DE19513914A1 - Sealed connector for electric cables - Google Patents
Sealed connector for electric cablesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Versiegeln eines elektrischen Verbinders insbesondere für die Verwen dung in Kraftfahrzeugen, sowie auf einen nach diesem Verfah ren fertiggestellten Verbinder.The invention relates to a method for sealing an electrical connector especially for the Verwen in motor vehicles, as well as in accordance with this procedure ren finished connector.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren, welches die folgenden Schritte umfaßt:In particular, the invention relates to a method which comprises the following steps:
- - Das Einführen jeweils eines Endes einer Anzahl von elek trischen Leitern in eine kastenförmige Fassung und- Introducing each one end of a number of elek in a box-shaped version
- - das Versiegeln der zwischen den Leitern und den Wänden der Fassung vorhandenen Zwischenräume mit einem Harz.- the sealing between the ladders and the walls of the Version existing interspaces with a resin.
Die Versiegelung dient dem Zweck, die Wasserdichtigkeit des Verbinders über den gesamten Bereich der in seinem Gebrauch auftretenden Temperaturen zu gewährleisten, sowie auch dazu, den Verbinder gegenüber allen in einem Kraftfahrzeug verwen deten Flüssigkeiten wie Treibstoffen, Schmierölen, Kühl flüssigkeiten, Bremsflüssigkeiten und dergl. abzudichten bzw. resistent zu machen.The seal serves the purpose of waterproofing the Connector over the entire range of in his use to ensure the temperatures occurring, as well as use the connector to all in a motor vehicle Deten fluids such as fuels, lubricating oils, cooling liquids, brake fluids and the like. Seal or to make resistant.
Nach dem Stand der Technik verwendet man für die Versiege lung thermoplastische Polyamidharze, welche in erwärmtem Zu stand in die genannten Zwischenräume injiziert werden und anschließend durch Abkühlung erstarren.The prior art is used for the sealing thermoplastic polyamide resins, which in heated Zu stood in the interstices and injected then solidify by cooling.
Derartige Harze haben den Nachteil, daß sie bereits bei Temperaturen von weniger als 150°C erweichen oder schmelzen, so daß sie eine heutzutage von Fahrzeugbauern geforderte Wärmebeständigkeit nicht gewährleisten können.Such resins have the disadvantage that they are already at Soften or melt temperatures of less than 150 ° C, so that they demand one of today vehicle manufacturers Can not guarantee heat resistance.
Im Hinblick auf die Beseitigung des vorstehend genannten Nachteils besteht ein Ziel der Erfindung darin, ein Verfah ren der eingangs genannten Art anzugeben, wobei gemäß der Erfindung vorgesehen ist, für die Versiegelung ein vernetz bares Zweikomponentenharz zu verwenden.With a view to the elimination of the above Disadvantage, an object of the invention is a Verfah specify ren of the initially mentioned type, wherein according to the Invention is provided for the sealing a network to use two-component resin.
Derartige Harze sind auch gegenüber Temperaturen in der Größenordnung von 150°C ausreichend beständig und erfüllen damit die an die Wärmebeständigkeit gestellten Forderungen, wobei sie gleichzeitig eine gute Beständigkeit gegenüber allen im Kraftfahrzeugwesen gebräuchlichen Flüssigkeiten aufweisen.Such resins are also resistant to temperatures in the Order of 150 ° C sufficiently resistant and meet so that the demands placed on the heat resistance, while maintaining good resistance to all fluids used in the automotive industry respectively.
Die gemäß der Erfindung verwendeten Harze gehören vorzugs weise zur Gruppe der Amino-Epoxide, und mit besonderem Vor teil zur Gruppe der Polyurethane.The resins used according to the invention are preferred to the group of amino epoxides, and with particular Vor part of the group of polyurethanes.
Zu den besonderen Eigenschaften derartiger Harze gehört, daß sie unter Vernetzung schnell polymerisieren (maximal inner halb weniger Minuten bei Temperaturen zwischen Zimmertempe ratur und 40°C), und daß sie gegenüber den für die kasten förmige Fassung verwendeten Werkstoffen, z. B. Polyamid- oder Polyesterkunststoffen, ein gutes Haftvermögen aufweisen.Among the special properties of such resins is that they polymerize rapidly with crosslinking (maximum inner half an hour at temperatures between room temp temperature and 40 ° C), and that they are opposite to those for the box shaped version used materials, eg. B. polyamide or polyester plastics, have good adhesion.
