JP2019509010A - 電気的なケーブル接続部において接触箇所をシールするための方法および装置 - Google Patents
電気的なケーブル接続部において接触箇所をシールするための方法および装置 Download PDFInfo
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Abstract
本発明は電気的なケーブル接続部（０２）において接触箇所を少なくとも１つ有する接触箇所領域（０１）をシールするための方法に関し、この電気的なケーブル接続部（０２）は少なくとも１本の電気ケーブル（０３）及びこの電気ケーブルと接続された少なくとも１つの導電性のコンポーネント（０３、１２、１４）を含む。本方法は、前記接触箇所領域（０１）の外周部の、接触箇所領域（０１）を越えて長手方向で両側に広がっている第１領域（０８）に１本の収縮チューブ（０７）を配設することから始まる。次にこの収縮チューブ（０７）が収縮温度に加熱される。収縮チューブ（０７）の加熱中に少なくとも前記接触箇所領域（０１）内で前記電気導体（０４）が付加的に誘導加熱され、その結果、前記収縮チューブ（０７）の内側に、及び／又は、前記接触箇所領域（０１）の外周部に配設されたホットメルト接着剤がその融点温度に加熱される。本発明はさらに、接触箇所領域をシールするための装置、並びに、この領域のシールに関する。
【選択図】図７
【選択図】図７
Description
本発明は、電気的なケーブル接続部において接触箇所を少なくとも１つ有する接触箇所領域をシールするための方法および装置に関する。このケーブル接続部は、導体絶縁部を備えた電気導体を少なくとも１本有する電気ケーブル、及び、この電気ケーブルと接続された少なくとも１つの導電性コンポーネントを含む。この接触箇所領域内には、ケーブル接続を行っている間は電気導体に導体絶縁部は無い、すなわち、金属導体材料が露出している。前記導電性コンポーネントは、例えば、第２の電気ケーブル、電気コネクター、接続端子などである。
本発明による方法は特に、多数の電気導体を備えた電気ケーブルを複数有する電気的なケーブル接続部に適している。これらの電気ケーブルは例えば、単芯または多芯の撚線として作られている。本発明による方法の適用分野は、例えば、自動車の電気系統用のワイヤーハーネスにおける接触箇所のシールである。
電気機器では特定の使用時に、その機器に接続された電気ケーブルを介して、水または油のような流体媒体がその機器に達するという危険がある。この侵入媒体は、ケーブル外被と個々の芯線絶縁部との間で、ないし、複数の芯線絶縁部と金属芯線の間で、毛細管現象により前方に侵入することがある。多数の個々の撚線から成るケーブルでは、媒体がケーブル接続部ないし撚線の中間空間部に達し、そこで腐食を惹き起こすことがあり、このことが接触箇所および導体の電導度に悪影響を及ぼし、さらには電気導体の破損に至る。
電気ケーブル用の芯線長手方向の耐湿度バリアーを実現するために、突合せ接続を利用することが知られている。さらに、真空法を用いたシール手段を挿入することができる。代案として、毛細管をシールしたケーブルを使用することもできるが、これは高価である。
特許文献１は多芯の電源供給ケーブルの寿命を延ばすための方法を示している。この方法では、ケーブル内部の中間空間が、硬化可能で耐水シール性のコンパウンドで充填される。続いてこのコンパウンドが硬化され、非流動状態となる。
特許文献２は、外側の絶縁部の中に配設された多数の個別ワイヤー撚線を有する電気ワイヤーをシールするための方法を示している。先ず、外側の絶縁部の１つのセグメントがワイヤーから切り取られ、その結果、ワイヤー撚線部のこれに対応する部位が露出される。次に、この部位の少なくとも一部においてワイヤー撚線の変形およびボンディング結合が行われ、これにより、流体空隙のない中実なワイヤーセグメントが形成される。後段のステップは、露出された部位におけるワイヤー撚線の、例えば、超音波溶接、レーザービーム溶接、または、電子ビーム溶接で実現することができる。
特許文献３は、長手方向の耐水バリアーを有する電気ケーブルの製造方法について述べている。第１ステップで、長手方向の耐水バリアーのために予定された位置でケーブルの切断が行われる。次に、ケーブルの外被がそれぞれの端部で切り取られる。次いで、両方のケーブル端部の互いに対応している芯線の導電性のろう付けが行われる。このために、複数の芯線端部が、ろう付け台として形成された帯状の複数の電気導体トラックの対向した端部上でろう付けされ、これらの電気導体トラックは共通のプレート上で互いに間隔を置いて横並びに配設され複数のスロットによりこのプレート内で互いに分離されている。このプレートが、接続された複数のケーブル端部と共に型に入れられる。次に、一方のケーブル端部の外被から他方のケーブル端部の外被までの接続領域全体の漏れのないモールドまたは射出成形が樹脂を用いて行われる。
