CN102439798A - 防潮电子设备及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包括电缆(1)的电子设备(5)，电缆(1)具有被绝缘护套(2)封装的导电芯部(3)。模制铸件(4)在沿电缆长度为(L1)的区段中围绕电缆(1)布置，并且在沿电缆(1)长度为(L3)的至少第一外区段中抵靠绝缘护套(2)密封。模制铸件(4)或者绝缘护套(2)在沿电缆(1)长度为(L2)的内区段中穿透并抵靠导电芯部(3)密封，其中电子设备(5)沿电缆(1)是防潮的。本发明还涉及生产这种电子设备的方法。

Description

防潮电子设备及其生产方法

技术领域

本发明总体上涉及电子装置的封装。具体而言，本发明涉及包括布置在电缆上的潮湿屏障的电子设备，该电子设备适于用于电子套管并且作为连接器。

背景技术

电缆用于能量传递或者用于电子通信。大部分电子设备及电缆的导电部分应当得到保护，使其不接触到水，因为水导电而且可能会由于腐蚀或者功能性大气扰动而引起损坏。因此，大部分电子设备，或者至少这些设备的大部分敏感电子部件，以一种方式或者另一种方式被封装，而且该电缆包括封装绝缘护套。但是，尽管电子设备以有效的方式被封装，但在有些类型的外罩中，仍然存在水在外罩的电缆套管处渗透的危险。

连接器用于连接电缆，尤其是连接用于被封装的电子装置的电子套管。在当今普遍使用的连接器中，在所包括的部件中和围绕这些部件存在开口和空腔，水可能会从这些地方进到里面。

发明内容

本发明的一个目标是提供阻止湿气渗入和围绕电缆的电子设备，并且提供使得可以生产这种电子设备的方法。该目标是通过根据独立权利要求的电子设备和生产电子设备的方法实现的。

根据本发明的电子设备包括具有被绝缘护套封装的导电芯部的电缆。模制铸件在沿该电缆长度为L1的区段内围绕该电缆布置，并且沿该电缆在长度为L3的至少第一外区段中抵靠绝缘护套密封。绝缘护套的模制铸件在沿该电缆长度为L2的内区段中抵靠导电芯部穿透并密封，其中电子设备5沿电缆1是防潮的。

该电子设备可以设置为包括至少一个从该电子设备延伸的导电触针的连接器，所述触针连接到载流芯部并部分地包括在电子设备中。所述模制铸件抵靠该触针密封并因此形成补充的潮湿屏障。

所述模制铸件还可以连接到一外壳并优选地与其结合，该外壳可以构成用于电子装置的封装的一部分。因此，本发明为电子套管从外罩的一侧到另一侧提供了完全的潮湿屏障。

一种生产包括具有被绝缘护套封装的导电芯部的电缆的潮湿屏障的方法，该方法包括在长度为L1的区段内围绕电缆布置模制铸件，并沿该电缆在长度为L3、L4的至少第一外区段内使模制铸件关于绝缘护套密封，其中所述模制铸件或者外罩布置成沿电缆在长度为L2的内区段内关于导电芯部穿透并密封，由此电子设备沿电缆是防潮的。

在根据本发明的方法的一个实施方式中，为了沿电缆在长度为L2的内区段内关于芯部密封，通过围绕绝缘护套施加热量和压力而对该绝缘护套进行预先处理，以便使该绝缘护套穿入芯部及其电线(如果存在的话)周围的空间。之后，所述模制铸件沿该电缆的包括所述内区段在内的更长区段围绕电缆布置，其中使得该模制铸件关于绝缘护套密封。在增加的压力和温度下布置模制铸件可引起围绕芯部的绝缘护套超过在施加热量和压力过程中所发生的压缩之外的附加压缩。

在根据本发明的方法的另一实施方式中，在沿电缆长度为L2的内区段处除去绝缘护套。随后，在电缆的包括该内区段在内的更长区段内围绕该电缆布置模制铸件，其中使得所述模制铸件穿入芯部及其电线(如果存在的话)周围的空间，以便沿电缆分别在长度为L3和L4的第一和第二外区段内关于芯部密封并关于绝缘护套密封，所述外区段布置在所述内区段的每一侧上。