Darüber hinaus haben derartige Harze eine niedrige Visko sität (vorzugsweise zwischen 1000 und 30 000 mPa/s bei 23°C), welche ihr Einfließen auch in die engsten Zwischen räume in der Fassung ermöglicht, und sehr gute elektrische Isolierungseigenschaften (z. B. einen spezifischen Widerstand von mehr als 10¹² ohm/cm).In addition, such resins have a low visco (preferably between 1000 and 30 000 mPa / s at 23 ° C), which their inflow into the narrowest intermediate space in the socket allows, and very good electrical Insulation properties (eg a resistivity greater than 10¹² ohms / cm).
Die Polyurethanharze erhält man aus der Mischung einer ersten Komponente auf Polyolbasis mit einer zweiten Kompo nente auf Isocyanatbasis. Die beiden Komponenten können außerdem eine weihe von Zusätzen enthalten, wie bei der Erzeugung von Kunststoffen für die Erzielung erwünschter Eigenschaften allgemein gebräuchlich sind.The polyurethane resins are obtained from the mixture of a first component based on polyol with a second Kompo Isocyanate-based component. The two components can also contains a consecration of additives, as in the Production of plastics to achieve desired Properties are commonly used.
Die erste Komponente enthält beispielsweise Polyole wie Polyäther, Polyester und hydroxylgruppenhaltige Gummi, der Verstärkung dienende anorganische Zuschlagstoffe wie beschich tete oder unbeschichtete Calciumcarbonate, Silicium oder Siliciumoxid und Silikate von Ca, Mg und Al, Tonerde und Tonerdehydrat, nicht-reaktive Weichmacher wie Phthalate, Adipate, Sulfonester, teilweise oder vollständig hydrierte Polyphenyle und Naphtha-, Paraffin- oder aromatische Öle, Polymerisationsbeschleuniger wie tertiäre Amine, polycyclische Amine, organische Salze von Metallen, z. B. von Sn, Bi, Hg, Zn, Se, Tl und Pt, Feuchtigkeitsabsorptionszusätze wie Zeolithe, Haftverstärkungszusätze wie Silane, Wärmestabilisatoren und Antioxidantien wie substituierte Phenole oder Thiodipro pionsäureester.The first component contains, for example, polyols such as Polyether, polyester and hydroxyl-containing rubber, the Reinforcing inorganic additives such as beschich tete or uncoated calcium carbonates, silicon or Silica and silicates of Ca, Mg and Al, alumina and Alumina hydrate, non-reactive plasticizers such as phthalates, Adipates, sulfonic esters, partially or fully hydrogenated Polyphenyls and naphtha, paraffin or aromatic oils, Polymerization accelerators such as tertiary amines, polycyclic Amines, organic salts of metals, e.g. From Sn, Bi, Hg, Zn, Se, Tl and Pt, moisture absorption additives such as zeolites, Adhesive reinforcement additives such as silanes, heat stabilizers and Antioxidants such as substituted phenols or thiodipro pionsäureester.
Die zweite Komponente enthält beispielsweise monomere oder teilpolymerisierte Isocyanate verschiedener Art (speziell aus den Gruppen TDI und MDI), sowie Weichmacher und anorga nische Zusätze analog den in bezug auf die erste Komponente Genannten.The second component contains, for example, monomeric or partially polymerized isocyanates of various types (especially from the groups TDI and MDI), as well as softeners and anorga nische additions analogous to those with respect to the first component Mentioned.
Die Amino-Epoxidharze erhält man aus der Mischung einer ersten Komponente auf Epoxidbasis mit einer zweiten Kompo nente auf Amin- oder Polyaminamidbasis.The amino-epoxy resins are obtained from the mixture of a first epoxy-based component with a second component amine or polyamine amide.
