CN115606055A - 弹性体密封弹簧 - Google Patents

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Abstract

本发明的密封弹簧具有双重功能。所述密封弹簧在使用中在电连接器系统中提供密封性能和弹簧功能两者，这是通过其弹性体特性实现的。所述密封弹簧优选地包括硅树脂、EPDM橡胶或在使用期间提供类似性能的材料和成分。本发明的所述密封弹簧不通过其几何形状被限制或限定为弹簧段或密封段。在导电母壳体和连接器组件内的密封弹簧的实施方式被示出。密封弹簧压缩并抵靠盘式套圈组件提供足够弹簧力，以将盘式套圈组件与线屏蔽件件压靠导电母外壳，从而为连接器组件提供接地方案。所述密封弹簧还密封母外壳和线。

Description

弹性体密封弹簧
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2021年4月1日的第63/169,511号和2020年7月14日递交的美国临时专利申请第63/051,517号的优先权，在此通过引用将其整体并入本文。
技术领域
硅树脂或任何弹性体材料(本质上类似于橡胶的材料)通常在各应用中，特别是在电连接器系统中，用作将形成密封件以防止外部元素进入到连接器系统中的材料，该外部元素例如为但不限于水、空气(任何气态元素或分子)或任何碎屑(限定为在组装连接器系统时不存在的任何异物)。特定密封件的密封性能是通过材料的弹性性能和在其在连接器系统中的位置内操作的一个或多个适当几何形状来实现的。这些密封件通常根据其预期使用位置进行命名，例如端面密封件、界面密封件、环形密封件、电缆密封件、垫(或遮片)密封件和线密封件。
背景技术
示例1
在连接器应用中使用硅树脂(弹性体)密封件可以包括垫(或遮片)密封件。垫(遮片)密封件可用于接头或设备构造连接器组件中，其中它以单一的密封件功能发挥作用。垫(遮片)密封件执行单一功能(密封)，以密封两个独立(分离)表面。并且使用垫(遮片)密封件的典型设计的后盖将固定并保护垫(遮片)密封件。
示例2
在连接器应用中使用硅树脂(弹性体)密封件可以包括两个垫(遮片)密封件。该两个垫(遮片)密封件可用于线对线(成一条线的)构造连接器组件中。一个垫(遮片)密封件是母垫(遮片)密封件，另一个是公垫(遮片)密封件。这两个垫(遮片)密封件密封例如密封件和塑料壳体之间的位置，以及在密封件和穿过垫密封件的内腔的线之间进行密封。注意，垫(遮片)密封件执行单一功能(密封)，但分别对两个独立(分离)表面进行密封。每个密封件都包含后盖，这是使用垫(遮片)密封件的典型设计，用以固定和保护垫(遮片)密封件。
示例3
在连接器应用中使用硅树脂(弹性体)密封件可包括包覆成型的垫密封件和端面密封件。包覆成型的垫密封件和端面密封件可以用在具有端面密封件构造连接器组件的铸造装置内。包覆成型的垫(遮片)密封件密封对例如密封件和塑料壳体之间的位置进行密封，以及对密封件和穿过包覆成型垫(遮片)密封件的内腔的线之间进行密封。端面密封件是一种连续密封件，其在塑料壳体和铸造装置之间进行密封。该密封件与衬垫或O形环不同地工作。
注意，垫(遮片)密封件和端面密封件执行单一功能(密封)，其中垫(遮片)密封件分别密封两个独立(分离)表面，并且包覆成型的垫(遮片)密封件密封单个表面。并且包括一个后盖以固定和保护垫(遮片)密封件，这也是使用垫(遮片)密封件的典型设计。
发明内容
本发明的密封弹簧具有双重功能。在使用中，密封弹簧在电连接器组件内提供密封性能和弹簧功能二者。该双重功能是通过其弹性体特性实现的。密封弹簧包括硅树脂、EPDM橡胶、在使用期间提供类似性能的材料和成分等。此外，本发明的密封弹簧也不通过几何形状而被限制或限定为弹簧段或密封段。因此，密封弹簧不是基于几何形状的，它可以在需要密封功能和弹簧功能的双重功能的任何地方起作用。一种这样的实施方式是在连接器组件的壳体的内腔内，这在本申请中详细描述。