特許文献４から、複数の電気ケーブルの２つのケーブル端部を電気的に接続するための方法が公知である。第１ステップでは、外被を剥かれた複数のケーブル端部が１つの接続スリーブに挿入される。この場合、複数のケーブル端部の内の少なくとも１つがこの接続スリーブの１つの室に配設される。この室は分離壁で他のケーブル端部に対してシールされている。この接続スリーブの室内に好適にチューブを取り付けられたシール体が、このチューブがこの室から軸方向に外側に突き出すように、挿入される。次に、この室から突き出たチューブが接続スリーブの上に裏返され、その結果、このチューブは接続スリーブを外被状に取り囲む。収縮チューブとして形成されたこのチューブが接続スリーブに熱的に収縮装着される。
特許文献５は多数のワイヤー間のろう付け接続を行う方法について記載している。このために、複数のワイヤーが１つのコネクターに挿入されることにより、複数のワイヤー間の初期接続が行われる。このコネクターは、寸法的に熱回収可能な（waermerueckstellbar）スリーブ、このスリーブ内で保持され電磁誘導により加熱可能なコネクターコンポーネント、および、このコネクターコンポーネントと熱的に接触している挿入はんだ（Loteinsatz）を含んでいる。次にこのコネクターが加熱される。このために、コネクターコンポーネントに交番磁界がかけられるので、これは電磁誘導により加熱され、その結果、挿入はんだを溶融することができる。同時に、このスリーブの外側部が高温空気ないし赤外線により加熱される。さらに、溶融可能なポリマー材料から成り、接触箇所領域には配置されていない複数のシール要素が使用される。これらのシール要素が高温空気により溶融される。
ホットメルト接着剤（Schmelzkleber）を備えた収縮チューブの利用は、実際に使用されていることから、従来から公知である。これらの収縮チューブは外からの熱供給により接触箇所領域に収縮装着される。この場合、収縮チューブの内側にあるホットメルト接着剤は収縮チューブの圧力によりそこの中空空間内に押し込まれなければならない。接着剤の体積を大きくするために、接触箇所領域にホットメルト接着剤を塗布することができる、あるいは、接触箇所領域に接着剤付きアダプターを固定することができる。この方法の欠点は、電気導体の伝熱性が良いのでこの電気導体材料が十分には加熱されず、ホットメルト接着剤が、最も内側の中空空間に入り込む前に、冷やされ過ぎることである。その結果、このホットメルト接着剤は流動性がなくなり、もはや中空空間全体に入り込むことができず、このことにより、接触箇所のシールは不十分になる。この問題は特に、より複雑なケーブル接続時に、すなわち、ケーブル数が増えるにつれて、さらに、ケーブル断面が大きくなるにつれて、発生する。さらに、シール性は直接の接触箇所でしか得られない。隣接領域では制限されたシール性しか実現できない。従来技術で行われている外部からの収縮チューブの加熱はさらに、シールすべき電気導体がその工程の最後になってやっと最大温度に達する、という欠点を有する。この収縮チューブはシールすべき箇所で導電材料が未だ十分には加熱されていない間に収縮し、接着剤はシールすべき箇所に接触すると冷え、その結果、流動性がなくなる。さらに、完全に加熱するまでにかなり長い加熱工程が必要である。
そこで例えば特許文献６には、少なくとも２本の電気導体を電気的に接続するための電気コネクターについて記載されている。このコネクターは、ホットメルト接着剤から成る内側コーティング付きの収縮チューブを有する。このコネクターは電磁誘導で加熱され、この場合、先ず、はんだが溶け、次に、ホットメルト接着剤と収縮チューブが溶融する。
そこで本発明の課題は、電気的なケーブル接続部において接触箇所を少なくとも１つ有する接触箇所領域をシールするための、特により複雑でより大きな断面を有するケーブル接続部においてもより良好なシールを可能とする方法および装置を提供することにある。シール箇所周囲でのシールの他に、芯線長手方向のシール性、すなわち、絶縁部と電気導体間のみでなく撚線内部の個々の芯線間のシールも得られねばならない。
この課題を解決するために、請求項１による方法、請求項７による装置、および、請求項９によるシールが使用される。
本発明による方法は次のステップを含む：
