DE69910788T2

DE69910788T2 - Verfahren und gegenstand zum umhüllen eines langgestreckten substrats

Info

Publication number: DE69910788T2
Application number: DE69910788T
Authority: DE
Inventors: Noel Overbergh; Etienne Jean-Marie NOLF; Bart Van Meeuwen; Ralf Lietzke; Peter Van Overmeir
Original assignee: Tyco Electronics Raychem BVBA
Current assignee: Commscope Connectivity Belgium BVBA
Priority date: 1998-07-07
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2019-06-26
Also published as: AU749389B2; TR200003880T2; US6395988B1; AU4521699A; EP1095436A1; CA2336642A1; AR019887A1; EP1095436B1; DE69910788D1; JP2002520988A; MY122149A; ATE248454T1; WO2000002297A1; BR9911938A; CA2336642C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Umschließen und Abdichten von langgestreckten Substraten, beispielsweise elektrischen oder Telekommunikationskabeln und insbesondere Verbindungen zwischen solchen Kabeln.
WO 91/00601 (Raychem), die als der am nächsten kommende Stand der Technik angesehen wird, beschreibt einen Verbindungsverschluß für ein elektrisches Kabel. Der Verschluß weist eine wärmerückstellbare Hülle aus textilem Flächengebilde auf, die um ein Abdichtmastix herum gewickelt ist, wobei die Enden der Hülle an einem Verschlußelement befestigt sind. Bei einem solchen Verschluß können zwei Dichtmaterialien verwendet werden, wobei ein Material als ein Sperrmaterial wirksam ist, das sowohl eine höhere Viskosität bei Raumtemperatur als auch eine Schmelzviskosität hat, die höher als die Viskosität des anderen Materials ist.
Nach einem ersten Aspekt stellt die Erfindung einen Gegenstand zum Umschließen eines langgestreckten Substrats bereit, wobei der Gegenstand folgendes aufweist: einen Behälter, der zumindest im Gebrauch ein erstes Dichtmaterial und ein zweites Dichtmaterial enthält, so daß das erste Dichtmaterial zwischen dem zweiten Dichtmaterial und einem Ende des Behälters liegt, dadurch gekennzeichnet, daß beide Dichtmaterialien polymer sind und daß das erste Dichtmaterial einen höheren Erweichungspunkt und eine höhere Schmelzviskosität bei einer definierten Temperatur als das zweite Dichtmaterial hat.
Nach einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zum Umschließen eines langgestreckten Substrats bereit, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

a) Anordnen eines ersten und eines zweiten Dichtmaterials an dem Substrat; und
b) Anordnen eines Behälters um das erste und das zweite Dichtmaterial und um das Substrat herum, so daß das erste Dichtmaterial zwischen dem zweiten polymeren Dichtmaterial und einem Ende des Behälters liegt;

Bevorzugt gibt es mindestens zwei Bereiche des ersten polymeren Dichtmaterials. Zumindest im Gebrauch ist mindestens ein Bereich des ersten polymeren Dichtmaterials bevorzugt an jeder gegenüberliegenden Seite des zweiten polymeren Dichtmaterials an dem langgestreckten Substrat angebracht.
Im Gebrauch wird das polymere Dichtmaterial bevorzugt erwärmt, bevorzugt auf über 100°C, um zu bewirken, daß es schmilzt und fließt und sich eng an das Substrat anpaßt.
Bei einigen Ausführungsformen kann das polymere Dichtmaterial härtbar sein. Bei diesen Ausführungsmittel ist ein Härtungsmittel vorgesehen, um das polymere Dichtmaterial zu härten. Das Härtungsmittel kann Teil des polymeren Dichtmaterials oder mit dem Dichtmaterial innig vermischt sein, oder es kann von dem Dichtmaterial getrennt sein. Das Härtungsmittel kann beispielsweise in Form von in Mikrokapseln enthaltenen Tabletten vorhanden sein, die als eine Schicht auf dem Dichtmaterial vorgesehen sind, oder kann in oder an einer anderen Komponente, beispielsweise einem Flächenkörper, einem Beutel oder einem Netz vorgesehen sein. Wenn das Härtungsmittel nicht als Teil des Dichtmaterials vorgesehen oder nicht innig damit vermischt ist, wird es bevorzugt beim Erwärmen mit dem Dichtmaterial vermischt.
Das polymere Dichtmaterial kann von dem Behälter separat sein, beispielsweise in Form einer Schicht sein. Das Dichtmaterial oder mindestens ein Teil davon kann jedoch auf einer inneren Oberfläche des Behälters, beispielsweise als eine Schicht, vorgesehen sein. In diesem Fall können die Schritte (a) und (b) der Verfahren nach der Erfindung ein und derselbe Schritt sein, nämlich das Anordnen eines Behälters, der polymeres Dichtmaterial (beispielsweise eine Schicht aus polymerem Dichtmaterial) auf einer inneren Oberfläche davon hat, an dem Substrat.
