CN1455636A - 导电密封件及其生产方法和装置 - Google Patents
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Abstract
通过挤出混有导电颗粒的弹性硬化材料在第一密封表面形成的导电密封件还混有磁性颗粒。在将上述材料施加到第一密封表面后，通过电磁板的磁力作用，材料的横截面外形向第二密封表面伸长到可调节的高度，和/或形成密封缘。特别是由于在挤出过程中作用在密封带上的磁力，磁性和导电颗粒最好富集在边缘部分。
Description
技术领域
本发明涉及一种用混有导电颗粒的弹性硬化材料生产导电密封件的方法和装置，以及按照该方法生产的密封件，所述材料从挤出机以尚未硬化的状态施加到第一密封表面。
技术背景
已知，电子元件产生电磁干扰信号，该信号通过这些元件壳体中的间隙传送到外部，并且经由信号导体又通过接收壳体中的间隙传播到其它电子元件，导致上述其它电子元件损坏和发生故障。
为了防止作为干扰信号的这些电磁波从一壳体泄漏并进入另一壳体，从而影响电子元件的功能，形成壳体间隙的表面(密封表面)通过导电密封件相对密封。也具有导电性的壳体与导电密封件一起作为法拉第笼，来阻止电磁波的传播或屏蔽电子元件不受有害辐射。
除了屏蔽由所用材料的导电性造成的电磁辐射干扰之外，这种密封件的另一主要功能是保护电子装置免受灰尘颗粒、湿气和有毒气体的影响。因此电子密封件也必须符合建筑和机械工程中通常使用的阻隔密封件的要求，以阻止物质在两室之间转移。
按照上述方法刚挤出的密封件具有一个大致圆形的横截面。在施加到一个壳体部件或一另外的基体密封表面上之后，由于自身重量和初始的塑性状态，该横截面在硬化时稍微变得扁平。这种密封件有足够的电子屏蔽特性，但是，由于分布在整个横截面中的导电颗粒使它具有高硬度，它的弹性不能满足最高密封要求。由于这些导电颗粒由银或包银材料制成，这些密封件也较贵。
DE 197 33 627提出了一种电子密封件，它有减少的昂贵的银的含量，同时保持良好的电子屏蔽特性，并具有很大地改善了的用于物质阻隔/密封的弹性。该密封件由一个不包含导电颗粒的弹性硬化材料制成的内密封带和一个包覆该内密封带的由混有导电颗粒的硬化材料制成的导电薄层所构成。
用两种不同材料或混合物通过共挤出制作密封件，这意味着更高的模具耗费，并且由于高弹性内层和低弹性的脆性外层的明显分离以及它们不同的硬化特点，在密封件中存在产生裂纹的风险。在内(密封)带硬化过程中，不能避免密封件变得扁平，因此弹性下降，并且不再能总是保证密封件和相对密封表面之间的弹性紧密配合。另外，为这种类型的电子屏蔽密封件选择不同于圆形的横截面来产生高弹性横截面或横截面区域，将意味着设计合适的挤出工具的不合理的费用或者在技术上是不可行的。
已知的导电密封件尤其不能补偿密封间隙高度上的差异，该差异的发生是因为大批量生产中的制造公差，因为挤出的密封材料总是为每个密封件形成相同的尺寸，并且直径的任何改变将导致更高的工具和材料成本。还经常发生的是，在每个挤出过程开始和结束时，较大量的密封材料施加到两个密封端邻接的部位的密封表面上。在上述两种情况下，导电密封件的密封效果被减弱。
有时密封间隙高度如此之大，以使为达到要求的密封件高度，在两个连续的操作循环中，两个密封件必须一个压一个叠加地挤出到密封表面上。叠加两个或多个密封带要花费时间并增加材料成本。
发明内容
因此，本发明的目的是这样设计和生产在本文开头所提及的方式的导电密封件，即，可确保密封件的高弹性，并能补偿在密封间隙高度和/或在两个带端部连接处挤出材料的高度上的相关公差变化，和在减少的工作和材料费用的情况下确保可靠的物质密封和电子屏蔽。
按本发明该目的通过具有权利要求1中描述的特征的方法来实现。在权利要求17或22中分别描述了实施该方法的装置的技术方案及按照本发明生产的密封件的特征。
在从属权利要求中描述了本发明的有益改进和有用的实施例。
