DE69219110T2

DE69219110T2 - Elektrischer crimp verbinder

Info

Publication number: DE69219110T2
Application number: DE69219110T
Authority: DE
Inventors: Alain F-95480 Pierrelaye Lamome
Original assignee: Raychem NV SA; Raychem SA
Current assignee: Commscope Connectivity Belgium BVBA; Raychem SA
Priority date: 1991-02-07
Filing date: 1992-02-04
Publication date: 1997-11-20
Anticipated expiration: 2012-02-05
Also published as: WO1992014278A1; AU1203392A; JPH06505120A; DE69219110D1; ATE151921T1; CA2100665A1; CA2100665C; EP0570449A1; EP0570449B1; GB9102661D0

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Crimpverbinder, um 5zwei oder mehr langgestreckte elektrische Leiter miteinander zu verbinden.
Bisher sind elektrische Crimpverbinder vorgeschlagen worden, bei denen mit verschiedenen Mitteln versucht worden ist, die Korrosion des in ihnen freiliegenden Metalls zu verhindern. Diese Mittel sind entweder nicht erfolgreich oder zeitaufwendig und verlangen die Anwendung von speziellen Einrichtungen, um den erforderlichen Schutz herzustellen. Beispielsweise ist die Verwendung von Fett, das die Berührung zwischen Wasser und dem freiliegenden Metall der Verbindung verhindern soll, mit dem Risiko behaftet, daß das Fett leicht verlagert werden kann oder daß der Vorgang des crimpens das Fett sogar aus der Verbindung hinausdrängen kann. Ein erfolgreiches Verfahren zum Herstellen einer guten Abdichtung gegen Korrosion ist die Verwendung einer wärmerückstellbaren Hülle, die einen Schmelzklebstoff enthält, wobei die Hülle nach dem Crimpen erwärmt wird, um die Vorrichtung abzudichten; dieses Verfahren ist aber zeitaufwendiger als eines, bei dem nur crimpvorgänge ausgeführt werden. Außerdem kann die Anwendung von Wärme in bestimmten Fällen unzweckmäßig sein.
Die GB-A-2 185 155 zeigt einen elektrischen Verbinder, der ein Aluminiumrohr aufweist, das vollständig in einer Kunststoffabdeckung eingeschlossen ist, die zwei Endkappen aufweist, von denen jede ein geschlossenes Ende mit einem zentralen Bereich hat, der hinreichend schwach ist, so daß ein zu verbindender Leiter durch ihn hindurchgedrückt werden kann. Eine Menge an Fett ist in zwei gesonderten Bereichen in den geschlossenen Enden der jeweiligen Endkappen positioniert.
Die EP-A-0 191 609 zeigt eine Kabelabdichtvorrichtung, die Endabdichtungen verwendet, die Gel aufweisen, wobei das Gel mit einer Öffnung versehen ist, um durch diese hindurch ein Kabel aufzunehmen.
Gemäß einem Aspekt sieht die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen eines Stumpfspleißes zwischen zwei oder mehr langgestreckten elektrischen Leitern vor, die folgendes aufweist: eine Crimphülse, die zwei offene Enden hat, eine elektrisch isolierende Hülle, die um die Crimphülse herum positioniert ist und sich über deren Enden hinaus erstreckt, und eine Menge an Gel, die in jedem Endbereich der isolierenden Hülle jenseits von jedem Ende der Crimphülse positioniert ist, um jedes Ende des Spleißes gegen das Eindringen von Feuchtigkeit abzudichten, wobei jede Menge an Gel eine Öffnung enthält, um die Einführung von einem oder mehreren langgestreckten elektrischen Leitern in jedes Ende der Crimphülse zuzulassen.
