MXPA96004502A - Miembro sellador - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un conjunto para sellar un extremo abierto de un miembro hueco que tiene una superficie interna y cuando menos un sustrato que se extiende hasta adentro del miembro hueco a través del extremo abierto, cuyo conjunto comprende:a) un miembro sellador auto-soportado que comprende una capa de sellador colocada entre dos capas limitantes, y colocado de tal manera que la cala selladora y las capas limitantes se extienden transversalmente a través del extremo abierto del miembro hueco;y b) un miembro aplicador de fuerza para mover las capas limitantes y la capa de sellador hasta un contacto sellador con la superficie interna del miembro hueco;en donde cuando menos una de las capas limitantes es suficientemente elástica para acomodar el desplazamiento del sellador a medida que el sustrato pasa a través de la capa selladora, y en donde la capa limitante comprende un gel que tiene una dureza de Voland mayor que la dureza de Voland de la capa selladora.

Description

+*- MIEMBRO SELLADOR Campo de la Invención 5 La presente invención se refiere a un miembro sellador y a un conjunto para sellar un miembro hueco.

Antecedentes de la Invención Los métodos conocidos de la técnica anterior de lf alambres selladores y/o pernos de contacto incluye el uso de refuerzos u otros sellos por compresión similares, y el uso de camisas selladoras encongibles por calor. Otros métodos de la técnica anterior utilizan artículos que contienen grasa. Sin embargo, la grasa carece de cualquier tipo de red estructural, y esto da como resultado que las grasas sean generalmente viscosas y que fluyan cuando se someten a un ciclo de temperatura, proporcionando de esta manera un medio •r' relativamente inestable para proteger los pernos y/o los alambres. También se han utilizado epoxis y otros adhesivos, pero también son inconvenientes porque es difícil volver a entrar. Los refuerzos de gel son un método efectivo para sellar conectores estrechamente separados de centro a centro. Se puede emplear un solo miembro sellador en una aplicación para la cual no se conozca el número de conexiones antes de su selección. Por ejemplo, este diseño de conector se puede r1 r- emplear para sellar los conectores para diferentes "opciones" en un automóvil. En el momento de la selección del miembro sellador, se desconoce el número de opciones que seleccionará el comprador final. Por esta razón, y también para simplificar la producción, no es deseable requerir diferentes miembros selladores basándose en el número de opciones seleccionadas. La solicitud de Patente de los Estados Unidos de Norteamérica con Número de Serie 07/762,533 de Collins y r- colaboradores, titulada "Sealing Member and Methods of 0 Sealing", que tiene un inventor común con la presente solicitud, y cedida a la cesionaria de la presente invención, la cual se incorpora completamente a la presente como referencia para todos los propósitos, describe un refuerzo de gel que tiene una capa de gel dispuesta entre dos capas 5 limitantes. Las capas limitantes de preferencia son una espuma comprimible que acomoda los cambios de volumen del gel . Estos / refuerzos de gel son efectivos por el costo, reetrables, y hacen posible . la miniaturización, y por consiguiente, proporcionan una ventaja competitiva en el mercado automotriz. 0 Sin embargo, las partículas del material de las capas limitantes pueden llevar a alojarse entre los contactos durante la inserción o la remoción, provocando interferencia con la conexión. r— Sumario de la Invención Hemos desarrollado un miembro sellador auto- soportado que no permite que las partículas contaminen la conexión de sustratos o alambres insertados a través del 5 mismo. El miembro sellador de la presente invención también proporciona más bajas fuerzas de inserción y un funcionamiento superior del sellador y afiejamiento, incluyendo el sellado a temperaturas de hasta 155°C. Un aspecto de la presente invención comprende un 0 conjunto para sellar un extremo abierto de un miembro hueco que tiene una superficie interna y cuando menos un sustrato que se extiende hasta el miembro hueco a través del extremo abierto, cuyo conjunto comprende: a) un miembro sellador auto-soportado que 5 comprende una capa de sellador colocada entre dos capas limitantes, y colocado de tal manera que la capa selladora y f - las capas limitantes se extienden transversalmente a través del extremo abierto del miembro hueco,- y b) un miembro aplicador de fuerza para mover las 0 capas, incluyendo la capa selladora, en contacto sellador con la superficie interna del miembro hueco; en donde cuando menos una de las capas limitantes es suficientemente elástica para acomodar el desplazamiento del sellador a medida que el sustrato pasa a través de la capa 5 selladora, y en donde la capa limitante comprende un gel que tiene una dureza de Voland mayor que la dureza de Voland de la capa selladora. Otro aspecto de la invención comprende un miembro sellador preformado que comprende un artículo auto-soportado que tiene cuando menos una capa de seilador colocada entre dos capas limitantes, y en donde cuando menos una de las capas limitantes comprende un gel que incluye una lámina de refuerzo. La lámina de refuerzo puede ser una matriz, de preferencia una matriz de tela, impregnada con la capa de gel.

Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 ilustra un miembro sellador construido de conformidad con la presente invención. La Figura 2 es una vista separada en partes de un conector de múltiples conductores construido de conformidad con la presente invención. La Figura 3 es una vista en sección transversal de un extremo del conector de múltiples conductores construido de conformidad con la presente invención.

Descripción Detallada de la Modalidad Preferida De conformidad con la modalidad preferida de la presente invención, el extremo abierto de un miembro hueco se sella utilizando un miembro sellador que comprende una capa de sellador entre dos capas limitantes. De preferencia el miembro ^-_. sellador comprende, y puede consistir esencialmente en, una estructura de emparedado que incluye una capa de sellador colocada entre dos capas limitantes. El miembro sellador también puede comprender, y puede consistir esencialmente en, 5 tres o más capas limitantes, y dos o más capas de sellador, con una capa de sellador entre cada par adyacente de capas limitantes. En el uso, el miembro sellador en la modalidad ilustrada, se coloca de tal manera que quede dentro del f miembro hueco, y se extiende transversalmente a través de su extremo abierto. Se aplica fuerza a las capas para mantener al sellador en un contacto de sellado con la superficie interna del miembro hueco. En ciertas modalidades, cuando menos una de las capas limitantes es de un material elástico, de preferencia un gel duro, que acomoda los cambios de volumen del sellador. El gel duro tiene una dureza de Voland mayor que la dureza de Voland de la capa de sellador. El gel duro --' también puede reforzarse con una lámina, de preferencia una matriz de tela. La matriz sirve para mejorar las propiedades mecánicas, tales como la resistencia a la tracción- y el módulo de elasticidad. El miembro hueco puede ser, por ejemplo, un tapón o tapa, un tubo, un alojamiento eléctrico, tal como un cuerpo de conector, o similar. La invención es particularmente útil para sellar la abertura de un cuerpo de conector de múltiples conductores, como se describe más completamente más adelante.