具有本发明的密封弹簧的连接器组件还将优选地包含盘式套圈组件。密封弹簧将与盘式套圈组件相互作用。在使用中，密封弹簧会被压缩变形，一端压靠盘式套圈组件，另一端压靠壳体后盖。因此密封弹簧将提供弹簧功能。此外，盘式套圈组件通过附接到盘式套圈组件的线屏蔽件为连接器组件提供接地装置。对于有助于连接器组件接地的盘式套圈组件，盘式套圈组件需要例如接触接地方案。在本申请中，接地方案包括导电壳体(由灌注金属的树脂制成)，但也可以是壳体内的导电元件(即传统的冲压屏蔽件或类似的接地装置)，但接地装置不限于上述这些例子。
这里，在使用中，本发明的密封弹簧被压缩并变形进入到母外壳的内腔中。当壳体后盖与母外壳配合并固定时，密封弹簧被压缩到内腔中。密封弹簧的弹性性能和硬度规格允许密封弹簧的压缩状态对壳体后盖且更重要地对盘式套圈组件两者施加弹簧力。密封弹簧产生并施加向外的弹簧力，该弹簧力用于使密封弹簧推靠盘式套圈组件，从而将盘式套圈组件固定到母外壳(导电壳体)的内壁或固定到母外壳(未示出)内的接地装置(即传统的冲压屏蔽件)。
此外，密封弹簧的密封性能允许压缩的密封弹簧保持并提供抵靠母外壳210的外密封功能和抵靠线300的内密封功能。
如所示的，密封弹簧还可以具有有助于密封弹簧与盘式套圈组件和/或壳体后盖接触的突起，而不干扰密封弹簧在使用和操作中的变形或密封几何形状。
附图说明
图1是本发明的密封弹簧的前透视图。
图2是本发明的密封弹簧的后透视图。
图3是本发明的壳体后盖的端部透视图。
图4是插入了线且安装有盘式套圈组件的母壳体的截面图。
图5是插入了线且安装有盘式套圈组件的母壳体以及位于母壳体中的密封弹簧的截面图。
图6是组装的壳体组件的截面图，母壳体插入了线、安装有盘式套圈组件、密封弹簧位于母壳体中并且安装有壳体后盖。
具体实施方式
本发明的密封弹簧100的优选实施例如图1所见。密封弹簧100优选地包括硅树脂、EPDM橡胶或在使用期间提供类似性能的材料和成分等。密封弹簧100具有第一端面102、第一端面表面112、第二端面104、第二端面表面114和侧部106。侧部106具有表面116，并且侧部106在第一端面102和第二端面104之间。密封弹簧100还具有外密封部分120，该外密封部分120位于侧部106的一部分上并且由侧表面116的一部分形成。这里，外密封部分120优选基本居中地位于侧部106上(见图1、图2)。此外，密封弹簧100具有内孔108，内孔108具有侧壁109。侧壁109具有表面110。图1和图2中示出了两个内孔108的数量，内孔108的数量优选为一或大于一。另外，密封弹簧100具有内密封部分130，该内密封部分130位于内孔108的内侧在内孔108的相应侧壁109的一部分上，并由侧表面110的一部分形成。这里，内密封部分130优选基本居中地位于侧壁109上。
如所示的，密封弹簧100还具有突起140，该突起140围绕并对应于内孔108。如图1和图2所示，突起140分别从第一端面102和第二端面104两者突出。替代地，另一实施例可具有从第一端面102或第二端面104突出的突起140(未示出)。突起140具有侧表面144和竖向表面142。侧表面144基本上垂直于其从中延伸的相应的第一端面102或第二端面104。竖向表面142基本上平行于其从中延伸的相应的第一端面102或第二端面104。此外，侧表面144和竖向表面142彼此相交并且基本上彼此垂直地延伸。
如所示的，密封弹簧100具有两个内孔108，具有相应的一对突起140，一个突起140从第一端面102延伸，并且一个突起140从第二端面104延伸(参见图1-图2、图5-图6)。如前所述，内孔108的数量优选为一或大于一，并且不限于此。同样地，与内孔108的数量相对应的突起140的数量优选为一或二，并且更优选地，突起140的数量为每个数量的内孔108两个，即一对，其中该两个突起140中的一个从第一端面102延伸，并且该两个突起中的另一个从第二端面104延伸(参见图1-图2、图5-图6)。
图2示出密封弹簧100的第二端面104和第二端面表面114。还示出具有侧表面116的侧部106。如前所述，密封弹簧100具有外密封部分120和内密封部分130。外密封部分120与连接器组件200的母外壳210相互作用并密封(见图6)。内密封部分130与线300的内绝缘部302相互作用并密封，这将在后面更详细地讨论(参见图6)。
