CN109767880A - 用于挤压包封至少一条导线的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于挤压包封至少一条导线(40)的方法，包括如下步骤：将所述至少一条导线(40)接收在密封元件(10)的凹口(14)中，其中所述密封元件(10)的凹口(14)被构造成与所述至少一条导线(40)的周缘几何形状基本上互补；将所述密封元件(10)安置在成型工具(30)上；挤压包封所述被接收于其中的至少一条导线(40)的连接到所述密封元件(10)且通过所述密封元件(10)限定的区域(42)；以及将所述密封元件(10)和所述被接收于其中且局部挤压包封的至少一条导线(40)从所述成型工具(30)中取出。

Description

用于挤压包封至少一条导线的方法
技术领域
本申请涉及一种用于挤压包封(umspritzen)至少一条导线的方法和一种用于在局部挤压包封至少一条导线时密封所述至少一条导线的密封元件及密封元件的应用。
背景技术
这种挤压包封用于在某个区域中密封至少一条导线，并使得能够利用所生成的挤压包封在之后连接到插头元件(Steckerelement)的面向挤压包封区域的后侧壳体部分(所谓“后壳”)。挤压包封部在这里可以表示通过所述挤压包封，使用注塑材料(Spritzmasse)、浇注材料(Gussmasse)和/或泡沫材料(Schaummasse)的固体材料(Vollmaterial)生成的完全包围至少一条导线的护套。例如，可将所述挤压包封部的材料选择为能使在所述挤压包封部和所述至少一条导线的护套之间产生粘接连接和/或材料配合的连接的材料。
所述至少一条导线在本申请的意义中可以表示例如单条导线，多条单独的导线和/或导线束。导线可以至少包括电导体和包围该电导体的电绝缘件或者线缆护套。
从现有技术已知利用挤压包封在一个区域中密封导线，在以后工作中该区域面向的插头元件，以例如保护导线和插头元件的电接触区域免受环境影响、喷水等的影响。更确切地说，是要将所述导线的线缆护套常常在纵向方向上在所述区域中针对湿气有效地密封。
在现有技术中，导线的挤压包封例如利用注塑(浇注)或发泡方法实现。为此，至少将导线的待挤压包封的区域插入到成型工具中。接着，关闭所述成型工具并且将注塑材料、浇注材料或者泡沫材料引入到所述成型工具中。
然而，在目前的应用中，待挤压包封的导线或者导线束相对于它们各自的(总)横截面通常具有越来越复杂的周缘几何形状。依据导线类型和导线数量或连接于其上的插头元件，所述待挤压包封的导线或导线束的周缘几何形状彼此之间也会发生很大的改变。考虑到具有多条导线的插头系统，例如8xSFP+的QSFP-DD；4xQSFP的QSFP DD以及4xSFP的QSFP，这尤其适用。
因此，需要一种灵活的和低成本的用于挤压包封至少一条导线的方法，该方法能够可靠地密封至少一条导线。
发明内容
为此，提供了根据本发明的用于挤压包封至少一条导线的方法、根据本发明的用于密封至少一条导线的密封元件，以及根据本发明的该用于密封至少一条导线的密封元件的应用。
根据本发明的第一方面，提出了一种用于挤压包封至少一条导线的方法，其包括如下步骤：
-在密封元件的凹口(Ausnehmung)中接收所述至少一条导线，其中所述密封元件的凹口被构造成与所述至少一条导线的周缘几何形状基本上互补的；
-将所述密封元件与所述接收于其中的至少一条导线安置在成型工具上；
-挤压包封所述接收于其中的至少一条导线的连接到所述密封元件且通过所述密封元件限定的区域；和
-从所述成型工具移除所述密封元件和所述接收于其中且局部被挤压包封的至少一条导线。
