bei der Heizeinrichtung kann es sich um ein Band handeln, das um die mehreren Anschließabschnitte herumgeschlungen wird, über denen die Hülsen aus wärmerückstellbarem Schlauchmaterial angeordnet sind, welche die Lötmaterial-Vorformen enthalten. Das Metallband umfaßt eine selbstregulierende Temperaturquelle und beinhaltet zwei Schichten aus verschiedenenen Metallen: Eine erste Schicht aus elektrisch leitfähigem Metall mit niedrigem spezifischen Widerstand und geringer magnetischer Permeabilität, wie zum Beispiel Kupfer oder Kupferlegierung; und eine zweite Schicht aus Metall mit hohem spezifischen Widerstand und hoher magnetischer Permeabilität, wie zum Beispiel Eisen, Nickel oder Nickel-Eisen-Legierung.
Ein ausgewählter Hochfrequenz-Wechselstrom mit konstanter Amplitude wird durch eine geeignete Vorrichtung erzeugt und zu dem Band übertragen oder in diesem induziert. Der Strom in dem Band erzeugt über eine kurze Zeitdauer Wärmeenergie, die auf eine bestimmte Temperatur ansteigt, die geringfügig höher gewählt ist, als dies zum Schmelzen der Lötmaterial-Vorformen erforderlich ist. Die Wärmeenergie wird zu den Lötmaterial-Vorformen innerhalb der Längen bzw. länglichen Stücke aus wärmerückstellbarem Schlauchmaterial um die jeweiligen Anschließabschnitte herum übertragen, um dadurch das Lötmaterial zu schmelzen, wodurch Lötverbindungen zwischen den Drähten und den Anschließabschnitten gebildet werden. Die Wärmeenergie wird auch zu den Dichtungsmaterial-Vorformen übertragen und beginnt diese zu schmelzen und zu schrumpfen sowie klebrig zu machen, und außerdem verursacht sie ein Schrumpfen des umgebenden, wärmerückstellbaren Schlauchmaterials, welches derart reduziert wird, daß es den Außenflächen der in seinem Inneren befindlichen Konstruktion entspricht, welche den isolierten Drahtbereich, die Anschließabschnitte einschließlich den Anschlußstellen bzw. Verbindungsstellen, die geschrumpften Dichtungsmaterial-Vorformen sowie die Gehäuseflansche beinhaltet. Die Verbindungen der Anschlüsse mit den Drähten sind nun fertig und die Verbindungsstellen sowie alles freiliegende Metall sind dicht umschlossen, und das Band wird vorzugsweise entfernt, wodurch der Verbinder fertig ist.
Der Strom kann zu dem Band durch ohmsche Verbindungen mit zwei voneinander isolierten Enden des Bands durch Elektroden der Vorrichtung übertragen werden. Der Strom kann auch in dem Band durch eine geeignete Vorrichtung induziert werden, die eine das Band umgebende Wicklung aufweist, die quer zu der Anordnung um den Anschließbereich herum angeordnet ist, wonach die Wicklung dann erregt wird. Bei Verwendung von Induktion zum Erzeugen des Stroms kann es sich bei der Heizeinrichtung anstatt eines kontinuierlichen Bands um ein Paar Plattenelemente handeln, die von der Wicklung umgeben sind.
Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Verbinden von Paaren leitfähiger Einrichtungen miteinander sowie zum gleichzeitigen Abdichten der auf diese Weise gebildeten Verbindungen.
Die Erfindung und/oder Ausführungsformen derselben macht ein Verfahren verfügbar, das in einem Verbinder resultiert, der eine Mehrzahl einzelner Anschlüsse aufweist, die in einem einfachen, sicheren, effizienten und wirtschaftlichen Vorgang mit Leiterdrähten verbunden sowie abgedichtet sind.
Die Erfindung und/oder Ausführungsformen derselben schafft ein Verfahren zum gleichzeitigen Verlöten der Drähte und Abdichten der Verbindungsstellen.
Die Erfindung und/oder Ausführungsformen derselben schafft ein Verfahren zum Verlöten der Drähte mit den Anschlüssen durch sicheres Erzielen einer bestimmten ausgewählten Temperatur an allen Verbindungs- bzw. Anschlußstellen.
Die Erfindung und/oder Ausführungsformen derselben schafft die erforderliche erhöhte Temperatur lediglich in dem Bereich, der die Verbindungsstellen enthält.
Die Erfindung und/oder Ausführungsformen derselben verwendet eine selbstregulierende Temperaturquelle, die das Ausmaß der auf das Schlauchmaterial wirkenden, überschüssigen Wärme auf ein Minimum reduziert, wodurch das Schlauchmaterial besser in der Lage ist, transparent zu bleiben und dadurch eine visuelle Überprüfung der Lötverbindung ermöglicht.
Die Erfindung und/oder Ausführungsformen derselben schafft ein Verfahren zum Abdichten eines Endes eines Längsstücks aus wärmerückstellbarem Schlauchmaterial unter Verwendung einer selbstregulierenden Temperaturquelle.