Der Behälter ist bevorzugt dimensionsmäßig rückstellbar, beispielsweise dimensionsmäßig schrumpfbar. Es wird insbesondere bevorzugt, daß der Behälter dimensionsmäßig wärmerückstellbar ist. Der Behälter kann beispielsweise in Form eines Rohrs oder einer Hülle sein. Er kann in Form eines Flächenkörpers oder dergleichen sein, der um das langgestreckte Substrat herum gewickelt sein kann, er kann beispielsweise eine sogenannte Umwickelhülle sein. Die Umwickelhülle hat bevorzugt Verschlußschienen entlang gegenüberliegenden Längsrändern und eine separate Kanalkomponente, durch die die gewickelte Hülle im Gebrauch in einer geschlossenen Konfiguration gehalten wird.
Wenn der Behälter um das langgestreckte Substrat herum angeordnet (beispielsweise gewickelt) worden ist, wird er dann bevorzugt (beispielsweise mit einer Brennerflamme oder Heißluft) erwärmt, um zu bewirken, daß er sich um das Substrat herum rückstellt. Dieses Erwärmen bewirkt bevorzugt, daß das oder jedes polymere Dichtmaterial schmilzt und fließt und sich eng an das Substrat anpaßt. Wenn der Behälter rückgestellt worden ist, füllt das polymere Dichtmaterial bevorzugt im wesentlichen das Volumen zwischen dem Behälter und dem Substrat, wobei im wesentlichen keine Zwischenräume verbleiben.
Nach dem ersten und dem zweiten Aspekt der Erfindung gibt es ein erstes polymeres Dichtmaterial, das einen relativ hohen Erweichungspunkt und/oder eine relativ hohe Schmelzviskosität bei einer definierten Temperatur hat, und es gibt ein zweites polymeres Dichtmaterial, das einen relativ niedrigen Erweichungs punkt und/oder eine relativ niedrige Schmelzviskosität bei der definierten Temperatur hat. (Diese physikalischen Eigenschaften jedes Materials sind "hoch" oder "niedrig" relativ zu den entsprechenden Werten des anderen Materials.) Der Erweichungspunkt des ersten polymeren Dichtmaterials ist bevorzugt mindestens 80°C, stärker bevorzugt mindestens 85°C, beispielsweise mindestens 88°C. Der Erweichungspunkt des zweiten polymeren Dichtmaterials ist bevorzugt niedriger als 80°C, stärker bevorzugt niedriger als 78°C, beispielsweise niedriger als 76°C. Die relative Schmelzviskosität jedes Dichtmaterials ist bevorzugt so, wie bei 100°C gemessen, und bei dieser Temperatur ist die Schmelzviskosität des ersten polymeren Dichtmaterials bevorzugt mindestens 100 Pas (Pascal Sekunden), stärker bevorzugt mindestens 150 Pas. Bei der gleichen Temperatur ist die Viskosität des zweiten polymeren Dichtmaterials bevorzugt niedriger als 60 Pas, stärker bevorzugt niedriger als 50 Pas.
Die Erweichungspunkte der Dichtmaterialien sind bevorzugt so, wie nach der ASTM-Standardtestmethode E28-97 ("Softening Point of Resins by Ring-and-Ball Apparatus") gemessen. Die Schmelzviskositäten der Dichtmaterialien sind bevorzugt so, wie nach der ASTM-Standardtestmethode D-3236-88 unter Verwendung eines Brookfield-Viskosimeters Modell HBT und einer Spindel SC-27 gemessen.
Die Verwendung von zwei polymeren Dichtmaterialien mit unterschiedlichen Erweichungspunkten und/oder unterschiedlichen Schmelzviskositäten hat den Vorteil, daß zwei miteinander im Widerspruch stehenden Anforderungen genügt werden kann, nämlich daß das Dichtmaterial beim Erwärmungsvorgang fließen und sich eng an das Substrat anpassen sollte, daß es jedoch nicht aus dem Behälter entweichen sollte, bevor es fest geworden ist. Das erste polymere Dichtmaterial ist bevorzugt als ein Damm wirksam, um das fluidere geschmolzene zweite polymere Dichtmaterial daran zu hindern, aus dem Behälter heraus zu fließen. Bevorzugt hat jedes Längsende des Behälters (beispielsweise der Hülle) eine Menge des ersten Dichtmaterials, um das Entweichen des zentraler liegenden zweiten Dichtmaterials zu blockieren.
Das polymere Dichtmaterial kann in Form von Blöcken, Flächenkörpern oder dergleichen vorgesehen sein. Alternativ kann es in Form von Tabletten oder in irgendeiner anderen teilchenförmigen oder losen Form sein. Das Dichtmaterial kann in einem Abgabesystem, beispielsweise einem oder mehreren Beuteln, Taschen, Netzen oder dergleichen, enthalten sein oder zurückgehalten werden. Es wird besonders bevorzugt, daß das Dichtmaterial in Form von Tabletten geliefert wird, die in einem oder mehreren Netzbeuteln oder Taschen enthalten sind. Wenn mehr als ein Beutel oder mehr als eine Tasche verwendet wird, können sie separat oder miteinander verbunden sein. Wenn das Dichtmaterial geschmolzen ist, fließt es bevorzugt durch das Netz und in innige Berührung mit dem Substrat. Das Netz besteht bevorzugt aus einem polymeren Material, das bevorzugt vernetzt ist, so daß es nicht schmilzt, wenn das Dichtmaterial erwärmt wird.
