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Title:
SEALING OF THE CONNECTION POINT BETWEEN TWO CONDUCTORS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/180898
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (1) for covering the connection point (10) between two elongate, electrically conductive components (11, 12) in a moisture-tight manner, which device comprises a tubular sleeve (2) that surrounds the connection point (10). In the mounted position, a sealing element (3, 4) is attached to each of the two axial ends of the sleeve (2), which sealing element closes the sleeve (2) and lies tightly against the wall of the sleeve and has a feed-through (13, 14) for one of the electrically conductive components (11, 12), which feed-through is matched to the shape of the electrically conductive component (11, 12) in question in such a way that said electrically conductive component is tightly surrounded. In the mounted position, a cover (5, 6) that encompasses the sleeve and the sealing element (3, 4) located in the sleeve is attached to each of the ends of the sleeve (2), which cover has a feed-through (15, 16) for one of each of the electrically conductive components (11, 12). In the mounted position, the covers (5, 6) are attached to the sleeve (2) in such a way that each of the sealing elements (3, 4) is clamped between the cover (5, 6) and the sleeve (2).

Inventors:
STEINBERG HELMUT (DE)
MAYER UDO (DE)
Application Number:
PCT/EP2015/058752
Publication Date:
December 03, 2015
Filing Date:
April 23, 2015
Export Citation:
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Assignee:
NEXANS (FR)
International Classes:
H01R4/70; H02G15/18; H01R11/11; H01R13/512; H01R13/52
Domestic Patent References:
WO2014006647A12014-01-09
Foreign References:
US6069320A2000-05-30
DE19741572A11999-03-25
US20130171853A12013-07-04
Attorney, Agent or Firm:
GODARD, Evelin et al. (FR)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung (1) zum feuchtigkeitsdichten Abdecken der Verbindungsstelle (10) zwischen zwei länglichen, elektrisch leitenden Bauteilen (11, 12), welche eine die Verbindungsstelle (10) umgebende, rohrförmige Hülse (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in Montageposition an beiden axialen Enden der Hülse (2) je ein Dichtelement (3, 4) angebracht ist, das die Hülse (2) verschließt und dicht an der Wandung derselben anliegt und das eine Durchführung (13, 14) für je eines der elektrisch leitenden Bauteile (11, 12) aufweist, welche der Form des jeweiligen elektrisch leitenden Bauteils (11, 12) so angepaßt ist, daß dasselbe dicht umschlossen ist,

- an den Enden der Hülse (2) je ein dieselbe und das darin befindliche Dichtelement (3, 4) umgreifender Deckel (5, 6) angebracht ist, der eine Durchführung (15, 16) für je eines der elektrisch leitenden Bauteile (11, 12) aufweist, und

- die Deckel (5, 6) derart an der Hülse (2) angebracht sind, daß jedes der Dichtelemente (3, 4) jeweils zwischen dem Deckel (5, 6) und der Hülse (2) eingeklemmt ist. 2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Bauteile (11, 12) ein Kontaktelement und ein elektrischer Leiter sind.

3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Bauteile (11, 12) zwei elektrische Leiter sind. 4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Dichtelemente (3, 4) in Montageposition in die Hülse (2) hineinreicht und eine Wulst (23, 24) aufweist, welche dicht an der Wandung der Hülse (2) anliegt.

5. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckel (5, 6) an der Hülse (2) durch einen Schraubverschluß oder durch einen Bajonettverschluß angebracht sind.

6. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente (3, 4) aus Silikon oder aus Gummi bestehen.

7. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (2) aus zwei Hälften besteht, welche in Längsrichtung mit einem Filmscharnier verbunden sind. 8. Verfahren zum feuchtigkeitsdichten Abdecken der Verbindungsstelle (10) zwischen zwei länglichen, elektrisch leitenden Bauteilen (11, 12) mittels einer die Verbindungsstelle (10) umgebenden, rohrförmigen Hülse (2), dadurch gekennzeichnet,

-daß ein erstes Dichtelement (3) auf das erste der elektrisch leitenden Bauteile (11 ) aufgeschoben wird,

-daß ein zweites Dichtelement (4) auf das zweite der elektrisch leitenden Bauteile (12) aufgeschoben wird,