Ein Beispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben; darin zeigen:
Figur 1 eine Perspektivansicht eines Verbinders, bei dem die vorliegende Erfindung verwendet wird;
Figur 2 eine der Figur 1 ähnliche Ansicht, bei der eine Anschluß-Unteranordnung des Verbinders von den Leitungsdrähten weggezogen gezeigt ist und Längsstücke aus wärmerückstellbarem Schlauchmaterial dargestellt sind, die Lötmaterial-Vorformen enthalten, die bei der Montage des Verbinders verwendet werden;
Figur 3 eine vergrößerte, teilweise im Schnitt dargestellte Perspektivansicht einer Hülsenanordnung, die über einer Lötfahne anzuordnen ist;
Figur 4 bis 6 vergrößerte Perspektivansichten der einzigen Anschlußstelle der Figur 3 unter Darstellung eines Anschließabschnitts, der Hülsenanordnung sowie eines Drahtendes vor dem Anschließen, in Position für das Anschließen mittels eines Heizbands bzw. im angeschlossenen und abgedichteten Zustand;
Figur 7 und 8 Perspektivansichten unter Darstellung der Anschluß-Unteranordnung sowie der Drähte und der länglichen Stücke aus wärmerückstellbarem Schlauchmaterial, um die herum ein Heizband plaziert ist, wobei ein Hochfrequenz-Wechselstrom zu dem Heizband übertragen wird bzw. in dem Heizband induziert wird;
Figur 9 und 10 Querschnittsansichten von zwei Ausführungsformen des Heizbands der vorliegenden Erfindung;
Figur 11 und 12 eine alternative Heizeinrichtung mit einem Plattenelement, das eine ohmsche Verbindung verwendet, bzw. mit einem Paar von Plattenelementen, in denen Strom durch eine diese umgebende Spule induziert wird;
Figur 13 eine Längsschnittansicht einer alternativen Ausführungsform unter Darstellung der Verspleißung von Enden von Drahtpaaren unter Verwendung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 14 und 15 Darstellungen weiterer Verfahren unter Verwendung eines formbaren Heizbands mit einer Spleißanschlußanordnung wie in Figur 13 bzw. mit mehreren Anschlüssen für Leitungsdrähte wie in Figur 7;
Figur 16 eine Darstellung eines formbaren Heizbands für einen einzelnen Anschließvorgang eines Anschlusses an einen Draht; und
Figur 17 bis 19 Darstellungen eines formbaren Heizbands, das zum Abdichten eines Endes von wärmerückstellbarem Schlauchmaterial verwendet wird, wobei sich ein Paar verspleißte Leitungsdrähte von dem anderen Ende in Figur 17 wegerstreckt und in Figur 18 ein unbenutzter Anschluß dargestellt ist und Figur 19 eine Querschnittsansicht eines leeren Schlauchmaterialendes und eines Heizbands um dieses herum zeigt.
Figur 1 zeigt einen Verbinder 20 mit einer Mehrzahl von Anschlüssen 10 (Figur 2), die in einem Paar dielektrischer Gehäuse 40 innerhalb eines Mantels 42 befestigt sind. Die Anschlüsse 10 sind an Anschlußstellen 30 an eine jeweilige Anzahl von Leitungsdrähten 70 angeschlossen, und zwar in einem Anschließbereich 32 rückwärts von der Drahtseite 44 der Gehäuse 40. Jeweilige Messerkontaktabschnitte 12 (Figur 2) der Anschlüsse 10 erstrecken sich von einer Verbindungsseite der Gehäuse 40 nach vorne, um schließlich mit entsprechenden Kontaktabschnitten von Anschlüssen eines komplementären Verbinders (nicht gezeigt) verbunden zu werden. Die Leitungsdrähte 70 besitzen diese umschließendes Isoliermaterial und können in einem äußeren Mantel 72 gebündelt sein. Der Anschließbereich 32 beinhaltet einzelne Dichtungen 34, die um die Anschlußstellen 30 herumgeformt sind und sich von der Drahtseite 44 jedes Gehäuses 40 zu isolierten Endbereichen 74 der Drähte 70 erstrecken. Die Anschlüsse 10 sind für einen Modul 38 mit niedrigem Profil zur Bildung eines rechteckigen Miniatur-Verbinders in einzelnen Reihen angeordnet gezeigt, obwohl die vorliegende Erfindung auch mit anderen Verbinderarten und anderen Anschlußanordnungen verwendet werden kann. Bei den Anschlüssen kann es sich auch um buchsenartige bzw. aufnahmeartige Anschlüsse handeln.
Wie unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 zu sehen ist, besitzt jeder Anschluß 10 einen Anschließabschnitt 14, der am Ende eines Zwischenabschnitts 16 angeordnet ist, der sich von einem in dem Gehäuse 40 befestigten Körperabschnitt nach hinten wegerstreckt. Vorzugsweise ist ein großer Teil des Zwischenabschnitts 16 in einen zylinderischen Gehäusebereich oder Flansch 46 eingebettet, der sich von der Drahtseite 44 nach hinten wegerstreckt, um anschließende Verfahrensschritte zu erleichtern und eine angemessene Abdichtung zu gewährleisten. Der Flansch 46 kann ringförmige Rippen 48 oder andere Vorsprünge aufweisen, um die letztendliche Abdichtung zu unterstützen. Der Anschließabschnitt 14 kann eine flache Kanalform aufweisen und wird üblicherweise als Lötfahne bzw. Lötende für die letztendliche Plazierung eines abisolierten Endbereichs 76 eines Leitungsdrahts 70 in diesem bezeichnet. Eine der Lötfahne 14 zugeordnete Hülsenanordnung 50 besitzt eine Länge aus wärmerückstellbarem Schlauchmaterial 52, in dem eine Lötmaterial-Vorform 54 vorgesehen ist und in dem vorzugsweise auch zwei Dichtungsmaterial-Vorformen 56, 58 vorgesehen sind.
Die Lötmaterial-Vorform 54 ist vorzugsweise in Form einer Hülse mit kurzer Länge ausgebildet, die ausreichend groß dimensioniert ist, um über und um eine jeweilige Lötfahne 14 herum plaziert zu werden sowie darin dann ein abisoliertes Leitungsdrahtende auf zunehmen. Das längliche Stück 52 aus vorzugsweise transparentem, wärmerückstellbarem Schlauchmaterial ist zur Plazierung über der Lötmaterial-Vorform 54 ausgebildet sowie ausreichend lang ausgebildet, um sich von der Drahtseite 44 über den Flansch 46, über die Lötfahne 14 sowie über den isolierten Drahtendbereich 76 zu erstrecken. Die Lötmaterial-Vorform 54 ist in dem Schlauch 52 an einer geeigneten axialen Stelle angeordnet, so daß bei Plazierung der Hülsenanordnungen 50 über den sich nach hinten erstreckenden Anschlußbereichen die Lötmaterial-Vorform 54 die Lötfahne 14 umschließt. Bei den Dichtungsmaterial-Vorformen 56, 58 handelt es sich um kurze Hülsen, die axial voneinander beabstandet sind und zur Anordnung über dem Flansch 46 bzw. dem isolierten Drahtendbereich 74 dienen. Die mehreren Hülsenanordnungen 50 für die mehreren Lötfahnen 14 können, falls gewünscht, durch einen Streifen Klebeband oder dergleichen miteinander verbunden sein, um eine einzige Einheit für eine bequeme Handhabung zu bilden, wie dies herkömmlicherweise bekannt ist, wobei die Hülsenanordnungen 50 geeignet voneinander beabstandet sind, so daß sie der Beabstandung der in dem Gehäuse 40 befestigten Anschlüsse 10 entsprechen.