Das polymere Dichtmaterial weist bevorzugt Polyamid auf. Bevorzugte Polyamide basieren auf dimerisierten Fettsäuren und/oder aliphatischen Aminen. Wenn ein Härtungsmittel verwendet wird, ist dieses bevorzugt ein Epoxidmaterial. Es können jedoch andere Härtungsmittel verwendet werden, beispielsweise Peroxide oder Acrylat-endständige Vorpolymere (wie beispielsweise Polyurethane oder Polyester usw.). Das Dichtmaterial kann beispielsweise Säure-endständig oder Amin-endständig sein. Wenn das Dichtmaterial Amin-endständig ist, reagiert es normalerweise rasch mit einem Epoxid-Härtungsmittel, und deshalb wird das Härtungsmittel bevorzugt von dem Dichtmaterial getrennt gehalten, bis das Dichtmaterial gehärtet werden muß.
Andere polymere Dichtmaterialien können verwendet werden, beispielsweise: Polyethylenwachse; funktionalisierte Polyethylenwachse; Polyethylencopolymere (beispielsweise Ethylenvinylacetate und/oder Ethylenbutylacetate); Polyurethane.
Wie bereits erwähnt, kann das polymere Dichtmaterial als eine Schicht, stärker bevorzugt auf einer inneren Oberfläche des Behälters, geliefert werden. Die Dichtmaterialschicht kann kontinuierlich sein, ist jedoch bevorzugt diskontinuierlich. Die Schicht weist bevorzugt eine Vielzahl von Diskontinuitäten auf, bei spielsweise Zwischenräume, Löcher, Vertiefungen, Ausnehmungen, Vorsprünge oder dergleichen. Beispielsweise kann die Schicht eine Serie von Streifen oder Blöcken aufweisen, die beispielsweise durch Zwischenräume getrennt sind. Außerdem oder alternativ kann sie eine Serie von alternierenden Vorsprüngen und Ausnehmungen, beispielsweise Rippen und Täler aufweisen. Die Schicht kann ein Array von Löchern, Zwischenräumen oder Ausnehmungen und/oder Vorsprüngen oder dergleichen aufweisen.
Die Erfinder haben gefunden, daß es zwei Hauptvorteile gibt, wenn die Dichtmaterialschicht diskontinuierlich ist. Erstens kann sie das Anordnen des Behälters um das Substrat herum unterstützen, insbesondere wenn der Behälter in Form einer Umwickelhülle ist (beispielsweise können es die Diskontinuitäten in der Schicht möglich machen, daß der Behälter seine Biegsamkeit beibehält, wenn dies erwünscht ist). Zweitens kann sie die Fähigkeit des Dichtmaterials, zu schmelzen, zu fließen und sich um das Substrat herum anzupassen, erhöhen. Dies kann zumindest teilweise auf einer Zunahme der Oberfläche des Dichtmaterials beruhen, die sich durch die Diskontinuitäten ergeben kann, und/oder es kann auf der Gestalt oder Anordnung des Dichtmaterials beruhen, die seine Schmelzgeschwindigkeit und seine Fähigkeit, angemessen zu fließen, vereinfacht.
Das Dichtmaterial kann auf viele verschiedene Weisen geformt sein. Es kann beispielsweise extrudiert oder formgepreßt sein. Eine weitere mögliche Methode ist das Auftragen des Dichtmaterials auf den Behälter beispielsweise durch Gießen, Spritzen oder Sprühen des Dichtmaterials auf den Behälter. Wenn das Dichtmaterial geformt wird, bevor es auf den Behälter aufgebracht wird, wird es bevorzugt anschließend mit dem Behälter verbunden, beispielsweise durch Wärme verbunden.
Wenn das Dichtmaterial in Form einer Schicht ist, beträgt seine Dicke (vor dem Schmelzen und Anpassen um das Substrat herum) bevorzugt nicht mehr als 4,0 cm, stärker bevorzugt nicht mehr als 3,0 cm, insbesondere nicht mehr als 2,0 cm. Die Dicke der Schicht beträgt bevorzugt mindestens 0,5 cm, stärker be vorzugt mindestens 0,7 cm, insbesondere mindestens 1,0 cm. Die genaue Dicke der Schicht und im Fall von mehr als einer Schicht der Anzahl von Schichten wird vom Fachmann nach den speziellen Erfordernissen, insbesondere der Größe und Gestalt des Substrats und des zu füllenden Volumens bestimmt.