-daß die Hülse (2) so angeordnet wird, daß die Dichtelemente (3, 4) in Montageposition je ein axiales Ende der Hülse (2) verschließen und dicht an der Wandung derselben anliegen, wobei das erste Dichtelement (3) eine Durchführung (13) für das erste elektrisch leitende Bauteil (11) und das zweite Dichtelement (4) eine Durchführung (14) für das zweite elektrisch leitende Bauteil (12) aufweist, wobei die Durchführungen (13, 14) der Form des jeweiligen elektrisch leitenden Bauteils (11, 12) so angepaßt ist, daß dasselbe in Montageposition dicht umschlossen ist, wobei an den Enden der Hülse (2) in Montageposition je ein dieselbe und das darin befindliche Dichtelement (3, 4) umgreifender Deckel (5, 6) angebracht wird, der eine Durchführung (15, 16) für je eines der elektrisch leitenden Bauteile (11, 12) aufweist, und wobei die Deckel (5, 6) derart an der Hülse (2) angebracht werden, daß jedes der Dichtelemente (3, 4) jeweils zwischen dem Deckel (5, 6) und der Hülse (2) eingeklemmt ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste elektrisch leitende Bauteil (11) mit dem zweiten elektrisch leitenden Bauteil (12) verbunden wird, nachdem das erste Dichtelement (3) auf das erste elektrisch leitende Bauteil (11) aufgeschoben wurde und bevor das zweite Dichtelement (4) auf das zweite elektrisch leitende Bauteil (12) aufgeschoben wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste elektrisch leitende Bauteil (11) mit dem zweiten elektrisch leitenden Bauteil (12) verbunden wird, nachdem das erste Dichtelement (3) auf das erste elektrisch leitende Bauteil (11) und das zweite Dichtelement (4) auf das zweite elektrisch leitende Bauteil (12) aufgeschoben wurde.

Description:
ABDI CHTUNG DER VERBI N DUNGSSTELLE ZWI SCHEN ZWEI LEI TERN

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum feuchtigkeitsdichten Abdecken der Verbindungsstelle zwischen zwei länglichen, elektrisch leitenden Bauteilen, welche eine die Verbindungsstelle umgebende, rohrförmige Hülse aufweist, sowie auf ein Verfahren zum feuchtigkeitsdichten Abdecken der Verbindungsstelle.

Im Folgenden sollen mit „elektrisch leitenden Bauteilen" elektrische Einzelleiter, beispielsweise einzelne Litzenleiter, als auch Massivleiter, beispielsweise Kabelschuhe oder andere Kontaktelemente, bezeichnet werden.

In der Elektrotechnik und insbesondere in der Automobilelektronik kommen eine Vielzahl von elektrischen Einzelleitern und mit diesen verbundenen Kontaktelementen aus elektrisch leitendem Material zum Einsatz, um elektrische Verbindungen zu Aktuatoren, Sensoren, Steuerelementen, Batterien usw. herzustellen. Ebenfalls können Einzelleiter, beispielsweise ein Alum inium leiter und ein Kupferleiter, durch Verbinder miteinander verbunden werden. In den meisten Fällen handelt es sich dabei um flexible isolierte Litzenleiter. Der Einzelleiter und das Kontaktelement werden je nach Verbindungsart kraft- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden. Bestehen, wie in den meisten Fällen, Kontaktelement und Leiter oder die zwei miteinander verbundenen Leiter aus unterschiedlichen Metallen (beispielsweise Aluminium und Kupfer), so kann es an der Verbindungsstelle, an welcher der Leiter abisoliert ist und beide Metalle offen liegen, bei einwirkender Feuchtigkeit aufgrund der unterschiedlichen elektrochemischen Standardpotentiale der Metalle zu Kontaktkorrosion kommen. Korrosion hat einen erhöhten Übergangswiderstand zwischen den Leitern zur Folge und kann außerdem die Festigkeit der metallischen Verbindung beeinträchtigen.

Um derartige Funktionsstörungen zu vermeiden, muß die Verbindungsstelle zwischen den zwei elektrisch leitenden Bauteilen mediendicht abgedichtet werden. Vorrichtungen und Verfahren zum Abdichten von Verbindungsstellen zwischen zwei elektrischen Bauteilen sind bekannt. Beispielsweise kann um die Verbindungsstelle ein Schrumpfschlauch gebracht werden, welcher auf seiner Innenseite mit einem Heißklebstoff versehen ist und sich beim Erhitzen um die Verbindungsstelle zusammenzieht. Die Materialverbindung von Schrumpfschlauch und Klebstoff ist jedoch gegenüber starken Temperaturschwankungen, welche beispielsweise in Automobilen auftreten und denen die Leiter ausgesetzt sein können, nicht optimal beständig.