Die Lötmaterial-Vorform 54 und die Dichtungsmaterial- Vorformen 56, 58 sind in dem Schlauch 52 zum Beispiel durch eine Preßpassung in diesem befestigt, oder dadurch, daß das Schlauchmaterial 52 teilweise aufgeschrumpft oder in seinem Durchmesser um diese herum reduziert ist. Die Lötmaterial-Vorform 54 kann aus Zinn-Blei-Lötmaterial hergestellt sein, wobei ein Lötmaterial-Flußmittel in dieses eingemiscnt oder um dieses herum als Beschichtung vorgesehen ist und wobei es sich zum Beispiel um Sn 63, das bei einer Temperatur von ca. 183º C schmelzbar ist, oder um Sb-5 handelt, das bei ca. 240º C schmelzbar ist; bei den Dichtungsmaterial-Vorformen 56, 58 handelt es sich zum Beispiel um eine homogene Mischung aus Polyvinylidenfluorid, Methacrylatpolymer und Antimonoxid, das durchmessermäßig bei einer Nenntemperatur schrumpft, die bei ca. 190º C ausgewählt ist; außerdem ist das Schlauchmaterial 52 vorzugsweise transparent und kann aus quervernetztem Polyvinylidenfluorid bestehen und eine Nenn- Schrumpftemperatur von ca. 175º C aufweisen. Im allgemeinen wäre es zu bevorzugen, eine Wärmeenergiequelle vorzusehen, die in der Lage ist, eine Temperatur von ca. 50º C bis 75º C über dem Lötmaterial- Schmelzpunkt zu erzielen.
In Figur 4 ist das vordere Ende 60 der Hülsenanordnung 50 über einer jeweiligen Lötfahne 14 plaziert und nach vorne bewegt worden, bis das vordere Ende 60 an der Drahtseite 44 des Gehäuses 40 anliegt, so daß die Dichtungsmaterial-Vorform 56 den Flansch 46 umschließt und die Lötmaterial-Vorform 54 die Lötfahne 14 umschließt. Wahlweise kann dann in einem vorläufigen Montageschritt eine begrenzte Menge Wärme lokal auf das vordere Ende 60 aufgebracht werden, um dadurch die Dichtungsmaterial-Vorform 56 zu schrumpfen und mit dem Flansch 46 zu verbinden sowie mit den ringförmigen Rippen 48 in Eingriff zu treten, die einem Ziehen an der Hülsenanordnung 50 axial nach hinten standhalten; dabei schrumpft auch das Schlauchmaterial 52 durchmessermäßig um den Flansch 46 und die Dichtungsmaterial- Vorform 56. Ein solcher vorläufiger Montageschritt gestattet eine Handhabung des Gehäuses 40 und der mehreren Hülsenanordnungen 50 als eine Einheit, nämlich als Gehäuse-Hülsenanordnung 36. Ein abisolierter Leitungsdraht 76 wird in das hintere Ende 62 der Hülsenanordnung 50 eingeführt, bis er vollständig entlang der Lötfahne 14 in der Lötmaterial-Vorform 54 positioniert ist und der isolierte Endbereich 74 in der Dichtungsmaterial-Vorform 58 angeordnet ist, wie dies durch visuelle Betrachtung durch das transparente Schlauchmaterial 52 erkennbar ist. Eine selbstregulierende Heizeinrichtung wird dann in Position an dem Anschließbereich 32 gebracht. Zu sehen sind ein oberer und ein unterer Bandbereich 102, 104 eines Bands 100, das um die Lötfahne 14 innerhalb der Lötmaterial-Vorform 54 sowie das längliche Schlauchstück 52 herum plaziert ist.
Figur 6 zeigt eine angeschlossene und abgedichtete Verbindung nach dem Schmelzen des Lötmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung mittels durch das Band 100 erzeugter Wärmeenergie zur Bildung einer Lötverbindungs-Anschlußstelle 30 zwischen dem Drahtende 76 und der Lötfahne 14, sowie nach dem durchmessermäßigen Schrumpfen der Dichtungsmaterial-Vorform 58 zur Verbindung mit dem isolierten Drahtende 74 und dem Schrumpfen des Schlauchmaterials 52 in einer derartigen Weise, daß es den Außenflächen der in seinem Inneren befindlichen Gebilde entspricht und mit der Dichtungsmaterial-Vorform 58 verbunden ist, um dadurch die Anschlußstelle abzudichten, indem es das isolierte Drahtende 4 an dem hinteren Ende 62 sowie den Flansch 46 an dem vorderen Ende 60 fest umgreift, wodurch eine Dichtung 34 gebildet ist, die sich zwischen dem isolierten Leiter 70 und dem Gehäuse 40 erstreckt.
Die Figuren 7 und 8 veranschaulichen das Verbinden der Drähte und der Lötfahnen sowie das Abdichten der Verbindungsstellen bzw. Anschlußstellen. Ein Band 100 wird um die Anordnung der Lötfahnen 14 in dem Anschließbereich 32 herum angeordnet, wobei ein oberer Abschnitt 102 über dem Anschließbereich und ein unterer Abschnitt 104 unter dem Anschließbereich liegt. Ein Hochfrequenz-Wechselstrom konstanter Amplitude wird durch eine Vorrichtung 114 erzeugt, wie zum Beispiel ein Hochfrequenzsignal bei einer Frequenz von 13,56 MHz beispielsweise durch eine Vorrichtung, wie sie in der US-A-4 626 767 offenbart ist. Nach einer gewissen Zeitdauer, wie zum Beispiel ca. 30 Sekunden, hat das Band 100 eine bestimmte Temperatur erreicht, die durch das spezielle magnetische Material bestimmt wird, wobei die Wärme die länglichen Schlauchstücke durchdringt und die Lötmaterial-Vorformen schmilzt und dann die länglichen Schlauchstucke schrumpft, wodurch sich die abgedichteten Anschlußstellen der Figur 6 ergeben.
