CN1075258C - 密封件 - Google Patents

Abstract

一个自撑式的密封件含有一层纵向放在两个约束层之间的密封胶。密封件的横向尺寸设计成与中空部件适配。约束层优选为凝胶体，该凝胶体的Voland硬度大于密封胶的Voland硬度。这种构造不会使颗粒损害基片或引线插入密封件的连接。

Description

密封件

                      发明领域

本发明涉及用于密封一个中空部件的密封件和组件。

                      发明背景

现有技术中已知的密封引线和/或插脚的方法包括使用密封垫或其它相似的弹性材料密封件，和使用热缩密封套。其它已知的技术使用含有油脂的制品。然而，油脂没有任何组织结构，这导致油脂在经受温度循环时通常是粘性的并且会流动，因此所提供的保护引线和/或插脚的装置是较不稳定的。也曾使用环氧树脂和其它粘性材料，但它们也具有缺点，即回返很困难。

凝胶体密封垫是一种有效地密封中心对中心贴近放置的连接件的方法。在应用中，即使在选择密封件之前连接件的数目是未知的，可以使用一个单独密封件。例如，这种连接件设计可以用于密封汽车中许多“任选功能”使用的连接件。在选择密封件的时候，最终购买者将选择的任选功能的数目是未知的。因此，并且也为了简化生产，不希望根据选择功能的数目而要求不同的密封件。

授予Collins等人，标题为“Sealing Member and Methods ofSealing”的美国专利No.07/762,533，公开了一种凝胶体密封垫，该密封垫中有一层被放在两个约束层之间的凝胶体，该专利与本申请有相同的发明人并被转让给本发明的受让人，在此引入作为参考。约束层中可优选地含有可压缩的泡沫状物以容纳凝胶体体积的变化。这种凝胶体密封垫成本节约，能够回返，并且能够小型化，因此在汽车市场中具有竞争性的优点。然而，来自约束层材料的颗粒可能在插入或移动时在接触物体之间堆积，结果对连接产生干扰。

                      发明概述

我们研制了一种自撑式密封件，它能排除颗粒对基片或引线通过该密封件连接时的损害。本发明的密封件还降低了插入力，并具有更优越的密封和老化性能，例如在高达155℃的温度下仍能密封。

本发明的一个方面包括一种用于密封中空部件的开口端的组件，该中空部件具有内表面，并且至少有一个基片通过所述开口端伸入中空部件，该组件包括：

a)一个自撑式的密封件，其中含有一层放在两个约束层之间的密封胶，并以一种使密封胶层和约束层延伸横过中空部件的开口端的方式放置；和

b)一个施加力的部件，以移动各层，包括密封层，与中空部件的内表面密封接触。

其中至少一个所述约束层具有足够的弹性以容纳密封胶层在基片穿过它时引起的形变，并且其中构成约束层的凝胶体的沃兰德(Voland)硬度比密封胶层的Voland硬度大。

本发明的另一个方面包括一个预先成形的密封件，它包括一个自撑式的物体，该物体含有至少一层被放在两个约束层之间的密封胶，其中至少一个约束层包括含有增强层的凝胶体。增强层可以是由凝胶体浸渍过的结合料，最好是织构结合料。

                    附图的简要描述

图1表示根据本发明构造的密封件。

图2是根据本发明构造的多触点连接件的分解图。

图3是根据本发明构造的多触点连接件的末端的剖视图。

优选实施例的详细描述

根据本发明的优选实施例，中空部件的开口端通过一个密封件被密封，该密封件在两个约束层之间含有一层密封胶。优选地，密封件包括，并且可以基本上由下述部分构成，含有一层放置在两个约束层之间的密封胶的夹层结构。密封件还能包括，可以基本由下述部分构成，三层或更多层约束层和二层或更多层密封胶，其中在每对相邻的约束层中有一层密封胶。在使用中，图示实施例中的密封件被放置在中空部件中，并延伸横过它的开口端。对各层施加力以使密封胶与中空部件的内表面保持密封接触。在具体实施例中，至少一个约束层是由弹性材料制成的，优选为硬凝胶体，它能容纳密封胶的体积变化。硬凝胶体的Voland硬度比密封胶的Voland硬度大。硬凝胶体也能通过一层材料增强。这层材料优选使用织构结合料。结合料用于改进机械特性，例如抗拉强度和弹性模量。