Die Verbindungsstelle kann auch direkt in einem speziellen Spritzgießverfahren mit einem Kunststoff umspritzt werden, um einen isolierenden Körper um die Verbindungsstelle zu formen. Auch diese Art der Abdichtung hält großen Temperaturschwankungen nicht gut stand.

Den genannten Methoden ist gemein, daß die Abdichtung der Verbindungsstelle gegenüber Feuchtigkeit und anderen Umwelteinflüssen nicht in jedem Fall ausreichend und zufriedenstellend ist. Die Schrumpfschlauch- und Umspritzverfahren haben außerdem den Nachteil, daß sie relativ zeitaufwendig, kostspielig und nicht optimal für Einzelleiter geeignet sind.

Die US 6 069 320 A offenbart eine Spleißabdeckungsröhre, welche mittels Gummidichtungen sowie zwei Schraubdeckeln verschlossen wird. Die Enden der Hülse sind jeweils komprimierbar, sodaß die Gummidichtungen beim Aufschrauben der Deckel radial zusammengedrückt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung und ein Verfahren zum Abdichten bereitzustellen, welche eine einfache Montage und Verarbeitung in der Produktion erlauben und eine einwandfreie, temperaturresistente Abdichtung der Verbindungsstelle zwischen zwei elektrisch leitenden Bauteilen gewährleisten.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in Montageposition

-an beiden axialen Enden der Hülse je ein Dichtelement angebracht ist, das die Hülse verschließt und dicht an der Wandung derselben anliegt und das eine Durchführung für je eines der elektrisch leitenden Bauteile aufweist, welche der Form des jeweiligen elektrisch leitenden Bauteils so angepaßt ist, daß dasselbe dicht umschlossen ist,

-an den Enden der Hülse je ein dieselbe und das darin befindliche Dichtelement umgreifender Deckel angebracht ist, der eine Durchführung für je eines der elektrisch leitenden Bauteile aufweist, und

-die Deckel derart an der Hülse angebracht sind, daß jedes der Dichtelemente jeweils zwischen dem Deckel und der Hülse eingeklemmt ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren erlauben eine sichere wasserdichte Abdichtung einer Verbindungsstelle zweier elektrisch leitender Bauteile. In Montageposition erzeugt die Vorrichtung einen mediendichten Raum um die Verbindungsstelle. Die Abdichtungsvorrichtung ist besonders robust. Die Dichtelemente umschließen die elektrischen Bauteile dicht und sind gleichzeitig dem Durchmesser der Hülse angepaßt, sodaß der abgedichtete Raum um die Verbindungsstelle aus einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen Hülse, Dichtungselementen und elektrischen Bauteilen entsteht. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Dichtelemente vor allem axial komprimiert. Dies geschieht jeweils durch das Einklemmen der Dichtelemente zwischen dem Rand der Hülse und dem Deckel. Der Vorteil einer solchen Vorrichtung besteht darin, daß die Qualität der Abdichtung unabhängig von der Geometrie der Hülse und deren Inhalt ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist deshalb mit Vorteil in Bereichen mit hohen Temperaturen bzw. Temperaturschwankungen oder Hochspannungseinrichtungen einsetzbar. Die Vorrichtung ist beispielsweise insbesondere für die Verwendung in Motorfahrzeugen geeignet. Weiterhin ist die erfindungsgemäße Vorrichtung montierbar und auch demontierbar. Deshalb sind mit Vorteil beispielsweise Reparaturen und Instandsetzungen an bereits im Einsatz stehenden Verbindungen besonders einfach durchführbar.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den

Zeichnungen dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 in Einzelteildarstellung Teile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform,

Fig. 2 die Vorrichtung nach der bevorzugten Ausführungsform in Montageposition, Fig. 3 ein Dichtelement der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 4 die Vorrichtung nach der bevorzugten Ausführungsform während eines Montageschritts, und

Fig. 5 die Vorrichtung nach der bevorzugten Ausführungsform während eines weiteren Montageschritts. In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche technische Merkmale.

Fig. 1 zeigt Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform in einer Einzelteildarstellung zur besseren Übersicht. In Fig. 2 ist die Vorrichtung nach dieser Ausführungsform in Montageposition gezeigt. Fig. 3 zeigt in vergrößerter Ansicht ein Dichtelement der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2. Die Fig. 4 und 5 zeigen die erfindungsgemäße Vorrichtung während der Montage derselben.