Das Band 100 der Figuren 5 bis 7 umfaßt eine erste Schicht 106 mit einem Substrat aus Kupfer oder Kupferlegierung, wie zum Beispiel Messing oder Phosphorbronze, mit einer Dicke von beispielsweise ca. 0,05 mm (0,002 Inch). Auf der einen Hauptfläche des Substrats ist eine dünne Schicht 108 aus magnetischem Material aufgebracht, wie zum Beispiel eine Nickel-Eisen-Legierung, wie die Legierung Nr. 42, mit einer Dicke von zum Beispiel zwischen ca. 0,01 mm (0,0004 Inch) und ca. 0,015 mm (0,0006 Inch). Typischerweise kann ein Walzplattierverfahren verwendet werden, bei dem eine Menge des magnetischen Materials über dem Substrat angeordnet wird und dann hohem Druck und hoher Temperatur ausgesetzt wird, wodurch die beiden Materialien an der Grenzschicht zusammendiffundieren, wobei jedoch auch andere Verfahren, wie zum Beispiel Plattieren oder Aufsputtern verwendet werden könnten. Eine dünne Schicht aus dielektrischem Beschichtungsmaterial kann über dem magnetischen Material aufgebracht werden, um Oxidation zu verhindern. Wahlweise könnte ein Band dadurch gebildet werden, daß man eine Schicht aus Nickel mit einer Dicke von vorzugsweise dem Anderthalbfachen bis Zweifachen der Eindringtiefe des Nickels bei der gewählten Stromfrequenz auf eine Kupferschicht aufplattiert.
In Figur 7 wird ein Hochfrequenz-Wechselstrom durch die Vorrichtung 114 zu den voneinander getrennten Enden 110, 112 des Heizbands 100 übertragen, und zwar beispielsweise durch Elektroden, die mit dem Band ein Paar ohmsche Verbindungen 116, 118 bilden. In Figur 8 wird ein Hochfrequenz-Wechselstrom durch eine Vorrichtung 120 in dem Heizband 100 induziert, und zwar mittels einer Wicklung 122 derselben, die das Heizband 100 und den Anschließbereich 32 umgibt.
Es ist bevorzugt, daß die nach innen weisenden Oberflächen des Heizbands mit den darin befindlichen Hülsenanordnungen in Eingriff stehen, um Wärmeenergie auf die Hülsen und die darin befindlichen Lötmaterial-Vorformen zu übertragen, wobei die Oberflächen des Heizbands auch unter Federvorspannung gegen die Hülsenanordnungen gehalten sein können, und zwar vorzugsweise durch Mittel (nicht gezeigt) mit guten Wärmeisoliereigenschaften, um zu vermeiden, daß sie als Wärmesenken wirken und Wärmeenergie abführen, die für den Anschließbereich gewünscht ist.
Ein Beispiel eines Vorgangs unter Verwendung des selbstregulierenden Temperaturquellenbands der vorliegenden Erfindung sähe wie folgt aus: Vorsehen einer Vorrichtung, die in der Lage ist, einen Hochfrequenz- Wechselstrom mit konstanter Amplitude und einer Frequenz von beispielsweise 13,56 MHz zu schaffen; Auswählen einer Lötmaterial-Vorform mit Zinn-Blei-Lötmaterial mit einem Flußmittel, wobei das Lötmaterial bei einer Nenntemperatur von ca. 183º C schmilzt, Auswählen von wärmerückstellbarem Schlauchmaterial, das bei einer Nenntemperatur von 175º C schrumpfbar ist und um die Lötmaterial-Vorform herum angeordnet wird; um den Anschließbereich herum erfolgendes Befestigen eines Bands mit einer Schicht aus Messing mit einer Dicke von ca. 0,05 mm (0,0020 Inch) und darunter einer dünnen Plattierungsschicht aus der Legierung Nr. 42 mit einer Dicke von zwischen ca. 0,01 bis 0,15 mm (0,0004 bis 0,0006 Inch), sowie Anlegen eines Hochfrequenzstroms mit einer Frequenz von 13,56 MHz für eine Zeitdauer von ca. 30 bis 60 Sekunden. Die das Band umfassende selbstregulierende Temperaturquelle steigt auf eine Temperatur von allgemein ca. 350º C an, schmilzt das Lötmaterial, schrumpft die Dichtungsmaterial-Vorformen und schrumpft das Schlauchmaterial. Wenn Lötmaterial-Vorformen gewählt werden, die eine Schmelztemperatur von ca. 240º C aufweisen, wie zum Beispiel bei dem Sb-5, kann außerdem ein magnetisches Material verwendet werden, das eine Nenn-Curietemperatur von ca. 300º C bis 315º C besitzt.
Die Figuren 9 und 10 zeigen andere Ausführungsbeispiele von Heizbändern. In Figur 9 beinhaltet das Band 200 einen oberen Bereich 202 und einen unteren Bereich 204, die an einem Biegungsbereich 206 miteinander verbunden sind und zusammen den Anschließbereich 32 umschließen, in dem die Hülsenanordnungen 50 angeordnet sind, die das sich unter Wärme rückbildende Schlauchmaterial 52 beinhalten, das die jeweiligen Anschließabschnitte 14 der Anschlüsse sowie die Drahtenden 76 innerhalb der Lötmaterial-Vorformen 54 umschließt. Bei dem Band 200 kann es sich um ein längliches Element handeln, das an einem Biegebereich 208 um sich selbst umgeschlagen ist, wobei eine Schicht 210 aus Kunststoffmaterial, wie zum Beispiel KAPTON, zwischen den doppelt gelegten Bereichen angebracht ist. Vor dem Doppeltlegen beinhaltet das längliche Element eine äußerste Schicht 212 aus leitfähigem nicht-magnetischem Material, wie zum Beispiel Kupfer, auf die eine Schicht 214 aus magnetischem Material aufplattiert ist, wobei nach dem Doppeltlegen die magnetische Schicht 214 sowohl oben als auch unten der Kuntstoffschicht benachbart ist, während der nun nach innen weisende Oberflächenbereich 216 der Kupferschicht 212 den Hülsenanordnungen 50 benachbart ist. Die ohmschen Verbindungen 230, 232 erfolgen mittels Elektroden einer Vorrichtung 234 an dem Bandende 218 mit dem nach innen weisenden Oberflächenbereich 216 und dem nach außen weisenden Oberflächenbereich 220 der Kupferschicht 212, die durch die Kunststoffschicht 210 an dem Ende 218 isoliert sind, und ein Hochfrequenz-Wechselstrom wird auf das Band 200 übertragen, wodurch Wärmeenergie erzeugt wird.