图3中示出连接器组件200的壳体后盖230。壳体后盖230具有内腔231。内腔231具有侧壁233。侧壁233具有表面234。此外，壳体后盖230的内腔231具有在第一端部237和第一端部的表面238内的开口232。此外，壳体后盖230具有第二端部239。端部239具有外表面240。内腔231还具有后壁235，后壁235是第二端部239的一部分。后壁235具有内表面236。另外，从第二端部239大致垂直延伸的是壳体后盖230的线环应变消除件245。壳体后盖230具有延伸穿过第二端部239的后壁235的孔241。孔239进一步延伸并且位于线环应变消除件245内。孔241具有侧壁240。侧壁240具有表面241。孔241分别与提供在密封弹簧100中的各内孔108对应并且中心对准。
图4中是包含线300的母外壳210的图示。母外壳210具有内腔211。内腔211具有侧壁213。侧壁213具有表面214。此外，母外壳210的内腔211在端部217处具有开口212。端部217具有表面218。内腔211另外具有后壁215。后壁215具有表面216。
图4中还详细说明了线300。线300具有线芯301、内绝缘部302、线外绝缘部304和线屏蔽件500。线300具有轴向方向A(如图6所标示的)。线屏蔽件500位于线300的内绝缘部302和外绝缘部304之间。线芯301位于内绝缘部302内。
此外，在图4中，线300被插入到母外壳210中。线芯301的一端被固定并连接到端子(未示出)。端子被锁定在母外壳201内。因此，一旦端子被锁定在母外壳201内，则线芯301就被保持住并固定以免移动，因此线300也被锁定到位，并且其向前运动被抑制和限制。
在图4中还可以看到盘式套圈组件400，其位于线300的内绝缘部302上方并且位于母外壳210的内腔211内。在图4中，外绝缘部304的一部分已被移除，从而盘式套圈组件400邻近外绝缘部304的自由端定位。线屏蔽件500将在盘式套圈组件400内或位于一侧或另一侧上，并被固定或保持到盘式套圈组件400。因此，线屏蔽件500的与盘式套圈组件400接触或固定的部分将相应地与盘式套圈组件400一起移动并与盘式套圈组件400一起定位。
如图5所示，密封弹簧100插入到母外壳301中。线300的内绝缘部302插入并延伸穿过密封弹簧100的内孔108。然后，密封弹簧100插入到母外壳210的内腔211的开口212内，同时密封弹簧100沿线300的轴向方向A移动，并且进一步插入并接触盘式套圈组件400。当第一端面102的第一端面表面112到达并邻接盘式套圈组件400时，密封弹簧100因其进一步移动到母外壳210中而被限制。如图5所示，密封弹簧100的第二端面104和第二端面表面114突出到母外壳的内腔211外侧，并且在母外壳的内腔211的外侧且在母外壳210的开口212内并穿过该开口212延伸。
如图6所示，壳体后盖230可以与母外壳210相互作用并固定到母外壳210。壳体后盖230具有保持突耳243，用于与母外壳210的外部上的突起(未示出)相互作用。保持突耳243允许壳体后盖230与母外壳210的外部对准、定位、锁定和固定。母外壳210的一部分将完全位于壳体后盖230的内腔231中。母外壳210将接触壳体后盖230的内腔231的侧壁233的表面234。在配合过程中，母外壳210将进入并穿过壳体后盖230的开口232。当母外壳210完全配合并插入到壳体后盖的内腔231中时，母外壳210的端部217和端部表面218在壳体后盖230的内腔231的后壁235的内表面236上接触并邻接壳体后盖230的内腔231的后壁235。这将限制母外壳210向壳体后盖230中的向前运动，并且优选地将母外壳210定位在壳体后盖230内，用于操作和使用连接器组件200。