为了接收所述至少一条导线，可以将所述导线引入到所述密封元件的凹口中，或者换句话说，引导导线穿过所述凹口。所述密封元件的凹口例如可以在所述密封元件的厚度方向上延伸。明显地，被接收在所述密封元件的凹口中的至少一条导线因此可以与所述密封元件，即与所述密封元件的通过所述凹口构成的内圆周面，局部接触。所述密封元件的通过所述凹口构成的内横截面可以基本上正切于所述至少一条导线的横截面。替代地，所述密封元件的通过所述凹口构成的内横截面具有与所述至少一条导线的横截面相同的几何形状，但比它稍小，以稍微夹住所述接收于其中的至少一条导线。在此可以实现所述至少一条导线和所述密封元件之间的压配合(Presspassung)。通过所述密封元件的凹口的对于所述至少一条导线的周缘几何形状的基本上且至少局部互补的构型，不仅能够固定所述至少一条导线，还能够在多条导线和/或导线束的情形下以预定方式对它们进行排序(sortieren)。
将所述密封元件安置在所述成型工具上的步骤可同时包括将所述密封元件相对于所述成型工具固定和/或定位。
在所述方法的扩展方案中，可以将所述密封元件与所述接收于其中的至少一条导线安置在所述成型工具上。因此，通过所述安置步骤可以同时将已接收在所述密封元件中的至少一条导线相对于所述成型工具布置、对准和/或定位。例如，在此可以将所述至少一条导线的待挤压包封的区域布置在所述成型工具的型腔中。
因此应理解，在所述密封元件与接收于其中的至少一条导线安置在所述成型工具上之前，可以将所述至少一条导线引入到所述密封元件的凹口中。替代地，可以首先将所述密封元件安置在所述成型工具上，接着，将所述至少一条导线接收在所述密封元件的凹口中。在这两种情形下，在所述接收和安置步骤后，都可以使所述至少一条导线、所述密封元件和所述成型工具相对于彼此固定定位，即布置和/或定向。
用于挤压包封至少一条导线的成型工具的基本结构是本领域技术人员已知的，因此在这里不详细说明。下面，只说明本申请公开的成型工具的不同之处。
所述密封元件这样安置和布置在所述成型工具上，使得所述密封元件在所述成型工具的关闭状态下在至少一侧或一个方向上限定所述型腔。如果用于挤压包封所述至少一条导线的所述注塑材料、浇注材料或泡沫材料被引入到所述型腔中，则所述密封元件朝向一侧限定所述至少一条导线的被挤压包封的区域。也就是说，将要产生的挤压包封至少通过所述成型工具的型腔的周缘面和通过所述密封元件来限定。
通过利用所述密封元件限定所述至少挤压包封以及通过固定和排序所述至少一条导线能够确保紧密且清洁的挤压包封。因此，可以在预设区域可靠且密封地对例如具有待挤压包封的下陷(Hinterschnitte)的、具有复杂的周缘几何形状或者复杂的导线布置的导线和/或导线束本身进行挤压包封。因此例如可以确保使至少一条待挤压包封的导线最佳连接到SFP-(＝small form-factor pluggable,小封装可热插拔式的)、QSFP-(＝quadsmall form-factor pluggable,四通道小封装可热插拔式)、QSFP-DD-(＝quad smallform-factor pluggable double density,双密度四通道小封装可热插拔式)插头元件或者类似元件。
在一个实施方式中，所述方法还可包括如下步骤：从局部挤压包封的至少一条导线移除所述密封元件。应理解的是，在这里，可以将所述密封元件从所述至少一条导线移除，或者，可以将所述至少一条导线从所述密封元件移除，而不损坏所述至少一条导线。由此，所述密封元件在所述至少一条导线的工作中不是保持在所述导线上，而是仅仅作为辅助手段在它的制造过程中或者准备过程中使用。
在所述方法的扩展方案中，在将密封元件从局部挤压包封的至少一条导线移除时，可以将所述密封元件破坏。在这种情况下，所述密封元件是一次性使用的。因此，对于待挤压包封的导线或者待挤压包封的导线束的每次挤压包封，都提供自己的密封元件。
在挤压包封所述至少一条导线后对所述密封元件的破坏例如可以是必需的，因为剥离所述密封元件可能在总导线长度上造成导线护套的破坏。将密封片从所述至少一条导线剥离在许多情形下可能是完全不可能的，因为所述至少一条导线在端面(在背离挤压包封的端面上)可能已经被安装或者集束。
在一个实施方式中，为了破坏式地移除所述密封元件，所述密封元件可以具有至少一个预断点(Sollbruchstelle)。所述密封元件的基体可整体上具有尽可能小的材料强度，从而能够以简单的方式破坏密封元件，例如借助于或不借助于切割刀具。
