EP2706620A1 - Verfahren zum Abdichten eines elektrischen Kupplungsteils und damit hergestelltes Kupplungsteil - Google Patents

Verfahren zum Abdichten eines elektrischen Kupplungsteils und damit hergestelltes Kupplungsteil Download PDF

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EP2706620A1
EP2706620A1 EP20120306084 EP12306084A EP2706620A1 EP 2706620 A1 EP2706620 A1 EP 2706620A1 EP 20120306084 EP20120306084 EP 20120306084 EP 12306084 A EP12306084 A EP 12306084A EP 2706620 A1 EP2706620 A1 EP 2706620A1
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electrical
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Nexans SA
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    • H01R13/504—Bases; Cases composed of different pieces different pieces being moulded, cemented, welded, e.g. ultrasonic, or swaged together

Definitions

  • the invention relates to a method for sealing an electrical coupling part to moisture, with which electrical conductors of a line which has a conductor surrounding the conductor of insulating material, are connected to electrical contact elements of the coupling part, with which an annular sealing element on the mantle of Conduit is applied and with which a protective body made of insulating material is injected around the junction between conductors and contact elements and the inclusion of the sealing element around the line and on a manufactured by the method coupling part ( EP 2 485 336 A1 ).
  • Coupling part according to the invention may be a box or a plug, which are equipped with electrical socket contacts or with electrical connector pins.
  • Such a coupling part is mounted in a known technique for producing a so-called prefabricated line at the end of an electrical line having any number of existing of insulated electrical conductors cores, which are surrounded by a common sheath of insulating material.
  • the wires are freed from the jacket at the end of the line to a predetermined length.
  • the wires are then stripped at their free ends and the thus exposed conductors are electrically connected to the contact elements of the coupling part.
  • an existing of insulating material protective body is sprayed around the junction between conductors and contact elements and the line in an injection mold.
  • a moisture-proof cover of the connection point is only achieved if the protective body connects sufficiently firmly with the jacket of the line.
  • a suitable connection can be made for conventional lines by a suitable choice of materials for the protective body and the mantle Management can be achieved.
  • lines which are to be used in areas with high temperatures and in which the material of the shell is crosslinked there are problems with respect to the sealing against moisture.
  • EP 2 485 336 A1 is applied prior to spraying the protective body surrounded by two parts of a capsule sealing ring on the jacket of the conduit, which rests as well as the parts of the capsule on the surface of the shell and is encapsulated with.
  • the parts of the capsule connect moisture-tight with the protective body.
  • the invention has for its object to make the initially described method so that in a simple design, a moisture-proof embodiment of the coupling part is ensured under all possible conditions.
  • This method is particularly easy to carry out, because in addition to the steps required for the production of an electrically conductive connection between the conductors of the line and the contact elements of the coupling part only at least one circumferential groove in the circumferential direction must be cut into the shell, for example by means of a milling cutter.
  • a commercial O-ring is used before spraying the protective body, which is pushed in the expanded state on the line and applies with appropriate bias firmly against the lateral boundaries of the groove.
  • the groove is thus hermetically sealed by the O-ring with the advantage that possible non-circular areas on the surface of the jacket of the conduit with respect to the seal to be achieved can not affect.
  • the material of the final sprayed protective body bonds firmly and moisture-tight to the O-ring.
  • the area between the protective body and the jacket of the pipe is hermetically sealed thereby circumferentially. Therefore, even under very harsh conditions, moisture can not propagate along the line to the junction between the conductors of the line and the contact elements of the coupling part.
  • FIG. 1 the end of an electrical line 1 is shown, which has two electrical wires 2 and 3, which from a common jacket 4 (FIG. Fig. 2 ) are surrounded by insulating material.
  • the wires 2 and 3 each have an electrical conductor 5 or 6 surrounded by an insulation. They are preferably stranded in the line 1 with each other.
  • the line 1 may also have more than two wires, which are surrounded by a common sheath of insulating material.
  • Fig. 1 are also two electrical contact elements 7 and 8 are shown, with which the conductors 5 and 6 of the line 1 are to be electrically connected.
  • the contact elements 7 and 8 can be socket contacts or plug pins. They consist for example of copper or a copper alloy.
  • Fig. 3 shows a section through a coupling part K, which is attached to the end of the line 1.
  • the conductors 5 and 6 of the wires 2 and 3 are electrically connected to the contact elements 7 and 8, for example by crimping.