Die abzudichtende Verbindungsstelle 10 wird von einem Einzelleiter 11 und einem Kontaktelement 12 gebildet. Der Einzelleiter 11 ist von einer Isolierung 11a umgeben, welche am Ende des Leiters 11 entfernt wurde. Die beiden elektrischen Bauteile können beispielsweise miteinander verpreßt, verschweißt oder nach einem anderen Verfahren miteinander verbunden sein. Beispielsweise besteht das Kontaktelement 12 aus Kupfer und der Einzelleiter 11 aus Aluminium. Die Verbindung kann auch zwischen zwei Einzelleitern oder -ädern hergestellt sein, beispielsweise zwischen einem Aluminium- und einem Kupferleiter.

Die Vorrichtung 1 hat eine rohrförmige Hülse 2. Die Hülse 2 umgibt die Verbindungsstelle 10 in Montageposition. Die Hülse 2 besteht beispielsweise aus einem temperaturresistenten Kunststoff. Weiterhin weist die Vorrichtung 1 zwei Dichtelemente 3, 4 auf. Die Dichtelemente 3, 4 liegen Montageposition dicht an der Wandung der Hülse 2 an und reichen in diese hinein. Jedes der Dichtelemente 3, 4 weist eine Durchführung 13, 14 für eines der beiden elektrisch leitenden Bauteile 11, 12 auf. In der dargestellten Ausführungsform ist die Form der Durchführung 13 des ersten Dichtelements 3 dem Querschnitt der Einzelader 11 angepaßt, und die Form der Durchführung 14 des zweiten Dichtelements 4 ist dem Querschnitt des Kontaktelements 12 angepaßt. Dadurch ist sichergestellt, daß das jeweils durch die Durchführungen 13, 14 hindurchgeführte Bauteil 11, 12 dicht von dem jeweiligen Dichtelement 13, 14 umschlossen ist. Im Falle der Einzelader 11 liegt das Dichtelement 3 dicht an der Isolierung 11a derselben an. Durch ihre an die Hülse 2 und die elektrischen Bauteile 11, 12 angepaßte Form sitzen die Dichtelemente 3, 4 fest innerhalb der Vorrichtung 1 und behalten ihre Position auf dem jeweiligen elektrischen Bauteil 11, 12 sicher bei. Die Dichtelemente 3, 4 bestehen mit Vorteil aus einem elastischen, festen Werkstoff. Beispiele für einen solchen Werkstoff sind Gummi und Silikon. Diese Werkstoffe sind insbesondere sehr hitzebeständig. Die Dichtelemente 3, 4 erlauben deshalb eine wirksame Abdichtung über weite Temperaturbereiche. In der dargestellten Ausführungsform haben die Dichtelemente 3, 4 die

Form von Ringen. Diese Ringe können beispielsweise jeweils an ihrem inneren und an ihrem äußeren Durchmesser lamellenartige Vorsprünge 33a, 33b haben. Die lamellenartigen Vorsprünge 33a, 33b sind besonders geeignet, eventuelle Abweichungen zwischen den Abmessungen der Querschnitte der elektrischen Bauteile und der entsprechenden Durchführungen 13, 14 auszugleichen, ohne daß die Qualität der Abdichtung beeinträchtigt wird. Außerdem gewährleisten sie einen einwandfreien, rutschfesten Sitz der Dichtungselemente 3, 4 in der Hülse 2. Die Dichtelemente 3, 4 haben weiterhin jeweils eine Wulst 23, 24, welche einen größeren Außendurchmesser als der Rest des Ringes hat. Die Wulst 23, 24 liegt jeweils am Rand 20 an den Enden der Hülse 2 an. Die Dichtelemente 3, 4 werden im Bereich der Wulst 23, 24 axial komprimiert. Durch das Zusammenwirken von axialer und radialer Kompression ist die Dichtwirksamkeit der Dichtelemente 3, 4 besonders hoch.