多数の電気導体の例えば溶接により、電気ケーブルが電気的に接続された後に、先ず、接触箇所領域の長手方向両側に延びている第１の領域の、接触箇所領域の外周部に収縮チューブが配設される。この第１領域は前記の接触箇所領域を越えて広がっている。次に、この収縮チューブが収縮温度に加熱される。本発明で重要なことは、収縮チューブの加熱中に、同時に、少なくともこの接触箇所領域内で電気導体の誘導加熱が行われることである。収縮チューブの外側からの加熱と、同時に行われる電気導体の（内部からの）誘導加熱とにより、収縮チューブの内部に、及び／又は、接触箇所領域の外周部に塗布されたホットメルト接着剤がその作動温度に加熱される。
多数の電気導体の例えば溶接により、電気ケーブルが電気的に接続された後に、先ず、接触箇所領域の長手方向両側に延びている第１の領域の、接触箇所領域の外周部に収縮チューブが配設される。この第１領域は前記の接触箇所領域を越えて広がっている。次に、この収縮チューブが収縮温度に加熱される。本発明で重要なことは、収縮チューブの加熱中に、同時に、少なくともこの接触箇所領域内で電気導体の誘導加熱が行われることである。収縮チューブの外側からの加熱と、同時に行われる電気導体の（内部からの）誘導加熱とにより、収縮チューブの内部に、及び／又は、接触箇所領域の外周部に塗布されたホットメルト接着剤がその作動温度に加熱される。
この電気導体は接触箇所領域内で好適に次のように誘導加熱される。すなわち、この電気導体はその外周部でも、そのコア部でも、その温度がホットメルト接着剤の溶融温度（作動温度）と同じか、それ以上であるように誘導加熱される。このようにして、電気導体内部のシールすべき部分が、すなわち、撚線の複数の芯線の間も、十分に高温となるので、液状化されたホットメルト接着剤は、そこで早まって凝固せず、電気導体の中空空間に侵入しそこでシール効果を果たす。電気導体において電磁誘導により発生された熱は同時に接触箇所近傍の導体絶縁部に伝達されるので、この絶縁部は的確に融合される。すなわち、この方法によりケーブル絶縁部と導体間の完全なシールが支援され、接着剤は接続部のコア領域の中空空間に確実に永続的に滞留する。
本発明による方法の基本的なメリットは、付加的な誘導加熱を用いて導体材料の直接加熱が行われることにある。この目的に合ったエネルギー供給は、その導体材料に対して同調された誘導周波数、インダクションコイルの幾何学形状、好適に場所的に調整可能なエネルギー密度、ならびに、作用時間により決められる。この付加的な誘導加熱は収縮チューブ内部の温度上昇のために使用される。こうして、このホットメルト接着剤は電気導体の内部に至るまで最適な作業性に必要な流動性を得ることができる。このために、その最適な流動性が導体絶縁部の溶融する温度範囲内にあるようなホットメルト接着剤が選択される。こうして、このホットメルト接着剤は中空空間全体に最適に侵入し、良好なシール効果を得ることができる。このことは特に撚線の場合に有利である。というのは、このホットメルト接着剤は撚線の毛細管まで達することができるので、毛細管がシールされたケーブルを低コストで実現することができるからである。誘導加熱を用いて導体をより高温に、さらに、場所的にも温度に関してもより精密に加熱することができる。このメリットは、融点がより高く、高温での粘性がより低いホットメルト接着剤を使用できることにある。このようにして、より高い運転温度においても、ホットメルト接着剤が液状化して流れ出す危険はない。実用実験において、後に行われた運転において１５０℃の領域の温度が問題なく許容されるような、本発明による方式の高融点のホットメルト接着剤を使用することができることが示された。しかし、これは上述した温度範囲に限定されるものではなく、より高い運転温度も可能である。こうして、そのような高い運転温度においても、プロセス的に安全なシールを確実に行うことができる。追加のシール対策は不要である。
本発明による方法により、特に、複雑なケーブル接続部においても、より高い耐温度性が要求される応用においても、さらに、例えば燃焼エンジンのエンジン部のような過酷な周囲条件においても、接触箇所の低コストで信頼性のあるシールが可能となる。
接触箇所領域に好適に、ホットメルト接着剤から成る内部コーティングを備えた収縮チューブが配設される。このホットメルト接着剤の最適作動粘性は約２００℃にあり約１５０℃の温度でその位置を保持する。これに代えて、又は、これに加えて、収縮チューブを配設する前に、少なくとも接触箇所領域内にホットメルト接着剤を塗布することができる。この付加的なホットメルト接着剤の塗布は、収縮チューブ内に備えられた接着剤とは異なり、網状になっておらず、したがって、より良好な流動特性および付着特性を有する、というメリットを有する。この独立した塗布は接触箇所領域における直接的な接着剤塗布、接着剤フィルムまたは複数のアダプターの取付けにより行うことができる。
