EP2731203A1 - Verfahren zum feuchtigkeitsdichten Abdecken einer Verbindungsstelle zwischen einem elektrischen Leiter und einem Kontaktelement - Google Patents

Verfahren zum feuchtigkeitsdichten Abdecken einer Verbindungsstelle zwischen einem elektrischen Leiter und einem Kontaktelement Download PDF

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EP2731203A1
EP2731203A1 EP12306030.3A EP12306030A EP2731203A1 EP 2731203 A1 EP2731203 A1 EP 2731203A1 EP 12306030 A EP12306030 A EP 12306030A EP 2731203 A1 EP2731203 A1 EP 2731203A1
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Helmut Dr. Steinberg
Thomas Noetzel
Udo Dr. Mayer
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Nexans SA
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    • H—ELECTRICITY
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    • Y10T29/49171—Assembling electrical component directly to terminal or elongated conductor with encapsulating

Definitions

  • the invention relates to a method for moisture-proof covering a joint between an insulated conductor consisting of individual wires electrical conductor and a metal contact element, with which the conductor is first exposed at its end by removing the insulation, with which subsequently stripped End of the conductor is electrically conductively connected in the connection point with the contact element and with which finally a cover made of insulating material is applied to the connection point between the conductor and the contact element.
  • Such a method has been well known for years. It is used wherever an electrical contact point is to be protected from moisture.
  • the individual wires made of flexible conductors are referred to in the following as "stranded".
  • As the electrically conductive material of such strands in particular copper and aluminum and alloys of these materials are used.
  • a field of application for the strands is, for example, the engine compartment of motor vehicles.
  • moisture and other environmental influences and vibrations must be considered.
  • a protective body made of insulating material is injected around a connection point in an injection molding tool.
  • a hose made of shrinkable material which is coated on the inside with sealing material, is pushed over a connection point which, after being heated, lies tight against its base.
  • Both methods are not only expensive, but they can not ensure the required seal also, because neither the spray material of the protective body nor the sealing material of the hose sufficiently deep between the individual wires of the strand penetrates.
  • a gap existing between the conductor and its insulation is not sealed in either method, so that moisture which has entered the joint can also penetrate in the longitudinal direction of the conductor. It may then cause a short circuit at the far end of the conductor and cause corrosion in the joint, which can quickly destroy it.
  • the invention has for its object to make the method described above so that an effective seal the connection point between the strand and contact element is achieved against moisture.
  • an initially flowable sealing material is applied in sufficient quantity to the connection point between the strand and the contact element, in particular the strand, which penetrates into the strand due to its viscosity.
  • the sealing material is applied in such an amount that it extends beyond the insulation of the strand, so that the gap between the strand and insulation is closed by the sealing material. In this case, the sealing material penetrates, at least over a short distance, into the gap between the strand and the insulation surrounding it.
  • the sealing material also extends beyond the contact element, so that the connection point is completely covered moisture-tight from above. This is made possible or completed by the foil arranged below the connection point and resting against the insulation of the strand and the contact element, which serves as a boundary for the sealing material. It bonds firmly with the sealing material, so that a closed around the junction and after curing the sealing material stable sealing body results. Overall, it effectively seals the joint against moisture.
  • a spatially limited spacer can be attached between the contact element and the film.
  • the sealing material then also attaches to the contact element from below.
  • Fig. 1 is an electrical line L shown, which consists of a strand 1 and a same surrounding insulation 2.
  • the strand 1 is according to Fig. 2 constructed of a plurality of individual wires 3, which are preferably twisted together or twisted.
  • the individual wires 3 may consist, for example, of copper or of aluminum or of a copper alloy or an aluminum alloy.
  • the insulation 2 may for example consist of polyethylene or polyurethane. It is according to Fig. 1 removed at the end of the line L, so that the strand 1 is exposed there and can be used for direct connection to electrical contacts or electrical contacts.
  • the stranded wire 1 is electrically connected to a contact element 4 made of metal, which belongs to any electrical device 5, which is indicated only schematically.
  • the contact element 4 may be, for example, a flat strip with a rectangular cross-section. It can also have a different geometric shape.