代替在破坏密封元件的前提下移除密封元件，还可以将所述密封元件构造成使所述密封元件能够为了接收所述至少一条导线而打开和关闭且为了以后移除而再次打开。为此，所述密封元件的一部分可相对于所述密封元件的另一部分转动。所述密封元件还可以具有例如止动机构或保持机构。在这种情形中，所述密封元件可多次使用。
在一个实施方式中，所述密封元件可以是片状的。也就是说，所述密封元件可以是密封片。所述密封元件的凹口可以在所述密封元件的厚度方向上延伸。所述密封片可以例如具有基本上为矩形或者正方形的外截面。
在所述方法的扩展方案中，可以将要连接在所述成型工具上的所述密封元件至少局部地引入到被构造在所述成型工具上的密封元件接收部中。所述密封元件可以以力配合和/或形状配合的方式接收且保持在所述密封元件接收部中。所述密封元件接收部可以构造成与所述密封元件的一部分基本上互补。如果所述密封元件构造成例如密封片的形式，则所述密封元件接收部可以是所述成型工具中的开口或缝隙。所述密封元件接收部这样布置且构造在所述成型工具上，使所述安置于其上的密封元件面向至少一侧限定所述成型工具的型腔。
在一个实施方式中，所述密封元件可以是塑料件。也就是说，所述密封元件可大部分或者完全由塑料制成。在此材料可根据期望的强度特性和/或导热特性来选择。
所述密封元件在本申请所述方法的范围内或者不依赖于本申请所述的方法，可以利用加料或者生成制造方法来制造。由此，形状，即所述密封元件的形状和尺寸连同它的凹口，可快速且灵活地适应不同的导线几何形状、导线结构；适应导线数量和/或不断改变的导线直径。例如，所述密封元件可以利用3D打印法制造。
代替加料制造，还可在本申请所述的方法范围内或不依赖于本申请所述的方法，利用注塑方法来制造所述密封元件。这种制造方法可以例如用于批量生产密封元件，并且比加料制造法成本低。在注射成型时，可提供例如塑料材料、PCB材料等。
在一个实施方式中，所述成型工具可以包括金属材料，以在挤压包封时散热。因此，所述成型工具可以至少在所述密封元件安置于其上的区域中用金属制造，即例如在所述密封元件接收部的区域中。由此可防止由塑料制成的密封元件因在挤压包封时的热量输入而融化，这对所述至少一条导线的固定和限定以及过后的移除都可能产生负面影响。
在所述方法的扩展方案中，可挤压包封至少两条导线，在此所述密封元件的凹口包括至少一个凹口部分。在所述接收步骤中，将至少两条导线中的一条引入到至少一个凹口部分中，并由该凹口部分将该导线相对于所述密封元件固定在预设位置中。在这里，在所述至少一个凹口部分和所述至少两条导线中的一条之间已经构成力配合和/或形状配合的连接，从而使所述至少两条导线中的一条导线由所述至少一个凹口部分保持并且相对于所述密封元件定向且固定布置。这使得能够容易将更多导线引入或接收到所述密封元件的凹口中。所述至少一个凹口部分可以构造成与所述至少两条导线中的一条导线的外周缘基本上互补且至少局部互补。应理解的是，可提供多于两条导线以接收在密封元件中，在此所述密封元件可包括前述类型的多个凹口部分。由此，可将所有待接收的导线的至少一部分依次导入到所述密封元件的凹口中，其中已经导入的导线通过各所属的凹口部分如上所述地定位和固定。
应理解的是，所述方法在所述的方法步骤之前、之间和/或之后还可包括其他以常规方法执行挤压包封导线或导线束的步骤。
另一方面，本发明涉及一种用于在局部挤压至少一条导线时密封所述至少一条导线的密封元件。所述密封元件包括基体，所述基体具有被构造成与所述至少一条导线的周缘几何形状基本上互补的凹口，以接收所述至少一条导线。所述密封元件的尺寸和构造为，使得所述密封元件能够安置在成型工具的密封元件接收部上。
本发明的又一方面涉及一种用于在局部挤压包封至少一条导线时密封所述至少一条导线的密封元件的应用。所述密封元件包括基体，所述基体具有被构造成与所述至少一条导线的周缘几何形状基本上互补的凹口，以接收所述至少一条导线。此外，所述密封元件可安置在成型工具上。