ホットメルト接着剤付きアダプターを接触箇所領域に配設することも可能である。このホットメルト接着剤の作動温度は好適に導体絶縁部の溶融範囲にある。このようなホットメルト接着剤を使用することにより、接触箇所領域に直接接している領域内での導体絶縁部の融合が生じ、これによって、その領域も同様に確実にシールすることができる。多芯の導体では複数の導体絶縁部が互いに融合し、さらなるシールに役立つ。
収縮チューブおよび電気導体の加熱中に収縮チューブの外側縁部領域が冷却されると有利であることが判った。この冷却により、収縮チューブの縁部領域における導体絶縁部の損傷を確実に避けることができる。しかし、冷却は必要不可欠ではない。というのは、収縮チューブの端部では温度勾配が十分な場合があるので、導体絶縁部の損傷が生じないからである。複数の電気ケーブルが片側だけに接続されているケーブル接続部では、これらの電気ケーブルが配設されている収縮チューブ端部の冷却で十分である。というのは、そこにしか導体絶縁部の損傷の危険がないからである。
収縮チューブは好適に、電気ケーブルを少なくとも２本含んでいるケーブル接続部の接触箇所領域に配設するとことができる。これらの電気ケーブルは、導体絶縁部を備えた少なくとも１本の、好適には多数の電気導体を有する。
接触箇所領域内では、これらの電気導体は最初は導体絶縁部を有していない、すなわち、電気的な接続を行う間は導体絶縁部が除去されている。両方の電気ケーブルは１つの電気コネクターを介して互いに接続することができる。これらの電気導体は例えば銅線である。
代案として、この収縮チューブは、少なくとも１本の電気ケーブル、及び、電気コネクターまたは電気接続端子として作られた少なくとも１つの導電性コンポーネントを含むケーブル接続部の接触箇所領域のシールのためにも使用することができる。
このために必要な、前述の第１領域での急速、且つ、場所的に可変の温度は、収縮チューブの加熱と電気導体の誘導加熱との組み合わせにより可能となる。このために本発明により次の装置が提供される。すなわち、この装置は、熱源により収縮チューブに熱を供給し、同時に電気ケーブルを包含する磁界を発生し、発生する誘導熱により電気ケーブルを加熱する。本発明によるこの装置は、先ず、収縮チューブを収縮温度に加熱するための熱源を含む。収縮チューブのこの加熱は既知の方法で、例えば、高温空気又は赤外線により行うことができる。この装置はさらに、少なくとも接触箇所領域内で、加工性のために、すなわち、ホットメルト接着剤の溶融のために電気導体を最適な温度に誘導加熱するための誘導加熱設備を含む。
この誘導加熱設備により発生される磁界は、好適に、異なる部位で様々な強さで形成することができ、これにより、接触箇所に隣接したケーブルで様々な温度プロフィルが得られる。
本方法に必要なパラメータは例えば次のようにして求められる。先ず、誘導加熱設備の必要エネルギーが調節部により粗く求められる。これは光学的に、例えばサーモグラフ測定により行われる。次に、高温空気収縮に必要なパラメータである時間と温度がテストにより求められる。これらの両方のプロセスが次に互いに結合される。１つのサンプルが製作される。その収縮チューブが取り外され、電気導体絶縁部の融合度合いが調査される。その結果により、必要に応じ、誘導加熱設備のエネルギーの調節が行われる。このプロセスが、所望の結果がでるまで実施される。この代わりに、その都度適切なパラメータを決めるための別の自動化されたプロセスを使用することもできる。
本発明による装置には好適に冷却装置が設けられており、これを用いて外側縁部領域を必要に応じて冷却することができる。
以下に本発明による方法の好適な利用例を付図を用いて詳細に説明する。同様に、これらの好適な利用を行うために実施される個々の方法ステップを詳細に説明する。
これらの図に示されたケーブル接続部０２はそれぞれ、少なくとも１本の電気ケーブル０３、および、この電気ケーブル０３と接続された少なくとも１つの導電性コンポーネントを含む。この導電性コンポーネントは例えば、電気導体０４、電気コネクター１２、または、電気接続端子１４として形成することができる。
図１は第１実施形態によるケーブル接続部０２のシールされた接触箇所領域０１を示す。このケーブル接続部０２は２本の電気ケーブル０３を含む。これらの電気ケーブル０３はそれぞれ、導体絶縁部０５を備えた１本の電気導体０４を有する。両方のケーブル０３は接触箇所領域０１において互いに接続されている。接触箇所領域０１内ではこれらの電気導体０４は導体絶縁部０５を有していない。両方の電気導体０４の間に好適に、例えば超音波溶接された溶接接続部がある。図示された実施例では、これらのケーブル０３はそれぞれ１本の電気導体０４を有する。これらのケーブル０３は当然ながらより多数の電気導体０４を有することもできる。これらの電気導体０４は好適には撚線である。同様に、片側または両側に、接触箇所領域０１において互いに接続されたより多くのケーブル０３を配設することも可能である。代案として、接触箇所領域０１内では導体絶縁部０５の無い１本の貫通電気ケーブル０３とすることもできる。