In Figur 10 besitzt das Band 300 eine einfachere Konstruktion beim Umschließen des Anschließbereichs 32. Eine zentrale Schicht 302 aus leitfähigem nicht-magnetischen Metall, wie zum Beispiel Kupfer, besitzt äußere Schichten 304, 306 aus magnetischem Material, wie zum Beispiel eine darauf aufplattierte Nickel-Eisen- Legierung. Ohmsche Verbindungen 308, 310 erfolgen mittels Elektroden der Vorrichtung 312 an den Enden 314 bzw. 316 zum übertragen eines Stroms auf das Band 300, durch den Wärmeenergie erzeugt wird.
Wie in den Figuren 11 und 12 gezeigt ist, braucht es sich bei der Heizeinrichtung nicht um eine kontinuierliche Schleife handeln, damit ein Strom in dieser vorhanden sein kann. In Figur 11 ist eine einzelne Heizplatte 400 unter dem Anschließbereich 32 gezeigt, während eine Platte 402 aus Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit vorzugsweise die Hülsenanordnungen 50 gegen die obere Oberfläche 404 der oberen Schicht 406 der Heizplatte 400 drückt. Bei der oberen Schicht 406 kann es sich um leitfähiges nicht-magnetisches Material, wie zum Beispiel Kupfer, handeln; eine innere Schicht 408 aus magnetischem Material, wie zum Beispiel der Legierung Nr. 42, ist auf diese aufplattiert; eine isolierende Schicht 410, zum Beispiel aus KAPTON-Kunststoff, ist anliegend an der magnetischen Schicht 408 angeordnet; und die Platte 400 beinhaltet eine untere Schicht 412 aus leitfähigem nicht-magnetischen Material, wie zum Beispiel Kupfer. Eine Isolierschicht 410 sieht vor, daß die beiden ohmschen Verbindungen 414, 416 durch Elektroden einer Vorrichtung 418 an dem einen Ende 420 der Platte 400 hergestellt werden, wobei ein Strom entlang der gesamten Länge der Platte erzeugt wird.
In Figur 12 können ein Paar Heizplattenelemente 500, 502 über und unter dem Anschließbereich 32 ausreichend sein; wie zu sehen ist, wird ein Strom in beiden Plattenelementen 500, 502 induziert, wodurch Wärme sowohl von dem oberen als auch von dem unteren Plattenelement erzeugt wird. Nach innen weisende Schichten 504, 506 beider Plattenelemente können aus leitfähigem nicht- magnetischen Material, wie zum Beispiel Kupfer, bestehen, während es sich bei plattierten äußeren Schichten 508, 510 um magnetisches Material, wie zum Beispiel die Legierung Nr. 42, handelt. Vorzugsweise drückt eine Federkraft F, die durch Elemente (nicht gezeigt) aus Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit aufgebracht wird, die Plattenelemente 500, 502 gegen die Hülsenanordnungen 50. Eine Wicklung 512 der Vorrichtung 514 induziert einen entsprechenden Hochfrequenz-Wechselstrom in den Plattenelementen 500, 502, so daß angenommen werden kann, daß ausreichend Wärmeenergie erzeugt wird, um das Lötmaterial der Lötmaterial-Vorformen 54 wieder zu verflüssigen und das wärmerückstellbare Schlauchmaterial 52 angemessen aufzuschrumpfen.
Figur 13 zeigt, daß sich das Band 600 zur Bildung einer Mehrzahl abgedichteter Spleißverbindungen verwenden läßt, in denen einander zugeordnete erste und zweite Leiter 602, 604 einer Anordnung zusammengespleißt werden, und zwar durch Plazieren von abisolierten Drahtenden 606, 608 von zu verspleißenden Leiterpaaren in jeweiligen Hülsenanordnungen 650, die aus Lötmaterial-Vorformen 654 innerhalb von Längsstücken 652 aus wärmerückstellbarem Schlauchmaterial gebildet sind; Umgeben des Anschließbereichs 632 mit einem Band 600; und Erzeugen von Hochfrequenzstrom in dem Band durch eine Vorrichtung 610 zur Erzeugung von Wärmeenergie, die die Längsstücke aus wärmerückstellbarem Schlauchmaterial durchdringt, das Lötmatrial schmilzt und den Schlauch aufschrumpft, wodurch die Leiter miteinander verspleißt werden und die auf diese Weise gebildeten Spleißverbindungen abgedichtet werden.
In den Figuren 14 bis 19 sind mehrere Anwendungsbeispiele des Verfahrens der vorliegenden Erfindung gezeigt, bei denen das dünne Heizband formbar ist. Ein formbares Heizband 700 besitzt eine nach innen weisende Schicht 702 und eine nach außen weisende Schicht 704 aus magnetischem Material mit einer Dicke von ca. 0,01 bis 0,015 mm (ca. 0,0004 bis 0,0006 Inch), sowie eine zentrale Schicht 706 aus leitfähigem nicht-magnetischen Material mit einer Dicke von ca. 0,04 mm (0,0016 Inch), so daß das Band 700 eine Gesamtdicke von ca. 0,06 bis 0,07 mm (0,0024 bis 0,0028 Inch) besitzt. Das Band 700 läßt sich leicht formen, wobei es die Eigenschaft besitzt, seine letztendlich geformte Gestalt beizubehalten.
