WO2022043372A1 - Kabelverbindung umfassend einen an einem freiende eines elektrischen leiters mittels eines schrumpfschlauchs verbundenes kontaktteil sowie herstellungsverfahren dafür - Google Patents

Kabelverbindung umfassend einen an einem freiende eines elektrischen leiters mittels eines schrumpfschlauchs verbundenes kontaktteil sowie herstellungsverfahren dafür Download PDF

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WO2022043372A1
WO2022043372A1 PCT/EP2021/073490 EP2021073490W WO2022043372A1 WO 2022043372 A1 WO2022043372 A1 WO 2022043372A1 EP 2021073490 W EP2021073490 W EP 2021073490W WO 2022043372 A1 WO2022043372 A1 WO 2022043372A1
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conductor
free end
connection
contact part
metal ring
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PCT/EP2021/073490
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Inventor
Wolfgang Vollberg
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Dsg-Canusa Gmbh
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/70—Insulation of connections
    • H01R4/72—Insulation of connections using a heat shrinking insulating sleeve
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/005—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for making dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof connection, coupling, or casing

Definitions

  • Cable connection comprising a contact part connected to a free end of an electrical conductor by means of a heat-shrinkable tubing, and manufacturing method therefor
  • the invention relates to an electrically conductive cable connection for sealing a connection between an insulating plastic sheathing or a plastic sheath, e.g. B. with a PVC-enclosed electrical conductor that is left free at a free end, that is, stripped, and a contact part connected to the conductor at this free end, such as e.g. B. a terminal, a plug or the like, wherein the contact part comprises a connection section for connection to the free end of the conductor.
  • a shrink tube encloses the connecting section and the free end to seal the connecting section with the free end.
  • the invention relates to an electrical line surrounded by a non-adhesive sheath or sheath, which is sometimes also simply referred to as "silicone-insulated vehicle single wire", with a contact part using a shrink tube, which closes the connection section between the contact part and the stripped free - end of the electrical conductor or the vehicle single wire in Installation position, ie shrunk to encloses sealing.
  • the invention relates to a manufacturing method for producing an at least moisture-proof, electrically conductive cable connection between an electrical conductor, which is covered by an insulating sheathing/jacket, e.g. B. made of silicone or PVC or PTFE and one free end is left free (stripped), as well as a contact part connected to this free end at a connection point with the conductor, e.g. B. a terminal, a plug, another electrical conductor or the like. This is surrounded by a shrink tube and sealed by heating the shrink tube.
  • an insulating sheathing/jacket e.g. B. made of silicone or PVC or PTFE and one free end is left free (stripped), as well as a contact part connected to this free end at a connection point with the conductor, e.g. B. a terminal, a plug, another electrical conductor or the like.
  • This is surrounded by a shrink tube and sealed by heating the shrink tube.
  • DE 10 2015 222 582 A1 discloses a device for sealing a connection between an electrical conductor with PVC insulation, which leaves one end of the conductor free, and a contact part that is electrically connected to the conductor.
  • the contact part is covered with a sheath made of a semi-crystalline thermoplastic, with the contact part being exposed in the area of contact with the conductor.
  • a sleeve-shaped adapter made of a semi-crystalline thermoplastic is inserted, which encloses the conductor with a seal in one end area of the PVC insulation or sheathing.
  • the device comprises an overmold made of a thermoplastic or polymeric elastomer, which covers the exposed free end of the conductor, the exposed portion of the contact part and at least portions of the adapter and the sheathing of the contact part.
  • Silicone cables are mainly used today because of their very good bending properties, but not necessarily because of their high temperature resistance.
  • silicone-insulated cables has been limited in the automotive sector, because although silicone provides a very good seal for the cable itself, it has very good bending properties, which enable smaller radii than, for example, PVC-coated cables, but due to the poor adhesion properties of silicone up to - for a long time are not suitable for a sealing sheathing with a shrink tube.
  • the invention is based on the object of at least partially overcoming these disadvantages avoid and in particular to provide a cable connection in which the sheathing of the cable has low adhesion properties, in particular as a silicone-coated or PTFE line is designed and at the same time has the required tightness.
  • the cable connection according to the invention is characterized in that a metal ring is pressed onto the conductor near the free end, ie in the area of the connection point, in such a way that a medium-tight connection is formed between the metal ring and the sheathing.
  • the casing/casing is designed as a silicone or PTFE casing and the metal ring is pressed onto the outside of the casing in a sealing manner and fixed in position in the vicinity of the connecting section.
  • the heat-shrink tubing is double-walled with an outer plastic jacket and an inner adhesive. When heated, this adhesive inside the heat-shrinkable tube sticks to the metallic contact part and the metal ring to realize a media-tight, at least watertight, connection.
  • the insulating sheath or the insulating jacket consists of silicone or PTFE, to which no adhesives adhere.
  • this object is already achieved in that a metal ring is applied to the free end of the electrical conductor, that the metal ring is pressed onto the sheathing of the conductor in such a way that the metal ring seals with the silicone or PTFE sheath line is connected and that the Shrink tubing, in which an inner adhesive is preferably co-extruded, is sealingly connected to the metal ring and the metal connecting section when heated.
