ITTO940281A1 - Procedimento per la sigillatura di un connettore elettrico e connettore cosi' ottenuto - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Procedimento per la sigillatura di un connettore elettrico e connettore così ottenuto"
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un procedimento per la sigillatura di un connettore elettrico, in particolare per l'impiego su’autoveicoli, ed al connettore così ottenuto.
Più in particolare la presente invenzione si riferisce ad un procedimento comprendente le operazioni di:
inserire in un involucro, sagomato a guisa di scatola, una rispettiva estremità di una pluralità di cavi elettrici, e
sigillare con una resina gli interstizi esistenti fra i cavi e le pareti dell'involucro.
L'operazione di sigillatura deve garantire l 'impermeabilità all'acqua del connettore nell'intero campo di temperature a cui può essere sottoposto nel corso del suo funzionamento, ed inoltre la sua resistenza ed impermeabilizzazione ai vari fluidi impiegati in un autoveicolo, quali carburanti, oli lubrificanti, liquidi per il circuito di raffreddamento e di comando dei freni e simili.
Nella tecnica nota si utilizzano come sigillanti resine poliammidiche termofusibili, che vengono colate a caldo entro i suddetti interstizi e successivamente solidificano per raffreddamento.
Tali resine presentano l'inconveniente di fondere o rammollire già a temperature inferiori a 150°C, e di non poter così garantire proprietà di resistenza termica adeguate alle attuàli richieste dei costruttori automobilistici.
Allo scopo di ovviare al citato inconveniente costituisce oggetto della presente invenzione un procedimento del tipo sopra indicato e caratterizzato dal fatto che la resina utilizzata è bicomponente e reticolabile.
Tali resine resistono agevolmente a temperature anche dell'ordine di 150°C e soddisfano quindi pienamente le esigenze di resistenza termica, avendo nello stesso tempo una buona resistenza ai fluidi comunemente utilizzati in campo automobilistico.
Preferibilmente le resine utilizzate secondo l'invenzione sono di tipo ammino-epossidico e, ancora più preferibilmente, di tipo poliuretanico.
Caratteristiche essenziali di tali resine sono quelle di polimerizzare con reticolazione rapidamente (al massimo nel giro di qualche minuto a temperature comprese fra quella ambiente ed i 40°C), e di avere buone proprietà di adesione nei confronti dei materiali costituenti l'involucro a scatola, ad esempio plastiche di tipo poliammidico o poliestere.
Tali resine hanno inoltre una ridotta viscosità (compresa preferibilmente fra 1000 e 30000 mPa*s a 23°C) che permette la loro agevole penetrazione entro gli interstizi più ristretti dell'involucro a scatola, e buone proprietà di isolamento elettrico (ad esempio una resistività volumica maggiore di 10<12 >ohm*cm) .
Le resine poliuretaniche sono ottenute a seguito della miscelazione di un primo componente a base poliolo con un secondo componente a base isocianato. I due componenti possono inoltre comprendere una serie di additivi comunemente utilizzati nel campo della produzione delle materie plastiche e finalizzati all'ottenimento delle prestazioni richieste.
Il primo componente può ad esempio comprendere polioli, quali polieteri, poliesteri e gomme ossidrilate, cariche inorganiche rinforzanti, quali carbonati di calcio rivestiti e non, silici e silicati di Ca, Mg e Al, allumina e allumina idrata, plastificanti non reattivi, quali ftalati, adipati, esteri solfonici, polifenili parzialmente o totalmente idrogenati e oli naftenici, paraffinici o aromatici, acceleranti di polimerizzazione, quali ammine terziarie, ammine policicliche e sali organici di metalli quali Sn, Bi, Hg, Zn, Se, Tl e Pt, assorbitori di umidità, quali zeoliti, e promotori di adesione, quali silani.
Il secondo componente può ad esempio comprendere isocianati di varia natura {essenzialmente del tipo TDI e MDI) sia monomeri che prepolimeri, oltre a plastificanti e cariche inorganiche di tipo analogo a quelli indicati con riferimento al primo componente .
Le resine ammino-epossidiche sono ottenute a seguito della miscelazione di un primo componente a base epossidica con un secondo componente a base amminica o poliamminoammidica.
Il primo componente può ad esempio comprendere resine epossidiche, prodotte dalla reazione di epicloridrina con bisfenolo A o F, loro miscele o addotti con gomme funzionalizzate, polimeri o monomeri reattivi, ed aventi peso equivalente compreso fra 170 e 300, diluenti epossidici reattivi, quali glicidileteri, plastificanti non reattivi e cariche inorganiche di tipo analogo a quelli indicati con riferimento alle resine poliuretaniche.
Il secondo componente può ad esempio comprendere ammine alifatiche e cicloalifatiche e loro addotti con epossidi, ammidi e poliamminoammidi, acceleranti, quali ammine terziarie alifatiche, cariche inorganiche e plastificanti non reattivi di tipo analogo a quelli indicati con riferimento alle resine poliuretaniche.