In Figur 14 wird das formbare Heizband 700 zum Verspleißen einer Anordnung 720 aus Paaren erster und zweiter Drahtenden 722, 724 von Leitungsdrähten verwendet, wie dies auch in Figur 13 der Fall ist. Hülsenanordnungen 726 werden um jedes Paar von Drahtenden 722, 724 herum angeordnet und besitzen jeweils eine Lötmaterial-Vorform 728 innerhalb von wärmerückstellbarem Schlauchmaterial 730, wobei Dichtungsmaterial- Vorformen (nicht gezeigt) vorzugsweise an den Enden des Schlauchmaterial 730 plaziert sind, um eine Dichtung mit der Leitungsdrahtisolierung herzustellen. Die Gruppe der Hülsenanordnungen 726 wird oben auf einen unteren Bereich 708 eines formbaren Heizbands 700 gesetzt, und zwar unter geringfügiger gegenseitiger Beabstandung. Ein sich von dem unteren Bereich 708 wegerstreckender oberer Bandbereich 710 wird oben auf den Hülsenanordnungen 726 plaziert, und zwar abgrenzend an die Außenflächen der oberen Bereiche der länglichen Stücke 730 aus wärmerückstellbarem Material. Die Hülsenanordnungen 726 werden dann gegeneinandergedrückt, und die Zwischenabschnitte 712 des oberen Bandbereichs 710 werden zwischen die Hülsenanordnungen nach unten gedrückt, so daß sich dazwischen Schleifen bzw. Kurven bilden. Der obere Bandbereich 710 wird gegen beträchtliche Oberflächenbereiche der länglichen Schlauchstücke 730 aus wärmerückstellbarem Material gehalten, um eine effizientere Übertragung von Wärmeenergie zu erzielen, wenn das Band 700 durch die Vorrichtung 750, wie zum Beispiel durch die ohmschen Verbindungen 752, die an den durch die dielektrische Schicht voneinander isolierten Bandenden 714, 716 angreifen, erregt wird.
In Figur 15 ist das formbare Heizband 700 um einen Anschließbereich 800 ähnlich dem Anschließbereich 32 der Figur 7 geschlungen. Lötfahnen 802 der jeweiligen Anschlüsse werden an jeweilige abisolierte Drahtenden 804 angeschlossen; Hülsenanordnungen 806 werden um diese herum angeordnet und beinhalten Lötmaterial-Vorformen 808 in Längsstücken aus wärmerückstellbarem Schlauchmaterial 810. Das formbare Heizband 700 ist zuerst lose um die Gruppe der Hülsenanordnungen 806 herumgeschlungen worden, wobei der untere Bandbereich 708 an äußeren Schlauchflächen anliegend angeordnet ist, die einen unteren Anschließbereichabschnitt definieren, und der obere Bandbereich 710 an äußeren Schlauchflächen anliegend angeordnet ist, die einen oberen Anschließbereichabschnitt definieren. Ein elastomeres oberes und unteres Element 812 werden dann gegen die Außenflächen des oberen und des unteren Heizbandbereichs 710, 708 gedrückt, so daß zwischen den Hülsenanordnungen 806 vorgesehene vertikale Rippen 814 die Zwischenbereiche 712 in den Bereich zwischen benachbarten Hülsenanordnungen 806 drücken, während Erhebungen 816 den oberen und den unteren Bandbereich 710, 708 direkt gegen die Schlauchlängen 810 drücken. Diese Verfahrensweise erhöht die Gesamtoberfläche des Bands 700, die an den Außenflächen der Schlauchlängen 810 angreift, um eine bessere Wärmeleitung zu schaffen, wenn das Band 700 durch die Vorrichtung 750 erregt wird. Die elastomeren Elemente 812 können zum Beispiel aus Silikongummi hergestellt sein und während des Anschließvorgangs unter geringe Federkraft gesetzt werden, um einen Oberflächeneingriff zwischen dem formbaren Heizband und den Hülsenanordnungen aufrecht zu erhalten.
In Figur 16 ist eine kurze Länge 740 aus formbarem Heizband 700 um eine einzelne Hülsenanordnung 806 der Figur 15 herumgeschlungen gezeigt, wobei das Heizband durch eine Vorrichtung 760 erregbar ist, die eine sich um dieses herumerstreckende Wicklung 762 aufweist. Die kurze Länge 740 kann nach dem Herumwickeln leicht aufgecrimpt werden, um die Crimpform zur Maximierung des Oberflächeneingriffs zwischen dem Band und der Außenfläche der Schlauchlänge 810 aufrecht zu erhalten.
In Figur 17 erstreckt sich ein Paar Leitungsdrähte 900, 902 in derselben Richtung von einem abgelegenen Ende 904 einer Schlauchlänge 906 einer Hülsenanordnung 908 weg. Das nahe bzw. benachbarte Ende 910 der Hülsenanordnung 908 enthält eine Dichtungsmaterial- Vorform 912, ist jedoch ansonsten offen. Eine Lötmaterial-Vorform 914 ist um die abisolierten Drahtenden 916, 918 der Drähte 900, 902 angeordnet. Eine kurze Länge 740 aus formbarem Heizband 700 ist um die Hülsenanordnung 908 einschließlich des benachbarten Endes 910 herumgeschlungen. Bei Erregung mit einem Hochfrequenz-Wechselstrom stellt die Bandlänge 740 sicher, daß das benachbarte Ende 910 Wärmeenergie erhält, die die Dichtungsmaterial-Vorform 912 schmilzt und das Schlauchmaterial um diese herum aufschrumpft, wodurch das benachbarte Ende 910 geschlossen wird und somit die Spleißverbindung abgedichtet wird, obwohl sich kein Leitungsdraht oder eine andere leitfähige Einrichtung durch das benachbarte Ende 910 hindurcherstreckt.