  • the Junction between the conductors 5 and 6 and the contact elements 7 and 8 is surrounded by a manufactured by injection molding, consisting of insulating protective body 9, which extends over the line 1.
  • the protective body 9 also surrounds the contact elements 7 and 8 over their entire axial length, but with the release of their facing away from the line 1 end faces, which are thus available for plugging on mating contacts or for insertion of mating contacts available.
  • It is preferably made of polyamide or of a thermoplastic polyurethane (TPU) or polybutylene terephthalate (PBT).
  • the protective body 9 Surrounded by the protective body 9 is also designed as an O-ring 10 sealing element, which is mounted on the jacket 4 of the line 1, in one of Fig. 4 apparent, in the circumferential direction of the line 1 circumferential groove 11.
  • the O-ring 10 is preferably made of a polyurethane material, such as a thermoplastic polyurethane or polyurethane itself.
  • the groove 11 and the O-ring 10 are dimensioned so that the O-ring in the off Fig. 4 apparent mounting position tightly and firmly against the two lateral edges of the groove 11. It can also be two or more circumferential in the circumferential direction of the line 1 and parallel to each other positioned grooves in the jacket 4 of the line 1 may be mounted in which in each case an O-ring is arranged in the mounting position. All O-rings are possibly covered in the finished coupling part K by the protective body 9.
  • the jacket 4 of the line 1 is removed at its end to a predetermined length, so that the wires 2 and 3 are exposed.
  • the wires 2 and 3 are then stripped at their ends, so that the conductors 5 and 6 are available for electrically conductive connection with the contact elements 7 and 8.
  • the groove 11 is cut into the jacket 4, in which then the biased O-ring 10 is inserted.
  • the O-ring 10 can be pushed onto the same in a slightly expanded state, preferably from the end of the line 1 with the exposed wires 2 and 3 forth. He engages in the mounting position in the groove 11 and sets in the no longer expanded state with appropriately sized bias tight and firm against the side walls of the groove 11.
  • the groove 11 can also be cut into the jacket 4 before the removal of the jacket 4 to expose the wires 2 and 3 or before the stripping thereof. This also applies to the positioning of the O-ring 10. The operations of removing the jacket 4 and stripping the wires 2 and 3 are then carried out subsequently.
  • the contact elements 7 and 8 are electrically connected to the conductors 5 and 6, and indeed - as already mentioned - with advantage by crimping.
  • the thus prepared end of the line 1 is finally placed in an injection mold, in which the protective body 9 is injected. Its material connects tightly and firmly with the material of the O-ring 10, so that at the location of the O-ring a hermetically sealed barrier is provided for along the surface of the shell 4 of the line 1 spreading moisture.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Abdichten eines elektrischen Kupplungsteils (K) gegenüber Feuchtigkeit angegeben, mit welchem elektrische Leiter einer Leitung (1), welche einen die Leiter gemeinsam umgebenden Mantel aus Isoliermaterial aufweist, mit elektrischen Kontaktelementen (7,8) des Kupplungsteils (K) verbunden werden. Es wird ein Schutzkörper (9) aus Isoliermaterial um die Verbindungsstelle zwischen Leitern und Kontaktelementen sowie unter Einschluß des Dichtungselements um die Leitung (1) herumgespritzt. An einem zum Anschluß an das Kupplungsteil (K) bestimmten Ende der Leitung (1) wird mindestens eine in Umfangsrichtung verlaufende, ringförmige Nut in den Mantel der Leitung (1) geschnitten und vor dem Spritzen des Schutzkörpers (9) wird ein als Dichtungselement dienender O-Ring (10) in die Nut eingesetzt, der aus einem Material besteht, das sich fest und feuchtigkeitsdicht mit dem Isoliermaterial des abschließend erzeugten Schutzkörpers (9) verbindet.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abdichten eines elektrischen Kupplungsteils gegenüber Feuchtigkeit, mit welchem elektrische Leiter einer Leitung, welche einen die Leiter gemeinsam umgebenden Mantel aus Isoliermaterial aufweist, mit elektrischen Kontaktelementen des Kupplungsteils verbunden werden, mit welchem ein ringförmiges Dichtungselement auf den Mantel der Leitung aufgebracht wird und mit welchem ein Schutzkörper aus Isoliermaterial um die Verbindungsstelle zwischen Leitern und Kontaktelementen sowie unter Einschluß des Dichtungselements um die Leitung herumgespritzt wird sowie auf ein mit dem Verfahren hergestelltes Kupplungsteil ( EP 2 485 336 A1 ).
