WO2018036928A1 - Kabel und vorrichtung zu dessen herstellung - Google Patents

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sealant
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suction device
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Michael Grotz
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Eugen Forschner Gmbh
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/28—Protection against damage caused by moisture, corrosion, chemical attack or weather
    • H01B7/282—Preventing penetration of fluid, e.g. water or humidity, into conductor or cable
    • H01B7/285—Preventing penetration of fluid, e.g. water or humidity, into conductor or cable by completely or partially filling interstices in the cable
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/14—Extreme weather resilient electric power supply systems, e.g. strengthening power lines or underground power cables

Definitions

  • the invention relates to a cable with an enclosure according to the preamble of claim 1 and an apparatus for its production according to claim 6.
  • a sealing element for a cable is known from DE 20 210 296 U1.
  • a sealing element made of a highly elastic material is arranged in the cable channel of the cable feedthrough, which is traversed by a number of lines corresponding number of individual channels through which the lines are individually guided. Due to the solid cross section of the sealing element and an additionally provided potting compound, the oil can not pass through the interior of the connector.
  • the sealing element is preferably made of an elastomer.
  • a plug with capillary is described.
  • a potting compound completely surrounds the bare wires and seals them reliably.
  • the encapsulation with encapsulant thus acts as a capillary barrier.
  • the object of the invention is to provide a cable and a device for its production with an integrated protection against moisture and to describe a device for producing a thus sealed cable.
  • a highly reliable process-reliable production of a sealed cable is possible, which has a reliable capillary barrier to protect against the ingress of moisture.
  • applications in the automotive sector may apply as fields of application of the invention, as is the case wherever it is necessary to protect cables and connections, in particular from creeping moisture through the cables.
  • the cable according to the invention with an enclosure has at least one conductor extending in the enclosure. At least one intermediate space is arranged between this conductor and the enclosure and / or between a plurality of conductors and the enclosure of the cable.
  • the number of conductors in each cable depends on the function of the cable used. Examples of the function may be: cables for conducting electrical energy for powering electrical components or control lines for conducting electrical control currents.
  • a sealing means for sealing a first end of the cable against the ingress of liquids can be introduced.
  • the sealant which forms a sealant filling with a defined layer thickness in the at least one intermediate space, is hereby connected by means of a whose end of the cable sealingly arranged suction device bubbles introduced into the cable.
  • the sealant filling has a defined layer thickness after the bubble-free introduction into the cable.
  • the sealing means which is stored in a container at the suction end of the opposite end of the cable, is sucked into the at least one gap of the cable by a negative pressure caused by the suction device. A stripped end of each line optionally protrudes into the sealant located in the container.
  • the sealant consists of liquid or pasty material, such as highly viscous silicone or polyester resin.
  • the sealant filling is advantageously temperature-curable or UV-curable, whereby a reliable reproducibility of the quality of the sealant filling is possible.
  • the sealant contains a solvent.
  • a layer thickness of the sealant filling is slightly 0.2 to 2 times the cable diameter. The advantage here is that the weight of the sealant filling in relation to the total weight of the cable in use is relatively low and that due to the relatively small layer thickness rapid curing with a short process time in a series production is possible.
  • the layer thickness of the sealant filling depends on the vacuum caused by a pump of the suction device and on the viscosity of the sealant. In the case of a sealant of low viscosity, a smaller pressure difference is sufficient; in the case of a sealant of higher viscosity, however, a higher pressure difference with respect to the environment is required in order to achieve a defined pressure difference
  • the suction device is provided in an advantageous embodiment with a sealing bell and a vent valve.
  • the sealing bell with an example circumferential seal serves to seal one end of the cable, which lies opposite the end projecting into the container.
  • the vent valve is advantageous for releasing the cable from the sealing bell at a large pressure difference between the environment and the interior of the sealing bell.
  • a solvent separator can be connected to the suction device, which can be realized, for example, by a wet granulation system.
  • the device has a curing device for controlled curing of the sealant filling.
  • the curing device can be designed as a UV lamp and / or as an ultrasonic generator and / or as a heater. The selection and use of the curing device takes place depending on the sealant used to ensure rapid curing and thus a short cycle time in a series production.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a section through the cable and a device used to produce a seal of the cable.
  • An embodiment shown in FIG. 1 shows a cable 10 with a sheath 12.
  • the cable 10 comprises a plurality of conductors 14 and a plurality of intermediate spaces 16, wherein in an embodiment not shown, for example, only a conductor 14 and a gap 16 within the enclosure 12th can be attached.
  • the cable 10 has a dependent on the number of conductors 14 and the spaces 16 diameter D10.
  • each conductor 14 is stripped. In FIG. 1, this is shown by way of example only on one of the conductors 14.
  • the stripped ends of the conductors 14 may be temporarily provided with a cap or wrapper that protects the ends from contact with the sealant 40 so that they may continue to be used as conductive contacts even after the sealant 40 has been inserted.
  • a suction device 20 is attached at an end E s of the cable 10 opposite the first end E D .
  • the suction device 20 has, for sealing the end E s of the cable 10, a sealing bell 201, which sealingly encloses the cable 10 with a seal 205.
  • a pump 202 is attached to the sealing bell 201.
  • the vacuum generated in this way can, as shown in FIG. 1, be adapted to the ambient pressure by means of a ventilation valve 203 or, alternatively, by reversing the pump 202.
  • the sealing bell 203 lifted and the cable 10 after the bubble-free introduction of the sealant 40 by sucking into the interstices 16 at the first end E D and after curing a defined layer thickness 44 of a sealant 40 formed from the sealant filling 41 from Container 42 are removed.
  • the precisely defined layer thickness of the sealant filling 41 is particularly preferably 0.2 to 2 times the diameter D10 of the cable 10. This layer thickness of the sealant filling 41 has proven in practice to be completely sufficient for producing a permanently reliable seal without the weight of the cable 10 to unnecessarily increase or unnecessarily affect the flexibility of the cable 10.
  • a curing device 30 in the exemplary embodiment shown in FIG. 1 has direct contact with the sealant filling 41. If the layer thickness 44 achieved by the bubble-free introduction of the sealant 40, this can be switched on by means of the curing device 30, which is formed for example as a UV lamp and / or an ultrasonic generator and / or a heater. However, the curing device 30 may preferably also act on the cable 10 from outside the container 42, for example by slightly raising the cable 10 over the container after sucking in the sealant filling 41 and then causing the curing device 30 to move laterally toward the cable 10 If a sealant 40 with a solvent is used, then, as shown in FIG. 1, a solvent separator 204 is provided in front of or behind the pump 202. This can be designed for example as a wet granulation system.