在一种由混有导电颗粒的弹性硬化材料所制成的导电密封件的制造方法中，所述密封件在挤出后，在仍然处于塑性状态时，以一基本上圆形的横截面直接施加到壳体的一个密封表面，其主要的发明思想在于，弹性硬化材料在挤出前还附加混有磁性颗粒，挤出的粘附到第一密封表面上的磁性密封带受到一个电磁板磁力的吸引，从而产生变形，所述电磁板位于其外表面已经硬化的密封带的上面或上方。通过将电磁板放置在密封带上方特定距离处，或者通过提升与密封件贴合的电磁板，和/或通过利用具有型面的电磁板，粘附到第一密封表面上但其内部仍是塑性的密封带向电磁板和/或相对的第二密封表面伸长，其中所述电磁板的型面对应于密封带的走向并具有至少一个槽形凹处的形状。通过特别是垂直于密封带的纵向拉长通常为圆形的横截面，尤其是通过形成至少一个与电磁板的型面相对应的密封缘，使这种形式的密封件的弹性得到显著的提高。由于能够在高度方向调整电磁板，或者能够将其设定在第一密封表面上方一定位置处，因此能相应于制造条件调整密封件的高度(伸长量)。该方法不仅能用来补偿在密封间隙高度上的公差，而且能补偿密封带的高度变化。另一个重要的优点是，在挤出时不再需要施加特别厚的密封带或堆叠多个密封带以得到为了填充非常大的密封间隙而所需的密封件高度，而只要将单层拉长到所要求的高度。这减少了制造工作量和材料消耗。
不言而喻，术语“挤出”指的是任何利用压力将密封材料以塑性状态分配到密封表面的任何方法。这意味着能利用蜗杆挤出机、往复泵、齿轮泵、仅用压缩空气等将密封材料送进到喷嘴或挤出机头。
在本发明的一个有益改进中，磁性颗粒和导电颗粒相互结合成一体的颗粒，即磁性铁或镍颗粒(或由其它磁性材料制成的颗粒)包覆有一导电层。在挤出过程中，通过施加磁力，这些颗粒被吸向挤出密封带的边缘区域，以便以一个小的材料含量增加密封件边缘区域的导电性，同时改善在密封件内部的弹性和在密封件的高弹性内部和导电外部提供一个均匀过渡。由于在挤出的密封带周边缘区域弹性硬化材料量较少，外表面快速硬化，因此在密封带被拉长或在密封带上形成密封缘后，能容易地从电磁板上取下密封件。也能完全只由同时具有导电性和磁性的镍制成一体的导电和磁性的颗粒。除了分开的或一体的磁性和导电颗粒以外，密封材料还可以包含一体导电和磁性颗粒加上导电非磁性颗粒。导电磁性颗粒可以是纤维或薄片。
还可以想到，通过共挤出而将由不含磁性和导电颗粒的弹性硬化材料制成且包覆有一混有导电和磁性颗粒的弹性硬化材料的薄层的内带施加到第一密封表面上。在这种情况下，在共挤出外部导电层中使用包覆一个导电层的磁性颗粒也是有益的。很小部分的磁性颗粒也会混合进内带中。
作为本发明的又一个改进，可以将电磁板分成单个的能被分别启动的磁性块，以得到不同的变形力和密封带的不同的横截面的拉长。最后可以想到的是，利用位于壳体/密封带侧向的电磁板能从侧面使密封带变形。也可以将密封带作为中空体挤出，其中在挤出后通过磁力可以保持或改变该中空体的形状。
本发明不仅可应用于屏蔽密封件部分，还能用于使在密封表面硬化的其它密封件变形。
附图的简要说明
参照附图将更详细地说明本发明的实施例，其中假定按照本发明提高弹性和补偿公差的处理方法涉及在其周缘区域聚集导电颗粒的密封件。其中：
图1是根据本发明利用电磁板生产密封件工艺的简图，所述电磁板在其底侧上具有大致半圆形的型面，该型面对应于密封材料的形状/走向，并且沿着该型面设置有电磁体；
图2示出了根据图1的方法，但是电磁板具有两个型面槽，以形成具有两个相邻密封缘的密封带；
图3示出了电磁板中型面槽的另一种设计，以生成具有不同形状密封缘的密封件；
图4示出了本方法的又一种变型，其中密封带通过大致圆形的密封部分伸长，并且利用侧置的电磁板使横截面在侧面产生变形；和
图5示出了本方法的另一种变型，其中成型电磁板的压力使大致方形的密封带变形。
具体实施方式的描述