  • the strand 5 is summarized at its free end with advantage and compressed with advantage that no individual wires 3 protrude sideways.
  • the strand 1 with the contact element 4 is electrically conductive connected, for example, soldered, but advantageously welded.
  • the compacting and soldering or welding of the stranded wire 1 to the contact element 4 can also be carried out in only one operation.
  • dashed edge ram V goes out schematically Fig. 3 out.
  • Such a joint V is covered by the method according to the invention, for example, moisture-tight as follows:
  • a film 6 of insulating material is applied from below to the connection point V or the connection point V is placed on the film 6.
  • the film 6 abuts both the insulation 2 of the line L and the contact element 4. It protrudes with advantage on all sides beyond the actual connection point V between the strand 1 and contact element 4 addition.
  • materials for the film 6 for example, polyethylene terephthalate, polyurethane, polyvinyl chloride, polyamide and polyethylene are suitable.
  • a first flowable sealing material is applied from above to the joint V, preferably directly to the strand 1.
  • a sealing material are, for example, polyvinyl chloride, polyurethane, polyamide, silicone rubber and fluorinated ethylene propylene and Perfluoralkoxypolymer. It can consist of only one material, but also be designed as consisting of two different components existing material.
  • the flowable sealing material penetrates between the individual wires 3 of the strand 1. It is trapped in its downward movement by the film 6, so that it can spread only in the joint V itself and around them.
  • the sealing material penetrates at least over a short distance in the between Litz 1 and insulation 2 of the line L existing circumferential gap, which is thereby closed.
  • the sealing material extends finally on one side to the insulation 2 of the line L and on the other side to over the contact element 4. It cures after its application relatively quickly, so that a mechanically stable sealing body 7 results, which is the connection point V effectively seals against moisture.
  • Fig. 4 can be mounted between the film 6 and the contact element 4, a spacer 8, and that before applying the Sealing material.
  • the spacer 8 has a relation to the surface of the contact element 4 smaller area.
  • the sealing material can also spread between the contact element 4 and the foil 6, so that the contact element 4 is almost completely enclosed by the sealing material in the region of the connection point 4.
  • the existing of any material spacer 8 may for example be designed as a disc or consist of ribs, which can be arranged or mounted on the same before mounting the film 6 to the insulation 2 of the conductor 1 and the contact element 4 on the same.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum feuchtigkeitsdichten Abdecken einer Verbindungsstelle (V) zwischen einem von einer Isolierung umgebenen, aus Einzeldrähten bestehenden elektrischen Leiter (1) und einem Kontaktelement (4) aus Metall angegeben, mit welchem der Leiter (1) zunächst an seinem Ende durch Entfernen der Isolierung freigelegt wird und mit welchem danach das abisolierte Ende des Leiters (1) in der Verbindungsstelle (V) elektrisch leitend mit dem Kontaktelement (4) verbunden wird. Nach Fertigstellung der Verbindungsstelle (V) wird unterhalb derselben eine an der Isolierung des Leiters (1) und zumindest teilweise am Kontaktelement (4) anliegende Folie (6) aus Isoliermaterial positioniert. Auf den Leiter (1) wird daraufhin aushärtbares Dichtungsmaterial von oben aufgetragen, das beim Auftragen fließfähig ist und anschließend durch Aushärten in einen mechanisch stabilen Zustand übergeht, das sich bis über die Isolierung (2) des Leiters (1) und das Kontaktelement (4) erstreckt und das sich fest mit der Folie (6) verbindet.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum feuchtigkeitsdichten Abdecken einer Verbindungsstelle zwischen einem von einer Isolierung umgebenen, aus Einzeldrähten bestehenden elektrischen Leiter und einem Kontaktelement aus Metall, mit welchem der Leiter zunächst an seinem Ende durch Entfernen der Isolierung freigelegt wird, mit welchem danach das abisolierte Ende des Leiters in der Verbindungsstelle elektrisch leitend mit dem Kontaktelement verbunden wird und mit welchem abschließend eine aus Isoliermaterial bestehende Abdeckung auf die Verbindungsstelle zwischen Leiter und Kontaktelement aufgebracht wird.