本发明的特定实施方式在从属权利要求中限定。参考附图，根据本发明的具体描述，本发明的其它目标、优点和新特征将变得明显。

附图说明

以下，将参考附图具体描述本发明，附图中：

图1示意性地示出了根据本发明的电子设备的第一实施方式，

图2示意性地示出了根据本发明的电子设备的第二实施方式，

图3示意性地示出了根据本发明形式为连接器的电子设备的截面图，

图4示意性地示出了触针和电缆的第一实施方式，

图5示意性地示出了触针和电缆的第二实施方式，及

图6示意性地示出了。

具体实施方式

本发明基于这样的目的：防止湿气或者潮湿通过毛细力的运输，即，防止湿气沿电缆在绝缘护套内侧或者外侧上经小开放空间运输。如以上所提到的，众所周知电子套管在封闭的电子装置中构成薄弱环节。湿气的运输常常是沿电缆在绝缘护套外侧上发生的，但是也可以沿导电芯部在绝缘护套内侧上发生。特别地，所述芯部是由几条电线组成的，在那里存在让湿气沿电缆在电线之间运输的空间。

在本申请中，术语电缆用于指常常被称为线束的部分，而术语载流芯部指常常被称为导体的部分。线束，即电缆，与包括其绝缘护套的导体，即载流芯部，相同。几根线束可以布置在保护性外罩内。导体可以由单根细丝组成或者可以由几根细丝组成，其中细丝在以下称为电线。电线可以并排布置，但它们通常是绞合的。为了使绝缘护套可以容易地除去，电线常常在绝缘护套挤出成形之前涂覆石灰。另一种选择是在挤出处使用管子，该管子布置成容纳电线。

图1和2示意性地说明了根据本发明、包括电缆1的电子设备5的实施方式，其中电缆1具有被绝缘护套2封装的导电芯部3。模制铸件在沿电缆长度为L1的区段内围绕电缆1布置。该模制铸件4与电缆1接触并且在沿电缆1长度为L3的至少第一外区段内抵靠绝缘护套2密封。如图1和2中所示，对应的密封还可以在沿电子设备5的电缆1的相对端长度为L4的第二外区段中提供。在沿电缆1长度为L2的内区段中，对于导电芯部3提供密封。如图1中所示，模制铸件4与穿透并抵靠导电芯部3密封的绝缘护套2接触。在沿电缆的电子设备截面中，可以观察到形状的变化，其形式为内区段中绝缘护套的直径减小，结果是绝缘护套穿透使得其填满了围绕芯部3的自由空间，即，绝缘护套看起来被压缩了。芯部3可以改变形式。如图2中所示，模制铸件4与芯部3直接接触，而没有中间的绝缘护套，而且模制铸件4穿透并抵靠载流芯部3密封。所述外区段中关于绝缘护套2的密封和内区段中关于芯部3的密封密封了湿气有可能透过的毛细空间，并保证电子设备5沿电缆1是防潮的。

在本发明的一个实施方式中，电子设备5的载流芯部3包括电线3a。绝缘护套2或者模制铸件4基本上填满了电线3a之间的空间，其中绝缘护套2或者模制铸件4都穿透了所述内区段。电缆中的芯部3可以由几根电线3a组成。

电子设备可以是例如包括有电缆的电缆保温套、或者连接器的形式，该连接器适于作为穿过用于被封装电子装置的外罩的电子套管的一部分。

在模制铸件4的布置过程中，可能会发生绝缘护套2的压缩，使得绝缘护套获得变化的厚度。另外，绝缘护套2可能被损坏而且芯部3和电线3a(如果有的话)可能暴露。但是，模制铸件4插进来并抵靠绝缘护套和可选地被暴露的芯部3密封。

现在参考图2，在根据本发明的电子设备5的一个实施方式中，沿电缆1长度为L2的内区段中的芯部3除去了绝缘护套2，而且模制铸件4填满了芯部3周围和电线3a(如果有的话)之间的空间。