图1-5所示的每个密封件1或每个密封带1’由一种材料构成，该材料在室温或较高温度下或暴露于紫外线辐射下会发生弹性硬化—这里是硅树脂，并且该材料混有导电磁性颗粒2。在本实施例中，导电磁性颗粒2由镍或铁构成，并包覆一层银，因此它们具有磁性和高导电性。导电磁性颗粒2最好主要聚集在密封件1/密封带1’的边缘部分，从而形成具有很好导电性和磁性的外环3和基本上没有导电磁性颗粒2的内部带4。按照本发明，上述导电磁性颗粒的分布这样来实现，即混有导电磁性颗粒2的还处于塑性状态的密封材料，在其挤出期间或挤出之后通过位于挤出机挤出头(均未示出)上或环绕该挤出头的环型磁性组件。这样，大部分导电磁性颗粒被吸入密封件1的边缘部分，以形成富集导电磁性颗粒2的狭窄外环3，而内部带4中变得完全没有导电磁性颗粒2或者仅一小部分掺有导电磁性颗粒。
脱离上述实施例还可以想到，用公知方式通过共挤出混有导电磁性颗粒的材料和不含导电磁性颗粒的材料可以产生富集边缘区域，其中，混有导电颗粒的材料形成一个包覆着不含导电颗粒的内部带的磁性导电带。
特别是也可以，在密封带的整个横截面上，密封带均匀地混有导电磁性颗粒，或者是内部带可以包含所需的在挤出过程中受磁力作用移向外部边缘部分的导电磁性颗粒总量的一小部分。
刚挤出的用于密封件1的密封带1’，在仍处于塑性状态时，施加到下壳体部件6的第一密封表面5上，下壳体部件6与带有第二密封表面(未示出)的上壳体部件一起形成有密封间隙的壳体，在该两壳体密封表面之间所述密封间隙具有一定的高度。按照图1-4，刚挤出的用于密封件1的密封带1’最初为一圆形，在被施加到第一密封表面5上后，横截面稍微变得扁平。首先硬化的密封带1’的外表面以挤出后仍处于塑性的状态与壳体部件6的密封表面5粘结在一起，但是由于硬化参数诸如室温、湿度和紫外线或高温的作用，外表面首先快速硬化，而且由于包含在材料中的颗粒的原因，被硬化的材料部分相对较少。为了在使用在升高的温度和紫外线辐射时会发生硬化的材料时使密封件外部表面硬化得尽可能快，可以将密封带1’可以短时间置于加热或紫外线辐射下。
当密封带1’施加到密封表面5上后，电磁板7移动到下壳体部件6上方，并且直接位于密封带1’上或以一定距离位于密封带1’上方。在面对密封件1的电磁板7的底面形成一个或多个槽形状的型面8，多个能单独或成组地启动的电磁铁元件顺序布置在型面8内。型面8在电磁板7中的形状/走向与在环形的密封表面5上的密封件1或密封带1’的形状/走向相匹配。电磁板7的设定高度加上型面8的深度相应于基于密封间隙的相应高度的、被伸长和/或成型的制成密封件1的高度。
图1-4所示电磁板7的型面8是可选的，这意味着电磁板7在其底面上可以完全是平的。然而在这种情况下，电磁板7必须以一定距离定位在密封带1’上方，以拉伸密封带1’并改变它的外形。
现在将电磁板7与电源(未示出)短时间接通。由于包含在还是塑性可变形的密封带1’中的磁性颗粒2-即埋在可硬化物料中的银包覆磁性颗粒，以及作用于这些颗粒的电磁板7的电磁铁元件10的磁性吸引力，使磁性密封材料被吸引到电磁板7上或被吸到在电磁板7底面上的型面8上或吸入到型面8中。如图1-4所示，可以设定密封件1的特定高度，这意味着，可以向上拉长密封件1的密封带1’，从而使其更具弹性，并且可以在指向相对壳体部件上的密封表面的密封件1部分形成一特定的较高弹性的外形。上述形状是可能的，因为在那时，仅仅密封带1’的表面部分硬化，但仍具有屈服于变形力的柔性，弹性硬化密封材料的大部分仍是可塑性变形的，并且磁性颗粒2分布在边缘区域(外环3)。
在设定密封带1’的高度和形状(拉长和成型)后，从制成的密封件1上取下电磁板7。能够轻易地从制成的密封件1上取下电磁板7，这是因为，在成/变形过程中至少密封件1的表面被硬化，并且仅仅是靠磁力保持在电磁板7上。当取下电磁板7时，密封件1充分硬化，使其能保持通过磁力而生成的外形。如果使用在热能的影响下硬化的材料，电磁板7可以提供热能加速密封材料的硬化，并稳定通过磁力的成形。