Die vorliegende Erfindung bietet den Vorteil, daß sie eine Vorrichtung angibt, die bei der Herstellung einer im wesentlichen korrosionsbeständigen Verbindung zwischen zwei oder mehr langgestreckten elektrischen Leitern relativ einfach anwendbar ist und nur den Vorgang des Crimpens beinhaltet, um die Verbindung herzustellen und abzudichten. Die Erfindung ermöglicht es, daß die Leiter innerhalb der Crimphülse unter nur geringer Störung des Gelmaterials positioniert werden. Es ist daher möglich, einen Spleiß zu bilden, der einen relativ niedrigen Kontaktwiderstand hat, und zwar infolge der Abwesenheit von Gel zwischen den Leitern und der crimphülse. Außerdem bedeutet das Nichtvorhandensein von Gel in der Crimphülse, daß die Leiter leichter einführbar und positionierbar sind und eine etwaige Tendenz der Leiter, vor oder während des Crimpens aus der Crimphülse hinausgedrängt zu werden, verringert ist.
Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung weist die Vorrichtung eine Zwinge (in Form eines Hohlzylinders oder Rings) auf, der jenseits jedes Endes der Crimphülse zwischen der isolierenden Hülle und dem Gel positioniert ist. Diese Zwingen können eine Reihe von Vorteilen bieten. Beispielsweise können sie die langgestreckten elektrischen Leiter, die in die Vorrichtung eingeführt sind, vor der Beanspruchung schützen, die sich aus ihrer Bewegung ergibt (nachstehend als Zugentlastung bezeichnet). Alternativ oder zusätzlich können die Zwingen zu der Abdichtung eines mit der Vorrichtung gebildeten Spleißes gegenüber der Umgebung dadurch beitragen, daß sie imstande sind, gecrimpt zu werden, um wenigstens einen Teil des Gels an einen in die Crimphülse eingeführten elektrischen Leiter zu pressen. Somit gibt die Erfindung auch eine Vorrichtung an, um einen Stumpfspleiß zwischen zwei oder mehr langgestreckten elektrischen Leitern zu bilden, die folgendes aufweist: eine Crimphülse, die zwei offene Enden hat, eine elektrisch isolierende.Hülse, die um die Crimphülse herum positioniert ist und sich über deren Enden hinaus erstreckt, eine Menge an Gel, die in jedem Endbereich der isolierenden Hülle jenseits von jedem Ende der Crimphülse positioniert ist, um jedes Ende des Spleißes gegen das Eindringen von Feuchtigkeit abzudichten, und eine Zwinge, die jenseits jedes Endes der Crimphülse zwischen der isolierenden Hülle und dem Gel positioniert ist, wobei jede Zwinge imstande ist, gecrimpt zu werden, um wenigstens einen Teil des Gels gegen einen in die Crimphülse eingesetzten elektrischen Leiter zu pressen und/oder eine Zugentlastung für den elektrischen Leiter zu schaffen.
Die elektrisch isolierende Hülle der Vorrichtung, die gemäß der Erfindung angegeben wird, weist bevorzugt ein vernetztes polymeres Material auf wie beispielsweise Polytetrafluor ethylen, Ethylentetrafluorethylen oder Polyvinylidenfluorid. Stärker bevorzugt weist die Hülle jedoch ein Nylonmaterial, wie etwa Nylon 6 oder Nylon 11, aber speziell Nylon 12 auf.
In manchen Fällen kann es erwünscht sein, daß jedes Ende der isolierenden Hülle einen nach innen gekrümmten Randbereich hat, der eine Öffnung beläßt, die das Einführen von einem oder mehreren langgestreckten elektrischen Leitern in sie ermöglicht, jedoch den Austritt von Gel aus der Hülle sowohl vor dem als auch beim Gebrauch der Vorrichtung behindert.
Es wurde gefunden, daß es für bestimmte langgestreckte elektrische Leiter, wie beispielsweise manche Einzelkupferdrähte vorteilhaft ist, wenn die Crimphülse ein Innenprofil hat, das imstande ist, sie zu greifen. Beispielsweise kann die Innenseite der Crimphülse Zähne, Stacheln oder Greifkanten enthalten, die dazu beitragen können, eine durch die Vorrichtung gebildete Verbindung zu festigen. Allerdings wird bei bestimmten anderen langgestreckten elektrischen Leitern, wie beispielsweise manchen mehrfach verseilten Kupferdrähten, nicht notwendigerweise ein Vorteil dadurch erzielt, daß die Crimphülse Zähne enthält, und ein glattes Innenprofil kann ausreichend sein, um eine mechanisch feste Verbindung zu bilden (nachdem die Vorrichtung gecrimpt worden ist).