  • Kupplungsteil im Sinne der Erfindung kann eine Dose oder ein Stecker sein, die mit elektrischen Buchsenkontakten oder mit elektrischen Steckerstiften ausgerüstet sind. Ein solches Kupplungsteil wird in bekannter Technik zur Herstellung einer sogenannten konfektionierten Leitung am Ende einer elektrischen Leitung angebracht, die eine beliebige Anzahl von aus isolierten elektrischen Leitern bestehenden Adern aufweist, welche von einem gemeinsamen Mantel aus Isoliermaterial umgeben sind. Zur Herstellung eines Kupplungsteils werden die Adern am Ende der Leitung auf einer vorgegebenen Länge vom Mantel befreit. Die Adern werden danach an ihren freien Enden abisoliert und die dadurch freigelegten Leiter werden mit den Kontaktelementen des Kupplungsteils elektrisch leitend verbunden. Abschließend wird in einem Spritzgießwerkzeug ein aus Isoliermaterial bestehender Schutzkörper um die Verbindungsstelle zwischen Leitern und Kontaktelementen sowie die Leitung herumgespritzt. Eine feuchtigkeitsdichte Abdeckung der Verbindungsstelle wird nur dann erreicht, wenn der Schutzkörper sich ausreichend fest mit dem Mantel der Leitung verbindet. Eine entsprechende Verbindung kann für übliche Leitungen durch eine geeignete Auswahl der Materialien für den Schutzkörper und den Mantel der Leitung erreicht werden. Bei Leitungen, die in Bereichen mit hohen Temperaturen eingesetzt werden sollen und bei denen das Material des Mantels vernetzt ist, ergeben sich bezüglich der Abdichtung gegen Feuchtigkeit hingegen Probleme.
  • Bei dem Verfahren nach der eingangs erwähnten EP 2 485 336 A1 wird vor dem Spritzen des Schutzkörpers ein von zwei Teilen einer Kapsel umgebener Dichtungsring auf den Mantel der Leitung aufgebracht, der ebenso wie die Teile der Kapsel an der Oberfläche des Mantels anliegt und mit umspritzt wird. Die Teile der Kapsel verbinden sich feuchtigkeitsdicht mit dem Schutzkörper. Dieses Verfahren hat sich in der Praxis bewährt. Wegen der oft nicht vollständig runden, sondern eher welligen Oberfläche des Mantels der Leitung ist der umlaufende Spalt zwischen dem Dichtungsring und den Teilen der Kapsel einerseits sowie dem Mantel andererseits aber in ungünstigen Fällen nicht vollständig abgedichtet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs geschilderte Verfahren so zu gestalten, daß bei einfacher Ausführung eine unter allen möglichen Bedingungen feuchtigkeitsdichte Ausführung des Kupplungsteils sichergestellt ist.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
    • daß an einem zum Anschluß an das Kupplungsteil bestimmten Ende der Leitung mindestens eine in Umfangsrichtung verlaufende, ringförmige Nut in den Mantel der Leitung geschnitten wird und
    • daß vor dem Spritzen des Schutzkörpers ein als Dichtungselement dienender O-Ring in die Nut eingesetzt wird, der aus einem Material besteht, das sich fest mit dem Isoliermaterial des abschließend erzeugten Schutzkörpers verbindet.
  • Dieses Verfahren ist besonders einfach durchführbar, weil neben den für die Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Leitern der Leitung und den Kontaktelementen des Kupplungsteils erforderlichen Arbeitsschritten nur mindestens eine in Umfangsrichtung der Leitung umlaufende Nut in den Mantel geschnitten werden muß, beispielsweise mittels eines Fräsers. In die Nut wird vor dem Spritzen des Schutzkörpers ein handelsüblicher O-Ring eingesetzt, der in aufgeweitetem Zustand auf die Leitung aufgeschoben wird und sich mit entsprechender Vorspannung fest an die seitlichen Begrenzungen der Nut anlegt. Die Nut ist damit durch den O-Ring mit dem Vorteil hermetisch abgedichtet, daß sich mögliche unrunde Bereiche an der Oberfläche des Mantels der Leitung bezüglich der zu erzielenden Abdichtung nicht auswirken können. Das auf das Material des O-Rings abgestimmte Material des abschließend gespritzten Schutzkörpers verbindet sich fest und feuchtigkeitsdicht mit dem O-Ring. Der Bereich zwischen dem Schutzkörper und dem Mantel der Leitung ist dadurch umlaufend hermetisch dicht verschlossen. Es kann sich daher auch unter sehr rauhen Bedingungen keine Feuchtigkeit entlang der Leitung bis zu der Verbindungsstelle zwischen den Leitern der Leitung und den Kontaktelementen des Kupplungsteils ausbreiten.