  • Ein solches Verfahren ist seit Jahren allgemein bekannt. Es wird überall dort eingesetzt, wo eine elektrische Kontaktstelle vor Feuchtigkeit geschützt werden soll. Die aus Einzeldrähten bestehenden, flexiblen Leiter werden im folgenden als "Litze" bezeichnet. Als elektrisch leitendes Material solcher Litzen werden insbesondere Kupfer und Aluminium sowie Legierungen dieser Materialien verwendet. Ein Einsatzgebiet für die Litzen ist beispielsweise der Motorraum von Kraftfahrzeugen. Hier müssen bezüglich der Abdichtung der Verbindungsstellen zwischen Litzen und Kontaktelementen zusätzlich Feuchtigkeit und andere Umwelteinflüsse sowie Erschütterungen berücksichtigt werden. Bei bekannten Verfahren wird beispielsweise um eine Verbindungsstelle in einem Spritzgießwerkzeug ein aus Isoliermaterial bestehender Schutzkörper herumgespritzt. Bei einem anderen bekannten Verfahren wird ein aus schrumpfbarem Material bestehender Schlauch, der innen mit Dichtmaterial beschichtet ist, über eine Verbindungsstelle geschoben, welcher sich nach Erwärmung dicht an seine Unterlage anlegt. Beide Verfahren sind nicht nur aufwendig, sondern sie können die erforderliche Abdichtung auch nicht gewährleisten, weil weder das Spritzmaterial des Schutzkörpers noch das Dichtmaterial des Schlauches ausreichend tief zwischen die Einzeldrähte der Litze eindringt. Auch ein zwischen dem Leiter und seiner Isolierung vorhandener Spalt wird bei beiden Verfahren nicht abgedichtet, so daß in die Verbindungsstelle eingedrungene Feuchtigkeit auch in Längsrichtung des Leiters vordringen kann. Sie kann dann am fernen Ende des Leiters einen Kurzschluß verursachen und in der Verbindungsstelle zu Korrosion führen, durch welche dieselbe schnell zerstört werden kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren so zu gestalten, daß eine wirksame Abdichtung der Verbindungsstelle zwischen Litze und Kontaktelement gegen Feuchtigkeit erreicht wird.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
    • daß nach Fertigstellung der Verbindungsstelle unterhalb derselben eine an der Isolierung der Litze und zumindest teilweise am Kontaktelement anliegende Folie aus Isoliermaterial positioniert wird und
    • daß daraufhin auf die Litze aushärtbares Dichtungsmaterial von oben aufgetragen wird, das beim Auftragen fließfähig ist und anschließend durch Aushärten in einen mechanisch stabilen Zustand übergeht, das sich bis über die Isolierung der Litze und das Kontaktelement erstreckt und das sich fest mit der Folie verbindet.
  • Bei diesem Verfahren wird ein zunächst fließfähiges Dichtungsmaterial in ausreichender Menge auf die Verbindungsstelle zwischen Litze und Kontaktelement, insbesondere auf die Litze, aufgetragen, das aufgrund seiner Viskosität in die Litze eindringt. Das Dichtungsmaterial wird in einer solchen Menge aufgetragen, daß es sich bis über die Isolierung der Litze erstreckt, so daß auch der Spalt zwischen Litze und Isolierung durch das Dichtungsmaterial verschlossen wird. Dabei dringt das Dichtungsmaterial, zumindest auf einer kurzen Strecke, in den Spalt zwischen der Litze und der dieselbe umgebenden Isolierung ein. Andererseits erstreckt sich das Dichtungsmaterial auch bis über das Kontaktelement, so daß die Verbindungsstelle von oben her vollständig feuchtigkeitsdicht abgedeckt wird. Das wird durch die unterhalb der Verbindungsstelle angeordnete, an der Isolierung der Litze und am Kontaktelement anliegende Folie ermöglicht bzw. vervollständigt, die als Begrenzung für das Dichtungsmaterial dient. Sie verbindet sich fest mit dem Dichtungsmaterial, so daß sich ein rund um die Verbindungsstelle geschlossener und nach dem Aushärten des Dichtungsmaterials stabiler Dichtkörper ergibt. Er dichtet die Verbindungsstelle insgesamt wirksam gegen Feuchtigkeit ab.