Es wird bevorzugt, daß die Crimphülse aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie beispielsweise Kupfer, geformt ist. Wenn verzinnte langgestreckte Leiter miteinander zu verbinden sind, ist es hocherwünscht, daß die Crimphülse eine innere Oberfläche aus Zinn hat, wie das etwa bei einer verzinnten Crimphülse aus Kupfer der Fall ist, um so die Gefahr einer galvanischen Korrosion herabzusetzen.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung weist eine Menge an Gel auf, die innerhalb jedes Endbereichs der isolierenden Hülle jenseits von jedem Ende der Crimphülse positioniert ist, um jedes Ende des Spleißes gegen das Eindringen von Feuchtig keit abzudichten. Der hier verwendete Ausdruck "Gel" soll eine flüssigkeitsverstreckte Polymerzusammensetzung bedeuten. Solche Zusammensetzungen enthalten normalerweise ein dreidimensionales Netzwerk aus vernetzten Molekülketten und weisen wenigstens 300, stärker bevorzugt wenigstens 500 Gewichtsteile Extender- oder Verschnittflüssigkeit je 100 Gewichtsteile der Polymerzusammensetzung auf. Das bei der Erfindung eingesetzte Gel hat bevorzugt einen Konuspenetrationswert (gemessen nach ASTM D217) innerhalb des Bereichs von 100 bis 400 10&supmin;¹ mm, stärker bevorzugt 100 bis 350 10&supmin;¹ mm; eine Bruchdehnung (gemessen nach ASTM D412), die bevorzugt größer als 100 % ist, bei einer im wesentlichen ela stischen Formänderung bis zu einer Dehnung von bevorzugt wenigstens 100 %; und eine Zerreißfestigkeit (ASTM D412) von bevorzugt kleiner als 1 MPa
Die Polymerzusammensetzung kann beispielsweise ein Elastomer oder ein Blockcopolymer aufweisen, das relativ harte Blöcke und relativ elastomere Blöcke hat. Beispiele von solchen copolymeren umfassen Styrol-Dien-Blockcopolymere, z. B. Styrol-Butadien- oder Styrol-Isopren-Diblock- oder -Triblockcopolymere oder Styrol-Ethylenbutylen-Styrol- Triblockcopolymere, wie sie in der internationalen Patentanmeldung Nr. PCT/GB87/00506 angegeben sind. Die in dem Gel verwendeten Extender- oder Verschnittflüssigkeiten weisen bevorzugt Öle auf, die herkömmlich eingesetzt werden, um elastomere Materialien zu verstrecken. Die Öle können Kohlenwasserstofföle, wie beispielsweise paraff mische oder naphthenische Öle, Syntheseöle wie beispielsweise Polybutylen- oder Polypropylenöle und Gemische davon sein. Die bevorzugten Öle sind Gemische aus nichtaromatischen paraffinischen und naphthenischen Kohlenwasserstoffölen. Geeignete Gele können auch dadurch erhalten werden, daß reaktive Silicone mit nichtreaktiven Verschnittsiliconen vernetzt werden. Das Gel kann bekannte Zusatzstoffe enthalten, etwa Feuchtigkeits-Entfernungsmittel (z. B. Benzoylchlorid), Antioxidantien, Pigmente und Fungizide.