  • the invention thus provides a mechanically implemented watertight solution to the effect that the line or the metal ring enclosing the insulating jacket of the line is pressed positively and sealingly onto the insulating jacket of the line in such a way that it is arranged immovably on the insulating jacket.
  • the ring prefferably be applied to a single-wire cable, ie with only one conductor/wire and a silicone or PTFE jacket (wire insulation) surrounding it.
  • the configuration is preferred in the case of a multi-core cable with a plurality of conductors which are circumferentially surrounded by individual conductor or wire insulation, and a cable defect which in turn circumferentially surrounds these individual wire insulations and which therefore combines the insulated conductors.
  • the conductor insulation can also consist of silicone or PTFE, or at least the cable sheath enclosing it.
  • the invention is particularly suitable for a solution for sealing splice connections between two cables and terminal arrangements at the end of a cable, specifically in the automotive sector.
  • the cable connection according to the invention was subjected to a bubble test. This provided perfect results and no escape of bubbles.
  • the connection in the metal ring and on the connection section of the contact part is therefore tight.
  • a bending stress was carried out, in which only the sealed cable lug was subjected to a bending stress.
  • the prepared samples are placed in a bending device.
  • the cable lug or the cable is put on a pin and fixed with the clamping device.
  • the line to be tested is bent once as far as it will go and then bent back again by pulling on the free end of the line (not on the heat-shrink tubing). After bending back, it can be clearly seen that the adhesion of the heat-shrink tubing and the sheathing change is otherwise not given with a silicone or TPFE sheathed cable.
  • the heat-shrink tubing bends visibly from the outer surface of the silicone cable. On the metal contact part and on the metal ring, the adhesion of the heat-shrink tubing with internal adhesive is tight and tight.
  • the metal ring is pressed onto the outer jacket surface of the line using a suitably designed pair of pliers or another tool with two half-jaws, which completely enclose the metal ring with a lower jaw part and an upper jaw part and which are then pressed together.
  • the metal ring is round on the outside and inside without corners, extensions or edges.
  • the metal ring is particularly preferably designed as a multi-crimp ring (MCR), such as this one.
  • MCR multi-crimp ring
  • B. from Oetiker GmbH, 79346 Endingen a . K. ( see www . oetiker . com) is offered .
  • This is a comprehensive closed, transition-free ring, which realizes a constant, even surface pressure on the casing and is pressed on using a special clamping tool in such a way that the inner diameter of the metal ring is evenly reduced over the entire circumference, by 10 to 15 percent, in particular 12 - 14 percent .
  • the metal ring is thus pressed onto the jacket of the conductor and not just placed on it.
  • the advantage of the invention is that sometimes the same pressing device can be used, but with different tools, with which the connecting section of the contact part can be pressed or connected to the free end of the line. is connected .
  • the solution according to the invention can be used for any large line cross section, but preferably for a line cross section from 6 mm 2 .
  • the metal ring Since the metal ring is surrounded by the heat-shrink tubing when installed, it is sometimes not visible if the heat-shrink tubing is not transparent. Using a metal detector, however, it can be easily and automatically determined as part of the quality check whether the metal ring is arranged at the appropriate point.
  • the contact part is also particularly preferably made of metal, in particular made of stainless steel, which in addition to the metal ring realizes a particularly good connection with the shrink tube, which adapts to the outer geometry of the connection section and the metal ring when heated and adapts this circumferentially or . fully enclosed and sealed.
  • Reliable sealing is achieved by applying an adhesive to the inside of the shrink tube or is arranged, particularly preferably a "modified polyamide adhesive mixture" with very good adhesion properties on metal surfaces applied adhesive the inner wall of the shrink tubing.
  • the adhesive can have different flow properties. Furthermore, more or less adhesive can be provided on the inside of the shrink tubing. These adhesive properties depend on the application, e.g. depending on the geometry of the ring - or tubular cable lugs, different amounts of adhesive and different flow properties are required.
  • the tube and the adhesive are coextruded in one process step.
  • the connecting section of the contact part is preferably designed as a ring or tubular cable lug, so that the free end of the stripped conductor can be inserted into a metal receiving area and an electrical connection is established between the contact part and the free end of the conductor.
  • the metal ring is preferably separated from a proximal end of the contact part or the connection section arranged spaced apart. This distance does not have to be more than 0.5 to 1 cm.
  • the bending radius of the line can be influenced by the distance between the metal ring and the proximal end of the connecting section of the contact part.
  • the bend radius can be increased by increasing the distance of the metal ring from the proximal end of the connector Section is increased.
  • the cable connection is designed as a cable end connection, ie it is provided at a line end of the cable.
  • the metal ring is particularly preferably designed as a high-grade steel ring for mechanical sealing with the casing.
  • various distances from the proximal end of the terminal were selected for specific applications, in particular distances greater than or equal to 5 mm to 15 mm or more.
  • distances greater than or equal to 5 mm to 15 mm or more it has been shown that different distances from the proximal end of the terminal result in different flexibility, which in the test leads to an increased or reduced degree of flexibility. reduced load on the adhesion of the adhesive or of the heat-shrink tubing to the metal ring and the terminal .
  • the indefinite article and the definite article do not refer only to a single component, but are to be understood as “at least one”.