Die erste Komponente enthält beispielsweise Epoxidharze aus der Reaktion von Epichlorhydrin mit Bisphenol A oder F, Ge mische daraus oder versetzt mit adaptierten Gummis, Poly meren oder Monomeren und mit einem Equivalentgewicht zwi schen 170 und 300, reaktive Epoxidverdünner wie Glycidyl äther, sowie nicht reaktive Weichmacher und anorganische Füllstoffe der gleichen Art wie vorstehend in bezug auf Polyurethanharze angegeben.The first component contains, for example, epoxy resins the reaction of epichlorohydrin with bisphenol A or F, Ge mix or mix with adapted gums, poly or monomers and with an equivalent weight between No. 170 and 300, reactive epoxide diluents such as glycidyl Ether, as well as non-reactive plasticizers and inorganic Fillers of the same kind as above with respect to Polyurethane resins specified.
Die zweite Komponente enthält beispielsweise aliphatische und cycloaliphatische Amine und deren mit Epoxiden, Amiden und Polyaminamiden dotierte Gemische, Beschleuniger wie tertiäre aliphatische Amine, sowie anorganische Füllstoffe und nicht reaktive Weichmacher analog den in bezug auf Polyurethanharze Angegebenen.The second component contains, for example, aliphatic and cycloaliphatic amines and their with epoxides, amides and polyamine-doped mixtures, accelerators such as tertiary aliphatic amines, as well as inorganic fillers and non-reactive plasticizers analogous to those described with respect to Polyurethane resins specified.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die in Form eines Kastens aus Kunststoff gefertigte Fassung vor dem Einführen der Leiter und dem an schließenden Versiegeln mit dem Harz einer oberflächen aktivierenden Behandlung unterworfen, beispielsweise unter Verwendung eines Gasplasmas oder eines Koronaeffekts.In a preferred embodiment of the invention The process is in the form of a plastic box manufactured socket before inserting the ladder and the closing sealing with the resin of a surface subjected to activating treatment, for example, under Use of a gas plasma or a corona effect.
Die Behandlung mit ionisierten Gasen (Plasma) ermöglicht die Beseitigung von gegebenenfalls an den Wänden der Fassung anhaftenden Verunreinigungen, welche sonst die Haftung der zum Versiegeln verwendeten Harzen an den Wänden beeinträch tigen und damit die Dichtigkeit des Verbinders in Frage stellen könnten. Insbesondere kann es sich bei solchen Ver unreinigungen um Reste von Trennmitteln, z. B. Wachsen oder Silikon handeln, welche zuvor zum Ablösen der Fassung von der für ihre Fertigung benutzten Form verwendet wurden.The treatment with ionized gases (plasma) allows the Elimination of possibly on the walls of the socket Adhesive impurities, which otherwise the liability of Resins on the walls used to seal the walls are impaired and thus the tightness of the connector in question could make. In particular, it may be in such Ver Impurities to residues of release agents, eg. B. waxing or Silicone acting previously to replace the socket of of the mold used for their manufacture.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein unter Anwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens gefertigter Verbinder.Another object of the invention is to use the The above-described method manufactured connector.
Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:In the following, embodiments of the invention are based on explained the drawing. Show it:
Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Schrägansicht eines unter Anwendung eines Verfahrens in einer Aus führungsform der Erfindung gefertigten Verbinders, und Fig. 1 is a partially sectioned oblique view of a manufactured using a method in an imple mentation of the invention connector, and
Fig. 2a bis 2i schematisierte Darstellungen der einzelnen Schritte des vorliegenden Verfahrens. FIGS. 2a to 2i schematic representations of the steps of the present method.
Ein in Fig. 1 insgesamt mit 10 bezeichneter elektrischer Verbinder hat eine kastenförmige Fassung 12 mit einer Um fangswand 14 und einem gitterförmigen Boden 16, in welchen einzelne Enden 18 einer Anzahl elektrischer Leiter 20 im wesentlichen lotrecht eingesteckt sind. Im mittleren Bereich der Fassung 12 erhebt sich eine der Befestigung des Verbin ders dienende Buchse 21.A generally designated 10 in Fig. 1 electrical connector has a box-shaped socket 12 with a peripheral wall 14 and a grid-like bottom 16 , in which individual ends 18 of a number of electrical conductors 20 are inserted substantially vertically. In the central region of the socket 12 , a fastening of the connec ders serving socket 21 rises.