Die Funktion des Gels in der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist es, sie gegen das Eindringen von Feuchtigkeit abzudichten, nachdem die zu spleißenden langgestreckten elektrischen Leiter in die Crimphülse eingeführt und gecrimpt worden sind. Das wird am besten dadurch erreicht, daß Druck auf das Gel aufgebracht wird, da es sich in diesem Zustand ähnlich wie eine Flüssigkeit verhält, indem es imstande ist, zu fließen und sich um komplexe Formen herum anzupassen und an festen Oberflächen zu haften.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Zwingen, die jenseits jedes Endes der Crimphülse zwischen der isolierenden Hülle und dem Gel positioniert sind, imstande, um jeden darin eingeführten langgestreckten Leiter herum gecrimpt zu werden. Das kann den Vorteil bieten, die Fähigkeit der Zwingen zu steigern, eine Zugentlastung für die langgestreckten Leiter zu schaffen. Zusätzlich oder alternativ kann das Crimpen der Zwingen um die Leiter herum die Wirkung haben, das Gel zusammenzupressen, und kann damit die Abdichtung der Vorrichtung unterstützen. Bei einer speziellen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens eine Portion jeder Menge an Gel zwischen ihrer jeweiligen Zwinge und der Crimphülse positioniert. Wenn diese Vorrichtung in den Bereichen der crimphülse und jeder Zwinge gecrimpt wird, wird jede Gelportion, die zwischen einer Zwinge und der Crimphülse positioniert ist, normalerweise zusammengepreßt (in Abhängigkeit vom Grad des Crimpens und der Gesamtguerschnittsfläche der in jedes Ende der Vorrichtung eingeführten isolierten Leiter). Wenn das Gel zusammengepreßt wird, "benetzt" es die innere Oberfläche der isolierenden Hülle und die äußeren Oberflächen der isolierten Leiter, so daß der Spleiß gegen das Eindringen von Feuchtigkeit abgedichtet wird. Außerdem können auch die Zwingen selber gemeinsam mit etwaigem Gel, das jenseits der Zwingen an jedem Ende der Vorrichtung positioniert ist, dazu dienen, den Spleiß vor Fremdsubstanzen wie etwa Schmutz usw. zu schützen.
Um eine sichere, dichte Verbindung zu gewährleisten, können die Crimphülse und die Zwingen innerhalb der Vorrichtung positionsmäßig fixiert sein. Das kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die Crimphülse und die Zwingen mit der inneren Oberfläche der isolierenden Hülse haftend verbunden werden. Insbesondere kann die Innenseite der Hülle mit einer Klebstoffschicht überzogen sein. Klebstoffe, die verwendet werden können, umfassen Schmelzklebstoffe, beispielsweise diejenigen auf der Basis von Ethylenhomo- oder -copolymeren, z. B. Ethylen-Vinylacetat oder Ethylen-Ethylacrylat, und Polyamidklebstoffe, die beispielsweise aus Polyamiden gebildet sind, die eine relativ große Anzahl (z. B. > 15) Kohlenstoffatome zwischen benachbarten carbonylgruppen haben, wobei bevorzugte Polyamide auf Dimerdiaminen basieren, wie in den US-Patentschriften 4 018 733 und 4 181 775 beschrieben wird.
Gemäß einem anderen Aspekt gibt die Erfindung ein Verfahren an zum Herstellen eines Stumpfspleißes zwischen zwei oder mehreren isolierten langgestreckten elektrischen Leitern mit Hilfe einer Vorrichtung, die folgendes aufweist: eine Crimphülse, die zwei offene Enden hat, eine elektrisch isolierende Hülle, die um die Crimphülse herum positioniert ist und sich über deren Enden hinaus erstreckt, und eine Menge an Gel, die in jedem Endbereich der isolierenden Hülle jenseits von jedem Ende der Crimphülse positioniert ist, um jedes Ende des Spleißes gegen das Eindringen von Feuchtigkeit abzudichten, wobei jede Menge an Gel eine Öffnung enthält, um das Einführen von einem oder mehreren langgestreckten elektrischen Leitern in jedes Ende der Crimphülse zu ermöglichen, und eine crimpfähige Zwinge, die jenseits von jedem Ende der Crimphülse zwischen der isolierenden Hülle und dem Gel positioniert ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
(i) Abstreifen einer Länge der Isolation von dem Ende jedes Leiters;