尽管仅参考所述用于挤压包封至少一条导线的方法描述了一些方面和特征，但它们也可相应地适用于所述密封元件和/或密封元件的应用以及适用于它们的扩展方案。
附图说明
以下借助附图对本发明进行说明。这些附图示意性地示出：
图1以侧视图示出密封元件的实施例；
图2以立体图示出图1的密封元件；
图3以立体图示出具有安置于其上的图1中的密封元件的成型工具的实施例；
图4以俯视图示出具有安置于其上的图1中的密封元件的图3的成型工具；
图5以俯视图示出具有安置于其上的图1中的密封元件和导线束的图3的成型工具；
图6以立体图示出安置在插头元件上的导线束的实施例；和
图7以侧视图示出安置在插头元件上的图6的导线束。
具体实施方式
下面说明具体细节以全面理解本申请，但本申请不限于此。然而，本领域技术人员明白本申请可以用于可以不同于后面所述的细节的其他实施例。
图1和2分别以侧视图和立体图示出密封元件10的实施例。所示的密封元件10可使用在挤压包封诸如导线束的至少一条导线(图1和2中未示出)的方法中。
密封元件10在所示实施例中是具有片状基体12的小密封片，基体12包含具有倒圆角的基本上呈方形的外周缘。密封元件10包括凹口14，凹口14在密封元件10的厚度方向上完全穿过基体12延伸。凹口14布置在基体12中心，即凹口的轮廓和密封元件10的外轮廓之间的最小距离在每侧都近似相等。
凹口14在它的形状上被构造成与接收于其中的具有八条导线的导线束互补的。因此，图1中以俯视图示出的凹口14的轮廓的几何形状与接收于其中的导线束的横截面的外周缘的几何形状相对应。
所述导线束的要被接收的单条导线分别具有半径相同的圆形横截面。为了图示说明导线束的导线的布置，图1中标示出了导线的中心点M1至M8，但出于简略原因未示出被接收的导线。
如从互补的凹口14的形状可知，接收在此处的导线束具有如下导线布置或者应具有如下导线布置，即其中心点M1和M2位于第一直线L1上的两条彼此相邻且相切的导线布置在导线束的中心。这两条导线在此被称作内置导线。
对于内置导线的第一直线L1的图1中所示的左侧和图1中所示的右侧分别布置有三条导线，它们的中心点M3至M5和M6至M8分别位于其它直线L2和L3上。其它直线L2和L3平行于第一直线L1布置。位于其它直线L2、L3上的三条导线中的各中间导线与两条相邻导线相切。此外，这两条中间导线与两条内置导线中的每条导线相切，其中位于其它导线L2、L3上的三条导线中的两条靠外的导线分别只与两条内置导线中的一条导线相切。因此，位于内置导线右侧的三条导线和位于内置导线左侧的三条导线关于其中心点不仅在竖直方向上而且在水平方向上移位地布置。应理解，在其它实施例中具有其它布置和/或导线数量的导线束也是可能的。
凹口14被构造成始终与被接收的导线或导线束互补的。要注意的是，在此看不到在密封元件10的凹口14中导线束的导线之间产生的空隙，因为密封元件10包括唯一的凹口14，它的横截面与导线束的由导线和空隙组成的横截面完全一致。
图1和2中详细示出的密封元件10的凹口14包括四个凹口部分16、18、20、22，导线束的导线分别引入在四个凹口部分16、18、20、22中并且可利用所属的凹口部分16、18、20、22固定在相对于密封元件10的预定位置中。如果导线被引入到所属的凹口部分16、18、20、22中，它们在密封元件10的区域中至少四分之三它们的周缘与密封元件10的内周缘接触，更确切地说，与各凹口部分16、18、20、22接触。由此，这些引入的导线由至少一个凹口部分16、18、20、22保持并且相对于密封元件10定向且固定地布置。这使其它导线容易引入或者被接收到密封元件10的凹口14中。
图3至5示出具有安置于其上的密封元件10的成型工具30的下部部分。成型工具30的结构与已知的用于挤压包封导线的成型工具的基本结构基本相符，在此不对其详细说明。