明確にするために指摘しておくと、本発明を実現するためには、電気導体の種類および接続の方式は重要ではない。最も簡単な場合には、電気ケーブルは、或る部分の絶縁部が除去され又は損傷されており、したがって露出された接触箇所領域が存在する一体化された貫通ケーブルでもよく、この接触箇所領域に本発明によるシールが施される。
ケーブル接続部０２の接触箇所領域０１をシールするために、収縮チューブ０７が使用され、この収縮チューブは接触箇所領域０１の外周部の、接触箇所領域０１の長手方向に延びている第１領域０８に広がっている。この第１領域０８は接触箇所領域０１を越えて両側に広がっている。
接触箇所領域０１のシールは、後述する本発明による方法により行われる。第１ステップで、接触箇所領域０１の外周部に収縮チューブ０７が配設される。この場合、収縮チューブ０７が接触箇所領域０１を越えて両側に延在するように、収縮チューブの長さが選ばれる。この収縮チューブ０７は好適にホットメルト接着剤から成る内面コーティングを有する。これに加えて、又は、これに代えて、収縮チューブ０７を配設する前に、ホットメルト接着剤を接触箇所領域０１に直接塗布することができる、ないし、ホットメルト接着剤付きアダプターの形で接触箇所領域０１に配設することができる。このホットメルト接着剤の作動温度は好適に導体絶縁部０５の溶融範囲内にある。
次に収縮チューブ０５が、好適には高温空気または赤外線により、収縮温度に加熱される。収縮チューブ０５の加熱中に、同時に、少なくとも接触箇所領域０１内で電気導体０４が誘導加熱される。この場合、接触箇所領域０１内のホットメルト接着剤がその作動温度に加熱され、このホットメルト接着剤は予め加熱された電気導体材料に到達するので、この接着剤の流動性は維持され続け、その結果、この接着剤は中空空間全体に侵入することができ、良好なシール効果が得られる。
この電気導体材料は接触箇所領域０１内で、本発明による方法を実施中に、例えば２１０°から３００℃の範囲の温度に加熱することができる。第２領域０９における電気導体０４の温度は、第２領域０９内で導体絶縁部０５の融合が可能であるようにすべく、まだ高くあるべきである。これとは異なり、外側縁部領域１０では、この領域において導体絶縁部０５の損傷が生じないような低い温度が求められる。このために、外側縁部領域１０における温度は好適には導体絶縁部０５の融解温度よりも低くすべきである。外側縁部領域を相応に低い温度にすべく、この外側縁部領域１０を、例えば冷却空気を用いて、補助的に冷却することができる。外側縁部領域１０における温度が温度勾配により既に導体絶縁部０５の溶融範囲よりも低い場合には、冷却を不要とすることができる。
図２は第２実施形態によるケーブル接続部０２のシールされた接触箇所領域０１を示す。このケーブル接続部０２は、電気コネクター１２により接続された複数の電気ケーブル０３を含む。電気コネクター１２の第１の側に３本の電気ケーブル０３が接続されており、他方、電気コネクター１２の反対側に２本の電気ケーブル０３が接続されている。この電気コネクター１２は貫通型コネクターとして作られている。これらの電気ケーブル０３はそれぞれ、導体絶縁部０５が設けられた１本の電気導体０４を有している。接触箇所領域０１には最早、元の導体絶縁部０５は無い。このケーブル接続部の接触箇所領域０１のシールおよびこれと同時の電気絶縁は同様に収縮チューブ０７を用いて行われる。
図３は第３実施形態によるケーブル接続部０２のシールされた接触箇所領域０１を示す。図示されたケーブル接続部０２は３本の電気ケーブル０３を含み、これらの電気ケーブルは電気コネクター１２と、例えば、超音波溶接により又は圧着スリーブを用いて、接続されている。この電気コネクター１２は終端コネクターとして作られている。これら複数の電気ケーブル０３はこの電気コネクター１２の同一側と接続されている。接触箇所領域０１のシールと絶縁の役目を果たす収縮チューブ０７は、電気コネクター１２を越えて延びている延長部１３を有し、この延長部の直径は接触箇所領域０１における収縮チューブ０７より小さい。