(ii) Einführen von einem oder mehreren der Leiter in jedes Ende der Vorrichtung, so daß sich das Ende jedes Leiters in die Crimphülse erstreckt und ein Bereich der Isolation von der isolierenden Hülle umgeben ist;
(iii) Crimpen der Crimphülse um die Leiter herum; und
(iv) Crimpen jeder Zwinge um die Isolation jedes in sie eingesetzten Leiters herum.
Da das Gelmaterial verformbar ist, ist es häufig möglich, daß eine oder beide Mengen an Gel in der Vorrichtung eine Querschnittsfläche der Öffnung haben, die kleiner als die kombinierte Querschnittsfläche jedes in sie eingeführten isolierten Leiters ist. Das kann vorteilhaft sein, weil der Vorgang des Einführens der Leiter in die Vorrichtung das Gel zwischen den Leitern und der inneren Oberfläche der Vorrichtung zusammenpressen kann, und das Crimpen verstärkt bevorzugt diese Kompressionswirkung, so daß dadurch die Abdichtung gegen Feuchtigkeit verbessert wird.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung wird nachstehend beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; in Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1 eine Schnittansicht entlang der Achse einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und ein Paar von isolierten Drähten; und
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Achse eines Stumpfspleißes zwischen zwei isolierten Drähten, gebildet durch die Vorrichtung von Fig. 1.
Gemäß Fig. 1 weist eine Vorrichtung 1 zum Herstellen eines Stumpfspleißes zwischen zwei (oder mehreren) elektrisch isolierten Kabeln 2 folgendes auf: eine Crimphülse 3, eine elektrisch isolierende Hülle 4, die um die Enden der Crimphülse herum und jenseits derselben sich erstreckend positioniert ist (wobei der Durchmesser der Hülle jenseits jedes Endes der Crimphülse größer als in dem Bereich ist, der um die Crimphülse herum positioniert ist), eine Menge an Gel 5, das in jedem Endbereich der isolierenden Hülle jenseits jedes Endes der Crimphülse positioniert ist, zwei Zwingen 6, die jenseits jedes Endes der Crimphülse zwischen der isolierenden Hülle und dem Gel positioniert sind, und eine Schicht Klebstoff 7, der auf die innere Oberfläche der isolierenden Hülle aufgetragen ist, um die Crimphülse und die Zugentlastungszwingen in ihrer Lage zu verbinden.
Die Crimphülse 3 enthält Zähne 8, um den blanken Draht 9 von jedem der beiden isolierten Kabel 2 zu greifen und so einen elektrischen Kontakt zwischen ihnen herzustellen. Jede Menge an Gel enthält eine Öffnung 10, um die Einführung der Kabel in die Vorrichtung zuzulassen. Der Durchmesser jeder Öffnung 10 in dem Gel ist kleiner als der Durchmesser der Isolation des in sie einzuführenden Drahts gezeigt, um die Tatsache zu verdeutlichen, daß das Gel 5 aufgrund seiner verformbaren Beschaffenheit imstande ist, das Einführen des isolierten Drahts zuzulassen.
Fig. 2 zeigt den fertigen Spleiß zwischen den beiden Kabeln von Fig. 1, der dadurch gebildet ist, daß die Kabel in die Vorrichtung von Fig. 1 eingesetzt worden sind und die Vorrichtung in den durch die Pfeile bezeichneten Bereichen gecrimpt worden ist. Es ist ersichtlich, daß die beiden Mengen an Gel 5 in dem Bereich 11 zwischen jeder Zwinge 6 und der Crimphülse 3 zusammengepreßt werden, so daß dadurch die elektrischen Kontakte gegen Feuchtigkeit abgedichtet sind. Ferner dient jede der Zwingen gemeinsam mit den äußersten Portionen von Gel 12 dazu, den Grad des Schutzes des Spleißes insbesondere vor Fremdkörpern, wie etwa Schmutz, zu erhöhen.