  • the terminology includes the aforementioned words, modifications thereof and similar meanings.
  • the terms "about,””substantially,” and similar terms in connection with the dimensions and a property of a component of the invention do not describe the described dimension and property as a strict limit or parameter and minor modifications do not exclude which are functionally similar
  • FIG. 1 shows a side view of a first embodiment of a cable connection according to the invention using the example of a cable for realizing a cable end connection and
  • FIG. 2 shows a side view of a second embodiment of the cable connection using the example of a splice connection
  • FIG. 1 shows a side view of a terminal with a tubular cable lug attached to the stripped free end of a cable 2 with a cable diameter of approximately 6 mm 2 .
  • the cable 2 is designed with a plurality of copper wires and is completely surrounded by a silicone sheathing 2a.
  • the front end on the left in the figure is stripped to form the free end 2b and for connection to a known terminal 4, which has a fastening flange 4a and a tubular cable lug 4b of about 2 cm length that extends proximally to the cable 2, in which the stripped Free end 2b of the cable 2, ie the stripped copper strands, inserted or. are pluggable.
  • the tubular cable lug 4a is in the central rich connected by pressing or crimping with the copper strands of the cable 2.
  • an approximately 5 mm long metal ring 6 made of stainless steel is pressed onto the outer surface of the cable 2, ie on its outer sheathing 2a.
  • Terminal 4 and the cable end or end is completely enclosed on the outside.
  • Free end of the cable through a double-walled shrink tube 8, which has an outer plastic jacket and is provided with a hot-melt adhesive on the inside.
  • this hot-melt adhesive connects to the tubular cable lug 4a of the terminal 4 and the metal ring 6 of the cable 2 to implement a tight and permanent connection.
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of a splice connection, designed according to the invention, of two coaxially extending cables 10, 12, which each include free ends 10a, 12a at their front ends pointing towards one another, that is to say are stripped.
  • stainless steel metal rings 14, 16 are pressed onto the outside of their silicone sheaths 10a, 12a to implement a mechanical connection between these metal rings 14, 16 and the cables 10 , 12 .
  • the splice connection is bordered on the outside by a double-walled shrink tube 18, which includes an outer plastic jacket with hot-melt adhesive on the inside.
  • the hot-melt adhesive also connects to the metal rings 14, 16 to realize a permanent and tight connection of the splice connection.
  • the examination of this arrangement showed after approx. 3000 hours a constant sealing function over the service life including the bending tests according to LV 312-3 from May 2019.
  • Cable connection comprising a contact part connected to a free end of an electrical conductor by means of a heat-shrinkable tube, and manufacturing method for it

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kabelverbindung mit einem von einer isolierenden Ummantelung (2a, 10a, 12a), z.b. aus Silikon oder PVC umschlossenen, elektrischen Leiter, der an einem Freiende (2b) frei gelassen ist, und einem an diesem Freiende (2b) mit dem Leiter verbundenen Kontaktteil, wie z.B. einem Terminal (4), einem Stecker oder dergleichen, wobei das Kontaktteil einen Verbindungsabschnitt ausgebildet zur Verbindung mit dem Freiende des Leiters umfasst, sowie einem den Verbindungsabschnitt und das Freiende dichtend insbesondere gegen Feuchtigkeit umschließenden Schrumpfschlauch (8, 18). Zur zuverlässigen Abdichtung von Leitungen mit einer wenighaftenden Ummantelung, insbesondere einer Silikonummantelung schlägt die Erfindung vor, dass auf dem Leiter in der Nähe des Verbindungsabschnitts ein Metallring (6, 14, 16) aufgepresst ist.

Description

Kabelverbindung umfassend einen an einem Freiende eines elektrischen Leiters mittels eines Schrumpfschlauchs verbun- denes Kontaktteil sowie Herstellungsverfahren dafür
Die Erfindung betrifft eine elektrisch leitende Kabelverbin- dung zur Abdichtung einer Verbindung zwischen einem von ei- ner isolierenden Kunststoff-Ummantelung oder einem Kunst- stoffmantel, z . B . mit einem PVC- umschlossenen, elektrischen Leiter, der an einem Freiende frei gelassen, also abisoliert ist , und einem an diesem Freiende mit dem Leiter verbundenen Kontaktteil, wie z . B . einem Terminal, einem Stecker oder dergleichen, wobei das Kontaktteil einen Verbindungsab- schnitt zur Verbindung mit dem Freiende des Leiters umfasst . Den Verbindungsabschnitt und das Freiende umschließt ein Schrumpf schlauch zur Abdichtung der des Verbindungsab- schnitts mit dem Freiende .
Insofern betrifft die Erfindung einen mit einer wenig haf- tenden Ummantelung oder einem Mantel umgebende elektrische Leitung, welche mitunter auch einfach als „silikonisolierte Fahrzeugeinzelader" bezeichnet wird, mit einem Kontaktteil mittels eines Schrumpfschlauchs , welcher den Verbindungsab- schnitt zwischen dem Kontaktteil und dem abisolierten Frei- ende des elektrischen Leiters bzw . der Fahrzeugeinzelader in Einbaulage, also auf geschrumpft abdichtend umschließt .