Die Erfindung wird bevorzugt zum Umschließen und Abdichten eines Kabels, beispielsweise eines elektrischen Kabels oder eines Telekommunikationskabels, angewandt. Insbesondere wird sie zum Umschließen und Abdichten einer Verbindung oder eines Spleißes zwischen zwei oder mehr solchen Kabeln angewandt. Die Erfindung ist zum Umschließen einer elektrischen Niederspannungs-Starkstromkabelverbindung, insbesondere einer sogenannten Abzweigverbindung, besonders geeignet. Die Verbindung kann beispielsweise eine Vielzahl von Verbindungen oder einen einzigen Verbinderblock aufweisen. Bevorzugt ist die Verbindung im wesentlichen vollständig von dem polymeren Dichtmaterial, bevorzugt im wesentlichen ohne Hohlräume oder Zwischenräume, umkapselt. Wenn ein dimensionsmäßig rückstellbarer Behälter (beispielsweise eine wärmeschrumpfbare Hülle) verwendet wird, treibt die Rückstellung des Behälters das polymere Dichtmaterial normalerweise in alle Zwischenräume und bewirkt, daß es sich eng an das Substrat anpaßt, so daß dieses von dem Dichtmaterial vollständig umkapselt ist. Ein weiterer wichtiger Vorteil der Verwendung einer wärmeschrumpfbaren Hülle ist, daß nach dem Erwärmen (und Schrumpfen) und während des Abkühlens der Hülle normalerweise die Rekristallisation des Hüllenmaterials stattfindet, die im allgemeinen eine Extraschrumpfung der Hülle bewirkt. Der Temperaturbereich, in dem dies normalerweise stattfindet, beträgt ungefähr 85 bis 100°C, wobei bei diesen Temperaturen mindestens ein Teil des polymeren Dichtmaterials und normalerweise im wesentlichen das gesamte polymere Dichtmaterial im allgemeinen immer noch geschmolzen ist (da die Rekristallisations- oder Härtungstemperatur häufig niedriger als die Erweichungstemperatur ist). Dies bedeutet, daß, während sich die Hülle abkühlt und das polymere Dichtmaterial zu härten beginnt (aber bevor der größte Teil davon gehärtet ist), die Hülle weiterhin das Dichtmaterial in alle Zwischenräume oder Hohlräume in dem Substrat und um dieses herum treibt. Dies gewährleistet im allgemeinen eine hohlraumfreie Umkapselung des Substrats.
Bei Ausführungsformen der Erfindung, die Verschlüsse von elektrischen Starkstromkabelverbindungen sind, erfüllt der Verschluß bevorzugt die Cenelec-Spezifikation HD623 für Lastwechselbeanspruchungen für "Verbindungen, Abschlußenden und Freiluftendverschlüsse für Verteilerkabel mit einer Nennspannung von 0,6/1 kV". Diese Spezifikation definiert ein Standardverfahren zum Testen der Zuverlässigkeit der Abdichtung und Isolierung von Niederspannungs-Verbindungsverschlüssen und -endverschlüssen. Der Test weist einer Serie von "Lastzyklen" auf, bei denen elektrischer Strom durch die elektrischen Kabel der Verbindung geleitet wird, um die Temperatur der Leiter auf zwischen 5 und 10°C über der maximalen Nenntemperatur der Kabel zu erhöhen. (Die maximale Nenntemperatur von PVC-isolierten Kabeln ist 70°C, und die von polyethylenisolierten Kabeln ist 90°C). Jeder Zyklus weist einen Zeitraum von zwei Stunden auf, während dessen diese erhöhte Temperatur aufrechterhalten wird, wonach der elektrische Strom abgeschaltet wird und man die Leiter innerhalb eines Zeitraums von nicht weniger als drei Stunden auf einen Bereich innerhalb von 10°C der Raumtemperatur abkühlen läßt. Der gesamte Test weist 63 derartige Lastzyklen auf, bei denen sich der Verbindungsverschluß an der Luft befindet, gefolgt von 63 Lastzyklen, bei denen der Verbindungsverschluß in Wasser getaucht ist (mit einer Wassersäule von 1 m). Damit die elektrischen Leiter den Test bestehen, müssen sie nach den Lastwechselbeanspruchungen einer vorgeschriebenen Test-Wechselspannung standhalten, und der Isolationswiderstand muß (nach einem vorgeschriebenen Test) mindestens 50 MΩ sein. Diese Cenelec-Spezifikation ist ein strenger Test, und die Erfinder haben gefunden, daß durch Herstellung eines Verbindungsverschlusses gemäß der Endung die Anforderungen der Spezifikation normaler Weise erfüllt werden. Dabei ist gefunden worden, daß durch Verwendung des ersten und des zweiten polymeren Dichtmaterials (nach der vorliegenden Definition) der strenge Lastwechselbeanspruchungstest für polyethylenisolierte Kabel normalerweise bestanden werden kann.