In una forma favorita di attuaziohe del procedimento della presente invenzione il suddetto involucro, sagomato a guisa di scatola di materiale plastico, è sottoposto ad un trattamento di attivazione superficiale, ad esempio mediante esposizione a plasma a gas o ad effetto corona, prima dell'inserimento dei cavi e della successiva sigillatura con la resina.
Il trattamento con gas ionizzati (plasma) consente di eliminare le impurità eventualmente aderenti alle pareti dell'involucro, che potrebbero compromettere una buona adesione a queste ultime delle resine sigillanti e con ciò la tenuta del connettore. In particolare tali impurità potrebbero essere costituite da residui di sostanze (ad esempio cere o siliconi) utilizzate per facilitare il distacco dell’involucro dallo stampo utilizzato per la sua produzione.
Costituisce un ulteriore oggetto della presente invenzione un connettore ottenibile a seguito del procedimento di produzione sopra descritto.
Ulteriori vantaggi e caratteristiche della presente invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui :
la figure 1 è un vista prospettica di un connettore prodotto secondo il procedimento dell'invenzione, e
le figure da 2a a 2i illustrano schematicamente le varie fasi del procedimento dell'invenzione.
Con il numero di riferimento 10 è indicato in figura 1 un connettore elettrico già assemblato comprendente un involucro 12 sagomato a guisa di scatola presentante una parete laterale 14 ed una parete grigliata di fondo 16, nella quale sono inserite, secondo una direzione sostanzialmente perpendicolare, rispettive estremità 18 di una pluralità di cavi elettrici 20. Dalla porzione centrale dell'involucro 12 protrude inoltre un'appendice tubolare 21 per il suo fissaggio meccanico.
Una resina bicomponente e reticolata 22 sigilla gli interstizi esistenti fra i cavi 20 e le pareti 14, 16 della scatola, realizzata di materiale plastico, ad esempio di tipo poliammidico o poliestere.
Viene ora descritto un esempio di procedimento di produzione del connettore 10.
L'involucro 12 (rappresentato schematicamente in figura 2a) è sottoposto (fig. 2b) ad un trattamento al plasma entro un'apparecchiatura, indicata schematicamente con il numero di riferimento 24, prima dell'inserimento al suo interno delle estremità dei cavi elettrici 20 e della resina sigillante 22 .
Tale trattamento ha lo scopo attivare la superficie dell'involucro 12 e di eliminare così eventuali impurezze aderenti alle sue pareti, che potrebbero compromettere la successiva adesione della resina 22.
L'apparecchiatura 24 utilizzabile per effettuare il trattamento al plasma è di tipo convenzionale e consente di ottenere, a seguito di un periodo di trattamento dell'ordine di alcuni minuti, valori di tensione superficiale del materiale costituente l'involucro 12 maggiori di 56 dyne/cm ed un angolo di contatto dell'ordine di 17° o inferiore.
Tali valori consentono di ottenere un'ottima adesione della resina 22 alle pareti dell'involucro 12.
Terminata questa operazione si inseriscono (fig. 2c) le estremità dei cavi 20 nella parete di fondo a griglia dell'involucro 12.
Successivamente (fig. 2d) l'involucro 12 sagomato a guisa di scatola è posizionato entro uri contenitore 26, sul cui fondo giace uno strato di cera fusa, di materiale bassofondente o di liquido ad alta viscosità 28. L'involucro 12 è appoggiato sullo strato di cera fusa 28, la quale viene successivamente fatta solidificare (fig. 2e), così da otturare i fori della parete a griglia di fondo 14 (fig.l).
Quindi (fig. 2f) si fa colare negli interstizi fra le pareti 14, 16 dell'involucro 12 ed i cavi 20 la resina poliuretanica 22, la cui fuoriuscita è impedita dallo strato di cera 28.
Quest'operazione viene effettuata mediante una macchina in sé nota di miscelazione e dosaggio di resine bicomponenti, indicata schematicamente con il numero di riferimento 30 in fig. 2f.
Preferibilmente la macchina 30 presenta più condotti di uscita 32 per consentire una colata della resina 22 tale da assicurare una sua distribuzione il più uniforme possibile all'interno dell'involucro 12.
Secondo un primo esempio di composizione della resina 22, si mescolano 100 parti in peso di un primo componente e da 20 a 40 parti in peso, preferibilmente 30 di un secondo componente.