中空部件可以是，例如，插头或帽，管，电气外罩，如连接体，或类似的东西。本发明尤其适用于密封多触点连接体的开口，如下文更全面的描述。

各约束层通常是与将使用它的中空部件具有基本相同的尺寸和形状的板或盘。约束层用于限制密封胶，使其不会移动或从密封胶层排出，例如在基片或引线通过密封胶层被插入中空部件时。约束层可以相同或不同。一个约束层，优选地是基片首先通过其插入的约束层，是由这样一种材料形成的，该材料Voland硬度比密封胶层的Voland硬度大。优选地，这个约束层由硬凝胶体或含有增强层的凝胶体制成。这个增强层可以是一层薄膜或结合料，例如泡沫状物或织构结合料。织构结合料可以是一层，也可以是多层。其它约束层可以是硬凝胶体，可压缩的泡沫状物，塑料或其它材料。本发明也能被用于密封一个界面，其中没有基片通过密封件被插入。

在本发明的实施例中，其中基片穿过密封件的层，约束层应由基片能容易地穿过的材料构造。而且或另外，密封件可以含有槽或孔以对基片提供出/入口，在此处基片能被插入。槽或孔的尺寸应比将插入的基片小，因此密封胶能有效地密封在基片周围。孔或槽的数目通常等于将通过该密封件插入中空部件的基片的最大可能数目。在这种方法中，将基片插入密封件所需的力被减小了。

密封胶层可以是密封材料如油脂或凝胶体。优选的密封胶是凝胶体。凝胶体优选的Voland硬度为约1至约50g，更优选地在约5至25g，最好是约6至20g，它的极限延伸率至少约50％，优选地至少约100％，更优选地为至少400％，尤其是至少1500％。延伸率是根据ASTM D217的程序测量的。Voland硬度，应力驰豫和粘性是使用Voland-Stevens Fox Texture分析仪Modul LFRA测量的，该仪器有1000g负载单元(load cell)，5g触发装置和1/4英寸(6.35mm)球探针，如授予Dubrow等的美国专利No.5,079,300中所述的，其公开内容在此全文引入作为参考。为测量凝胶体的硬度，含有10g凝胶体的20ml闪光玻璃瓶被放在Voland-Stevens Texture分析仪上，用力将不锈钢球探针以每秒·20mm的速度压入凝胶体中至4.0mm深度。凝胶体的Voland硬度值是以克为单位的将球探针以上述速度压入或使凝胶体变形至规定的4.0mm所需的力。具体凝胶体的Voland硬度可以直接对照ASTM D217锥形贯穿硬度，程序和对照关系如授予Dittmer等的美国专利No.4,852,646的图3所示，其公开文本在此作为参考。

凝胶体密封胶优选具有流体延展聚合物的组分。聚合物的组分可以是例如，硅酮，聚硅氧烷，聚氨酯，聚脲，苯乙烯-丁二烯，苯乙烯-异戊二烯，苯乙烯-乙烯丙烯-苯乙烯，和/或苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯成块共聚物。凝胶体也可由这些聚合物混和而成。凝胶体层可以包括浸渍了凝胶体的泡沫状物。可以在下述文献中发现凝胶体的例子：授予Debbaut的美国专利Nos.4,600,261；授予Uken等的专利No.4690,831；授予Gamarra等的No.4,716,183；授予Dubrow等的No.4,777,063；授予Debbaut等的No.4,864,725；授予Debbaut等的No.4,865,905；和授予Toy等的国际公布的专利申请Nos.86/01634；和授予Francis等的WO88/00603，和被普通许可给Dubrow等的共同未决的美国申请Nos.317,703和普通许可给Rinde等的Nos.485,686，申请Nos.317,703由于1989三月1日提交，Nos.485,686于1990年二月27日提交。上述的全部公开内容在这里作为参考。凝胶体可以浸渍在增强层中，如薄膜或结合料如泡沫状物或织造结合料中。在授予Uken的美国专利No.4,865,905中公开了凝胶体浸渍在结合料中。所有上述的公开内容在此引入作为参考。