Nach der bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung 1 weiterhin zwei Deckel 5, 6. Die Deckel 5, 6 dienen als Verschlußmittel der Vorrichtung 1. Die mit den Dichtelementen 3, 4 versehene Hülse 2 wird jeweils an ihren Enden mit den Deckeln 5, 6 verschlossen. Die Deckel 5, 6 weisen dafür, ebenso wie die Dichtelemente 3, 4, jeweils eine Durchführung 15, 16 für eines der elektrischen Bauteile 11, 12 auf. In der dargestellten Ausführungsform ist die Form der Durchführung 15 des ersten Deckels 5 dem Querschnitt der Einzelader 11 mit der Isolierung 11a angepaßt, und die Form der Durchführung 16 des zweiten Deckels 6 ist dem Querschnitt des Kontaktelements 12 angepaßt. Der zweite Deckel 6 weist einen Schlitz 16a auf, welcher sich vom Rand des Deckels 6 bis zu der Durchführung 16 erstreckt. Der Schlitz 16a erlaubt das seitliche Aufbringen des Deckels 6 auf das Kontaktelement 12, sodaß dieser nicht in Achsrichtung mit der Durchführung 16 auf das Kontaktelement 12 geschoben werden muß, falls das Kontaktelement 12 einen variierenden Durchmesser aufweist. Im Gegensatz zu den Dichtelementen 3, 4 muß die Anpassung der Durchführungen 15, 16 allerdings keine Mediendichtigkeit bewirken. Die Deckel 5, 6 halten die Dichtelemente 3, 4 zusätzlich in Montageposition und gewährleisten, daß die Vorrichtung 1 auch unter Zugbelastung intakt bleibt.

In der dargestellten Ausführungsform sind die Deckel 5, 6 mittels eines Bajonettverschlusses an der Hülse 2 festgestellt. Dafür weist die Hülse 2 Vorsprünge 22, welche in entsprechende Schlitze bzw. Kerben (mit den Bezugszeichen 25, 26 andeutungsweise dargestellt) der Deckel 5, 6 eingeführt werden können, auf. Die Deckel 5, 6 sind insbesondere dazu geeignet, die Wulst 23, 24 der Dichtelemente 3, 4 zwischen dem Rand 20 der Hülse 2 und den Deckeln 5, 6 einzuklemmen und leicht zu verformen. Dadurch ist der Sitz der Dichtelemente 3, 4 innerhalb der Vorrichtung 1 besonders fest und sicher.

Die Deckel 5, 6 können auch mittels anderer Verschlußarten an der

Hülse 2 befestigt werden, beispielsweise mittels eines Schraubverschlusses oder eines Clipverschlusses. Nach einer weiteren Ausführungsform kann die Hülse aus zwei Hälften bestehen, welche die Hülse der Länge nach teilen. Diese können beispielsweise entlang der Längsrichtung der Verbindungsstelle 10 mit einem Filmscharnier miteinander verbunden sein, sodaß die Hülse auf- und zuklappbar ist. Die Hülsenhälften können dann beispielsweise mittels einer Umlaufdichtung gegeneinander abdichten, sodaß die Hülse in Montageposition eine geschlossene, rohrförmige Einheit bildet.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im Folgenden anhand der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung 1 erläutert. Zunächst werden der erste Deckel 5 und das erste Dichtelement 3 auf die Isolierung 11a des ersten elektrischen Leiters 11 aufgezogen. Danach wird die Einzelader 11 mit dem Kontaktelement 12 verbunden, und die Hülse 2 wird über die Verbindungsstelle 10 geschoben. Anschließend wird das zweite Dichtelement 4 auf das mit der Einzelader 11 verbundene Kontaktteil 12 aufgezogen (Fig. 4). Die Dichtelemente 3, 4 werden in die Hülse 2 gesteckt, sodaß ein abgedichteter Raum um die Verbindungsstelle 10 entsteht. Der erste Deckel 3 wird an der Hülse festgestellt (Fig. 5). Abschließend wird der zweite Deckel 6 auf das Kontaktelement 12 aufgebracht und verschiebesicher am Kontaktelement 12 und an der Hülse 2 festgestellt (Fig. 2). In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird dazu die Hülse 2 zusammen mit dem daran festgestellten ersten Deckel 5 und dem ersten Dichtelement 3 in den zweiten Deckel 6 hineingedreht, bis der Bajonettverschluß einrastet.

Handelt es sich bei den beiden elektrisch leitenden Bauteilen 11, 12 um Einzeladern, so werden die Dichtelemente 3, 4 und gegebenenfalls die Deckel 5, 6 je auf ein elektrisches Bauteil und die Hülse 2 auf eines der elektrischen Bauteile aufgeschoben, bevor die Bauteile miteinander verbunden werden.