Landscapes

  • Insulated Conductors (AREA)
  • Processing Of Terminals (AREA)
  • Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kabel (10) mit einer Umhüllung (12), mit wenigstens einem in der Umhüllung (12) verlaufenden Leiter (14), mit wenigstens einem zwischen dem wenigstens einen Leiter (14) und der Umhüllung (12) und/oder zwischen mehreren Leitern (14) angeordneten Zwischenraum (16) und mit wenigstens einem im Zwischenraum (16) angeordneten Dichtmittel (40). Erfindungsgemäß ist für eine prozesssichere zuverlässige Abdichtung des Kabels gegen eindringende Feuchtigkeit vorgesehen, dass das Dichtmittel (40) an einem ersten Ende (ED) des Kabels (10) eine Dichtmittel-Füllung (41) mit einer definierten Schichtdicke (44) aufweist und blasenfrei mittels einer an einem dem ersten Ende (ED) gegenüberliegenden Ende (ES) des Kabels (10) angeordneten Saugvorrichtung (20) in den wenigstens einen Zwischenraum (16) einbringbar ist. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Herstellung eines derartig abgedichteten Kabels.

Description

Kabel und Vorrichtung zu dessen Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Kabel mit einer Umhüllung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zu dessen Herstellung gemäß Anspruch 6.
Ein Dichtelement für ein Kabel ist aus der DE 20 210 296 U1 bekannt. Hierbei ist im Kabelkanal der Kabeldurchführung ein Dichtelement aus einem hochelastischen Material angeordnet, das von einer der Leitungsanzahl entsprechenden Anzahl von Einzelkanälen durchsetzt ist, durch die die Leitungen einzeln geführt werden. Aufgrund des massiven Querschnittes des Dichtelementes und einer zusätzlich vorgesehenen Vergussmasse kann das Öl nicht durch das Innere des Verbindungsstückes gelangen. Das Dichtelement besteht vorzugsweise aus einem Elastomer.
In der DE10 201 1 106 727 B3 wird ein Stecker mit Kapillarsperre beschrieben. Dabei werden die einzelnen mit Isolierungen ummantelten elektrischen Leitungen, die innerhalb eines Steckerkabels sind, jeweils bereichsweise abisoliert. Beim Vergießprozess (unter Vakuum) legt sich eine Vergussmasse komplett um die blanken Drähte und versiegelt diese zuverlässig. Die Ummantelung mit Ver- gussmasse wirkt damit als Kapillarsperre. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kabel und eine Vorrichtung zu dessen Herstellung mit einem integrierten Schutz vor Feuchtigkeit zu schaffen und eine Vorrichtung zur Herstellung eines derart abgedichteten Kabels zu beschreiben. Mit der vorliegenden Erfindung ist eine sehr zuverlässige prozesssichere Herstellung eines abgedichteten Kabels möglich, welches eine zuverlässige Kapillarsperre zum Schutz vor eindringender Feuchtigkeit aufweist.
Als Einsatzgebiete der Erfindung können beispielsweise Anwendungen im Auto- motive-Bereich gelten, so wie überall dort, wo ein Schutz von Kabeln und Verbindungen insbesondere vor durch die Kabel kriechender Feuchtigkeit erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Kabel gemäß Anspruch 1 und eine Vorrichtung zur Herstellung eines solchen Kabels nach Anspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den darauf bezogenen Unteransprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Kabel mit einer Umhüllung weist wenigstens einen in der Umhüllung verlaufenden Leiter auf. Zwischen diesem Leiter und der Umhüllung und/oder zwischen mehreren Leitern und der Umhüllung des Kabels ist wenigstens ein Zwischenraum angeordnet. Die Anzahl der im jeweiligen Kabel zusam- mengefassten Leiter ist abhängig von der Funktion des verwendeten Kabels. Beispiele für die Funktion können sein: Kabel zur Leitung elektrischer Energie für eine Energieversorgung von elektrischen Bauteilen oder Steuerleitungen zur Leitung elektrischer Steuerströme.