Ferner betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren zur Herstellung einer zumindest feuchtigkeitsdichten, elektrisch leitenden Kabelverbindung zwischen einem elektrischen Lei- ter, der von einer isolierenden Ummantelung/Mantel, z . B . aus Silikon oder PVC oder PTFE umschlossen ist und einem Freien- de frei gelassen (abisoliert ) ist , sowie einem mit diesem Freiende an einer Verbindungsstelle mit dem Leiter verbunde- nen Kontaktteil, wie z . B . einem Terminal, einem Stecker, einem anderen elektrischen Leiter oder dergleichen . Die wird von einem Schrumpf schlauch umschlossen und durch Erwärmung des Schrumpf schlauchs abgedichtet .
Stand der Technik
Aus der DE 10 2015 222 582 Al ist eine Vorrichtung zur Ab- dichtung einer Verbindung zwischen einem elektrischen Leiter mit einer PVC-I solierung bekannt , die ein Ende des Leiters frei lässt , und einem, mit dem Leiter elektrisch verbundenen Kontaktteil . Das Kontaktteil ist mit einer Ummantelung aus einem teilkristallinen Thermoplast bedeckt , wobei das Kon- taktteil im Bereich der Kontaktierung mit dem Leiter frei liegt . Ein hülsenförmiger Adapter aus einem teilkristallinen Thermoplast wird eingeführt , der mit einer Dichtung den Lei- ter in einem Endbereich der PVC-I solierung oder Ummantelung umschließt .
Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine Umspritzung aus einem thermoplastischen oder polymeren Elastomer, die das freilie- gende Freiende des Leiters , den freiliegenden Anteil des Kontaktteils und zumindest Anteile des Adapters und der Um- mantelung des Kontaktteils bedeckt .
Weiterer Stand der Technik ist aus der DE 11 2011 102 236 T5 , DE 30 33 211 Al , EP 0 065 113 Al und DE 100 55 102 Al . Nachteile am Stand der Technik
Eine ausreichende Dichtigkeit , insbesondere gegen kriechende Feuchtigkeit , ist bei derartigen Kabelendverbindungen sehr wichtig, um eine Beschädigung der Elektrik wirksam zu ver- hindern .
Gängige Hotmelt-Lösungen bestehen den Bubble-Test , bei wel- cher die Kabelendverbindung in Wasser eingetaucht und die Leitung vom anderen Ende mit Druck beaufschlag wird, vor- erst , aber Ausfälle treten nach Alterung, Temperaturänderun- gen und Vibrationen auf .
Silikonkabel werden heute hauptsächlich aufgrund der sehr guten Biegeeigenschaften, aber nicht unbedingt aufgrund der hohen Temperaturbeständigkeit eingesetzt .
Es ist davon auszugehen, dass die Nutzung von Silikon- Ummantelungen in den nächsten Jahren im Hinblick auf die zukünftige Elektrifizierung ( „EV-Trends" ) von Kraftfahrzeu- gen zunehmen werden und insofern die Anforderungen an eine verlässliche Dichtigkeit steigen .
Die Verwendung von silikonisolierten Kabeln war bislang im Fahrzeugbereich beschränkt möglich, weil Silikon zwar eine sehr gute Abdichtung des Kabels selbst realisiert , sehr gute Biegeeigenschaften aufweist , die geringere Radien als bei- spielsweise mit PVC ummantelte Leitungen ermöglichen, aber aufgrund der geringen Haftungseigenschaften von Silikon bis- lang nicht für eine dichtende Ummantelung mit einem Schrumpf schlauch geeignet sind .
Aufgabe
Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik und den damit verbundenen Nachteilen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zumindest teilweise zu vermeiden und insbesondere eine Kabelverbindung vorzusehen, bei welcher die Ummantelung des Kabels geringe Haftungsei- genschaften aufweist , insbesondere als silikonummantelte oder PTFE-Leitung ausgebildet ist und die gleichzeitig die benötigte Dichtigkeit aufweist .
Erfindung
Die Aufgabe wird bereits durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst . Vorteilhafte Merkmale sind in den Unteran- sprüchen wiedergegeben .
Die erfindungsgemäße Kabelverbindung zeichnet sich dadurch aus , dass auf dem Leiter in der Nähe des Freiendes , also im Bereich der Verbindungsstelle ein Metallring so aufgepresst ist , dass zwischen dem Metallring und der Ummantelung eine mediendichte Verbindung ausgebildet ist .
Die Ummantelung/der Mantel ist dabei als Silikon- oder PTFE- Ummantelung ausgebildet und der Metallring ist in der Nähe des Verbindungsabschnitts dichtend und lagefixiert auf die Außenseite der Ummantelung aufgepresst . Der Schrumpf schlauch ist doppelwandig ausgebildet mit einen äußeren Kunststoff- mantel und einem inneren Kleber . Dieser Kleber innerhalb des Schrumpf schlauchs verklebt beim Erhitzen mit dem metalli- schen Kontaktteil und dem Metallring zur Realisierung einer mediendichten, jedenfalls wasserdichten Verbindung . Die iso- lierende Ummantelung bzw . der isolierende Mantel besteht aus Silikon oder PTFE, auf denen keine Kleber haften .
Bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wird diese Aufgabe bereits dadurch gelöst , dass auf das Freiende des elektrischen Leiters ein Metallring aufgebracht wird, dass der Metallring auf die Ummantelung des Leiters so aufge- presst wird, dass der Metallring dichtend mit dem Silikon- oder PTFE-Mantel der Leitung verbunden ist und dass der Schrumpf schlauch, in dem ein Innenkleber vorzugsweise co- extrudiert ist , beim Erwärmen mit dem Metallring und dem metallischen Verbindungsabschnitt dichtend verbunden wird .
Diese überraschend einfache Lösung realisiert somit eine mechanische Verbindung der Ummantelung des Leiters indem der Ring in die Außenfläche des Leiters eingepresst wird . Der Ring bietet dann eine Haftfläche, auf welcher der Schrumpf- schlauch haften kann, um die notwendige Abdichtung von dem Metallring bis zu dem Verbindungsabschnitt des Kontaktteils zu gewährleisten .
Die Erfindung sieht somit eine mechanisch realisierte was- serdichte Lösung dahingehend vor, dass der die Leitung bzw . den isolierenden Mantel der Leitung umschließende Metallring formschlüssig und dichtend auf den isolierenden Mantel der Leitung so aufgepresst ist , dass dieser unverrückbar auf der isolierenden Ummantelung angeordnet ist .
Es liegt dabei im Rahmen der Erfindung des der Ring auf ei- nem einadrigen Kabel, mit also lediglich einem Leiter/einer Ader und einem diesem umschließenden Silikon- oder PTFE- Mantel (Drahtisolierung) aufgebracht wird . Bevorzugt ist die Ausbildung jedoch bei einem mehradrigen Kabel mit mehreren Leitern, die von einzelnen Leiter- oder Drahtisolierungen umfänglich umschlossen sind, und einem diese einzelnen Drah- tisolierungen wiederum umfänglich umschließenden Kabelman- gel, welcher die isolierten Leiter also zusammenfasst . Dabei können auch die Leiterisolierungen aus Silikon- oder PTFE bestehen, zumindest aber der diese einfassende Kabelmantel .
Besonders geeignet ist die Erfindung für eine Lösung zur Abdichtung von Splice-Verbindungen zwischen zwei Kabeln und Terminalanordnungen am Ende eines Kabels , und zwar insbeson- dere im Fahrzeugbereich . Vor einer Biegebeanspruchung im Biegetest wurde die erfin- dungsgemäße Kabelverbindung einem Bubble-Test unterzogen . Dieser lieferte einwandfreie Ergebnisse und kein Austritt von Blasen . Die Verbindung im Metallring und am Verbindungs- abschnitt des Kontaktteils ist also dicht . Sodann wurde eine Biegebeanspruchung vorgenommen, bei welcher nur der abge- dichtete Kabelschuh einer Biegebeanspruchung ausgesetzt wur- de . Die vorbereiteten Proben werden in eine Biegevorrichtung eingebracht . Der Kabelschuh bzw . das Kabel wird auf einen Stift gesteckt und mit der Spannvorrichtung fixiert . Die zu prüfende Leitung wird durch Ziehen am freien Leitungsende (nicht am Schrumpf schlauch) einmal bis zum Anschlag abgewin- kelt und wieder zurückgebogen . Nach dem Zurückbiegen ist deutlich zu erkennen, dass die Haftung des Schrumpf schlauchs und die Ummantelungwandlung ansonsten bei einer von Silikon- oder von TPFE ummantelten Leitung nicht gegeben ist . Der Schrumpf schlauch biegt sich sichtbar von der äußeren Mantel- fläche der Silikonleitung ab . Am metallischen Kontaktteil und am Metallring ist die Haftung des Schrumpf schlauchs mit Innenklebers fest gegeben und dicht .
Das Aufpressen des Metallrings auf die äußere Mantelfläche der Leitung erfolgt durch eine entsprechend ausgebildete Zange oder einem anderen Werkzeug mit zwei Halbbacken, wel- che mit einem Backenunterteil und einem Backenoberteil den Metallring vollumfänglich umschließen und welche sodann zu- sammengepresst werden .
Der Metallring ist umfänglich rund, ohne Ecken, Fortsätze oder Kanten, und zwar an der Außen- und der Innenseite .
Besonders bevorzugt ist der Metallring als Multi-Crimp-Ring (MCR) ausgebildet , wie dieser z . B . von der Oetiker Deutsch- land GmbH, 79346 Endingen a . K . ( siehe www . oetiker . com) ange- boten wird . Hierbei handelt es sich um einen umfänglich ge- schlossenen, übergangsfreien Ring, der eine konstante, gleichmäßige Flächenpressung auf die Ummantelung realisiert und mittels eines besonderen Spannwerkzeugs so aufgepresst wird, dass der Innendurchmesser des Metallrings vollumfäng- lich gleichmäßig reduziert wird, und zwar um 10 bis 15 Pro- zent , insbesondere 12 - 14 Prozent . Damit wird zwischen der Ummantelung des Leiters und dem Metallring eine unbewegliche und dichte Verbindung realisiert . Der Metallring wird also auf den Mantel des Leiters aufgepresst und nicht lediglich aufgesetzt . Der Vorteil der Erfindung liegt somit darin, dass mitunter dieselbe Pressvorrichtung, aber mit unter- schiedlichen Werkzeugen eingesetzt werden können, mit wel- chem der Verbindungsabschnitt des Kontaktteils mit dem Frei- ende der Leitung verpresst bzw . verbunden wird . Die erfin- dungsgemäße Lösung ist dabei für beliebig große Leitungs- querschnitte einsetzbar, bevorzugt aber für einen Leitungs- querschnitt ab 6 mm2 .