图1的左部示出了刚挤出的密封带1’和位于其上方非常靠近的电磁板7。电磁板7底侧上的型面8为一近似半圆形的槽。图1中的中部示出了被吸引到电磁板7上或吸进型面8的密封件1。图的右部示出了制成的密封件1，它具有预定(伸长)高度，和变窄并因此具有更高弹性的上部(密封缘9)。图2示出了具有两个临近且基本上成楔(尖角)形的密封缘9的可比较的实施例。图中电磁板7(或电磁铁元件10)中的型面8由两个三角形槽构成。
利用位于被挤出并仍是圆形的密封带1’上方一定距离处的具有平底面(没有型面槽)的电磁板7也可以制出在顶部具有楔形的水滴形状(未示出)。与这些实施例不同，具有型面8的电磁板7也可以直接放置到密封件上，从而仅导致密封缘9的伸长。也可以设想，通过降低电磁板，产生带有或没有密封缘的扁平形状的密封件1，或者通过提升直接放置在密封带1’上的电磁板在高度方向上拉长横截面。
图3、4和5示出了生成带有一个或两个不同外形的密封缘9的密封件1的其它实施例，其中密封件向上伸长到密封缘9的高度，以使不仅通过使密封带1’拉长和形成型面提高了这部分密封件的弹性，而且补偿了由施加密封材料和要密封的壳体所造成的高度差异，从而能设定密封件1的一个统一的高度，和甚至能获得一种预定的较大高度，而无需一个压一个地叠放两个或多个挤出密封带1’，从而降低了材料消耗。
图4示出了本发明的另一个实施例，其中，不仅横截面的高度拉长和在密封件上形成一个密封缘9，而且密封带1’的横截面在侧向受到放置在密封带旁边的具有电磁铁元件10’的可移动电磁板7’的作用。
图5所示的实施例中，电磁板设计成底面带有一个台阶，其中一个此处例如为矩形的密封带1’被吸引到该电磁板7上，以此来生成特定的台阶状的密封件1。同样，可以将电磁板7压到密封带1’上，使密封带1’侧向伸长，并产生扁平的、形成相应外形的密封件1。
附图标号表
1 密封件
1’ 挤出密封带
2 磁性颗粒，导电颗粒
3 导电磁性外环
4 没有导电介质的内带
5 第一密封表面
6 壳体部件(具有第一密封表面)
7 电磁板
7’ 侧向电磁板
8 型面(凹口/凸起/台阶)
9 密封缘
10 电磁铁元件(部分)
10’ 电磁铁元件(部分)
Claims (26)
1.一种由混有导电颗粒的弹性硬化材料制造导电密封件的方法，该材料在其仍处于塑性状态时，从挤出机直接施加在第一密封表面上，其特征在于，磁性颗粒在挤出前或挤出后混入密封材料，在密封材料已经施加在第一密封表面(5)上并随后仅有表面层硬化后，利用放置在挤出密封带(1’)上方的电磁板(7)在一特定时间段产生一个磁场，由于作用在磁性颗粒上的磁力，粘附在密封表面(5)上的密封带(1’)向电磁板(7)伸长，并变形成成品密封件(1)。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，电磁板(7)调整到在挤出到密封表面(5)上的密封带(1’)的上方一定距离的与密封间隙的高度相对应的高度位置，密封带(1’)的横截面伸长到所述高度，以形成成品密封件(1)。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，电磁板(7)安放在挤出密封带(1’)上，通过电磁板(7)一个有限的向上移动，该密封带的横截面调整到成品密封件(1)的特定的统一的高度。
4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其特征在于，密封带(1’)作为单层施加到密封表面(5)上，并伸长到所需的高度以填充密封间隙。
5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其特征在于，通过一个与密封件(1)的走向相对应并切制在电磁板(7)中的槽形型面(8)在与第二密封表面相对的密封件(1)的自由密封部分中由磁力成形出弹性密封缘(9)。
6.根据权利要求1-5中任一项的方法，其特征在于，密封材料在室温或升高的温度下或当暴露于紫外线辐射下时弹性硬化。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于，使用在提高的温度下硬化的材料时通过电磁板(7)提供热能。