  • Zwischen dem Kontaktelement und der Folie kann eine räumlich begrenzte Abstandshalterung angebracht werden. Das Dichtungsmaterial legt sich dann auch von unten an das Kontaktelement an.
  • Das Verfahren nach der Erfindung wird anhand der Zeichnungen als Ausführungsbeispiel erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 eine Ansicht einer elektrischen Leitung mit einem als Litze ausgeführten Leiter und eines Kontaktelements getrennt voneinander.
    • Fig. 2 einen Schnitt durch Fig. 1 längs der Linie II - II in vergrößerter Darstellung.
    • Fig. 3 einen Schnitt durch eine Verbindungsstelle zwischen der Litze und dem Kontaktelement nach Fig. 1 in schematischer Darstellung.
    • Fig. 4 eine Einzelheit aus Fig. 3 in vergrößerter Darstellung.
  • In Fig. 1 ist eine elektrische Leitung L dargestellt, die aus einer Litze 1 und einer dieselbe umgebenden Isolierung 2 besteht. Die Litze 1 ist gemäß Fig. 2 aus einer Vielzahl von Einzeldrähten 3 aufgebaut, die vorzugsweise miteinander verseilt bzw. verdrillt sind. Die Einzeldrähte 3 können beispielsweise aus Kupfer oder aus Aluminium oder aus einer Kupferlegierung bzw. einer Aluminiumlegierung bestehen. Die Isolierung 2 kann beispielsweise aus Polyethylen oder Polyurethan bestehen. Sie ist gemäß Fig. 1 am Ende der Leitung L entfernt, so daß die Litze 1 dort freiliegt und zum direkten Anschluß an elektrische Kontakte bzw. von elektrischen Kontakten verwendet werden kann.
  • Im vorliegenden Fall wird die Litze 1 mit einem Kontaktelement 4 aus Metall elektrisch leitend verbunden, das zu einem beliebigen, nur schematisch angedeuteten elektrischen Gerät 5 gehört. Das Kontaktelement 4 kann beispielsweise ein flacher Streifen mit rechteckigem Querschnitt sein. Es kann aber auch eine andere geometrische Form haben. Die Litze 5 wird an ihrem freien Ende mit Vorteil so zusammengefaßt und mit Vorteil verdichtet, daß keine Einzeldrähte 3 seitwärts abstehen. Anschließend wird die Litze 1 mit dem Kontaktelement 4 elektrisch leitend verbunden, beispielsweise verlötet, mit Vorteil aber verschweißt. Das Verdichten und Verlöten bzw. Verschweißen der Litze 1 mit dem Kontaktelement 4 können auch in nur einem Arbeitsgang ausgeführt werden. Eine durch diese Behandlung entstandene, gestrichelt umrandete Verbindungsstelle V geht schematisch aus Fig. 3 hervor. Eine solche Verbindungsstelle V wird mit dem Verfahren nach der Erfindung beispielsweise wie folgt feuchtigkeitsdicht abgedeckt:
  • Zunächst wird eine Folie 6 aus Isoliermaterial von unten an die Verbindungsstelle V angelegt oder die Verbindungsstelle V wird auf die Folie 6 aufgelegt. In beiden Fällen liegt die Folie 6 sowohl an der Isolierung 2 der Leitung L als auch am Kontaktelement 4 an. Sie ragt dabei mit Vorteil auf allen Seiten über die eigentliche Verbindungsstelle V zwischen Litze 1 und Kontaktelement 4 hinaus. Als Materialien für die Folie 6 sind beispielsweise Polyethylenterephthalat, Polyurethan, Polyvinylchlorid, Polyamid und Polyethylen geeignet.