Da der Metallring in Einbaulage von dem Schrumpf schlauch umschlossen ist , ist dieser mitunter bei einem nicht durch- sichtigen Schrumpf schlauch nicht sichtbar . Mittels eines Metalldetektors ist aber im Rahmen der Qualitätsprüfung ein- fach automatisiert feststellbar, ob der Metallring an der entsprechenden Stelle angeordnet ist .
Besonders bevorzugt ist auch das Kontaktteil aus Metall, insbesondere aus Edelstahl gefertigt , welches neben dem Me- tallring eine besonders gute Verbindung mit dem Schrumpf- schlauch realisiert , der sich beim Erwärmen an die äußere Geometrie des Verbindungsabschnitts und des Metallrings an- passt und diese umfänglich bzw . vollumfänglich dichtend um- schließt .
Die zuverlässige Abdichtung wird dadurch realisiert , dass innenseitig in dem Schrumpf schlauch ein Kleber aufgebracht oder angeordnet ist , besonders bevorzugt einen „modifizier- ten Polyamid Kleberansatz" mit sehr guten Haftungseigen- schaften auf Metalloberflächen . In diesem Zusammenhang wird auch häufig von einem doppelwandigen Schrumpf schlauch ge- sprochen, wobei der äußere Kunststoffmantel die äußere Wand bildet und der in diesem eingebrachte Kleber die innere Wand des Schrumpf schlauchs . Der Kleber kann unterschiedlich gute Fließeigenschaften aufweisen . Ferner kann mehr oder weniger Kleber innenseitig an dem Schrumpf schlauch vorgesehen sein . Diese Klebereigenschaften sind dabei abhängig vom Anwen- dungsfall, z . B . je nach Geometrie des Ring- oder Rohrkabel- schuhs werden unterschiedliche Klebermengen sowie Fließei- genschaften benötigt . Der Schrumpf schlauch ist also doppel- wandig ausgebildet , wobei die Außenwand als Schlauch ausge- bildet ist , und innenseitig an dem Kleber aufgebracht ist .
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform werden der Schlauch und der Kleber in einem Verfahrensschritt coextrudiert .
Vorzugsweise ist der Verbindungsabschnitt des Kontaktteils als Ring- oder Rohrkabelschuh ausgebildet , sodass das Frei- ende des abisolierten Leiters in einen metallischen Aufnah- mebereich eingesetzt werden kann und eine elektrische Ver- bindung zwischen dem Kontaktteil und dem Freiende des Lei- ters realisiert wird .
Bevorzugt ist der Metallring von einem dem Leiter zugewand- ten Proximalende des Kontaktteils bzw . dessen Verbindungsab- schnitts beabstandet angeordnet . Dieser Abstand muss nicht mehr als 0 , 5 bis 1 cm betragen . Bei der Entwicklung der Er- findung hat sich herausgestellt , dass über den Abstand des Metallrings von dem Proximalende des Verbindungsabschnitts des Kontaktteils der Biegeradius der Leitung beeinflusst werden kann . Der Biegeradius lässt sich erhöhen, indem der Abstand des Metallrings vom Proximalende des Verbindungsab- Schnitts erhöht wird .
Bei einer Ausführungsform ist die Kabelverbindung als Kabel- endverbindung ausgebildet , ist also an einem Leitungsende des Kabels vorgesehen .
Grundsätzlich liegt es jedoch auch im Rahmen der Erfindung, die Anordnung an einer Splice-Verbindung mittig in einem Kabel vorzusehen, wobei beidseitig von dem mittigen Splice- Bereich Metallringe außenseitig auf dem Leiter aufgepresst sind . Diese Splice-Bereiche werden auch als Parallel-Splice bezeichnet .
Besonders bevorzugt ist der Metallring als Edelstahlring zur mechanischen Abdichtung mit der Ummantelung ausgebildet .
Erfindungsgemäß wurden verschiedene Abstände anwendungsspez- fisch zum proximalen Ende des Terminals ausgewählt , insbe- sondere welche größer gleich 5 mm bis 15 mm oder mehr . Bei der Entwicklung der Erfindung hat sich gezeigt , dass durch unterschiedlich weite Abstände von dem Proximalende des Ter- minals eine unterschiedliche Flexibilität entsteht , welche beim Test zu einer erhöhten bzw . verringerten Belastung der Haftung des Klebers bzw . des Schrumpf schlauchs zum Metall- ring und zum Terminal führt .
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen .
In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben" , „unten" , „vorne" , „hinten" , „vorderes" , „hinteres" , usw . in Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Fi- gur (en) verwendet . Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierung positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschauli- chung und ist auf keinerlei Weise einschränkend . Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen . Die folgende ausführliche Beschreibung ist nicht im einschrän- kenden Sinne aufzufassen . Im Rahmen dieser Beschreibung wer- den die Begriffe „verbunden" , „angeschlossen" sowie „inte- griert" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indi- rekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten In- tegration . In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischem Bezugszeichen versehen, soweit dieses zweckmäßig ist . Die Darstellungen in den Figuren sind im Wesentlichen maßstäblich . Zur Veranschaulichung von De- tails können jedoch bestimmte Bereiche für den Fachmann er- kennbar übertrieben groß dargestellt sein . Darüber hinaus können die Zeichnungen plakativ vereinfacht sein und enthal- ten nicht jedes bei der praktischen Ausführung gegebenen- falls vorhandene Detail .
Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich der unbestimmte Artikel und der bestimmte Artikel nicht nur auf ein einzel- nes Bauteil, sondern sind zu verstehen als „mindestens eins" . Die Terminologie umfasst die zuvor genannten Worte, Abwandlungen davon sowie ähnliche Bedeutungen . Ferner sollte verstanden werden, dass die Begriffe „etwa" , „im Wesentli- chen" , und ähnliche Begriffe in Verbindung mit den Dimensio- nen und einer Eigenschaft einer Komponente der Erfindung die beschriebene Dimension und Eigenschaft nicht als strikte Grenze oder Parameter beschreiben und geringfügige Abwand- lungen davon nicht ausschließen, welche funktional ähnlich sind . Zumindest umfassen Beschreibungsteile mit numerischen Parametern auch Abwandlungen dieser Parameter gemäß den ma- thematischen und fertigungstechnischen Prinzipien im Stand der Technik, z . B . Rundungen, Abweichungen und andere syste- matische Fehler, Fertigungstoleranzen etc .
Schließlich sind bei mehreren gleichen Bauteilen bzw . Ele- menten aus Gründen der Übersichtlichkeit nur jeweils eins mit einem Bezugszeichen versehen .
Sämtliche Merkmale der jeweiligen Ausführungsbeispiele seien hierbei unabhängig voneinander auch allgemein im Rahmen der Erfindung offenbart . Es zeigen :
Figur 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kabelverbindung am Bei- spiel eines Kabels zur Realisierung einer Kabel- endverbindung und
Figur 2 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Kabelverbindung am Beispiel einer Splice- Verbindung
Figur 1 zeigt eine Seitenansicht eines Terminals mit einem Rohrkabelschuh befestigt am abisolierten Freiende eines Ka- bels 2 mit einem Leitungsdurchmesser von etwa 6 mm2 .
Bei dieser Ausgestaltung ist das Kabel 2 mit mehreren Kup- feradern ausgestaltet und vollumfänglich mit einer Siliko- nummantellung 2a umschlossen . Das in der Figur linksseitige Stirnende ist abisoliert zur Bildung des Freiendes 2b und zur Verbindung mit einem bekannten Terminal 4 , welcher einen Befestigungsflansch 4a sowie einem sich proximal zu dem Ka- bel 2 erstreckenden Rohrkabelschuh 4b von etwa 2 cm Länge aufweist , in welchen das abisolierte Freiende 2b des Kabels 2 , also die abisolierten Kupferlitzen, eingesteckt bzw . einsteckbar sind . Der Rohrkabelschuh 4a ist im mittigen Be- reich durch Verpressen bzw. Vercrimpen mit den Kupferlitzen des Kabels 2 verbunden .
Etwa 1 cm beabstandet vom proximalen Stirnende des Rohrka- belschuhs 4a ist auf der äußeren Mantelfläche des Kabels 2 , also auf dessen äußerer Ummantelung 2a ein etwa 5 mm langer Metallring 6 aus Edelstahl aufgepresst .
Außenseitig vollumfänglich umschlossen wird die Anordnung aus Terminal 4 und Kabelstirnende bzw . Kabelfreiende durch einen doppelwandigen Schrumpf schlauch 8 , der einen äußeren Kunststoffmantel aufweist und innenseitig mit einem Heißkle- ber versehen ist . Dieser Heißkleber verbindet sich beim Schrumpfen des Schrumpf schlauchs 8 mit dem Rohrkabelschuh 4a des Terminals 4 und dem Metallring 6 des Kabels 2 zur Reali- sierung einer dichten und permanenten Verbindung .
Figur 2 zeigt eine alternative Ausbildung einer erfindungs- gemäß ausgebildeten Splice-Verbindung von zwei sich coaxial erstreckende Kabel 10 , 12 , die jeweils an ihren aufeinander zu gerichteten Stirnenden Freienden 10a, 12a umfassen, also abisoliert sind .