在一个优选实施例中，密封件已预先成形，它是自撑式的部件，包括一层放置在两个约束层之间的密封胶。自撑的密封件不需要外部结构支撑来维持它的结构。在优选实施例中，每个约束层由具有比密封胶的Voland硬度大的凝胶体构成。约束层可以相同或不同，并且可以只由硬凝胶体构成，或可以包括增强层如织构结合料或其它材料。在这里，硬凝胶体的Voland硬度被定义在75和350g之间。硬凝胶体的粘性优选在0至15g之间，最好约1g，应力弛豫在约1％至20％之间，最好约10％。硬凝胶体可以如授予Dubrow等的美国专利No.5,079,300中所述，它在这里引为参考。

可以通过在密封胶层的两边放置约束层来准备密封件。含有增强层的约束层可以通过将该层浸入液体原材料中再固化而形成，结果获得了经增强层增强的硬凝胶体。

在使用中，密封件被放置横过将要密封的中空部件，各层横过该部件。优选地密封件被放在中空部件的开口端。施加力，至少在一开始时，以便密封件与中空部件的内表面和/或基片密封接触。力可以通过，例如，将具有适当结构的盖放在中空部件上而施加，优选地，组件结构在凝胶体密封胶上保存了至少部分的残留压力。以在热循环时和/或在水压头下协助密封。这可以在当至少一个约束层和/或将力施加到各层的部件能够容纳密封胶体积的变化时实现。密封胶体积的变化可以是由，例如，温度的变化或将一个或多个基片穿过各层而引起。施加力的部件可以是静态的或动态的，例如，装配到中空部件后的帽是静态的而弹性约束层是动态的。

力可以在将基片插入槽或孔之前施加。在密封之前，力，至少是在一开始施加时，应能允许密封胶移动并与基片密封。另外，基片可以被再移动，且密封胶能够移动和再密封空腔。我们认为需要在一开始时向密封件施加力以提供有效地密封。

现参照附图，图1表示一个自撑式的密封件2，它含有放置在两个约束层6,8之间的一层凝胶体密封胶4。在优选实施例中，约束层6、8由含有一个增强层10的硬凝胶体构成。如图2和3所示，硬凝胶体不需要增强。层4,6,8可以含有槽或开口12，它们在密封件2上预先制成，用于使基片14、16的插入容易完成，如图3所示。

图2表示一个中空部件或连接件18，它可根据本发明被密封。连接体18包括纵向延伸并在连接体中形成中空开口端21的边20。连接体18也含有多个孔22用于接收基片14、16。

封盖24包括基部26和边28，和对应着连接件18中的孔的多个孔30。在封盖被推到连接体18上时，封盖可用作施加力的部件。板32与封盖24一起界定出用于接收密封件2的腔。板32上的孔34对应连接体18上的孔22，封盖24上的孔30和密封件2上的孔12。板32不是必需的，但可以作为连接体18的一部分。连接体18具有将封盖固定在连接体上的装置，例如，封盖24可以紧压在一个位置以被连接体18固定，如Collins的美国专利申请No.07/762,533中所述，这里引入作为参考。应指出的是，可以使用任何紧固机构。