図３に示されたシールされた接触箇所領域０１を作るために、収縮チューブ０７は上述したように加熱される。同時に、接触箇所領域０１内で電気導体０４の誘導加熱が行われる。電気導体０４および収縮チューブ０７の加熱により、接触箇所領域０１内のホットメルト接着剤はその作動温度に達し、これによって、シールすべき中空空間全体に侵入することができる。接触箇所領域０１の片側に接している第２領域０９では、この加熱の結果、導体絶縁部０５の溶融が生じ、これによって、第２領域０９における付加的なシールが実現される。これとは異なり、第２領域０９に隣接する外側縁部領域１０はそこでの温度がより低く保持されるので、損傷を受けない。
図４は第４実施形態によるケーブル接続部０２のシールされた接触箇所領域０１を示す。このケーブル接続部０２は１本の電気ケーブル０３を含み、この電気ケーブルは１つの電気接続端子１４と接続されている。この電気接続端子１４は例えば、ケーブル端子または圧着端子である。シールのためにあらたに収縮チューブ０７が使用される。
図５はケーブル接続のさらに変更された実施形態を示す。合計４本の電気ケーブル０３（両側に２本）の間に、全ての電気導体０４を互いに電気的に接続するために、ここでも電気コネクター１２が設置されている。この接触箇所領域０１は、電気コネクター１２、ここでは超音波溶接された部分、及び、電気導体０４の被覆が剥かれた部分を含む。電気コネクター１２の長さと幅は、その使用例のためのそれぞれの与条件から、及び、使用される溶接機を考慮して決められる。接触箇所領域０１内では使用されるホットメルト接着剤は複数の電気導体間の中空空間に入れられなければならない。この場合、毛細管シールを達成すべきであれば、これはこの領域内の接着剤挿入によってのみ可能である。ここに示された例における第２領域０９は一次シール領域０９ａと二次シール領域０９ｂに分かれている。外側縁部領域１０と接している一次シール領域０９ａでは、ホットメルト接着剤が収縮チューブ０７と導体絶縁部０５の接着を生じさせる。接触箇所領域０１と接している二次シール領域０９ｂでは、導体絶縁部０５の加熱によりさらに個々の電気ケーブル０４の間の絶縁材料の気密な融合が生じる。このために、インダクションコイルおよび必要があれば横側の冷却空気を用いて、二次シール領域０９ｂでは一次シール領域０９ａよりも高温となるような熱侵入プロフィルが作られ、この場合、二次シール領域０９ｂにおける温度は絶縁材料の溶融温度により決定される。二次シール領域０９ｂにおいて複数の導体絶縁部０５が互いに融合し、このことにより、複数のケーブル０３間のシールが行われる。複数の導体絶縁部の外周部はこの部位で共通の絶縁被覆を形成し、この共通の絶縁被覆が外側に向けてホットメルト接着剤と結合している。ホットメルト接着剤が、収縮チューブ０７と、ケーブル束の共通の絶縁被覆との間をシールしている。
外側縁部領域１０では、そうではなく、プロセス中の温度は、絶縁部の機械的および光学的特性の変化が生じないように選定される。この部位では絶縁部の硬化も、融合もしくはクラック形成も望ましくない。この温度管理は、縁部領域１０ではインダクションコイルによる熱侵入は無いか、ごく僅かであるようにすることにより、さらに、必要があれば冷却空気供給による冷却が行われることにより達成される。
図６は、図５に示されたシールされた接触箇所領域を作るための装置の原理図である。ケーブル接続部０２の上部に高温空気供給部２０があり、これが加熱された空気２１を収縮チューブ０７の加熱すべき部位に導く。これに代えて、又は、これと併せて、赤外線を使用することもできる。外側縁部領域における不都合な温度上昇を避けるべく、高温空気供給部２０の右側と左側にそれぞれ冷却空気供給部２２の部位があり、これを介して冷却空気２３が吹き出される。最後にインダクションコイル２４が設けられている。その構造は一般的に公知であり、電気導体への電磁誘導によるエネルギー侵入のために使用される。図６にはさらに温度Ｔの分布が模式的に示されており、これは上述した装置を使用することによりケーブル接続部の加熱により各部位に生じたものである。
図７に示された図表は、シールされた接触箇所領域を得るために実行される基本的なプロセスステップをまとめたものである。準備ステップ３０、３１で、ケーブル接続部が上述した装置内にセットされ、固定クランプされる。本来の収縮・シールプロセス３２の間に時間的な順番で次のステップが行われる。ステップ３３で、必要あればオプションとして予備加熱をすることができる。これは、収縮チューブと電気ケーブルの間の空隙が大きく、予備加熱により収縮チューブのケーブルへの当接を達成すべき場合には、常に有用である。次のステップ３４で、誘導加熱が開始される。ほゞ同時にステップ３５で、例えば高温空気による収縮チューブおよびホットメルト接着剤の加熱が行われる。電気導体は主に電磁誘導により加熱され、これにより導体絶縁部が溶け始める。外部加熱により収縮チューブが加熱され、それにより、収縮し、必要な圧力を発生し、その結果、溶融した導体絶縁部を融合し、接着剤を中空空間に圧入する。