In den wenigstens einen Zwischenraum oder die mehreren Zwischenräume, deren Anzahl abhängig von der Kabelart ist, ist ein Dichtmittel zum Abdichten eines ersten Endes des Kabels gegen das Eindringen von Flüssigkeiten einbringbar. Das Dichtmittel, welches eine Dichtmittel-Füllung mit einer definierten Schichtdicke in dem wenigstens einen Zwischenraum bildet, ist dabei mittels einer am an- deren Ende des Kabels dichtend angeordneten Saugvorrichtung blasenfrei in das Kabel einbringbar.
Die Dichtmittel-Fullung weist nach dem blasenfreien Einbringen in das Kabel eine definierte Schichtdicke auf. Das Dichtmittel, welches in einem Behälter am der Saugvorrichtung entgegengesetzten Ende des Kabels bevorratet ist, wird durch einen durch die Saugvorrichtung verursachten Unterdruck in den wenigstens einen Zwischenraum des Kabels hineingesogen. Ein abisoliertes Ende jeder Leitung ragt dabei optional in das im Behälter befindliche Dichtmittel hinein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht das Dichtmittel aus flüssigem oder pastösem Material, wie beispielsweise hochviskosem Silikon oder Polyesterharz. Die Dichtmittel-Füllung ist vorteilhafterweise temperaturaushärtbar oder UV-aushärtbar, wodurch eine zuverlässige Reproduzierbarkeit der Qualität der Dichtmittel-Füllung ermöglichbar ist.
In einer weiteren Ausgestaltungsform enthält das Dichtmittel ein Lösemittel. Dies kann beispielsweise bei Zwei-Komponenten-Dichtmitteln der Fall sein. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Kabels ist gegeben, wenn eine Schichtdicke der Dichtmittel-Füllung das etwas 0,2 bis 2-fache des Kabeldurchmessers beträgt. Der Vorteil hierbei ist, dass das Gewicht der Dichtmittel-Füllung im Verhältnis zum Gesamtgewicht des im Einsatz befindlichen Kabels relativ gering ist und dass aufgrund der relativ geringen Schichtdicke ein schnelles Aus- härten mit einer kurzen Prozesszeit bei einer Serienfertigung möglich ist.
Die Schichtdicke der Dichtmittel-Füllung ist dabei abhängig von dem durch eine Pumpe der Saugeinrichtung verursachten Unterdruck sowie von der Viskosität des Dichtmittels. Bei einem Dichtmittel niederer Viskosität genügt eine geringere Druckdifferenz, bei einem Dichtmittel höherer Viskosität ist hingegen eine höhere Druckdifferenz gegenüber der Umgebung erforderlich, um eine definierte
Schichtdicke in die Zwischenräume des Kabels einzubringen. Zur Erzeugung der für das Dichtmittel erforderlichen Druckdifferenz ist die Saugvorrichtung in einer vorteilhaften Ausgestaltungsform mit einer Dichtglocke sowie einem Belüftungsventil versehen.
Die Dichtglocke mit einer beispielsweise umlaufenden Dichtung dient dabei zum Abdichten eines Endes des Kabels, welches dem in den Behälter ragenden Ende gegenüber liegt. Das Belüftungsventil ist zum Lösen des Kabels aus der Dichtglocke bei einer großen Druckdifferenz zwischen der Umgebung und dem Inneren der Dichtglocke vorteilhaft.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform ist ein Lösemittel- Abscheider mit der Saugvorrichtung verbindbar, welcher beispielsweise durch eine Nassgranulationsanlage realisierbar ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform weist die Vorrichtung eine Aushärtevorrichtung zum kontrollierten Aushärten der Dichtmittel-Füllung auf. Die Aushärtevorrichtung kann als UV-Lampe und/oder als Ultraschall-Erzeuger und/oder als Heizung ausgebildet sein. Die Auswahl und der Einsatz der Aushärtevorrichtung erfolgt in Abhängigkeit von dem verwendenden Dichtmittel, um ein rasches Aushärten und damit eine kurze Taktzeit bei einer Serienfertigung zu gewährleisten.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des Kabels und dessen Vorrichtung zur Herstellung desselben näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch das Kabel und einer zur Herstellung einer Abdichtung des Kabels verwendete Vorrichtung. Ein in der Fig. 1 dargestelltes Ausführungsbeispiel zeigt ein Kabel 10 mit einer Umhüllung 12. Dabei umfasst das Kabel 10 mehrere Leiter 14 und mehrere Zwischenräume 16, wobei in einer nicht dargestellten Ausführungsform auch beispielsweise nur ein Leiter 14 und ein Zwischenraum 16 innerhalb der Umhüllung 12 angebracht sein können. Dabei weist das Kabel 10 ein von der Anzahl der Leiter 14 und den Zwischenräumen 16 abhängigen Durchmesser D10 auf.