8.根据权利要求1-7中任一项的方法，其特征在于，用磁力或真空将借助磁力伸长并变形的密封件(1)保持在电磁板(7)上，直到密封件实现形状上的稳定。
9.根据权利要求1-8中任一项的方法，其特征在于，在挤出前使作为导电磁性颗粒的包覆有导电层的单体的颗粒、或同时具有导电性和磁性的镍颗粒、或导电磁性和导电非磁性颗粒与密封材料混合。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于，导电层由银制成，磁性颗粒由铁、镍或其它磁性材料制成。
11.根据权利要求1-10中任一项的方法，其特征在于，为了获得很好的导电性和磁性效果并减少材料消耗，单体的导电和磁性颗粒聚集在挤出在密封表面(5)上的密封件(1)的周向区域，即通过在挤出时在密封带的周向逐段地并且时间上相互独立地产生磁力，所述磁力将导电和磁性颗粒引向密封件的外缘，以产生导电和磁性边缘部分及高弹性内带。
12.根据权利要求1-10之一的方法，其特征在于，通过共挤出使混有单体的导电和磁性颗粒或混有分开的导电和磁性颗粒的密封材料和没有导电和磁性颗粒的密封材料成为密封带(1’)，并且混有导电和磁性颗粒的密封材料象涂层一样包围着没有添加物的密封材料。
13.根据权利要求12的方法，其特征在于，为了降低挤出压力，较少部分的导电磁性颗粒通过混合添加到外带，在挤出过程中用磁力吸到外缘中的其余导电和磁性颗粒通过混合添加到内带。
14.根据权利要求1-13之一的方法，其特征在于，使用纤维或薄片形式的导电和磁性颗粒。
15.根据权利要求1-11之一的方法，其特征在于，密封带(1’)作为中空带施加到密封表面，通过电磁板的磁力保持、进一步伸长和/或成型横截面的型面。
16.根据权利要求1-15之一的方法，其特征在于，密封带(1’)的横截面在侧置的可移动电磁板(7’)的磁力作用下变形。
17.一种实施根据权利要求1的方法的装置，具有一个对应于密封表面的形状走向在所述密封表面上方移动的挤出机，以将密封材料分配在第一密封表面，其特征在于，具有一个能水平和垂直移动的电磁板(7)，能以有限时间连接到电源以产生磁场，并能以特定高度或以一段距离定位在挤出密封带(1’)的上方。
18.根据权利要求17的装置，其特征在于，电磁板(7)面对密封件的面是平面，或者包括具有至少一个与密封件的走向相匹配的凸起/凹口的型面(8)。
19.根据权利要求17的装置，其特征在于，型面(8)为了补偿壳体密封表面的形状尺寸变化具有相应地不同的尺寸。
20.根据权利要求18或19的装置，其特征在于，沿型面(8)设置相随的电磁铁元件(10)，按时间间隔地启动电磁铁元件以产生不同的磁力。
21.根据权利要求17的装置，其特征在于，电磁板(7)在其面对待变形的密封带(1’)的侧面涂有分型剂。
22.一种根据权利要求1所述方法生产的密封件，用于在第一密封表面和第二密封表面之间的电磁和材料密封，其由直接挤出并粘附在密封表面上的混有导电颗粒的弹性硬化密封材料制成，其特征在于，弹性硬化材料包含磁性颗粒，并且密封件具有向密封表面方向伸长的横截面，以改善密封效果，并补偿密封间隙和刚挤出的密封带(1’)的高度变化。
23.根据权利要求22的密封件，其特征在于，在密封件面对第二密封表面的一侧成形出至少一个凸起和/或凹陷，以形成至少一个高弹性密封缘(9)。
24.根据权利要求22或23的密封件，其特征在于，密封件的弹性材料是橡胶或泡沫弹性体，并在室温、升高的温度或当暴露于紫外线辐射时硬化。
25.根据权利要求22-24中任一项的密封件，其特征在于，导电颗粒和磁性颗粒是由以银包覆的铁、镍或其它磁性材料为核心的或者仅由镍制成的一体颗粒，或者分别包括导电颗粒和磁性颗粒。
26.根据权利要求22-24中任一项的密封件，其特征在于，分开的或一体的导电和磁性颗粒富集在密封件(1)的周向部分。
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