与已知的成型工具不同之处在于，图3所示的成型工具30具有密封元件接收部32。密封元件接收部32被构造成缝隙形式并且与密封元件10或者密封片互补。密封元件10在图3至5中分别被接收在密封元件接收部32中。通过密封元件10与密封元件接收部32的形状配合的连接，密封元件10在工作中牢固地保持在预定位置中。换句话说，密封元件10通过被引入到成型工具30的密封元件接收部32中，相对于成型工具32并因此也相对于成型工具的型腔34定位。
如图3至5中可知，密封元件10被引入密封元件接收部32中限定了型腔34。用于挤压包封导线的或者在这里导线束的布置在型腔34中的区域的、导入型腔34的注塑材料、浇注材料或泡沫材料在型腔34中扩散仅仅直到密封元件10，更确切地说，直到密封元件10的面向型腔34的侧面。对此，下面将进一步参照所属的方法步骤进行详细描述。
图5同样示出成型工具30的下部部分。然而，与图3和图4不同，示出了上述类型的包含八条单条导线的导线束40，导线束40接收在密封元件10的凹口中并且穿过成型工具30的型腔34延伸。通过利用安置在成型工具30的密封元件接收部32上的密封元件10来固定导线束40，导线束40相对于成型工具30的型腔34如预定地定向。导线束40的待挤压包封的区域42因此布置在型腔34中。还可看到，导线束40的待挤压包封的区域42以常规方式设有其它附件，例如线缆输入套管44和套筒46。这些附件同样应由挤压包封围绕。
图5中密封元件10的凹口全部由导线束填满，从而在凹口的区域中在密封元件10和导线束40之间不存在空腔或空隙。因此，型腔34在朝向一侧完全通过密封元件10和接收于其中的导线束来限定。如果将用于挤压包封导线束40的区域42的注塑材料、浇注材料或泡沫材料注入到型腔34中，则注塑材料、浇注材料或泡沫材料均布分布并且优选围绕待挤压包封的部件。尽管导线束40的结构比较复杂，这也适用于型腔34内导线束40的与密封元件10相交界的区域，其中该区域由于八条导线的上述布置而具有待挤压包封的下陷。
考虑到关于所述互补的上述说明，以下将描述一种用于挤压包封导线束40的方法的实施例。
在该方法中，在第一步骤提供密封元件10。
接着，在第二步骤中，将导线束40接收在密封元件10的凹口14中。为此将八条单条导线依次引入到凹口中(此外到凹口部分16、18、20、22中)，所述凹口被构造成与导线束40的周缘几何形状互补的。由此，将导线束40如预定地排序，使得所述八条导线在引入凹口14中后相对于彼此固定和布置，以及相对于密封元件10牢固地定位。
在接着的第三步骤中，将密封元件10连同接收于其中的导线束40插入到成型工具30的密封元件接收部32中，从而密封元件10和密封元件接收部32相互接合(见图5)。在该第三步骤中，密封元件10和接收于其中的导线束40相对于成型工具30定位。导线束40也由此如希望地定向，在此待挤压包封的区域42如图5所示地布置在型腔34中。
在第二步骤和第三步骤之间，在一个中间步骤中，还将诸如线缆输入套管44和套筒46的附件布置在导线束40上。替代地，这还可以在这里描述的方法之前执行。在后一情况下，所述导线相应地利用相对的端部被引导穿过所述密封元件的凹口。
还应理解，第二步骤和第三步骤的顺序可以交换。于是，可以首先将所述密封元件安置在所述成型工具上，在此之后才将所述导线束接收在已经安置好并因此被定位的密封元件的凹口中。
在第四步骤中关闭成型工具30，即将成型工具30的上部部分放置在图3至5中所示的下部部分上。由此型腔34在所有侧面都被封闭。
在第五步骤中，型腔34通过喷嘴施加塑料-注塑材料、浇注材料和/或泡沫材料。这些物质均匀分布在型腔34中，围绕导线束42的连接在密封元件10上且通过密封元件10限定的区域的待挤压包封的部件。
在第六步骤中，在冷却后，打开成型工具30，将密封元件10连同局部挤压包封的导线束40从成型工具30中取出。
在接下来的第七方法步骤中，以破坏密封元件10的方式，将密封元件10从局部挤压包封的导线束40移除。在这里要注意的是，导线束的单条导线或其线缆护套不被破坏。
图6和7中示出了利用前述方法制成的导线束40，其包括挤压包封部48。导线束40在所示视图中在挤压包封部48的区域中安置在插头元件50上。如从图6中可知，挤压包封部48具有利用密封元件10产生的平坦端面49，导线束40的单条导线从该平坦端面49离开。所述挤压包封部围绕导线束40的单条导线均匀分布并且紧密地围绕导线束40的单条导线。