Die Erfindung wird nachstehend beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; diese zeigen in:
1 eine schematische Darstellung einer elektrischen Kabelabzweigverbindung, die polymeres Dichtmaterial zeigt, das an der Verbindung gemäß der Erfindung vor dem Schmelzen angeordnet ist;
2 eine schematische Darstellung eines anderen Typs von elektrischer Kabelverbindung, die polymeres Dichtmaterial zeigt, das an der Verbindung gemäß der Erfindung vor dem Schmelzen angeordnet ist;
3 eine Ansicht einer Schicht aus polymerem Dichtmaterial gemäß der Erfindung;
4 eine Ansicht von zwei Schichten aus polymerem Dichtmaterial von dem in 3 gezeigten Typ im Inneren einer wärmerückstellbaren Hülle, die mittels eines Heizbrenners erwärmt wird;
5 eine Ansicht einer wärmerückstellbaren Umwickelhülle, die gemäß der Erfindung an ihrer inneren Oberfläche eine Schicht aus polymerem Dichtmaterial hat;
6 eine Ansicht, die eine diskontinuierliche Schicht aus polymerem Dichtmaterial gemäß der Erfindung zeigt, die auf eine innere Oberfläche einer wärmerückstellbaren Umwickelhülle aufgebracht wird;
7 eine Ansicht eine Abgabepistole zum Aufbringen von polymerem Dichtmaterial auf eine innere Oberfläche eines Behälters gemäß der Erfindung;
8 eine Darstellung eines Keils zum Trennen der Leiter eines elektrischen Kabels; und
9 eine schematische Darstellung eines Verbindungsbereichs zwischen zwei elektrischen Mehrleiterkabeln, wobei Keile gemäß 8 zwischen die Leiter eingesetzt sind.
Die 1 und 2 sind schematische Darstellungen von elektrischen Niederspannungskabelverbindungen zwischen elektrischen Kabeln 1. In 1 sind elektrische Verbindungen durch einen einheitlichen Verbinderblock 3 hergestellt, während in 2 einzelne Verbindungen durch Verbinder 5 hergestellt sind. Jede Konstruktion bietet ein anderes, aber signifikantes Problem in Bezug auf die Frage, wie sie umschlossen und abgedichtet werden kann. In jedem Fall ermöglicht die Erfindung jedoch die vollständige Umkapselung und Abdichtung im wesentlichen ohne die Anwesenheit von Hohlräumen oder Zwischenräumen, durch die Feuchtigkeit oder andere Verunreinigungen eindringen könnten. Der vollständige Ausschluß von Wasser und anderen Verunreinigungen von den freiliegenden Leitern des Verbindungsbereichs ist für ein sicheres Betriebsverhalten der Kabel und der Verbindung entscheidend.
In den 1 und 2 sind ferner ein erstes polymeres Dichtmaterial 7 und ein zweites polymeres Dichtmaterial 9 gezeigt. Das erste polymere Dichtmaterial 7 hat einen höheren Erweichungspunkt und eine höhere Schmelzviskosität bei 100°C als das zweite polymere Dichtmaterial 9. Beide Dichtmaterialien weisen Polyamid auf. Die Dichtmaterialien sind in getrennten Beuteln vorgesehen, die aus einem Netz aus vernetztem Polymermaterial bestehen. In jeder Verbindung gibt es zwei separate Bereiche des ersten Dichtmaterials 7, die an gegenüberliegenden Längsenden des Verbindungsbereichs um die Kabel herum gewickelt sind. Ein größerer Einzelbeutel des zweiten Dichtmaterials 9 ist um die Verbindung herum gewickelt. Anschließend (und nicht gezeigt) würde man eine wärmerückstellbare Hülle um die Dichtmaterialien und die Verbindung herum anordnen und erwärmen, was bewirken würde, daß sich die Hülle rückstellt und die Dichtmaterialien schmelzen und aus den Netzbeuteln heraus fließen. Da das erste Dichtmaterial 7 einen höheren Erweichungspunkt und eine höhere Schmelzviskosität als das zweite Dichtmaterial 9 hat, schmilzt es nicht so rasch wie das zweite Dichtmaterial und wird auch nicht so fluid, wenn es tatsächlich schmilzt. Es wirkt deshalb als ein Damm, um das geschmolzene zweite Dichtmaterial daran zu hindern, während der Rückstellung aus den Enden der Hülle zu entweichen, und das erste Dichtmaterial selbst entweicht nicht. Da das zweite Dichtmaterial früher schmilzt und weniger viskos ist, ist es imstande, in die Kabelver bindung und darum herum zu fließen, wodurch gewährleistet wird, daß diese vollständig umkapselt wird, und zwar ohne die Anwesenheit irgendwelcher Hohlräume, durch die Wasser oder andere Verunreinigungen eintreten und zum Ausfall der Verbindung führen könnten.