An einem unteren ersten Ende ED des Kabels 10, welches in einen Behälter 42 mit einem Dichtmittel 40 ragt, ist ein Ende 15 jedes Leiters 14 abisoliert. In der Fig. 1 ist dies exemplarisch nur an einem der Leiter 14 dargestellt. Die abisolierten Enden der Leiter 14 können temporär mit einer Kappe oder einer Umwicklung versehen werden, die die Enden vor einem Kontakt mit dem Dichtmittel 40 bewahrt, so dass diese auch nach Einbringen des Dichtmittels 40 weiterhin als leitende Kontakte verwendbar sind.
An einem dem ersten Ende ED gegenüberliegenden Ende Es des Kabels 10 ist eine Saugvorrichtung 20 angebracht. Die Saugvorrichtung 20 weist zum Abdichten des Endes Es des Kabels 10 eine Dichtglocke 201 auf, die mit einer Dichtung 205 das Kabel 10 dichtend umschließt.
Zur Erzeugung eines Unterdrucks ist an der Dichtglocke 201 eine Pumpe 202 angebracht. Der so erzeugte Unterdruck kann, wie in der Fig. 1 dargestellt, durch ein Belüftungsventil 203 oder alternativ dazu durch ein Umsteuern der Pumpe 202 dem Umgebungsdruck angepasst werden. So kann die Dichtglocke 203 an- gehoben und das Kabel 10 nach dem blasenfreien Einbringen des Dichtmittels 40 durch Einsaugen in die Zwischenräume 16 am ersten Ende ED und nach dem Aushärten einer definierten Schichtdicke 44 einer aus dem Dichtmittel 40 gebildeten Dichtmittel-Füllung 41 aus dem Behälter 42 entnommen werden. Die genau definierte Schichtdicke der Dichtmittel-Füllung 41 beträgt besonders bevorzugt das 0,2- bis 2-fache des Durchmessers D10 des Kabels 10. Diese Schichtdicke der Dichtmittel-Füllung 41 hat sich in der Praxis als völlig ausreichend zur Herstellung einer dauerhaft zuverlässigen Abdichtung erwiesen, ohne das Gewicht des Kabels 10 unnötig zu erhöhen oder die Biegsamkeit des Kabels 10 unnötig zu beeinträchtigen.
Eine Aushärtevorrichtung 30 hat in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei- spiel einen direkten Kontakt zur Dichtmittel-Füllung 41 . Ist die Schichtdicke 44 durch das blasenfreie Einbringen des Dichtmittels 40 erreicht, so kann dieses mittels der Aushärtevorrichtung 30, welche beispielsweise als UV-Lampe und/oder einem Ultraschall-Erzeuger und/oder einer Heizung ausgebildet ist, zugeschaltet werden. Die Aushärtevorrichtung 30 kann aber bevorzugt auch von außerhalb des Behälters 42 auf das Kabel 10 einwirken, beispielsweise dadurch, dass das Kabel 10 nach dem Einsaugen der Dichtmittel-Füllung 41 etwas über den Behälter angehoben wird und die Aushärtevorrichtung 30 dann seitlich an das Kabel 10 heranfährt Sofern ein Dichtmittel 40 mit einem Lösemittel verwendet wird, so ist - wie in Fig. 1 dargestellt - vor oder hinter der Pumpe 202 ein Lösemittelabscheider 204 vorgesehen. Dieser kann beispielsweise als Nassgranulationsanlage ausgebildet sein.
Bezugszeichenliste
10 Kabel
12 Umhüllung (von 10)
14 Leiter (von 10)
15 Ende (von 14)
16 Zwischenraum (von 10)
D10 Durchmesser (von 10)
Es Ende (von 10, an 20)
ED Ende (von 10, an 40)
20 Saugvorrichtung
201 Dichtglocke
202 Pumpe (von 20)
203 Belüftungsventil (von 20)
204 Lösungsmittel-Abscheider (
205 Dichtung (von 20)
30 Aushärtevorrichtung
40 Dichtmittel
41 Dichtmittel-Füllung
42 Behälter (für 40)
44 Schichtdicke (von 40)