  • Anschließend wird ein zunächst fließfähiges Dichtungsmaterial von oben auf die Verbindungsstelle V aufgebracht, vorzugsweise direkt auf die Litze 1. Das kann beispielsweise durch Gießen oder Auftropfen oder auch mit Einsatz einer Art Spritze erfolgen. Als Dichtungsmaterial geeignet sind beispielsweise Polyvinylchlorid, Polyurethan, Polyamid, Silikonkautschuk sowie Fluorethylenpropylen und Perfluoralkoxypolymer. Es kann aus nur einem Material bestehen, aber auch als aus zwei unterschiedlichen Komponenten bestehendes Material ausgeführt sein. Das fließfähige Dichtungsmaterial dringt zwischen die Einzeldrähte 3 der Litze 1 ein. Es wird bei seiner Bewegung nach unten durch die Folie 6 abgefangen, so daß es sich nur in der Verbindungsstelle V selbst und um dieselben herum ausbreiten kann. Dabei dringt das Dichtungsmaterial zumindest auf einer kurzen Strecke auch in den zwischen Litze 1 und Isolierung 2 der Leitung L bestehenden umlaufenden Spalt ein, der dadurch verschlossen wird. Das Dichtungsmaterial erstreckt sich abschließend auf der einen Seite bis über die Isolierung 2 der Leitung L und auf der anderen Seite bis über das Kontaktelement 4. Es härtet nach seinem Aufbringen relativ schnell aus, so daß sich ein mechanisch stabiler Dichtkörper 7 ergibt, der die Verbindungsstelle V wirksam gegen Feuchtigkeit abdichtet.
  • Gemäß Fig. 4 kann zwischen der Folie 6 und dem Kontaktelement 4 eine Abstandshalterung 8 angebracht werden, und zwar vor dem Auftragen des Dichtungsmaterials. Die Abstandshalterung 8 hat eine gegenüber der Fläche des Kontaktelements 4 kleinere Fläche. Das Dichtungsmaterial kann sich bei Einsatz der Abstandshalterung 8 auch zwischen Kontaktelement 4 und Folie 6 ausbreiten, so daß das Kontaktelement 4 im Bereich der Verbindungsstelle 4 nahezu vollständig vom Dichtungsmaterial umschlossen ist. Die aus beliebigem Material bestehende Abstandhalterung 8 kann beispielsweise als Scheibe ausgeführt sein oder aus Rippen bestehen, die jeweils vor Anbringung der Folie 6 an der Isolierung 2 des Leiters 1 und an dem Kontaktelement 4 auf derselben angeordnet bzw. befestigt werden können.
  • Zur Durchführung des Verfahrens werden keine aufwendigen Werkzeuge oder Formgeber benötigt, weil das Dichtungsmaterial ohne begrenzende Bauteile - bis auf die Folie 6 - auf die Verbindungsstelle V aufgebracht werden kann.

Claims (2)

  1. Verfahren zum feuchtigkeitsdichten Abdecken einer Verbindungsstelle zwischen einem von einer Isolierung umgebenen, aus Einzeldrähten bestehenden elektrischen Leiter und einem Kontaktelement aus Metall, mit welchem der Leiter zunächst an seinem Ende durch Entfernen der Isolierung freigelegt wird, mit welchem danach das abisolierte Ende des Leiters in der Verbindungsstelle elektrisch leitend mit dem Kontaktelement verbunden wird und mit welchem abschließend eine aus Isoliermaterial bestehende Abdeckung auf die Verbindungsstelle zwischen Leiter und Kontaktelement aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet,
    - daß nach Fertigstellung der Verbindungsstelle (V) unterhalb derselben eine an der Isolierung (2) des Leiters (1) und zumindest teilweise am Kontaktelement (4) anliegende Folie (6) aus Isoliermaterial positioniert wird und
    - daß daraufhin auf den Leiter (1) aushärtbares Dichtungsmaterial von oben aufgetragen wird, das beim Auftragen fließfähig ist und anschließend durch Aushärten in einen mechanisch stabilen Zustand übergeht, das sich bis über die Isolierung (2) des Leiters (1) und das Kontaktelement (4) erstreckt und das sich fest mit der Folie (6) verbindet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Auftragen des Dichtungsmaterials zwischen der Folie (6) und dem Kontaktelement (4) eine gegenüber der Fläche des Kontaktelements (4) flächenmäßig kleinere Abstandshalterung (8) angebracht wird.
EP12306030.3A 2012-08-29 2012-08-29 Verfahren zum feuchtigkeitsdichten Abdecken einer Verbindungsstelle zwischen einem elektrischen Leiter und einem Kontaktelement Active EP2731203B1 (de)

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