3 ist eine Ansicht einer Schicht 11 aus polymerem Dichtmaterial, die durch Extrusion gebildet worden ist (tatsächlich ist aus Gründen der Klarheit nur ein Teil der Schicht gezeigt). Die Schicht 11 weist eine Vielzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden relativ dicken Bereichen 13 auf, von denen jeder von seinen Nachbarn durch einen sich in Längsrichtung erstreckenden relativ dünnen Bereich 15 getrennt ist. Jeder dicke Bereich 13 hat eine Dicke von ungefähr 1,0 cm, und jeder dünne Bereich 15 hat eine Dicke von ungefähr 0,2 cm. Außerdem hat jeder dünne Bereich 15 eine Serie von Löchern 17, die ihn durchsetzen. Diese Konstruktion hat mehrere Vorteile: Erstens verleihen die dünnen Bereiche der Schicht ausreichende Biegsamkeit, um zu ermöglichen, daß sie um ein Substrat (wie etwa eine Kabelverbindung) herum gewickelt wird; zweitens hat sie aufgrund der Anwesenheit der dicken Dichtmaterialbereiche eine erhebliche Dichtmaterialmenge, so daß gewährleistet ist, daß das Substrat ordnungsgemäß umkapselt werden kann; und drittens gewährleisten ihre Gestalt und ihre große Oberfläche, daß das Dichtmaterial rasch schmilzt und imstande ist, wirkungsvoll zu fließen. Dieses letztere Merkmal ist in 4 schematisch dargestellt, die einen Gegenstand gemäß der Erfindung zeigt, der eine wärmerückstellbare Hülle 19 und zwei konzentrisch angeordnete Schichten 11 aus Dichtmaterial aufweist, die durch einen Heizbrenner 21 erwärmt werden. Die Pfeile zeigen die effiziente Weise, in der die zu schmelzenden Anfangsbereiche des Dichtmaterials in Richtung zu der Mitte des Gegenstands durch die Löcher 17 hindurch fließen können.
5 ist eine Skizze einer wärmerückstellbaren Umwickelhülle 23, die eine diskontinuierliche Schicht 25 aus polymerem Dichtmaterial auf ihrer inneren Oberfläche 27 hat. Die Hülle selbst weist herkömmliche Merkmale wie etwa Verschlußschienen 29, einen Verschlußkanal 31 und einen Abzweigclip 33 zum Einklemmen der Hülle zwischen den Kabeln auf. Die Schicht 25 aus polymerem Dichtmaterial ist jedoch nicht herkömmlich. Bei dieser Ausführungsform weist die Schicht eine Serie von sich in Längsrichtung erstreckenden Streifen 35 aus Dichtmaterial auf, von denen jeder von seinem Nachbarn durch einen Zwischenraum 37 getrennt ist. Ferner hat jeder Streifen 35 aus Dichtmaterial eine Serie von Löchern 39, die durch seine Dicke hindurchgehen. Die Dicke jedes Streifens 35 beträgt ungefähr 13 mm, seine Breite ungefähr 40 mm, der Durchmesser jedes Lochs 39 beträgt ungefähr 15 mm, und jeder Zwischenraum 37 ist ungefähr 3 mm breit.
Jeder Streifen 35 und infolgedessen die gesamte Schicht 25 weist tatsächlich zwei unterschiedliche Dichtmaterialien auf. Die Endbereiche 41 jedes Streifens bestehen aus einem ersten polymeren Dichtmaterial (einem Polyamid), das einen relativ hohen Erweichungspunkt und eine relativ hohe Schmelzviskosität bei 100°C hat, und der in Längsrichtung zentrale Bereich 43 jedes Streifens besteht aus einem zweiten polymeren Dichtmaterial (einem Polyamid), das einen relativ niedrigen Erweichungspunkt und eine relativ niedrige Schmelzviskosität bei 100°C hat. Jenseits der Enden jedes Streifens sind Bereiche 45 der inneren Oberfläche der Hülle, die entweder kein Dichtmaterial oder nur eine sehr dünne Dichtmaterialschicht enthalten. An jedem in Längsrichtung äußersten Ende der inneren Oberfläche 27 der Hülle 23 befinden sich Umfangsstreifen aus Polymerschaumstoff 47, die das Entweichen des Dichtmaterials aus den Enden der Hülle während des Wärmeschrumpfens verhindern, die jedoch während dieses Vorgangs auch Lüften zulassen.
6 ist eine Ansicht, die eine diskontinuierliche Schicht aus polymerem Dichtmaterial 49 zeigt, die (in geschmolzener Form) auf eine innere Oberfläche einer wärmerückstellbaren Umwickelhülle 23 aufgebracht wird. Das geschmolzene Dichtmaterial wird durch eine Abgabepistole 51 aufgebracht, die in der gezeigten x-y-Ebene (beispielsweise von einem Roboter) bewegbar ist. 7 zeigt ein geringfügig anderes Verfahren zum Aufbringen des Dichtmaterials, nämlich durch Sprühen desselben aus einer bewegbaren Abgabepistole 53.