Die zwischen den Leitern 20 und den Wänden 14, 16 der aus Kunststoff, z. B. Polyamid- oder Polyesterkunststoff geform ten Fassung 12 vorhandenen Hohlräume sind mit einem ver netzten Zweikomponentenharz 22 abdichtend ausgefüllt.The between the conductors 20 and the walls 14 , 16 of plastic, z. B. polyamide or polyester plastic molded version 12 existing cavities are filled with a ver two-component resin 22 sealingly.
Im folgenden sei das Verfahren für die Fertigung des Verbin ders anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.In the following, the procedure for the production of the verb Ders described using an exemplary embodiment.
Die in Fig. 2a in schematisierter Form dargestellte Fassung 12 wird in einer insgesamt mit 24 bezeichneten Vorrichtung einer Plasmabehandlung unterworfen (Fig. 2b). Diese Behand lung dient dazu, die Oberfläche der Fassung 12 zu aktivieren und gegebenenfalls an deren Wandungen anhaftende Verunrei nigungen zu entfernen, da diese sonst die Haftung des später einzutragenden Harzes beeinträchtigen könnten.The frame 12 shown in schematic form in FIG. 2a is subjected to a plasma treatment in a device designated as a whole by 24 ( FIG. 2b). This treat- ment serves to activate the surface of the socket 12 and optionally to remove adhering to their walls Verunrei liabilities, as these could affect the adhesion of the later to be entered resin otherwise.
Die für die Plasmabehandlung verwendete Vorrichtung 24 ist von herkömmlicher Art und ermöglicht bei einer Behandlungs dauer von einigen Minuten die Erzielung von Oberflächen spannungen von mehr als 56 dyne/cm im Material der Fassung 12, und einen Kontaktwinkel von höchstens etwa 17°. Diese Werte ermöglichen die Erzielung einer optimalen Haftung des Harzes 22 an den Wänden der Fassung 12.The device used for the plasma treatment 24 is of conventional type and allows at a treatment duration of a few minutes, the achievement of surface stresses of more than 56 dyne / cm in the material of the socket 12 , and a contact angle of at most about 17 °. These values enable the optimum adhesion of the resin 22 to the walls of the socket 12 .
Nach Beendigung dieser Behandlung werden die Enden der Leiter 20 in den gitterförmigen Boden 16 der Fassung 12 eingesteckt (Fig. 2c).After completion of this treatment, the ends of the conductors 20 are inserted into the latticed bottom 16 of the socket 12 ( Figure 2c).
Anschließend (Fig. 2d) wird die kastenförmige Fassung 12 in einen Behälter 26 gesenkt, dessen Boden von einer Schicht aus geschmolzenem Wachs, einem anderen Material mit niedri gem Schmelzpunkt oder aus einer Flüssigkeit von hoher Vis kosität bedeckt ist. Die Fassung 12 wird auf die Schicht 28 aus geschmolzenem Wachs od. dergl. aufgesetzt, worauf dieses zum Erstarren gebracht wird, um die Öffnungen des gitter förmigen Bodens 16 zu verschließen (Fig. 2e).Subsequently ( Figure 2d), the box-shaped socket 12 is lowered into a container 26 , the bottom of which is covered by a layer of molten wax, another low melting point material, or a liquid of high viscosity. The socket 12 is od on the layer 28 of molten wax. Like. Placed, whereupon this is solidified to close the openings of the grid-shaped bottom 16 ( Fig. 2e).
Anschließend werden die Hohlräume zwischen den Wänden 14, 16 der Fassung 12 und den Leitern 20 mit dem der Versie gelung dienenden Harz 22 ausgegossen, wobei dessen Entwei chen durch die Öffnungen des gitterförmigen Bodens 16 durch die Wachsschicht 28 verhindert wird (Fig. 2f).Subsequently, the cavities between the walls 14 , 16 of the socket 12 and the conductors 20 are poured out with the sealing gel serving serving resin 22 , wherein the Entwei Chen through the openings of the grid-shaped bottom 16 by the wax layer 28 is prevented ( Fig. 2f).