模制铸件4至少在所述密封件长度为L3和L4的外区段中结合到绝缘护套2。这种组装是在升高的温度执行的，而且这个过程还可以称为绝缘护套与模制铸件之间的混合(熔化)或者焊接。可以通过适当的材料选择与生产电子设备5的方法进行组装。模制铸件4和绝缘护套2是聚合物材料，包括普通的建筑塑料，尽管不排除例如基于尼龙的聚合物材料用于这二者，但是优选地热塑性弹性材料(TPE)用作至少模制铸件4。绝缘护套可以包括聚氨酯，但是当然其它材料也可以选择，例如通常使用的普通软化的PVC和聚乙烯。另外，也可以使用高温绝缘护套，包括例如可挤出成形的PTEE。热塑性聚氨基甲酸乙酯(TPU)，一类热塑性弹性体材料，是一种可能适合用于模制铸件4的热塑性弹性体材料，其中模制铸件4抵靠聚氨酯绝缘护套2焊接。芯部13是由导电材料制成的，通常是例如铜的金属或者金属合金。

图3示意性地说明了根据本发明一实施方式的电子设备，其中电子设备包括至少一个从电子设备5延伸的导电触针6，该触针6连接到电缆1的载流芯部3并且部分地包括在电子设备5中。在这种实施方式中，电子设备5构成连接器。电缆在与触针6不同的另一个方向上从模制铸件延伸。对于适于用在电子套管中的连接器，电缆优选地从触针的相反侧从模制铸件延伸。

每个触针6都包括构成在模制铸件4外部延伸的部分的前部7、布置在模制铸件4中的中部8和后部9，其中后部9也布置在模制铸件4中并且连接到电缆1。所述内部和外部潮湿屏障区段沿电缆1布置成离触针6有一距离。

图4和5示出了触针3的中部8。中部8优选地包括从触针延伸并且包括在模制铸件4中的径向区段10，该径向区段10有助于增加触针6和周围模制铸件4之间的摩擦与稳定性，使得当所包括的部分关于彼此保持在适当的位置时能方便接触部分5的处理。

模制铸件4内部的触针6的连接可以是防潮的，因为模制铸件抵靠触针的表面密封。不同类型的触针可以用在电子设备中。一种可选方案是在其前端密封的触针，因而在这部分是防潮的。通过冲孔材料的折叠来生产的更廉价的板针常常沿所述针具有开口的狭缝而且在前端有开口。特别地，在前端有洞的这种类型的触针有利地被填充。可以提供填充物，因为模制铸件是围绕触针和对应的电缆布置的。由此，触针被与生产模制铸件的相同材料填充。所述填充确保触针中和周围的开放空间被密封而且提供了潮湿屏障。

触针6的后部9可以包括沿触针的纵向中心线C布置的中央凹口11，而且后部9和/或对应触针6的中部8可以包括穿入该中央凹口11的径向开口12。模制铸件4与每个触针6及和所述触针6对应的电缆1紧密接触。每条电缆1都在电缆的有一段距离X没有绝缘护套2的一端连接到触针6，使得芯部3被暴露。电缆1的暴露芯部3连接到触针6。暴露的芯部3被引入触针6的凹口11中，例如，就象在图4中作为例子所示出的。芯部3可以从外端及其最接近的部分，暴露于触针6的外部，即，暴露足够长的距离来确保在触针6的外面和后面，在触针6之外的距离Y没有绝缘护套2，这在图5中示意性地示出。在布置时，模制铸件4插进来并朝着芯部穿透整个距离Y并抵靠芯部密封。

图6示意性地示出了包括布置在触针6的径向开口12中并朝着/围绕电缆1和芯部3进入凹口11的部分的模制铸件4。但是，电缆的芯部3与触针至少有一个点接触，以便使得电流能够从芯部3传导到触针6。

芯部3布置在触针6的凹口11中，并且可以通过包括在触针6和/或芯部3中的任何紧固设备附接到触针6，或者以在芯部3与触针6之间提供接触这样一种方式通过触针6本身附接。

图6还示出了根据本发明的构成连接器的电子设备的两个实施方式。在一个实施方式中，触针6布置在电缆1上，而且已经提供了潮湿屏障，因为模制铸件在布置之前被加热并且夹紧到电缆1上，使得绝缘护套穿透并抵靠芯部密封。在例如通过注射模塑法布置模制铸件时，模制铸件还穿透并填充触针的内部。在第二实施方式中，电缆延伸通过铸件并且可选地从前一实施方式中触针定位的一侧自由悬挂。如此，通过在布置模制铸件4之前在长度为L2的区段中从电缆除去绝缘护套2并且通过在长度为L2的另一个区段中加热和夹紧绝缘护套，提供了潮湿屏障。这隐含的意思就是潮湿屏障可以仅利用这些手段中的一个或者通过提供几个去皮或夹紧的区段来实现。沿电缆的相互次序也可以改变。根据附图，很明显电子设备可以包括根据以上所述全部都防潮的几条电缆(线束)。