8 ist eine Darstellung eines Keils 55 zum Einsetzen zwischen Leiter 56 eines (in 9 gezeigten) Mehrleiterkabels. Der Keil 55 hat eine solche Gestalt, daß er die Leiter 56 trennt, d. h. einen Zwischenraum zwischen ihnen schafft, um das Fließen von polymerem Dichtmaterial zwischen den Leitern zu erleichtern. Bevorzugt sind mindestens zwei Keile vorgesehen, da die meisten Kabel vier Leiter aufweisen. Zwei Keile sind bevorzugt im allgemeinen unter einem rechten Winkel zueinander eingesetzt, um jeden der vier Leiter voneinander zu beabstanden, wie 9 zeigt.
Der oder jeder Keil hat bevorzugt einen vorspringenden Kopf, beispielsweise wie gezeigt (Bezugszeichen 57), der an den Leitern bevorzugt überstehend bleibt, wenn der Keil zwischen sie eingesetzt ist. Dies kann mehrere Vorteile haben. Erstens kann es das polymere Dichtmaterial im wesentlichen daran hindern, mit den Leitern in Berührung zu gelangen, bis das Dichtmaterial ausreichend erwärmt worden ist, um zu gewährleisten, daß es angemessen zwischen den Leitern fließt. Diese Trennung verhindert im allgemeinen, daß die Leiter während des Erwärmungsvorgangs die Wärme aus dem Dichtmaterial abziehen. Zweitens sind die Profile der Köpfe der Keile normalerweise von der Außenseite einer wärmerückstellbaren Hülle sichtbar, wenn die Hülle um die Verbindung herum rückgestellt worden ist, und somit gibt es einen sichtbaren Hinweis, daß die Keile installiert worden sind (dies ist ein Schutz vor unrichtiger Installation). Drittens kann der Kopf von mindestens einem Keil beispielsweise eine Temperaturanzeige aufweisen, die anzeigt, wann die Leiter ausreichend vorerwärmt worden sind (für Installationsvorgänge, bei denen die Kabelleiter vorerwärmt werden). Die Temperaturanzeige kann beispielsweise eine bei Wärme fließfähige Substanz, beispielsweise Wachs, aufweisen, die in dem Kopf enthalten ist, die aber aus einer Öffnung in dem Kopf heraus fließt, wenn sie schmilzt.
Der oder jeder Keil kann beispielsweise als eine Beschichtung polymeres Dichtmaterial und/oder ein Härtungsmittel aufweisen.

Claims

Gegenstand zum Umschließen und Abdichten eines langgestreckten Substrats (1), wobei der Gegenstand folgendes aufweist: einen Behälter (19, 23), der zumindest im Gebrauch ein erstes Dichtmaterial (7) und ein zweites Dichtmaterial (9) in Berührung mit einer Oberfläche (27) des Behälters enthält, die im Gebrauch nach innen weist, so daß das erste Dichtmaterial (7) zwischen dem zweiten Dichtmaterial (9) und einem Ende des Behälters (19, 23) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß beide Dichtmaterialien (7, 9) polymer sind und daß das erste Dichtmaterial (7) einen höheren Erweichungspunkt und eine höhere Schmelzviskosität bei einer definierten Temperatur als das zweite Dichtmaterial (9) hat.
Gegenstand nach Anspruch 1, wobei es mindestens zwei Bereiche (41) des ersten polymeren Dichtmaterials (7) gibt und zumindest im Gebrauch mindestens ein Bereich des ersten polymeren Dichtmaterials an jeder gegenüberliegenden Seite des zweiten polymeren Dichtmaterials (9, 43) an dem langgestreckten Substrat (1) angebracht ist.
Gegenstand nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dichtmaterialien (7, 9) in Form einer diskontinuierlichen Schicht (25) sind, die auf einer Oberfläche (27) des Behälters getragen wird, die im Gebrauch nach innen weist.
Gegenstand nach Anspruch 3, wobei die diskontinuierliche Schicht (25) im wesentlichen parallele Streifen (35) aufweist, die Bereiche (41) des genannten ersten Materials (7) an den Enden jedes Streifens und das genannte zweite Material (9) zwischen den Bereichen des genannten ersten Materials haben.
Gegenstand nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dichtmaterialien (7, 9) als ein selbsttragender Gegenstand separat von dem Behälter vorgesehen sind.
Gegenstand nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dichtmaterialien (7, 9) eine flächenkörperartige Form haben, die (a) eine variable Dicke und/oder (b) Öffnungen (39) darin hat.
Gegenstand nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dichtmaterialien (7, 9) in Tablettenform in Netzbeuteln enthalten vorgesehen sind, die vor Anbringen des Behälters (19, 23) daran um das Substrat (1) herum gewickelt werden.
Gegenstand nach Anspruch 7, wobei die Netzbeutel bei den Temperaturen, die zum Schmelzen oder Erweichen der Dichtmaterialien (7, 9) angewandt werden, im nicht geschmolzenen Zustand bleiben.
Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die maximale Dicke der Dichtmaterialien (7, 9) nicht mehr als 4 cm, bevorzugt nicht mehr als 3 cm, insbesondere nicht mehr als 2 cm beträgt.
Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die maximale Dicke der Dichtmaterialien (7, 9) mindestens 0,5 cm, bevorzugt mindestens 0,7 cm, insbesondere mindestens 1 cm beträgt.
Gegenstand nach Anspruch 10, der verwendet wird, um eine Starkstromkabelverbindung für Nieder- bis Mittelspannung abzudichten.
Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Behälter (23) eine Umwickelhülle ist und entlang seinen Rändern Dichtmittelrückhalteelemente (47) hat, die das Entweichen des Dichtmaterials (7, 9) aus den Enden der Hülle während der Wärmeschrumpfung verhindern und die bevorzugt Polymerschaumstoffstreifen sind.
Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei Anwendung auf ein elektrisches Kabel (1), das mehrere Kerne hat, wobei ein oder mehrere Keile (55) zwischen die Kerne eingesetzt sind, um sie voneinander zu tren nen, wobei der Keil oder die Keile (55) vorspringende Ausbildungen (57) haben, die durch die Behälterwand hindurch in Umrissen sichtbar sind.
Gegenstand nach Anspruch 13, wobei der Behälter (23) wärmeschrumpfbar ist und die vorspringenden Bereiche des Keils oder der Keile (55) Mittel aufweisen, um die angemessene Erwärmung zum Schrumpfen des Behälters im Gebrauch anzeigen.
Verfahren zum Umschließen und Abdichten eines langgestreckten Substrats (1), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Anordnen eines ersten und eines zweiten Dichtmaterials (7, 9) an dem Substrat (1); und b) Anordnen eines Behälters (19, 23) um das erste und das zweite Dicht material und um das Substrat (1) herum, so daß das erste Dichtmaterial (7) zwischen dem zweiten polymeren Dichtmaterial (9) und einem Ende des Behälters liegt; wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß in den Schritten (a) und (b) beide Dichtmaterialien (7, 9) polymer sind und daß das erste Dichtmaterial (7) einen höheren Erweichungspunkt und eine höhere Schmelzviskosität bei einer definierten Temperatur als das zweite Dichtmaterial (9) hat.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei es mindestens zwei Bereiche (41) des ersten polymeren Dichtmaterials (7) gibt und zumindest im Gebrauch mindestens ein Bereich des ersten polymeren Dichtmaterials an jeder gegenüberliegenden Seite des zweiten polymeren Dichtmaterials (9, 43) an dem langgestreckten Substrat (1) angebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Dichtmaterialien (7, 9) in Form einer diskontinuierlichen Schicht (25) sind, die auf einer Oberfläche (27) des Behälters getragen wird, die im Gebrauch nach innen weist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die diskontinuierliche Schicht (25) im wesentlichen parallele Streifen (35) aufweist, die Bereiche (41) des genannten ersten Materials (7) an den Enden jedes Streifens und das genannte zweite Material (9) zwischen den Bereichen des genannten ersten Materials haben.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Dichtmaterialien (7, 9) als ein selbsttragender Gegenstand separat von dem Behälter vorgesehen werden.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Dichtmaterialien (7, 9) eine flächenkörperartige Form haben, die (a) eine variable Dicke und/oder (b) Öffnungen (39) darin hat.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Dichtmaterialien (7, 9) in Tablettenform in Netzbeuteln enthalten vorgesehen werden, die vor Anbringen des Behälters (19, 23) daran um das Substrat (1) herum gewickelt werden.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Netzbeutel bei den Temperaturen, die zum Schmelzen oder Erweichen der Dichtmaterialien (7, 9) angewandt werden, im nicht geschmolzenen Zustand bleiben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 22, wobei die maximale Dicke der Dichtmaterialien (7, 9) nicht mehr als 4 cm, bevorzugt nicht mehr als 3 cm, insbesondere nicht mehr als 2 cm beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 23, wobei die maximale Dicke der Dichtmaterialien (7, 9) mindestens 0,5 cm, bevorzugt mindestens 0,7 cm, insbesondere mindestens 1 cm beträgt.
Verfahren nach Anspruch 24, das angewandt wird, um eine Starkstromkabelverbindung für Nieder- bis Mittelspannung abzudichten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 25, wobei der Behälter (23) eine Umwickelhülle ist und entlang seinen Rändern Dichtmittelrückhalteelemente (47) hat, die das Entweichen des Dichtmaterials (7, 9) aus den Enden der Hülle während der Wärmeschrumpfung verhindern und die bevorzugt Polymerschaumstoffstreifen sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 26 bei Anwendung auf ein elektrisches Kabel (1), das mehrere Kerne hat, wobei ein oder mehrere Keile (55) zwischen die Kerne eingesetzt sind, um sie voneinander zu trennen, wobei der Keil oder die Keile (55) vorspringende Ausbildungen (57) haben, die durch die Behälterwand hindurch in Umrissen sichtbar sind.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei der Behälter (23) wärmeschrumpfbar ist und die vorspringenden Bereiche des Keils oder der Keile (55) Mittel aufweisen, um die angemessene Erwärmung zum Schrumpfen des Behälters im Gebrauch anzeigen.