次のステップ３６で、収縮チューブの完全加熱が行われる。必要とされる外向きの熱勾配により、収縮チューブの特に外側縁部ゾーンが誘導加熱後に正しく当接しないことが起こり得る。この当接を確実に行うために、従来式の加熱によりチューブがその必要な形に収縮され、気泡が排除される。こうしてステップ３５と３６の間、一貫して、例えば高温空気供給による従来式の加熱が行われる。既にこの従来式の加熱の間にステップ３７で、オプションとしての冷却を行うことは有効である。複雑なケーブル接続部において必要な熱勾配を得るためには、縁部ゾーンにおける冷却が不可欠である。電気導体として通常使用される銅材は良好な熱伝導性を有し、熱を速く外部に伝達する。したがって、銅の断面が大きい場合には、冷却しなければ導体絶縁部は縁部ゾーンを越えて溶融することになろう。逆に小さい断面の場合には、所望される領域においても融合が生じないことになろう。最終的にステップ３７で、強制冷却が行われる。この装置には多量のエネルギーが注入されるので、プロセス後のケーブル接続部は非常に熱く、冷却されなければならない。これは能動的に例えば圧縮空気により、または、受動的に次作業の前の滞留時間により、行うことができる。このためにこの冷却は有利である、というのは、さもなくば多くの材料は後加工を要するからである。高温状態での機械的な応力により、融合部にクラックが発生することがあり、これがシール漏れにつながる。プロセス終了後にステップ３９で、このケーブル接続部がこの装置から取り出される。
０１ 接触箇所領域
０２ ケーブル接続部
０３ 電気ケーブル
０４ 電気導体
０５ 導体絶縁部
０７ 収縮チューブ
０８ 第１領域
０９ 第２領域
１０ 外側縁部領域
１２ 電気コネクター
１３ 収縮チューブの延長部
１４ 接続端子
２０ 高温空気供給チャネル
２１ 加熱された空気
２２ 冷却空気チャネル
２３ 冷却された空気
２４ インダクションコイル
３０ ケーブル接続部をセットする
３１ ケーブル接続部をクランプする
３２ 収縮・シールプロセス
３３ オプションとしての予備加熱
３４ 誘導加熱
３５ 収縮チューブとホットメルト接着剤の加熱
３６ 収縮チューブの完全加熱
３７ オプションとしての冷却
３８ 冷却
３９ ケーブル接続部を取り出す
０２ ケーブル接続部
０３ 電気ケーブル
０４ 電気導体
０５ 導体絶縁部
０７ 収縮チューブ
０８ 第１領域
０９ 第２領域
１０ 外側縁部領域
１２ 電気コネクター
１３ 収縮チューブの延長部
１４ 接続端子
２０ 高温空気供給チャネル
２１ 加熱された空気
２２ 冷却空気チャネル
２３ 冷却された空気
２４ インダクションコイル
３０ ケーブル接続部をセットする
３１ ケーブル接続部をクランプする
３２ 収縮・シールプロセス
３３ オプションとしての予備加熱
３４ 誘導加熱
３５ 収縮チューブとホットメルト接着剤の加熱
３６ 収縮チューブの完全加熱
３７ オプションとしての冷却
３８ 冷却
３９ ケーブル接続部を取り出す
Claims (13)
- 電気的なケーブル接続部（０２）において接触箇所を少なくとも１つ有する接触箇所領域（０１）をシールするための方法であって、前記電気的なケーブル接続部（０２）が少なくとも１本の電気ケーブル（０３）及びこの電気ケーブルと接続された少なくとも１つの導電性コンポーネント（０３、１２、１４）を含み、前記電気ケーブル（０３）が導体絶縁部（０５）を備えた少なくとも１本の電気導体（０４）を有し、しかし前記導体絶縁部は接触箇所領域（０１）内では除去されており、次のステップ、すなわち、
・前記接触箇所領域（０１）の外周部の、接触箇所領域（０１）を越えて長手方向両側に延在する第１領域（０８）に１本の収縮チューブ（０７）を配設するステップと、
・前記収縮チューブ（０７）を収縮温度に加熱するステップと、
を含む方法において、
前記収縮チューブ（０７）の加熱中に少なくとも前記接触箇所領域（０１）内で前記電気導体（０４）が付加的に誘導加熱され、その結果、前記収縮チューブ（０７）の内側に、及び／又は、前記接触箇所領域（０１）の外周部に配設されたホットメルト接着剤がその溶融温度に加熱されることを特徴とする方法。 - 前記電気導体（０４）が前記接触箇所領域（０１）内で、当該電気導体の外周部でもそのコア部においても前記ホットメルト接着剤の溶融温度以上の温度となるように誘導加熱されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 前記収縮チューブ（０７）の収縮温度への加熱が、外部からもたらされる高温空気、及び／又は、放射された赤外線により行われることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