Ein solches Verfahren, wie es unter Bezugnahme auf die Figur 17 beschrieben worden ist, kann auch in der in Figur 18 gezeigten Weise verwendet werden, wobei Anschlüsse eines Verbinders 950 Lötfahnen aufweisen, auf die integrale Schichten aus magnetischem Material aufgebracht bzw. aufplattiert sind, wie diese in der EP- A-0 371 458 offenbart ist, welche die Offenbarung der US-Patentanmeldung mit amtlichem Aktenzeichen Nr. 07/277 094 enthält, die am 29. November 1988 eingereicht wurde und deren Priorität in der vorliegenden Europäischen Patentanmeldung beansprucht ist und deren Offenbarung durch Bezugnahme ausdrücklich zu einem Bestandteil der vorliegenden Anmeldung gemacht wird. Ein Anschluß 952 dieser Anschlüsse bleibt unbenutzt und soll aus irgendeinem Grund nicht an einen entsprechenden Leitungsdraht angeschlossen werden. Der Anschluß 952 besitzt eine um diesen herum angeordnete Hülsenanordnung 960 mit einer Lötmaterial-Vorform 962 um eine Lötfahne 954 desselben herum sowie eine Länge aus wärmerückstellbaren Schlauchmaterial 964 mit Dichtungsmaterial-Vorformen 966, 968 an beiden Enden, wobei die Dichtungsmaterial-Vorform 966 an das Verbindergehäuse 956 angrenzt. Die Lötfahne 954 besitzt eine nach außen weisende Schicht 958 aus magnetischem Material, das Wärmeenergie zur Wiederverflüssigung des Lötmaterials der Lötmaterial-Vorform 962 erzeugt, wenn es mit einem induzierten Hochfrequenz-Wechselstrom erregt wird, und das den Bereich des wärmerückstellbaren Schlauchmaterials um die Lötfahne 954 herum aufschrumpft. Der Anschluß 952 übertragt Wärmeenergie entlang seiner Länge zum Schmelzen der Dichtungsmaterial-Vorform 966 an dem Verbindergehäuse 956 und zum Schrumpfen des Schlauchmaterials 964 um diese herum zur Herstellung einer Dichtung mit dem Gehäuse 958. Von der Lötfahne erstreckt sich jedoch kein Leitungsdraht von dem Verbinder 950 weg, und somit ist kein Leitungsdraht zum Übertragen von Wärme entlang der Lötfahne von dem Lötbereich zu dem Ende der Schlauchlänge vorhanden. Wenn eine kurze Länge formbaren Heizbands 742 um das Ende 970 der Schlauchlänge 964 herumgeschlungen ist und die gesamte Anschluß- Hülsenanordnung durch eine Wicklung um diese herum erregt wird, wird das zusätzliche Heizband 742 erregt und dieses schmilzt und macht die Dichtungsmaterial- Vorform 968 in dem ansonsten leeren Ende 970 der Schlauchlänge 964 klebrig und bildet eine massive Masse, und das Schlauchmaterial schrumpft um diese herum, um dadurch ein sicheres Verfahren zum Isolieren des ansonsten freiliegenden Anschlußbereichs zu schaften. Figur 19 zeigt eine Querschnittsansicht des Schlauchendes 970 der Hülsenanordnung 960 mit der Dichtungsmaterial-Vorform 968 in ihrem Inneren sowie umgeben von dem Heizband 742, und zwar vor der Erregung durch die Wicklung 982 der Vorrichtung 980; das Ende der Lötfahne 954 ist erkennbar und beinhaltet eine nach außen weisende Schicht 958 aus magnetischen Material.
Die Konstruktion der Heizeinrichtung kann in der in den Figuren 5 und 9 bis 19 gezeigten Weise sowohl in der allgemeinen körperlichen Gestalt als auch in der laminaren Konstruktion variieren, so daß sie zur Ausführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung von Nutzen ist. Der Fachmann kann weitere, im Rahmen der Ansprüche liegende Modifikationen bei der vorliegenden Erfindung vornehmen.

Claims

1. Verfahren zum miteinander Verbinden einer Mehrzahl einander zugeordneter Paare erster und zweiter Leitereinrichtungen (10, 70; 604, 602; 900, 902) sowie zum gleichzeitigen Abdichten der auf diese Weise gebildeten Verbindungsstellen (30), wobei jede erste und zweite Leitereinrichtung einen jeweiligen ersten und zweiten Kontaktabschnitt (14, 76; 606, 608; 722, 724; 802, 804; 916, 918) aufweist, die sich von jeweiligen ersten und zweiten isolierten Bereichen (48, 74) wegerstrecken und zur Verbindung in einem Anschließbereich (32, 632) freiliegen, wobei das Verfahren folgende Schritte beinhaltet: Positionieren jedes ersten (14, 606, 722, 802, 916) und zugehörigen zweiten Kontaktabschnitts (76, 608, 724, 804, 918) zusammen in einer paarweisen und einander benachbarten Anordnung, Plazieren einer Vorform (54, 654, 728, 808, 914) aus Lötmaterial mit einem darin enthaltenen Flußmittel für dieses wenigstens in der Nähe jedes Paares der ersten und zweiten Kontaktabschnitte (14, 76; 606, 608; 722, 724; 802, 804; 916, 918) , sowie Plazieren einer Länge (52, 652, 906) aus wärmerückstellbarem Schlauchmaterial ausreichend großen Durchmessers um jede Lötmaterial- Vorform (54, 654, 914) sowie das Paar der ersten und zweiten Kontaktabschnitte herum, wobei es sich axial davon weg entlang wenigstens eines Teils der ersten und der zweiten isolierten Leiterbereiche (48, 74) zu ersten und zweiten Schlauchenden (60, 2; 904, 910) erstreckt, wodurch ein Anschließbereich (32, 632, 720, 800, 908) definiert wird,

dadurch gekennzeichnet,

daß eine Quelle (114, 120, 234, 312, 418, 514, 610, 750, 760) zum Erzeugen eines Hochfrequenz- Wechselstroms mit konstanter Amplitude und bekannter Frequenz bestimmt wird;

daß eine Heizeinrichtung (100, 200, 300, 400, 500, 700) gebildet wird, die wenigstens einen Bereich (102, 202, 300, 400, 500, 710) mit einer ausreichenden Länge beinhaltet, daß er sich quer über eine Mehrzahl der Anschließbereiche (32, 632, 720, 800, 908) sowie angrenzend an die ersten und zweiten Kontaktabschnitte (14, 76; 606, 608; 916, 918) erstreckt, wobei eine Heizeinrichtung verwendet wird, die sich entfernen läßt und wenigstens eine erste Schicht (106, 212, 302, 406, 504, 706) aus einem ersten Metall mit niedrigem elektrischen Widerstand und minimaler magnetischer Permeabilität beinhaltet und auf wenigstens einer Hauptfläche derselben eine zweite Schicht (108, 214, 304, 408, 508, 702) aus einem zweiten Metall mit hohem elektrischen Widerstand und hoher magnetischer Permeabilität aufgebracht ist, wobei die zweite Schicht (108, 214, 304, 408, 508, 702) eine Dicke besitzt, die bei der gegebenen bekannten Frequenz in etwa der Dicke einer Eindringtiefe des zweiten Metalls entspricht;