此外，壳体后盖230还与密封弹簧100相互作用。在壳体后盖230和母外壳210的配合期间，壳体后盖230推压并邻接密封弹簧100的突起140。突起140从密封弹簧的第二端面104突出。壳体后盖230的内壁邻接从密封弹簧100的第二端面104延伸的突起140的竖向表面142。同样地，从密封弹簧100的第一端面102延伸的突起140的竖向表面142与盘式套圈组件400完全接触。当壳体后盖230和母外壳210配合时，密封弹簧100在线300的轴向方向A上被压缩。一旦壳体后盖230在保持突耳243锁定到母外壳210的外部的情况下被保持和锁定到母外壳210，则密封弹簧100被完全压缩并完全位于母外壳210的内腔211内。
如图6所示，密封弹簧100的完全压缩和变形的定向或状态在沿着线300的轴向方向A的两个相反方向上提供弹簧式力和弹簧功能。第一方向是朝向盘式套圈组件400，并且第二方向是朝向壳体后盖230。由密封弹簧100向盘式套圈组件400施加的弹簧式力为盘式套圈组件400提供固定力，其将盘式套圈组件400维持或保持在如下状态和位置，在该状态下和位置下，盘式套圈组件400邻接并完全接触母外壳210(导电)的内腔211的后壁215，或邻接并完全接触到冲压屏蔽件(未示出)，或邻接或完全接触母外壳210的内腔211内的类似接地装置。母外壳210在此具有金属特性(注入金属的树脂或金属成分)，其中母外壳210是导电元件，其通过将提供到盘式套圈组件400的线屏蔽件500接地来完成连接器组件200的接地路径或方案。
此外，在图6中，在提供足够的弹簧力的同时，压缩后的密封弹簧100将维持并提供抵靠母外壳210的外密封功能和抵靠线300的内密封功能。密封弹簧100的外密封部分120将密封抵靠母外壳210的内腔211的侧壁213的表面214(参见图6)。密封弹簧100的内密封部分130将密封抵靠线300的内绝缘部302(见图6)。因此，密封弹簧100密封抵靠两个独立的、分离的表面。
密封弹簧100材料的弹性特性和耐久性被优化，从而提供上述性能和效果的组合。此外，本发明的密封弹簧100不通过其几何形状而被限制或限定为弹簧段或密封段。因此，密封弹簧100不是基于几何形状的，并且它可以在需要密封功能和弹簧功能的双重功能的任何地方起作用。此外，母外壳210的内腔211的尺寸或空间可以被优化和调整，以允许密封弹簧100变形，以便转移而不中断密封弹簧100的弹簧功能或内和外密封性能。可替代地，密封弹簧100的突起140的尺寸可以被优化和调整以允许密封弹簧100的变形，以便转移而不中断密封弹簧100弹簧功能或内和外密封性能。
尽管前述描述针对在本发明的至少组装竖向盘式套圈的制造方法中的优选实施例，但是应当注意，其他变型和修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下进行。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种密封弹簧，其特征在于：
侧部，所述侧部具有表面；
第一端面，所述第一端面具有表面；
第二端面，所述第二端面具有表面；
内孔，所述内孔具有侧壁；
外密封部分，所述外密封部分位于所述侧部的一部分上并且由所述侧表面的一部分形成；以及
从所述内孔的所述侧壁延伸的内密封部分，所述内密封部分位于所述内孔的内侧、在所述侧壁的一部分上。
2.根据权利要求1所述的密封弹簧，其特征在于，所述外密封部分由所述密封弹簧的所述侧部的所述侧表面的一部分形成。
3.根据权利要求1所述的密封弹簧，其特征在于，所述内密封部分由所述侧壁的所述侧表面的一部分形成。
4.根据权利要求1所述的密封弹簧，其特征在于，所述外密封部分与壳体的壁相互作用并密封抵靠所述壳体的壁。
5.根据权利要求1所述的密封弹簧，其特征在于，所述内密封部分与线相互作用并密封抵靠所述线。
6.根据权利要求1所述的密封弹簧，其特征在于，所述第一端面具有突起。
7.根据权利要求1所述的密封弹簧，其特征在于，所述第二端面具有突起。
8.根据权利要求6所述的密封弹簧，其特征在于，所述突起接触盘式套圈组件。
9.根据权利要求7所述的密封弹簧，其特征在于，所述突起接触盘式套圈组件。
10.一种用于将密封弹簧组装在连接器组件中的方法，其特征在于以下步骤：