/ *- Cada capa limitante es en general un plato o disco de aproximadamente las mismas dimensiones y configuración que el miembro hueco con el que se va a utilizar. Las capas limitantes sirven para evitar que el sellador se mueva o sea 5 desplazado de la capa selladora, por ejemplo, cuando se inserta un sustrato o alambre a través de la capa selladora hasta adentro del miembro hueco. Las capas limitantes pueden ser iguales o diferentes. Una capa limitante, de preferencia la capa limitante a través de la cual se inserta primero el sustrato, se hace de un material que tenga una dureza de Voland mayor que la dureza de Voland de la capa de sellador. De preferencia, esta capa limitante se hace de un gel duro, o de un gel duro que incluya una lámina de refuerzo. La lámina de refuerzo puede ser una película o matriz de, por ejemplo, espuma o tela. Una matriz de tela puede ser una sola capa o una pluralidad de capas. La otra capa limitante puede ser un ,r1 ' gel duro, espuma comprimible, plástico, u otro material. La presente invención también se puede emplear para sellar una interconexión en donde no se inserten sustratos a' través del miembro sellador. En las modalidades de la invención en las cuales pasa un sustrato a través de las capas de miembro sellador, las capas limitantes deben construirse de un material a través del cual pueda pasar fácilmente el sustrato. De una manera adicional o alternativa, el miembro sellador puede incluir /""- ranuras u orificios para proporcionar sitios de entrada/salida para los sustratos en la localización en la cual se vaya a insertar el sustrato. El tamaño de la ranura u orificio debe ser más pequeño que el sustrato que se vaya a insertar a 5 través del mismo, de tal manera que el sellador selle efectivamente alrededor de los sustratos. El número de orificios o ranuras generalmente es igual al mayor número posible de sustratos que se vayan a insertar en el miembro -" hueco a través del miembro sellador. De esta manera, se minimiza la fuerza requerida para insertar el sustrato a través del miembro sellador. La capa de sellador puede ser un material sellador tal como grasa o gel. Un selladsr preferido es un gel. El gel de preferencia tiene una dureza de Voland de aproximadamente l a aproximadamente 50 gramos, más preferiblemente de aproximadamente 5 a aproximadamente 25 gramos, y muy * preferiblemente de aproximadamente 6 a aproximadamente 20 gramos, y tiene una elongación final de cuando menos aproximadamente el 50 por ciento, de preferencia cuando menos aproximadamente el 100 por ciento, más preferiblemente cuando menos aproximadamente el 400 por ciento, y particularmente cuando menos aproximadamente el 1,500 por ciento. La elongación se mide de acuerdo con los procedimientos de ASTM D217. La dureza de Voland, la relajación de tensión, y la viscosidad se miden utilizando un analizador de textura Voland-Stevens Modelo LFRA que tenga una celda de carga de 1000 gramos, un disparador de 5 gramos, y una sonda de bola de 1/4 pulgadas (6.35 milímetros) , como se describe en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 5,079,300 de Dubro y colaboradores, cuya descripción se incorpora completamente a la presente como referencia para todos los propósitos. Para medir la dureza de un gel, se coloca un frasco de cintilación de vidrio de 20 mililitros que contenga < -- 10 gramos de gel en el analizador de textura Voland-Stevens, y se fuerza la sonda de bolsa de acero inoxidable hacia adentro del gel a una velocidad de 0.20 milímetros por segundo, hasta una distancia de penetración de 4.0 milímetros. El valor de la dureza de Voland del gel es la fuerza en gramos requerida para forzar a la sonda de bola a esa velocidad para penetrar o deformar la superficie del gel los 4.0 milímetros especificados. La dureza de Voland de un gel particular puede ' * correlacionarse directamente con la dureza de penetración de cono de ASTM D217, y el procedimiento y una correlación como se muestra en la Figura 3 de la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 4,852,646 de Dittmer y colaboradores, cuya descripción se incorpora a la presente como referencia para todos los propósitos . El sellador de gel de preferencia es una composición polimérica extendida por fluido. El componente polimérico puede ser, por ejemplo, una silicona, un poliorganosiloxano, y-- poliuretano, poliurea, copolímeros de bloque de estireno- butadieno, estireno-isopropeno, estireno-etileno/propileno- estireno, y/o estireno-etileno/butileno-estireno. Los geles se pueden formar a partir de una mezcla de estos polímeros. La 5 capa de gel puede comprender una espuma impregnada con el gel . Los ejemplos de geles se pueden encontrar en las Patentes de los Estados Unidos de Norteamérica Números 4,600,261 de Debbaut; 4,690,831 de Uken y colaboradores; 4,716,183 de .'r'- Gamarra y colaboradores; 4,777,063 de Dubrow y colaboradores; 4,864,725 de Debbaut y colaboradores; y 4,865,905 de Debbaut y colaboradores; y las solicitudes de patente Internacional publicadas Números 86/10634 de Toy y colaboradores, y WO 88/00603 de Francis y colaboradores, y las solicitudes de Patente de los Estados Unidos de Norteamérica pendientes 5 comúnmente cedidas con Números de Serie 317,703 presentada el Io de marzo de 1989 de Dubrow y colaboradores, y 485,686 presentada el 27 de febrero de 1990 de Rinde y colaboradores. Todas las descripciones de las anteriores se incorporan a la presente como referencia para todos los propósitos'. El gel se 0 puede impregnar en una lámina de refuerzo tal como una película o una matriz tal como una espuma o tela. El gel impregnado en una matriz se describe en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 4,865,905 de Uken. Las descripciones de todas las anteriores se incorporan a la 5 presente como referencia para todos los propósitos.