如以上所提到的，根据本发明的电子设备适用于通过外罩至被封装的电子装置的电子套管。在一个实施方式中，电子设备5包括一直延伸通过模制铸件4的一条或者几条电缆(线束)。电缆1具有在模制铸件4内部的潮湿屏障。模制铸件适于利用模制铸件与外罩或外壳14之间的密封件20布置在外罩或者外壳14的开口中。图7示意性地示出了具有适于与外壳14结合的模制铸件的电子设备的例子。图7示出了拆开状态的电子套管，使得密封件20可见。在电子设备的一个实施方式中，外壳14在密封件处以使部件在升高的温度下彼此熔合或者焊接到一起这样一种方式结合到模制铸件4。在那种场合下，热塑性弹性材料可以作为密封件的一部分被包括，或者作为模制铸件上或外壳上附加的层，或者任一部分都用这种材料生产。随后，外壳14可以结合到外罩14的剩余部分，以便提供电子外壳。这种组装可以用传统的方法提供，或者甚至可以利用热塑性弹性材料来提供。

生产包括具有被绝缘护套2封装的导电芯部3的电缆1的电子设备5的方法包括：

-在长度为L1的区段中围绕电缆1布置模制铸件4，并在沿电缆1长度为L3、L4的至少第一外区段中使其抵靠绝缘护套2密封；

-使模制铸件4或者绝缘护套2在沿电缆1长度为L2的内区段中对于导电芯部3穿透并密封，其中电子设备5沿电缆1是防潮的。

在一个实施方式中，根据本发明的方法包括步骤：

-在沿电缆长度为L2的内区段中围绕绝缘护套2施加热量和压力，其中使绝缘护套2对于导电芯部3穿透并密封；而且随后

-在沿电缆1包括所述内区段的长度为L1的区段中围绕电缆1布置模制铸件4，其中使得模制铸件分别在沿电缆1长度为L3和L4的第一和第二外区段中抵靠绝缘护套2密封，所述外区段布置在所述内区段的每一侧上。

电缆的绝缘护套2可以在压缩之前和/或压缩过程中被加热。在增加的压力和温度下布置模制铸件可以使绝缘护套2围绕芯部3进一步压缩。

在本发明的一个实施方式中，该方法包括以下步骤：

-在沿电缆1长度为L2的内区段中除去绝缘护套2

-在长度为L1的区段中围绕电缆1布置模制铸件4，其中使得该模制铸件4穿入芯部周围及电线3(如果有的话)之间的空间，并且使得该模制铸件4在沿电缆1长度分别为L3和L4的第一和第二外区段中抵靠绝缘护套2密封，所述外区段布置在所述内部区段的每一侧上。

另外，生产电子设备的方法可以包括电缆1的一端上布置触针6，该触针6在模制铸件围绕电缆1和所述触针的一部分布置之前连接到芯部3。

在根据本发明的方法的一个实施方式中，针优选地并且在与布置模制铸件相同的步骤中填充与模制铸件相同的材料。

芯部的暴露意味着所暴露芯部3中所包括的电线3a被暴露了，它们彼此隔开，而且可能在其间提供的滑石粉在布置模制铸件4之前被除去了。模制铸件4在布置的时候被加热并给予一温度，使得当模制铸件4已经抵靠绝缘护套2布置的时候模制铸件4结合到电缆的绝缘护套2。升高的温度为模制铸件彼此熔合或者焊接作好了准备。组件有利地提供有合适的支承压力、压缩力，当模制铸件4冷却下来的时候，这些支承压力、压缩力全部或者部分地保留。在布置的时候，加热的模制铸件4还可以成形并给予合适的外形。或者可以给予模制铸件4不在电缆上构成多于必需的外形的细长形状，或者可以给予它们使其容易被握住或适合于另一成形部件的形状。模制铸件4是通过例如注射模塑法、压缩模塑法或者吹塑法形成的。