La composizione del primo componente è la seguente :
Poly BD 45 HT (polimero funzionale liquido di butadiene con terminazioni idrossiliche, prodotto da Atochem)
30-50 parti (preferibilmente 40 parti) Diluente PU (alcool etere prodotto da Bayer)
0-10 parti (preferibilmente 5 parti) Etilesandiolo (poliolo)
0-10 parti (preferibilmente 5 parti) DABCO 33LV (catalizzatore costituito da una miscela di trietilendiammina e dipropilenglicole, prodotta da Air Products)
0-1 parti (preferibilmente 0,1 parti) OMYA BSH (carica inorganica a base principalmente di carbonato di calcio, prodotta da OMYA)
30-60 parti (preferibilmente 55,9 parti) SYLOSIV A4 (setaccio molecolare, avente funzione di assorbitore di umidità, prodotto da GRACE)
0-10 parti (preferibilmente 4 parti) Il secondo componente è invece integralmente costituito un prepolimero poliisocianato a base di difenilmetandiisocianato, (ad esempio Desmodur VL prodotto da Bayer).
Secondo un ulteriore esempio di composizione della resina 22, si mescolano 100 parti in peso di un primo componente e 20-40 parti in peso (preferibilmente 30) di un secondo componente.
La composizione del primo componente è la seguente:
Voranol CP 4711 (triolo di peso molecolare 4700 di produzione DOW)
15-20 parti (preferibilmente 18 parti) Voranol CP 455 (triolo di peso molecolare 450 di produzione DOW)
10-15 parti (preferibilmente .12 parti) Olio di ricino (naturale con acidità max 0,5%)
5-10 parti (preferibilmente 6 parti) Sylosiv A4 (setaccio molecolare - zeolite - di produzione GRACE)
0-10 parti (preferibilmente 4 parti) Allumina idrata SH150 (A12033H20 di produzione PECHINEY)
40-60 parti (preferibilmente 50 parti) Palatinol N (diisononilftalato di produzione BASF)
0-10 parti (preferibilmente 9,8 parti) Desmorapid PP (accelerante - ammina terziaria -di produzione BAYER)
0-0,5 parti (preferibilmente 0,2 parti) Il secondo componente è costituito da prepolimero poliisocianato a base di difenilmetandiisocianato (ad esempio Suprasec DNR di produzione ICI). Questo prepolimero ha anche caratteristiche di autoestinguenza alla fiamma.
Le proprietà della resina 22 ottenuta a seguito della miscelazione del primo e del secondo componente sono le seguenti:
La resina 22 colata nell'involucro 12 è poi lasciata reticolare e solidificare a temperatura ambiente (fig. 2g) per un tempo compreso fra circa 1 e 3 minuti.
Quindi il connettore 10, ormai completato e sempre poggiato sullo strato di cera 28 che occupa il fondo del contenitore 26, è fatto passare (fig.
2h) in un forno a tunnel 34 tenuto ad una temperatura compresa fra circa 100°C e 120°C, in modo da provocare la fusione della cera 28 e lasciare libero il connettore 10.
Quest'ultimo (fig. 2i) è così pronto per la spedizione al luogo di impiego, mentre il contenitore 26 con l'associata cera 28 può essere riutilizzato in un ulteriore ciclo di produzione di un altro connettore 10.
Naturalmente si intende che, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di realizzazione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato nei disegni, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.
Claims (7)
- RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la sigillatura di un connettore elettrico (10) comprendente le operazioni di: inserire in un involucro (12), sagomato a guisa di scatola, una rispettiva estremità (18) di una pluralità di cavi elettrici (20), e sigillare con una resina (22) gli interstizi esistenti fra i cavi (20) e le pareti dell'involucro (12), detto procedimento essendo caratterizzato dal fatto che la resina (22) utilizzata è bicomponente e reticolabile.
- 2. Procedimento secondo la rivendica'zione 1, caratterizzato dal fatto che detta resina (22) è di tipo ammino-epossidico e, preferibilmente, poliuretanico .
- 3. Procedimento secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detto involucro (12) sagomato a guisa di scatola è di materiale plastico ed è sottoposto ad un trattamento di attivazione superficiale, prima della sigillatura con la resina (22).
- 4. Procedimento secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto trattamento di attivazione superficiale è effettuato mediante esposizione dell'involucro (12) a plasma a gas o a trattamento corona.
- 5. Procedimento secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detto involucro (12) sagomato a guisa di scatola presenta una parete laterale (14) ed una parete grigliata di fondo (16) e che le estremità (18) dei cavi elettrici (20) sono inserite nella parete di fondo (16) dell'involucro (12) secondo una direzione sostanzialmente perpendicolare alla parete di fondo (16).
- 6. Procedimento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che, prima dellà sigillatura con la resina (22), l'involucro (12) sagomato a guisa di scatola è posizionato entro un contenitore (26) sul cui fondo giace uno strato di cera fusa, materiale bassofondente o liquido ad alta viscosità (28), facendo poggiare la parete di fondo (14) sullo strato (28), il quale viene successivamente fatto solidificare, e che, successivamente alla sigillatura con la resina (22) degli interstizi esistenti fra le estremità (18) dei cavi (20) e la parete laterale (14) della involucro (12), si provoca la fusione dello strato (28), consentendo il suo distacco dall'involucro (12).
- 7. Connettore elettrico (10) ottenibile a seguito dell’effettuazione di un procedimento secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni.
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