Claims

Ansprüche
Kabel (10) mit einer Umhüllung (12), mit wenigstens einem in der Umhüllung (12) verlaufenden Leiter (14), mit wenigstens einem zwischen dem wenigstens einen Leiter (14) und der Umhüllung (12) und/oder zwischen mehreren Leitern (14) angeordneten Zwischenraum (16) und mit wenigstens einem im Zwischenraum (16) angeordneten Dichtmittel (40), dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel (40) an einem ersten Ende (ED) des Kabels (10) eine Dichtmittel-Füllung (41 ) mit einer definierten Schichtdicke (44) aufweist und blasenfrei mittels einer an einem dem ersten Ende (ED) gegenüberliegenden Ende (Es) des Kabels (10) angeordneten Saugvorrichtung (20) in den wenigstens einen Zwischenraum (16) einbringbar ist.
2. Kabel (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel (40) aus flüssigem oder pastösem Material besteht.
3. Kabel (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Dichtmittel-Füllung (41 ) temperaturaushärtbar oder UV-aushärtbar ist.
4. Kabel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Dichtmittel-Füllung (41 ) ein Lösemittel enthält.
5. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke (44) der Dichtmittel-Füllung (41 ) etwa das 0,2- bis 2-fache des Durchmessers (D10) des Kabels (10) beträgt.
6. Vorrichtung zur Herstellung eines Kabels (10) mit einer an einem ersten Ende (ED) des Kabels (10) in wenigstens einen Zwischenraum (16) einzubringenden Dichtmittel-Füllung (41 ), wobei der Zwischenraum (16) zwischen wenigstens einem Leiter (14) und einer Umhüllung (12) des Kabels (10) angeordnet ist, gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen ein Dichtmittel (40) bevorratenden Behälter (42), in den das erste Ende (ED) des Kabels (10) eintauchbar ist und durch eine am dem ersten Ende (ED) gegenüberliegenden Ende (Es) des Kabels (10) anordenbare Saugvorrichtung (20).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugvorrichtung (20) wenigstens eine Dichtglocke (201 ) zum Abdichten des gegenüberliegenden Endes (Es) des Kabels (10) und eine Pumpe (202) zur Erzeugung eines Unterdrucks aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugvorrichtung (20) wenigstens ein Belüftungsventil (203) aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugvorrichtung (20) einen Lösemittelabscheider (204) aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aushärten der Dichtmittel-Füllung (41 ) eine auf das erste Ende (ED) des Kabels (10) einwirkende Aushärtevorrichtung (30) vorgesehen ist.
1 1 .Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aushärtevorrichtung (30) aus einer UV-Lampe und/oder einem Ultraschall- Erzeuger und/oder einer Heizung ausgebildet ist.
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