如上所述，密封胶层4优选为凝胶体，它必须在压力下放置和贮存，至少在一开始时，以产生密封。密封件2的边必须通过边20全部包含在连接体18的开口端21中。

图3表示图2的多触点组件的密封开口端的剖面图。密封件2被装配在连接体18的开口端21中，并且通过加力封盖24在压力下安置在连接体在开口处的背面上，以密封有或没有引线的单元。在图3中，表示含有端子34的基片14、16插入密封件2和密封胶层4，并被锁定在该处。封盖24被放在连接体18的开口端21上。封盖24的底部26含有凸起部分36以向密封件2施加力。在图3中用箭头F标明力。通过施加力，约束层6、8中的硬凝胶体被力F压缩。移动密封胶层4，并将其密封在基片14、16上。硬凝胶体有足够的弹性，以容纳密封胶层4的体积的变化，这种体积的变化是在基片14、16随着端子34插入多触点连接件时引起的。应指出包括端子的基片能重复地移开并再插入约束层6、8和密封胶层4，约束层和密封胶层应具有足够的弹性以容纳重复的体积变化。密封胶层4能移动并重新密封封盖24和板32之间的空腔。

在不脱离本发明的范围的情况下，可以对优选实施例作一些变化和改进，本发明的范围只应由所附的权利要求书限定。

Claims (20)

1．一种用于密封中空部件的开口端的组件，该中空部件有一个内表面，并且至少有一个基片通过所述开口端延伸进入中空部件，该组件包括：

a)一个自撑式的密封件，它含有一层放在两层约束层中间的密封胶，并被安置成使密封胶层和约束层延伸横过中空部件的开口端；和

b)一个施加力的部件，用于移动约束层和密封胶层与中空部件的内表面密封接触；

其中至少一个所述约束层具有足够的弹性以容纳密封胶在基片穿过密封胶层时引起的变形，并且其中约束层包含凝胶体，该凝胶体的沃兰德(Voland)硬度比密封胶层的沃兰德硬度大。

2．根据权利要求1的组件，其中约束层的沃兰德硬度在75g与350g之间。

3．根据权利要求2的组件，其中约束层的沃兰德硬度在100g和300g之间。

4．根据权利要求3的组件，其中密封胶层的沃兰德硬度在5和25g之间，且约束层的沃兰德硬度在75和350g之间。

5．根据权利要求1的组件，其中约束层包括增强层。

6．根据权利要求5的组件，其中增强层包含结合料。

7．根据权利要求6的组件，其中结合料含有至少一层织造品。

8．根据权利要求7的组件，其中结合料含有多层织造品。

9．根据权利要求1的组件，其中约束层的外表面对接触有粘性。

10．根据权利要求1的组件，其中至少两个约束层是相同的。

11．根据权利要求1的组件，还包括多层密封胶，每层密封胶放在两层约束层之间，构成多层的夹层结构。

12．根据权利要求1的组件，其中施加力的部件是一个封盖。

13．一种预先成形的密封件，包括一个自撑式部件，该部件具有至少一层放在两层约束层之间的密封胶，其中至少一个约束层包括含有增强层的凝胶体。

14．根据权利要求13的预先成形的密封件，其中增强层包括浸渍了凝胶体的结合料。

15．根据权利要求14的预成形的密封件，其中结合料含有至少一层织造品。

16．根据权利要求15的预成形的密封件，其中织构结合料是多个织造品层。

17．根据权利要求13的预成形的密封件，其中约束层的沃兰德硬度比密封胶层的沃兰德硬度大。

18．根据权利要求17的预成形的密封件，其中约束层的沃兰德硬度在75g与350g之间，密封胶层的沃兰德硬度在5与25g之间。

19．一种用于密封具有内表面的中空部件的开口端的组件，该组件包括：

a)一个自撑式的密封件，它包括一层放在两层约束层之间的密封胶，并且被布置成使约束层和密封胶层延伸横过中空部件的开口端；和

b)一个施加力的部件，用于移动约束层和密封胶层与中空部件的内表面密封接触；

其中至少一个约束层具有足够的弹性，以容纳施加力时密封胶的变形，且其中约束层包括凝胶体，该凝胶体的沃兰德硬度大于密封胶层的沃兰德硬度。

20．根据权利要求19的组件，其中密封胶层的沃兰德硬度在5g和25g之间，且约束层的沃兰德硬度在75g和350g之间。

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