Dieser Verfahrensschritt wird mittels einer an sich bekann ten und in Fig. 2f insgesamt mit 30 bezeichneten Vorrichtung zum Mischen und Dosieren von Zweikomponentenharzen ausge führt. Die Vorrichtung 30 hat vorzugsweise eine größere An zahl von Austrittskanälen 32, um beim Gießen des Harzes 22 eine möglichst gleichmäßige Verteilung desselben im Inneren der Fassung 12 zu gewährleisten.This process step is performed by means of a per se th and in Fig. 2f generally designated 30 device for mixing and dosing of two-component resins. The device 30 preferably has a greater number of outlet channels 32 to ensure the same as possible during the casting of the resin 22 distribution in the interior of the socket 12 .
In einem ersten Beispiel für die Zusammensetzung des Harzes 22 werden 100 Gewichtsteile einer ersten Komponente mit 20 bis 40, vorzugsweise 30 Gewichtsteilen, einer zweiten Kompo nente gemischt.In a first example of the composition of the resin 22 , 100 parts by weight of a first component is mixed with 20 to 40 parts, preferably 30 parts by weight, of a second component.
Dabei hat die erste Komponente die folgende Zusammensetzung:The first component has the following composition:
Die zweite Komponente ist dagegen kein Gemisch, sie besteht aus einem Polyisocyanat-Prepolymer auf der Basis von Diphenylmethandiisocyanat (z. B. Desmodur VL, hergestellt von Bayer).By contrast, the second component is not a mixture, it consists from a polyisocyanate prepolymer based on Diphenylmethane diisocyanate (eg Desmodur VL, manufactured from Bayer).
In einem weiteren Beispiel für die Zusammensetzung des Harzes 22 werden 100 Gewichtsteile einer ersten Komponente mit 20 bis 40, vorzugsweise 30 Gewichtsteilen einer zweiten Komponente gemischt.In another example of the composition of the resin 22 , 100 parts by weight of a first component is mixed with 20 to 40, preferably 30 parts by weight of a second component.
Dabei hat die erste Komponente die folgende Zusammensetzung:The first component has the following composition:
Die zweite Komponente besteht aus Polyisocyanat-Prepolymer auf der Basis von Diphenylmethandiisocyanat, z. B. Suprasec DNR, hergestellt von ICI. Dieses Prepolymer hat auch ent flammungshemmende bzw. selbstlöschende Eigenschaften.The second component consists of polyisocyanate prepolymer based on diphenylmethane diisocyanate, e.g. B. Suprasec DNR manufactured by ICI. This prepolymer has ent Flame-retardant or self-extinguishing properties.
Das aus der Mischung der ersten mit der zweiten Komponente erhaltene Harz 22 hat die folgenden Eigenschaften:The resin 22 obtained from the mixture of the first component and the second component has the following properties:
Das in die Fassung 12 eingegossene Harz 22 läßt man über eine Zeitspanne von 1 bis 3 Minuten bei Umgebungstemperatur vernetzen und erstarren (Fig. 2g).Resin 22 cast in the socket 12 is allowed to cure and solidify over a period of 1 to 3 minutes at ambient temperature ( Figure 2g).
Der damit fertiggestellte und noch immer auf der den Boden des Behälters 26 bedeckenden Wachsschicht 28 sitzende Ver binder 10 wird anschließend in einen auf einer Temperatur zwischen etwa 100°C und 120°C gehaltenen Tunnelofen 34 eingetragen (Fig. 2h), um die Wachsschicht 28 zum Schmelzen zu bringen und den Verbinder 10 davon zu lösen.The thus finished and still sitting on the bottom of the container 26 covering wax layer 28 Ver binder 10 is then placed in a maintained at a temperature between about 100 ° C and 120 ° C tunnel furnace 34 ( Fig. 2h) to the wax layer 28th to melt and release the connector 10 thereof.
Damit ist der Verbinder 10 fertig für die Verbringung an den Verwendungsort, während der Behälter 26 mit der darin verbliebenen Wachsschicht 28 in einem weiteren Arbeitsablauf für die Fertigung eines nächsten Verbinders 10 wiederver wendbar ist. Thus, the connector 10 is ready for shipment to the point of use, while the container 26 with the remaining wax layer 28 in a further workflow for the production of a next connector 10 is reusable.
Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung hervorgehende Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher An ordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.All from the description, the claims and the Drawing forth features and advantages of the invention, including constructive details, spatial Regulations and procedural steps, both for themselves as well as in any combination essential to the invention his.
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