daß das Lötmaterial der Lötmaterial-Vorform (54, 654, 914) derart ausgewählt wird, daß es eine Nenn-Schmelztemperatur besitzt, die gerinfügig geringer ist als die Curietemperatur des zweiten Metalls der Heizeinrichtung (100, 200, 300, 400, 500, 700) und das wärmerückstellbare Schlauchmaterial des Längsstücks (52, 652, 906) derart gewählt wird, daß es eine Nenn-Aufschrumpftemperatur besitzt, die geringfügig niedriger ist als die Curietemperatur des zweiten Metalls der Heizeinrichtung;

daß wenigstens ein Bereich (102, 202, 300, 400, 500, 710) der Heizeinrichtung quer über den mehreren Anschließbereichen sowie wenigstens angrenzend an Außenflächen der Längsstücke (52, 652, 906) aus wärmerückstellbarem Schlauchmaterial angeordnet wird; und

daß ein Hochfrequenz-Wechselstrom konstanter Amplitude in der Heizeinrichtung (100, 200, 300, 400, 500, 700) für eine ausgewählte Zeitdauer erzeugt wird, wodurch ein Strom in der Heizeinrichtung erzeugt wird, und dadurch eine ausreichende Wärmeenergie zum Erreichen und Aufrechterhalten den Curietemperatur der zweiten Schicht (108, 214, 304, 308, 508, 702) erzeugt wird, wobei die Wärmeenergie radial nach innen durch die Längsstücke aus wärmerückstellbarem Schlauchmaterial auf den ersten und den zweiten Kontaktabschnitten benachbarten Lötmaterial-Vorformen übertragen wird, wodurch die Lötmaterial-Vorformen geschmolzen werden und sichere Verbindungen zwischen den ersten und den zweiten Kontaktabschnitten gebildet werden, und wobei die Wärmeenergie die Schlauchmaterial-Längsstücke derart aufschrumpft, daß diese den nach außen weisenden Oberflächen der miteinander verbundenen ersten und zweiten Kontaktabschnitte entsprechen und fest an den sich von diesen wegerstreckenden ersten und zweiten isolierten Leiterbereichen angreifen und die Verbindungsstellen dicht umschließen, wonach die Heizeinrichtung (100, 300, 400, 500, 700) entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß eine Heizeinrichtung verwendet wird, die eine Konstruktion (100, 200, 300, 400, 500, 700) mit wenigstens zwei einander gegenüberliegenden (106, 106; 212, 216; 302, 302; 406, 412; 504, 506; 706, 706) ersten Schichten aus dem ersten Metall aufweist, die dazwischen wenigstens voneinander isoliert sind und eine nicht-kontinuierliche elektrische Schleife bilden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß eine Heizeinrichtung verwendet wird, die ein Paar Plattenelemente (500, 502) aufweist, die sich jeweils quer über sowie unter den Anschließbereichen (32) sowie angrenzend an das wenigstens eine Schlauchmaterial-Längsstück (52) erstrecken.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Heizeinrichtung verwendet wird, die ein Band (100, 200, 300, 600, 700) umfaßt, das im wesentlichen um die Anschließbereiche (32, 632, 720, 800, 908) herumgeschlungen wird und dadurch einander gegenüberliegende erste und zweite Bandbereiche (102, 104; 204, 208; 708, 710) aufweist, die die Anschließbereiche (32, 632, 720, 800, 908) angrenzend an die Außenflächen des wenigstens einen Längsstücks (52, 652, 906) aus wärmerückstellbarem Schlauchmaterial im wesentlichen umschließen, und daß die ersten und die zweiten Bereiche in freiliegenden leitfähigen freien Enden (110, 112) enden, die wenigstens voneinander isoliert sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß ein Band verwendet wird, bei dem es sich um ein dünnes und formbares Element (700) handelt und das derart geformt wird, daß es an beträchtlichen Bereichen der Außenflächen der wenigstens einen Schlauchlänge (730, 810, 906) angreift.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Verbindungen (116, 118; 230, 232; 308, 310; 414, 416) mit leitfähigen freiliegenden freien Enden der Heizeinrichtung, die voneinander isoliert sind, von Elektroden der Stromquelle (114, 234, 312, 418, 610, 750) zur Übertragung des Stroms zu der Heizeinrichtung hergestellt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der Strom in der Heizeinrichtung durch eine Wicklung (122, 512, 762) der Stromquelle (120, 514, 760) induziert wird, die den Anschließbereich (32) und die Heizeinrichtung umschließt.

8. Verfahren nach einem der Anspruche 1 bis 7, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß erste leitfähige Einrichtungen in Form von elektrischen Anschlüssen (10) und zweite leitfähige Einrichtungen in Form von Leiterdrähten (70) miteinander verbunden werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß erste und zweite leitfähige Einrichtungen in Form von Leiterdrähten (602, 604; 900, 902) miteinander verbunden werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Anschließbereiche (32, 632, 720, 800) eine Mehrzahl erster und zweiter leitfähiger Einrichtungen (10, 70; 604, 602) beinhalten, die in jeweiligen von mehreren Anordnungen (50, 650, 726, 806) von Schlauchmaterial-Längsstücken (52, 652, 730, 810) angeordnet werden, die jeweilige Lötmaterial-Vorformen (54, 654, 728, 808) angrenzend an die ersten und die zweiten Kontakteinrichtungen (14, 76; 606, 608; 722, 724; 802, 804) enthalten und außerdem jeweilige erste und zweite Dichtungsmaterial-Vorformen (56, 58) an den jeweiligen Schlauchmaterialenden (60, 62) enthalten, wobei die isolierten Bereiche (48, 74) der ersten und der zweiten leitfähigen Einrichtungen (10, 70; 604, 602; 900, 902) jeweils von einer Dichtungsmaterial-Vorform umschlossen werden.