Claims (13)

1.一种用于挤压包封至少一条导线(40)的方法，具有如下步骤：
-将所述至少一条导线(40)接收在密封元件(10)的凹口(14)中，其中所述密封元件(10)的凹口(14)被构造成与所述至少一条导线(40)的周缘几何形状基本上互补；
-将所述密封元件(10)安置在成型工具(30)上；
-挤压包封被接收于其中的至少一条导线(40)的连接到所述密封元件(10)且通过所述密封元件(10)限定的区域(42)；和
-从所述成型工具(30)移除所述密封元件(10)和所述被接收于其中且局部被挤压包封的至少一条导线(40)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述密封元件(10)与所述被接收于其中的至少一条导线(40)安置在所述成型工具(30)上。
3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括步骤：
-从所述局部挤压包封的至少一条导线(40)移除所述密封元件(10).
4.根据权利要求3所述的方法，其中，为将所述密封元件(10)从所述局部挤压包封的至少一条导线(40)移除而将该密封元件(10)破坏。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述密封元件(10)呈片状。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，为了将所述密封元件(10)安置在所述成型工具(30)上，至少局部地将该密封元件(10)引入到被构造在所述成型工具(30)上的密封元件接收部(32)中。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述密封元件(10)是塑料件。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述密封元件(10)利用加料制造方法进行制造。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述密封元件(10)利用注塑方法进行制造。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述成型工具(30)包括金属材料，以便在挤压包封时散热。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，至少两条导线(40)被挤压包封，其中，所述密封元件(10)的凹口(14)包括至少一个凹口部分(16、18、20、22)，并且其中在所述接收步骤中，所述至少两条导线(40)中的一条导线被引入到所述至少一个凹口部分(16、18、20、22)中，并且由该凹口部分相对于所述密封元件(10)固定在预定位置中。
12.一种用于在局部挤压包封至少一条导线(40)时密封所述至少一条导线(40)的密封元件(10)，其中，所述密封元件(10)包括具有凹口(14)的基体(12)，所述凹口(14)被构造成与所述至少一条导线(40)的周缘几何形状基本互补的，以接收所述至少一条导线(40)，以及其中，所述密封元件(10)的大小和构成使得能够将所述密封元件(10)安置在成型工具(30)的密封元件接收部(32)上。
13.一种用于在局部挤压包封至少一条导线(40)时密封所述至少一条导线(40)的密封元件(10)的应用，其中，所述密封元件(10)包括具有凹口(14)的基体(12)，所述凹口(14)被构造成与所述至少一条导线(40)的周缘几何形状基本互补的，以接收所述至少一条导线(40)，并且其中所述密封元件(10)能够安置在成型工具(30)上。
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