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 mm ² .

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 mm ² .

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

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