„ . En una modalidad preferida, el miembro sellador se preforma, y es un miembro auto-soportado que comprende una capa de sellador colocada entre dos capas limitantes. Un miembro sellador auto-soportado es uno que no requiere de 5 soporte estructural externo para mantener su configuración. En la modalidad preferida, cada una de las capas limitantes se construye de un gel que tenga una dureza de Voland mayor que la dureza de Voland del sellador. Las capas limitantes pueden / - ser iguales o diferentes, y pueden ser un gel duro solo, o pueden incluir una lámina de refuerzo, tal como una matriz de tela u otro material. Un gel duro se define en la presente como un gel que tiene una dureza de Voland de entre 75 y 350 gramos. El gel duro de preferencia tiene una viscosidad de entre aproximadamente 0 y 15 gramos, y más preferiblemente de 5 aproximadamente 1 gramo, y una relajación de tensión de entre aproximadamente el 1 por ciento y el 20 por ciento, y más preferiblemente de aproximadamente el 10 por ciento. El gel duro puede ser como se describe en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 5,079,300 de- Dubrow y 0 colaboradores, la cual se ha incorporado a la presente como referencia. El miembro sellador se puede preparar mediante la colocación de una capa limitante y sobre cada lado de una capa de sellador. Una capa limitante que incluye una lámina de 5 refuerzo, se construye mediante la inmersión de la lámina en -",- un baño de materia prima líquida, y luego se cura, dando como resultado de esta manera un gel duro que se refuerza con una lámina . En el uso, el miembro sellador se coloca a través 5 del miembro hueco que se va a sellar, colocándose las capas transversalmente a través del miembro. El miembro sellador de preferencia se coloca en un extremo abierto del miembro hueco. Se aplica fuerza, cuando menos inicialmente, para acoplar el miembro sellador en contacto sellador con la superficie 0 interna del miembro hueco y/o el sustrato. La fuerza se puede aplicar, por ejemplo, colocando una tapa apropiadamente configurada sobre el miembro hueco. De preferencia, la estructura ensamblada retiene cuando menos una presión residual parcial sobre el sellador de gel para asistir con el 5 sellado durante el ciclo térmico y/o bajo un cabezal de agua.