Etwa 0 , 5 cm beabstandet von den aufeinander zu gerichteten Stirnenden der Kabel 10 , 12 sind außenseitig auf deren Sili- konummantelungen 10a, 12a Edelstahl-Metallringe 14 , 16 auf- gepresst zur Realisierung einer mechanischen Verbindung zwi- schen diesen Metallringen 14 , 16 und den Kabeln 10 , 12 . Au- ßenseitig umfänglich eingefasst wird die Splice-Verbindung durch einen doppelwandigen Schrumpf schlauch 18 , der einen äußeren Kunststoffmantel mit innenseitigem Heißkleber um- fasst . Beim Schrumpfen des Schrumpf schlauchs 18 verbindet sich der Heißkleber zusätzlich mit den Metallringen 14 , 16 zur Realisierung einer permanenten und dichten Verbindung der Splice-Verbindung . Die Prüfung dieser Anordnung ergab nach ca . 3000 Stunden eine konstante Dicht funktion über die Lebensdauer inklusive der Biegeversuche gemäß LV 312-3 vom Mai 2019 .
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, son- dern aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche un- tereinander . Alle in den Unterlagen - einschließlich der Zusammenfassung - offenbarten Angaben und Merkmale, insbe- sondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Aus- bildung werden als erfindungswesentlich beansprucht , soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind .
Kabelverbindung umfassend einen an einem Freiende eines elektrischen Leiters mittels eines Schrumpfschlauchs verbun- denes Kontaktteil sowie Herstellungsverfahren dafür
Figure imgf000016_0001
2 Kabel
2a Ummantelung
2b Freiende
4 Terminal
4a Verbindungsflansch
4b Rohrkabelschuh (RKS )
6 Metallring
8 Schrumpf schlauch
10 Kabel
10a Silikonummantelung
12 Kabel
12a Silikonummantelung
14 , 16 Metallring
18 Schrumpf schlauch

Claims

Patentansprüche Kabelverbindung mit einem von einer isolierenden Umman- telung (2a) umschlossenen, elektrischen Leiter, der an einem Freiende (2b) frei gelassen ist, und einem an diesem Freiende (2b) mit dem Leiter verbundenen, metal- lischen Kontaktteil, wie z.B. einem Terminal (4) , einem Stecker oder dergleichen, wobei das Kontaktteil einen Verbindungsabschnitt ausgebildet zur Verbindung mit dem Freiende des Leiters umfasst, sowie einem den Verbin- dungsabschnitt und das Freiende (2b) dichtend insbeson- dere gegen Feuchtigkeit umschließenden Schrumpf schlauch (8) , DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS die Ummantelung als Silikon- oder PTFE-Ummantelung ausgebildet ist, dass auf die Ummantelung des Leiters in der Nähe des Verbin- dungsabschnitts ein Metallring (6) dichtend und lagefi- xiert aufgepresst ist, DASS der Schrumpf schlauch dop- pelwandig ausgebildet ist, der einen äußeren Kunst- stoffmantel mit einem inneren Kleber umfasst, und dass der doppelwandige Schrumpf schlauch mittels des Klebers mit dem metallischen Kontaktteil und dem Metallring (6) verbunden ist.
2. Kabelverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS der Verbindungsab- schnitt ausgebildet ist als Rohrkabelschuh (4b) .
3. Kabelverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS der Metallring (6) von einem dem Leiter zugewandten Proximalenden des Kon- taktteils bzw. dessen Verbindungsabschnitt beabstandet ist .
4. Kabelverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS diese als Kabelend- verbindung ausgebildet ist.
5. Kabelverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS als Splice-Verbindung ausgebildet ist.
6. Herstellungsverfahren zur Herstellung einer zumindest feuchtigkeitsdichten Kabelverbindung zwischen einem elektrischen Leiter, der von einer isolierenden Kunst- stoff-Ummantelung (2a) umschlossen ist und einem Frei- ende (2b) frei gelassen ist, sowie einem mit diesem Freiende an einer Verbindungsstelle mit dem Leiter ver- bundenen, metallischen Kontaktteil, wie z.B. einem Ter- minal (4) , einem Stecker, einem anderen elektrischen Leiter, wobei die Verbindungsstelle von einem Schrumpf- schlauch (8) umschlossen und durch Erwärmung des Schrumpf schlauchs (8) abgedichtet wird, DADURCH GEKENNZEICHNET, dass die Ummantelung Silikon oder PTFE umfasst oder daraus besteht, dass auf das Freiende (2b) des elektrischen Leiters ein Metallring (6) aufgebracht wird, dass der Metallring (6) auf die Ummantelung (2a) des Leiters unter Reduzierung umfänglich gleichmäßiger 17
Reduzierung des Innendurchmessers dichtend aufgepresst wird, dass der Schrumpf schlauch (8) doppelwandig ausge- bildet ist mit einem äußeren Kunststoffmantel sowie ei- nem in diesem äußeren Kunststoffmangel eingebrachten Kleber, dass der Schrumpf schlauch beim Erwärmen mit dem
Metallring (6) dichtend verbunden wird und dass zusätz- lich zu dem Schrumpf schlauch (8) der in diesem enthal- tene Kleber erwärmt und mit dem Metallring (6) und dem Kontaktteil verbunden wird.
7. Herstellungsverfahren nach Anspruch 6, wobei das Kon- taktteil einen Verbindungsabschnitt ausgebildet zur Verbindung mit dem Freiende des Leiters umfasst, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS der Verbindungsabschnitt mit dem Freiende (2b) verpresst wird und der Metallring (6) mit der Ummantelung (2a) des Leiters verpresst wird .
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