  • Das Verfahren nach der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen als Ausführungsbeispiel erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 in schematischer Darstellung eine abgemantelte elektrische Leitung mit zwei Adern sowie zwei davon getrennte Kontaktelemente.
    • Fig. 2 einen Schnitt durch Fig. 1 längs der Linie II - II.
    • Fig. 3 ebenfalls schematisch einen Schnitt durch ein mit dem Verfahren nach der Erfindung hergestelltes Kupplungsteil.
    • Fig. 4 eine Einzelheit aus Fig. 3 in vergrößerter Darstellung.
  • In Fig. 1 ist das Ende einer elektrischen Leitung 1 dargestellt, die zwei elektrische Adern 2 und 3 aufweist, welche von einem gemeinsamen Mantel 4 (Fig. 2) aus Isoliermaterial umgeben sind. Die Adern 2 und 3 weisen jeweils einen von einer Isolierung umgebenen elektrischen Leiter 5 bzw. 6 auf. Sie sind in der Leitung 1 vorzugsweise miteinander verseilt. Die Leitung 1 kann auch mehr als zwei Adern haben, die von einem gemeinsamen Mantel aus Isoliermaterial umgeben sind.
  • In Fig. 1 sind auch zwei elektrische Kontaktelemente 7 und 8 dargestellt, mit denen die Leiter 5 und 6 der Leitung 1 elektrisch leitend zu verbinden sind. Die Kontaktelemente 7 und 8 können Buchsenkontakte oder Steckerstifte sein. Sie bestehen beispielsweise aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung.
  • Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch ein Kupplungsteil K, das am Ende der Leitung 1 angebracht ist. Die Leiter 5 und 6 der Adern 2 und 3 sind elektrisch leitend mit den Kontaktelementen 7 und 8 verbunden, beispielsweise durch Crimpen. Die Verbindungsstelle zwischen den Leitern 5 und 6 und den Kontaktelementen 7 und 8 ist von einem durch Spritzgießen hergestellten, aus Isoliermaterial bestehenden Schutzkörper 9 umgeben, der sich bis über die Leitung 1 erstreckt. Der Schutzkörper 9 umgibt auch die Kontaktelemente 7 und 8 auf ihrer ganzen axialen Länge, allerdings unter Freilassung ihrer der Leitung 1 abgewandten Stirnseiten, die damit für das Aufstecken auf Gegenkontakte oder zum Einstecken von Gegenkontakten zur Verfügung stehen. Er besteht vorzugsweise aus Polyamid oder aus einem thermoplastischen Polyurethan (TPU) oder aus Polybutylenterephthalat (PBT).
  • Vom Schutzkörper 9 umgeben ist auch ein als O-Ring 10 ausgeführtes Dichtungselement, das auf dem Mantel 4 der Leitung 1 angebracht ist, und zwar in einer aus Fig. 4 ersichtlichen, in Umfangsrichtung der Leitung 1 umlaufenden Nut 11. Der O-Ring 10 besteht vorzugsweise aus einem Polyurethanwerkstoff, wie beispielsweise einem thermoplastischen Polyurethan oder Polyurethan an sich. Die Nut 11 und der O-Ring 10 sind so bemessen, daß der O-Ring in der aus Fig. 4 ersichtlichen Montageposition dicht und fest an den beiden seitlichen Rändern der Nut 11 anliegt. Es können auch zwei oder mehr in Umfangsrichtung der Leitung 1 umlaufende und parallel zueinander positionierte Nuten im Mantel 4 der Leitung 1 angebracht sein, in welcher in Montageposition jeweils ein O-Ring angeordnet ist. Alle O-Ringe sind gegebenenfalls im fertigen Kupplungsteil K vom Schutzkörper 9 abgedeckt.