当绝缘护套2在压缩之前和/或压缩过程中被加热时，它变得更软而且更有柔韧性。温度选择为足够高，以便绝缘护套2的材料被部分熔化或者软化，然后可以在电线(如果有的话)之间围绕芯部3压入，使得芯部3中和周围的所有可能充有空气的空腔都被绝缘护套的材料填充。使电缆1朝着彼此挤压的力选择成使得外罩2朝芯部3挤压，但使得芯部3的形状基本不受该力的影响，这可能意味着导电性将受到例如材料塌缩的负面影响(减小)。这个被压缩的区段有利地放到电缆1上，这样最后接触部分5中的被压缩区段就位于电子设备5的内部、模制铸件4的内部。该区段可以可选地位于外部，或者还可以有另一个区段被挤压、被压缩并设有不同的模制铸件4。

但是，挤压、压缩可能导致电缆1中的损坏，绝缘护套2和芯部3都会损坏，这是通过将与绝缘护套2和芯部3都接触并安全地覆盖芯部3的模制铸件4来补偿的。模制铸件4、电子设备的主体或者其部分是由围绕触针6和电缆1的聚合物材料、塑料体生产的。可以是聚合物材料的模制铸件4抵靠每个触针6和电缆1被挤压。聚合物材料经径向开口12被挤压到触针6中并进一步挤压到凹口11中并且抵靠布置在其中的电缆1紧紧地挤压。

例如是聚合物材料的模制铸件4具有这样一种材料成分，给定接触部分5的生产温度，塑料体慢慢进入并围绕对应的触针6和电缆1。塑料体被挤压到通向中央凹口11的径向开口12并慢慢进入其中，在中央凹口11中布置并附接有电缆的芯部3，塑料体由此围绕该电缆对应的去皮芯部3，并且进入和围绕每条电缆的绝缘护套2。触针3和电缆1中及周围的所有可能的空腔都被模制铸件4填满。由此，模制铸件4在组装、成形/挤压过程之前和/或过程中被加热，使得其变得更软更有柔韧性，适当地加热到使模制铸件4与电缆的外罩2熔合到一起这样一个温度。由于材料的加热和压缩、挤压导致了所包括的塑料材料的实质性结合及电子设备的不同部分之间空间最小化，阻止了湿气进入电子设备5并到达形式为触针6和电导体1，尤其是芯部3的导电部分。由此，形式为连接器5的电子设备由于其构造而变得不透水。

每个触针6的前端7都在接触部分主体的聚合物材料的生产过程中并在模制铸件4的成形过程中这样布置，使得其自由地悬挂在接触部分主体的外面并且由此不被模制铸件4包围，而是在最终成形之后保持布置在电子设备5的外面。

在形成之前或者形成过程中，电缆1以合适的方式彼此相邻地布置，使得它们相对于接触部分5的其它部分终止于实用而机动的位置。

在本发明的一个实施方式中，该方法还包括模制铸件4抵靠外壳14的组装。这可以通过根据图7的电子设备5的焊接来示例，其中电子设备5包括模制铸件4的基本平面表面，从该表面延伸出多个触针。外壳14包括具有对应分布的相似数量的开口，通过开口引出触针。由此，使得模制铸件的平面表面以这种方式与外壳上的平面表面接触，而且通过压力和热量的施加，使得模制铸件和外壳通过焊接结合到一起，形成密封。如以上所提到的，模制铸件和外壳都可以是任何建筑塑料，例如聚酰胺材料，但是其中一个或者两个部件或者中间层也可以包括热塑性弹性材料。

以上所给出的本发明不同实施方式的描述不应当看作是对发明范围的限制，而是构成涉及本发明思想及本发明启发性用途的例子。其部分和细节可以适当的方式彼此组合，只要发明的要点涉及潮湿屏障功能就可以。

即使本发明已经关于具有只在一个方向上延伸的针的连接器进行了描述，但技术人员应当认识到电子设备可以包括在两个方向上延伸的触针，有中间电缆连接这些触针。电缆还可以至少在其部分地封装在模制铸件内部并延伸到模制铸件外面的一部分上缺少绝缘护套。

本发明不限于以上所描述或者附图中所示出的，而是可以在以下权利要求的范围之内以多种不同的方式被改变和修改。

Claims (18)