Esto se puede realizar cuando al menos una de las capas •"-" limitantes y/o el miembro aplicador de fuerza a las capas, sea capaz de acomodar un cambio en el volumen del sellador provocado por, por ejemplo, las variaciones de temperatura o 0 el paso de uno o más sustratos a través de las capas. El miembro aplicador de fuerza puede ser estático o dinámico, por ejemplo, la tapa, después del acoplamiento con el miembro hueco, será estática, mientras que las capas limitantes elásticas serán dinámicas. 5 La fuerza se puede aplicar antes de la inserción de ,'-. un sustrato a través de la ranura u orificio. Se requiere una fuerza, aplicada cuando menos inicialmente, antes del sellado, para permitir que el sellador se mueva alrededor y se selle al sustrato. En adición, el sustrato se puede remover, y el 5 sellador se moverá y volverá a sellar la cavidad vacía. Creemos que se requiere una fuerza inicialmente para el miembro sellador, para proporcionar un sello efectivo. Haciendo ahora referencia a las Figuras, la Figura ."" 1 ilustra un miembro sellador auto-soportado 2 que tiene una 0 capa de sellador de gel 4 colocada entre dos capas de material limitante 6, 8. En la modalidad preferida, las capas limitantes 6, 8 se construyen de un gel duro que incluye una lámina de refuerzo 10. Como se muestra en las Figuras 2 y 3, el gel duro no necesita reforzarse. Las capas 4, 6, 8 pueden 5 incluir ranuras o aberturas 12 que se cortan previamente a través de todo el miembro sellador 2, para una facilidad de inserción de los sustratos 14, 16, como se ve en la Figura 3. La Figura 2 muestra un miembro hueco o cuerpo de conector 18 que se puede sellar de conformidad con la presente 0 invención. El cuerpo de conector 18 comprende los lados 20 que se extienden longitudinalmente para formar un extremo abierto hueco 21 del cuerpo del conector. El cuerpo del conector 18 también incluye una pluralidad de orificios 22 para recibir a los sustratos 14, 16. 5 La cubierta 24 comprende la base 26 y los lados 28, y~ y tiene una pluralidad de orificios 30 que corresponden a los orificios del cuerpo del conector 18. La cubierta puede actuar como el miembro aplicador de fuerza cuando se empuja sobre el cuerpo del conector 18. La placa 32, en conjunto con la 5 cubierta 24, define una cavidad para recibir al miembro sellador 2. Los orificios 34 de la placa 32 corresponden a los orificios 22 en el cuerpo del conector 18, los orificios 30 en la cubierta 24, y los orificios 12 en el miembro sellador 2. "" La placa 32 no se requiere, pero se puede construir como una 0 parte del cuerpo del conector 18. El cuerpo del conector 18 tiene elementos para asegurar la cubierta al cuerpo del conector, por ejemplo, la cubierta 24 se puede ajustar instantáneamente en su lugar para ser retenida por el cuerpo del conector 18, como se describe en la Solicitud de Patente 5 de los Estados Unidos de Norteamérica con Número de Serie 07/762,533 de Collins, la cual se ha incorporado a la presente ' ' como referencia. Se debe notar que se puede emplear un mecanismo de seguro. Como se describió anteriormente, la capa selladora 0 4 de preferencia es un gel que debe estar contenido y colocado bajo presión, cuando menos inicialmente, para crear un sello. Las orillas del miembro sellador 2 deben estar completamente contenidas adentro del extremo abierto 21 del cuerpo del conector 18 por los lados 20. 5 La Figura 3 muestra, en sección transversal, el /*- extremo abierto sellado del conjunto de múltiples conductores de la Figura 2. Cuando se ensambla el miembro sellador 2 adentro del extremo abierto 21 del cuerpo del conector 18, se coloca bajo presión forzando la cubierta 24 sobre la parte 5 posterior del cuerpo del conector en el extremo abierto 21 para sellar la unidad con o sin alambres. En la Figura 3, los sustratos 14, 16, incluyendo las terminales 34, se muestran insertados a través del miembro sellador 2 y la capa selladora 4, y se aseguran en su lugar. La cubierta 24 se coloca sobre 0 el extremo abierto 21 del cuerpo del conector 18. La base 26 de la cubierta 24 incluye una porción levantada 36 para aplicar una fuerza al miembro sellador 2. La fuerza se indica por la flecha F en la Figura 3. El gel duro de las capas limitantes 6, 8 se comprime mediante la aplicación de fuerza 5 F. La capa selladora 4 se moverá alrededor y se sellará en los sustratos 14, 16. El gel duro es suficientemente elástico para • - acomodar el cambio de volumen en la capa selladora 4, a medida que se insertan las terminales 34 seguidas por los sustratos 14, 16 en el conector de múltiples conductores. Se- debe notar 0 que los sustratos, incluyendo las terminales, se pueden remover y reinsertar repetidamente a través de las capas limitantes 6, 8 y la capa selladora 4, siendo las capas limitantes y la capa selladora suficientemente elásticas para acomodar el cambio de volumen repetido. La capa selladora 4 se 5 moverá y volverá a sellar la cavidad vacía entre la cubierta 24 y la placa 32. Se pueden hacer variaciones y modificaciones a la modalidad preferida sin apartarse del alcance de la presente invención, el cual está limitado solamente por las siguientes reivindicaciones .