  • Das Verfahren nach der Erfindung wird beispielweise wie folgt durchgeführt:
  • Der Mantel 4 der Leitung 1 wird an deren Ende auf einer vorgegebenen Länge entfernt, so daß die Adern 2 und 3 freiliegen. Die Adern 2 und 3 werden dann an ihren Enden abisoliert, so daß die Leiter 5 und 6 zum elektrisch leitenden Verbinden mit den Kontaktelementen 7 und 8 zur Verfügung stehen. Anschließend wird beispielsweise mittels eines Fräsers die Nut 11 in den Mantel 4 eingeschnitten, in welche danach der unter Vorspannung stehende O-Ring 10 eingesetzt wird. Dazu kann der O-Ring 10 in etwas aufgeweitetem Zustand vorzugsweise vom Ende der Leitung 1 mit den freigelegten Adern 2 und 3 her auf dieselbe aufgeschoben werden. Er greift in Montageposition in die Nut 11 ein und legt sich im nicht mehr aufgeweiteten Zustand mit entsprechend bemessener Vorspannung dicht und fest an die seitlichen Wände der Nut 11 an.
  • Die Nut 11 kann auch bereits vor dem Entfernen des Mantels 4 zur Freilegung der Adern 2 und 3 oder vor dem Abisolieren derselben in den Mantel 4 geschnitten werden. Das gilt auch für die Positionierung des O-Rings 10. Die Arbeitsgänge Entfernen des Mantels 4 und Abisolieren der Adern 2 und 3 werden dann anschließend durchgeführt.
  • Nach Durchführung der geschilderten Arbeitsgänge - in welcher Reihenfolge auch immer - werden die Kontaktelemente 7 und 8 elektrisch leitend mit den Leitern 5 und 6 verbunden, und zwar - wie bereits erwähnt - mit Vorteil durch Crimpen. Das so vorbereitete Ende der Leitung 1 wird abschließend in ein Spritzgießwerkzeug gelegt, in welchem der Schutzkörper 9 gespritzt wird. Sein Material verbindet sich dicht und fest mit dem Material des O-Rings 10, so daß am Orte des O-Rings eine hermetisch dichte Sperre für entlang der Oberfläche des Mantels 4 der Leitung 1 sich ausbreitende Feuchtigkeit gegeben ist.

Claims (3)

  1. Verfahren zum Abdichten eines elektrischen Kupplungsteils gegenüber Feuchtigkeit, mit welchem elektrische Leiter einer Leitung, welche einen die Leiter gemeinsam umgebenden Mantel aus Isoliermaterial aufweist, mit elektrischen Kontaktelementen des Kupplungsteils verbunden werden, mit welchem ein ringförmiges Dichtungselement auf den Mantel der Leitung aufgebracht wird und mit welchem ein Schutzkörper aus Isoliermaterial um die Verbindungsstelle zwischen Leitern und Kontaktelementen sowie unter Einschluß des Dichtungselements um die Leitung herumgespritzt wird, dadurch gekennzeichnet,
    - daß an einem zum Anschluß an das Kupplungsteil (K) bestimmten Ende der Leitung (1) mindestens eine in Umfangsrichtung verlaufende, ringförmige Nut (11) in den Mantel (4) der Leitung (1) geschnitten wird und
    - daß vor dem Spritzen des Schutzkörpers (9) ein als Dichtungselement dienender O-Ring (10) in die Nut (11) eingesetzt wird, der aus einem Material besteht, das sich fest und feuchtigkeitsdicht mit dem Isoliermaterial des abschließend erzeugten Schutzkörpers (9) verbindet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgespannte O-Ring (10) in aufgeweitetem Zustand auf die Leitung (1) aufgeschoben und nach Aufheben der Aufweitung in die Nut (11) eingefügt wird.
  3. Mit dem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 hergestelltes, mit Kontaktelementen ausgerüstetes Kupplungsteil, dadurch gekennzeichnet,
    - daß die Kontaktelemente (7,8) mit Leitern (5,6) einer einen Mantel (4) aus Isoliermaterial aufweisenden, elektrischen Leitung (1) elektrisch leitend verbunden sind,
    - daß die Verbindungsstelle zwischen Kontaktelementen (7,8) und Leitern (5,6) von einem durch Spritzgießen erzeugten Schutzkörper (9) aus Isoliermaterial umgeben ist, der sich bis über die Kontaktelemente (7,8) einerseits und die Leitung (1) andererseits erstreckt, und
    - daß in dem vom Schutzkörper (9) bedeckten Bereich in einer in den Mantel (4) der Leitung (1) eingeschnittenen Nut (11) ein O-Ring (10) angeordnet ist.
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