1.一种电子设备(5)，其包括电缆(1)，该电缆(1)具有被封装在绝缘护套(2)内部的导电芯部(3)，该电子设备的特征在于，模制铸件(4)在沿电缆长度为(L1)的区段中围绕电缆(1)布置，其中模制铸件(4)在沿电缆(1)长度为(L3)的至少第一外区段中抵靠绝缘护套(2)密封，而且模制铸件(4)或者绝缘护套(2)在沿电缆(1)长度为(L2)的内区段中穿透并抵靠导电芯部(3)密封，其中设备(5)包括外壳(14)，而且其中电子设备(5)连接到外壳(14)的密封件(20)，使得电子设备(5)从外壳(14)的外部到里部形成防潮的电子套管。

2.如权利要求1所述的电子设备(5)，其中模制铸件(4)焊接到外壳(14)。

3.如权利要求1或2所述的电子设备(5)，其中模制铸件(4)在沿电缆(1)长度为(L4)的第二外区段中抵靠绝缘护套(2)密封，而且长度分别为(L3)和(L4)的第一和第二外区段位于长度为(L2)的内区段的两侧上。

4.如权利要求1、2或者3所述的电子设备(5)，其中导电芯部(3)包括电线(3a)，而且穿透的绝缘护套(2)或者模制铸件(4)至少在长度为(L2)的内区段中基本上填满电线之间的空间。

5.如前面任何一项权利要求所述的电子设备(5)，其中沿电缆(1)长度为(L2)的内区段中的绝缘护套(2)在朝着芯部(3)的方向上被压缩。

6.如权利要求1-4中任一项所述的电子设备(5)，其中在沿电缆(1)长度为(L2)的内区段中从芯部(3)除去绝缘护套(2)。

7.如前面任一项权利要求所述的电子设备(5)，其中模制铸件(4)在所述外区段(L3、L4)中连接到，优选地是焊接到，绝缘护套(2)。

8.如前面任何一项权利要求所述的电子设备(5)，其中模制铸件(4)包括聚合物材料，优选地是热塑性弹性体(TPE)，例如热塑性氨基甲酸乙酯(TPU)。

9.如前面任一项权利要求所述的电子设备(5)，其中绝缘护套(2)包括聚合物材料，例如聚氨酯。

10.如前面任一项权利要求所述的电子设备(5)，还包括至少一个从电子设备(5)延伸的导电触针(6)或者自由电缆端，该触针(6)或者电缆端连接到导电芯部(3)并且部分地包括在电子设备(5)中，其中电子设备(5)是连接器。

11.如权利要求10所述的电子设备(5)，其中模制铸件(4)抵靠触针(6)的外表面密封。

12.如权利要求10或11所述的电子设备(5)，其中触针(6)的内部至少部分地用聚合物材料填充。

13.一种生产电子设备(5)的方法，该电子设备(5)包括电缆(1)，该电缆(1)具有被绝缘护套(2)封装的导电芯部(3)，该方法的特征在于，模制铸件(4)在沿长度为(L1)的区段中围绕电缆(1)布置，并且使得模制铸件(4)在沿电缆(1)长度为(L3、L4)的至少第一外区段内关于绝缘护套(2)密封，其中，在模制铸件(4)围绕电缆(1)布置之前，通过加热和夹紧绝缘护套(2)使得绝缘护套(2)在沿电缆(1)长度为(L2)的内区段内穿透并关于导电芯部(3)密封。

14.如权利要求13所述的方法，其中，在模制铸件(4)围绕电缆(1)布置之前，在长度为(L2)的内区段内除去绝缘护套(2)，使得模制铸件(4)在长度为(L2)的内区段内穿透并关于导电芯部(3)密封。

15.如权利要求13或者14中任一项所述的方法，其中模制铸件被加热，并在布置时给予一温度，使模制铸件(4)被焊接到电缆的绝缘护套(2)。

16.如权利要求13-15中任一项所述的方法，其中模制铸件(4)的布置包括注射模塑。

17.如权利要求13-16中任一项所述的方法，其中触针(6)布置在电缆(1)的一端上，并且在模制铸件围绕触针(6)的一部分和电缆(1)布置之前连接到导电芯部(3)。

18.如权利要求17所述的方法，其中该方法包括填满触针(6)。

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