将所述密封弹簧插在线上；
将所述密封弹簧插入壳体的内腔中；
将所述壳体推入壳体后盖中；
之后，将所述壳体推入壳体后盖中以便为保持突耳在位于所述壳体上的突起上提供锁定位置；
将密封弹簧压缩在所述壳体内；
将密封弹簧压靠盘式套圈组件；以及
之后，向所述密封弹簧提供弹簧力。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，将密封弹簧压靠所述盘式套圈组件的所述步骤在向所述密封弹簧提供弹簧力的所述步骤之后将所述盘式套圈组件压靠所述壳体。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于用于将密封弹簧组装在所述连接器组件中的所述方法，在向所述密封弹簧提供弹簧力的所述步骤之后，所述密封弹簧压靠所述壳体后盖。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，用于将密封弹簧组装在所述连接器组件中的所述方法包括为所述壳体提供接地装置。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述密封弹簧密封抵靠所述壳体的所述内腔。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述密封弹簧密封抵靠所述线。

Claims (15)

1.一种密封弹簧，其特征在于：
侧部，所述侧部具有表面；
第一端面，所述第一端面具有表面；
第二端面，所述第二端面具有表面；
内孔，所述内孔具有侧壁；
外密封部分，所述外密封部分位于所述侧部的一部分上并且由所述侧表面的一部分形成；以及
内密封部分，所述内密封部分位于所述内孔的内侧、在所述侧壁的一部分上。
2.根据权利要求1所述的密封弹簧，其特征在于，所述外密封部分由所述密封弹簧的所述侧部的所述侧表面的一部分形成。
3.根据权利要求1所述的密封弹簧，其特征在于，所述内密封部分由所述侧壁的所述侧表面的一部分形成。
4.根据权利要求1所述的密封弹簧，其特征在于，所述外密封部分与壳体的壁相互作用并密封抵靠所述壳体的壁。
5.根据权利要求1所述的密封弹簧，其特征在于，所述内密封部分与线相互作用并密封抵靠所述线。
6.根据权利要求1所述的密封弹簧，其特征在于，所述第一端面具有突起。
7.根据权利要求1所述的密封弹簧，其特征在于，所述第二端面具有突起。
8.根据权利要求6所述的密封弹簧，其特征在于，所述突起接触盘式套圈组件。
9.根据权利要求7所述的密封弹簧，其特征在于，所述突起接触盘式套圈组件。
10.一种用于将密封弹簧组装在连接器组件中的方法，其特征在于以下步骤：
将所述密封弹簧插在线上；
将所述密封弹簧插入壳体的内腔中；
将所述壳体推入壳体后盖中；
之后，将所述壳体推入壳体后盖中以便为保持突耳在位于所述壳体上的突起上提供锁定位置；
将密封弹簧压缩在所述壳体内；
将密封弹簧压靠盘式套圈组件；以及
之后，向所述密封弹簧提供弹簧力。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，将密封弹簧压靠所述盘式套圈组件的所述步骤在向所述密封弹簧提供弹簧力的所述步骤之后将所述盘式套圈组件压靠所述壳体。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于用于将密封弹簧组装在所述连接器组件中的所述方法，在向所述密封弹簧提供弹簧力的所述步骤之后，所述密封弹簧压靠所述壳体后盖。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，用于将密封弹簧组装在所述连接器组件中的所述方法包括为所述壳体提供接地装置。
14.根据权利要求10的方法，其特征在于，所述密封弹簧密封抵靠所述壳体的所述内腔。
15.根据权利要求10的方法，其特征在于，所述密封弹簧密封抵靠所述线。
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