Claims

1. Vorrichtung (1) zum Herstellen eines Stumpfspleißes zwischen zwei oder mehr langgestreckten elektrischen Leitern, die folgendes aufweist: eine Crimphülse (3), die zwei offene Enden hat, eine elektrisch isolierende Hülle (4), die um die Crimphülse herum positioniert ist und sich über deren Enden hinaus erstreckt, eine Menge an Gel (5), die in jedem Endbereich der isolierenden Hülle jenseits von jedem Ende der Crimphülse positioniert ist, um jedes Ende des Spleißes gegen das Eindringen von Feuchtigkeit abzudichten, und eine Zwinge (6), die jenseits jedes Endes der Crimphülse zwischen der isolierenden Hülle und dem Gel positioniert ist, wobei jede Zwinge imstande ist, gecrimpt zu werden, um wenigstens einen Teil des Gels gegen einen in die Crimphülse eingesetzten elektrischen Leiter zu pressen und/oder eine Zugentlastung für den elektrischen Leiter zu schaffen.

2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1,

wobei wenigstens eine Portion von jeder Menge an Gel (5) zwischen ihrer entsprechenden Zwinge (6) und der Crimphülse (3) positioniert ist.

3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Crimphülle (3) und die Zwingen (6) mit der inneren Oberfläche der isolierenden Hülle (4) verbunden sind.

4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jedes Ende der elektrisch isolierenden Hülle (4) einen nach innen gekrümmten Randbereich hat, der eine Öffnung beläßt, die das Einführen eines langgestreckten elektrischen Leiters in sie ermöglicht, jedoch den Austritt von Gel (5) aus der Hülle (4) behindert.

5. Vorrichtung (1) zum Herstellen eines Stumpfspleißes zwischen zwei oder mehr langgestreckten elektrischen Leitern, die folgendes aufweist: eine Crimphülse (3), die zwei offene Enden hat, eine elektrisch isolierende Hülle (4), die um die Crimphülse herum positioniert ist und sich über deren Enden hinaus erstreckt, eine Menge an Gel (5), die in jedem Endbe reich der isolierenden Hülle jenseits von jedem Ende der Crimphülse positioniert ist, um jedes Ende des Spleißes gegen das Eindringen von Feuchtigkeit abzudichten, wobei jede Menge an Gel eine Öffnung (10) enthält, um das Einführen von ein oder mehr langgestreckten elektrischen Leitern in jedes Ende der Crimphülse zu ermöglichen.

6. Vorrichtung (1) nach Anspruch 5,

die eine Zwinge (6) aufweist, die jenseits jedes Endes der Crimphülse zwischen der isolierenden Hülle (4) und dem Gel (5) positioniert ist.

7. Vorrichtung (1) nach Anspruch 6,

wobei jede Zwinge (6) imstande ist, um einen jeweiligen in sie eingesetzten Leiter herum gecrimpt zu werden.

8. Verfahrenzum Herstellen eines Stumpfspleißes zwischen zwei oder mehreren isolierten langgestreckten elektrischen Leitern mit Hilfe einer Vorrichtung (1), die folgendes aufweist: eine Crimphülse (3), die zwei offene Enden hat, eine elektrisch isolierende Hülle (4), die um die Crimphülse herum positioniert ist und sich über deren Enden hinaus erstreckt, eine Menge an Gel (5), die in jedem Endbereich der isolierenden Hülle jenseits von jedem Ende der Crimphülse positioniert ist, um jedes Ende des Spleißes gegen das Eindringen von Feuchtigkeit abzudichten, wobei jede Menge an Gel eine Öffnung (10) enthält, um das Einführen von einem oder mehreren langgestreckten elektrischen Leitern in jedes Ende der Crimphülse zu ermöglichen, und eine crimpfähige Zwinge (6), die jenseits von jedem Ende der Crimphülse zwischen der isolierenden Hülle (4) und dem Gel (5) positioniert ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

(i) Abstreifen einer Länge der Isolation von dem Ende jedes Leiters;

(ii) Einführen von einem oder mehreren der Leiter in jedes Ende der Vorrichtung, so daß sich das Ende jedes Leiters in die Crimphülse erstreckt und ein Bereich der Isolation von der isolierenden Hülle umgeben ist;

(iii) Crimpen der Crimphülse um die Leiter herum; und

(iv) Crimpen jeder Zwinge um die Isolation jedes in sie eingesetzten Leiters herum.

9. Verfahren nach Anspruch 8,

wobei jede Menge an Gel (5) eine Öffnungsquerschnittsfläche hat, die kleiner als die kombinierte Querschnittsfläche jedes in sie eingesetzten isolierten Leiters ist.