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Un conjunto para sellar un extremo abierto de 5 un miembro hueco que tiene una superficie interna y cuando menos un sustrato que se extiende hasta adentro del miembro hueco a través del extremo abierto, cuyo conjunto comprende: a) un miembro sellador auto-soportado que '- comprende una capa de sellador colocada entre dos capas 0 limitantes, y colocado de tal manera que la capa selladora y las capas limitantes se extienden transversalmente a través del extremo abierto del miembro hueco; y b) un miembro aplicador de fuerza para mover las capas limitantes y la capa de sellador hasta un contacto 5 sellador con la superficie interna del miembro hueco; en donde cuando menos una de las capas limitantes es , - suficientemente elástica para acomodar el desplazamiento del sellador a medida que el sustrato pasa a través de la capa selladora, y en donde la capa limitante comprende • un gel que 0 tiene una dureza de Voland mayor que la dureza de Voland de la capa selladora.

2. Un conjunto como se define en la reivindicación 1, en donde la dureza de Voland de la capa limitante es entre 75 gramos y 350 gramos. 5

3. Un conjunto como se define en la reivindicación 2, en donde la dureza de Voland de la capa limitante es entre 100 gramos y 300 gramos.

4. Un conjunto como se define en la reivindicación 3, en donde la dureza de Voland de la capa de sellador es entre 5 y 25 gramos, y la dureza de Voland de la capa limitante es entre 75 y 350 gramos.

5. Un conjunto como se define en la reivindicación 1, en donde la capa limitante incluye una lámina de refuerzo.

6. Un conjunto como se define en la reivindicación 5, en donde la lámina de refuerzo comprende una matriz.

7. Un conjunto como se define en la reivindicación 6, en donde la matriz comprende cuando menos una capa de tela.

8. Un conjunto como se define en la reivindicación 7, en donde la matriz comprende una pluralidad de capas de tela.

9. Un conjunto como se define en la reivindicación 1, en donde la superficie externa de la capa limitante es pegajosa al tacto.

10. Un conjunto como se define en la reivindicación 1, en donde cuando menos dos capas limitantes son idénticas.

11. Un conjunto como se define en la reivindicación 1, el cual comprende además una pluralidad de capas de sellador, colocadas cada una entre dos capas limitantes, formando de esta manera una configuración de emparedado de múltiples capas. —..

12. Un conjunto como se define en la reivindicación 1, en donde el miembro aplicador de fuerza es una cubierta.

13. Un miembro sellador preformado que comprende un miembro auto-soportado que tiene cuando menos una capa de 5 sellador colocada entre dos capas limitantes, en donde cuando menos una de las capas limitantes comprende un gel que incluye una lámina de refuerzo.

14. Un miembro sellador preformado como se define en la reivindicación 13, en donde la lámina de refuerzo 0 comprende una matriz impregnada por el gel .

15. Un miembro eellador preformado como se define en la reivindicación 14, en donde la matriz comprende -cuando menos una capa de tela.

16. Un miembro sellador preformado como se define 5 en la reivindicación 15, en donde la matriz de tela es una pluralidad de capas de tela. ,• '--

17. Un miembro sellador preformado como se define en la reivindicación 13, en donde la dureza de Voland de la capa limitante es mayor que la dureza de Voland de la capa 0 selladora.

18. Un miembro sellador preformado como se define en la reivindicación 17, en donde la dureza de Voland de la capa limitante es entre 75 gramos y 350 gramos, y la dureza de Voland de la capa de sellador es entre 5 y 25 gramos. 5

19. Un conjunto para sellar un extremo abierto de /-* un miembro hueco que tiene una superficie interna, cuyo conjunto comprende: a) un miembro sellador auto-soportado que comprende una capa de sellador colocada entre dos capas 5 limitantes, y colocada de tal manera que la capa selladora y las capas limitantes se extienden transversalmente a través del extremo abierto del miembro hueco; y b) un miembro aplicador de fuerza para mover las ,"' capas limitantes y la capa de sellador hasta un contacto 0 sellador con la superficie interna del miembro hueco; en donde cuando menos una de las capas limitantes es suficientemente elástica para acomodar el desplazamiento del sellador a medida que se aplica la fuerza, y en donde la capa limitante comprende un gel que tiene una dureza de Voland 5 mayor que la dureza de Voland de la capa selladora.

20. Un conjunto como se define en la reivindicación . "- 19, en donde la dureza de Voland de la capa de sellador es entre 5 y 25 gramos, y la dureza de Voland de la capa limitante es entre 75 y 350 gramos. 0