- 前記収縮チューブ（０７）の収縮中に、前記接触箇所領域（０１）に隣接する第２領域（０９）において前記電気導体（０４）の付加的な誘導加熱が行われ、この第２領域において前記導体絶縁部（０５）がその溶融温度まで加熱されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
- 前記収縮チューブ（０７）を配設する前に、少なくとも前記接触箇所領域（０１）内でホットメルト接着剤が塗布されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
- 前記接触箇所領域（０１）に、ホットメルト接着剤から成る内側コーティングを備えた収縮チューブ（０７）が配設されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
- 少なくとも前記接触箇所領域（０１）内で、前記導体絶縁部（０５）の融解する温度範囲内の融解温度を有するホットメルト接着剤が塗布され、及び／又は、前記収縮チューブ（０７）を介して前記接触箇所領域（０１）に案内されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
- 前記収縮チューブ（０７）及び前記電気導体（０４）の加熱中に、この収縮チューブ（０７）の外側縁部領域（１０）が冷却されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
- 前記収縮チューブ（０７）が、少なくとも１本の電気ケーブル（０４）及び電気コネクター又は電気接続端子として作られた少なくとも１つの導電性コンポーネントを有する電気的なケーブル接続部（０２）の接触箇所領域（０１）に配設されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
- 電気的なケーブル接続部（０２）において接触箇所を少なくとも１つ有する接触箇所領域（０１）をシールするための装置であって、前記ケーブル接続部（０２）が、導体絶縁部（０５）を備えた少なくとも１本の電気導体（０４）を有する少なくとも１本の電気ケーブル（０３）及びこの電気ケーブル（０３）と接続された少なくとも１つの導電性コンポーネント（０３、１２、１４）を有し、前記接触箇所領域（０１）内では前記電気ケーブル（０３）の前記電気導体（０４）が導体絶縁部（０５）を有しておらず、前記収縮チューブ（０７）を収縮温度に加熱するための熱源を有している装置において、
少なくとも前記接触箇所領域（０１）内で前記電気導体（０４）をホットメルト接着剤の溶融温度に誘導加熱するための誘導加熱設備をさらに含むことを特徴とする装置。 - 前記収縮チューブ（０７）の前記外側縁部領域（１０）を冷却するための冷却装置をさらに有することを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
- 電気的なケーブル接続部（０２）において接触箇所を少なくとも１つ有する接触箇所領域（０１）のシールであって、前記ケーブル接続部（０２）が、導体絶縁部（０５）を備えた少なくとも１本の電気導体（０４）を有する少なくとも１本の電気ケーブル（０３）及びこの電気ケーブル（０３）と接続された少なくとも１つの導電性コンポーネント（０３、１２、１４）を有し、前記接触箇所領域（０１）内では前記電気ケーブル（０３）の前記電気導体（０４）が導体絶縁部（０５）を有していない、電気的なケーブル接続部において、
・接触箇所領域（０１）を越えて長手方向両側に広がっている第１領域（０８）に、供給された熱により前記接触箇所領域（０１）の外周部に収縮装着される収縮チューブ（０７）と、
・前記接触箇所領域（０１）内に取り付けられ、前記電気導体（０４）の誘導加熱により前記接触箇所領域内の中空空間を充填するホットメルト接着剤と、
・前記接触箇所領域（０１）の少なくとも片側に接している第２領域（０９）における融合した導体絶縁部と、
を含むシール。 - 多数の電気導体（０４）が片側から前記接触箇所領域（０１）につなぎ込まれており、前記第２領域（０９）が、前記接触箇所領域（０１）に接している二次シール領域（０９ｂ）と、この二次シール領域に接している一次シール領域（０９ａ）とに分かれており、前記多数の電気導体（０４）の導体絶縁部（０５）が前記二次シール領域（０９ｂ）内で互いに融合して前記ホットメルト接着剤と接着し、前記多数の電気導体（０４）の導体絶縁部（０５）は前記一次シール領域（０９ａ）内では互いに融合しないことを特徴とする、請求項１２に記載のシール。
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