PT92586A - Processo para a moldacao de um elemento de alojamento de um conector electrico estanque e elemento fabricado por esse processo - Google Patents

Description

ΖΛ Ε G

venção de AMP INCORPORATED, norte--americana, industrial e comercial, estabelecida em 470 Friendship Road Harrisburg, Pennsylvania 17105, Estados Unidos da America, (inventor: Thomas Edmund Brown, residente nos E.U.A.), para "PROCESSO PARA A MOL-DAÇÃO DE UM ELEMENTO DE ALOJAMENTO DE UM CONECTOR ELECTRICO ESTANQUE E ELEMENTO FABRICADO POR ESSE PROCES-SO".

DESCRIÇÃO A presente invenção refere-se genericamente a um conector estanque relativamente ao ambiente, contendo materiais rigidos e materiais flexíveis e, mais específicamente, a um conector eléctrico moldado dual. Ê conhecido nas técnicas dos conecto-res elêctricos utilizar materiais rígidos e flexíveis no mesmo conector. Mas essas utilizações são regra geral sob a forma de anilhas, aneis toroidais ou a adaptação física de materiais fie xíveis com materiais rigidos por meio de colas, de ajustes forçados ou de roscas. Tais combinações são em geral usadas para proporcionar a estanqueidade emrelação ao ambiente, ou para ali viar tensões ou para permitir a substituição ou a inserção de terminais elêctricos. As patentes americanas 4 090 759 e 3 838 382, por exemplo, descrevem essas utilizações. - 1 -

06/862 902, depositado eml3 de Maio de 1986, uma adição do pedido de patente americano N9. 9 453 327 depositado em 27 de Dezembro de 1982, e o pedido de patente americano N9. 06 882751 depositado em 7 de Julho de 1986 descrevemconectores elêctri-cos, nos quais os elementos do corpo incluem porções rigidas e flexíveis, moldadas integralmente de modo a formar uma peça unitária. Como estas porções têm de ser unidas integradamente os materiais escolhidos para as duas porções têm de ser tais que sejam compatíveis e estabeleçam uma união entre si. As escolhas de materiais não podem portanto ser feitas sempre de acordo comas propriedades desejadas para o conector, visto que os materiais que têm as propriedades especificamente desejadas podem de facto não ser compativeis entre si. É portanto desejável ter um conector que possa ser moldado num sistema de mol-dação por injecção dual, de modo que não seja necessário que os materiais usados se liguem entre si. 0 elemento de alojamento numa sõ peça ilustrado nos pedidos de patente referidos ê formado por um processo de moldação dual no qual se injecta primeiro um material numa cavidade de um molde, a que se segue o movimento de cavilhas ou mangas de um macho para definir uma ou mais cavidades adjacentes nas quais podem injectar-se o segundo material, As invenções dos pedidos de patente atrás mencionados são aqui incorporadas por referência.

Por conseguinte, ê um objecto da presente invenção mitigar os inconvenientes e as deficiências da técnica anterior, proporcionando um conjunto de conector elêctrico estanque moldado dual, que é especialmente adaptado para ser usado a temperaturas de funcionamento elevadas.

Outro objecto da presente invenção consistem em proporcionar um conector elêctrico estanque moldado dual com porções rígidas e flexíveis que não precisa de contar com a ligação entre os materiais flexíveis e rígidos.

Um outro objecto da presente invenção consiste em proporcionar um conector elêctrico estanque 2 f

com porções rígidas e flexíveis e umdispositivo para a sua mol-dação, não tendo os materiais usados para as duas porções de ser compatíveis entre si.

Um outro objecto da presente invenção consiste em proporcionar um dispositivo por meio do qual o elemento do conector eléctrico pode ser moldado a partir de uma combinação de materiais termoplásticos e termostâveis.

Além disso, ê ainda um objecto da presente invenção proporcionar um conector eléctrico estanque que ê estável e fiável mesmo em condições de utilização nas quais a temperatura pode exceder os 1509C. Ê também outro objecto da presente invenção proporcionar um processo de custo reduzido para a fabricação de um conector eléctrico estanque.

Para fins de ilustração, a presente invenção serâ descrita em termos de fabricação de um elemento de tomada representativo de um conjunto de conector eléctrico. Deve entender-se que podem fabricar-se segundo a presente invenção tanto elementos de ficha como elementos de tomada, 0 conector eléctrico estanque segundo a presente invenção inclui um corpo isolado que compreende uma primeira porção formada por material termoplástico e uma segunda porção constituída por material termostâvel, sendo as duas porções moldadas num molde comum. Segundo a presente invenção, o material termoplástico tem um ponto de fusão e o material termostâvel tem uma temperatura de cura Ϊ2* sendo T2 menor do que T^,

As duas porções do corpo têm uma superfície de interface comum que se estende entre os materiais termoplástico e o material termostâvel, sendo o material termostâvel curado pelo calor transmitido ao mesmo através da superfície de interface comum pelo arrefecimento do material termoplástico e do molde onde se forma o elemento conector,

Na forma de realização actual- 3

mente preferida, o material termoplástico forma a parte exterior do corpo do elemnto de tomada e o material termostãvel forma a parte interior do corpo de tomada, sendo o material termoplástico relativamente rigido e o material termostãvel rela tivamente flexível. Deve no entanto entender-se que a configuração de um elemento de conector segundo a presente invenção não se limita a estrutura anterior. A presente invenção refere-se também a um processo para a fabricação de um elemento de conector elêctrico que compreende as fases de: escolher ummaterial termoplástico com uma temperatura de fusão T^; escolher um material termostãvel com uma temperatura de cura T2, sendo T2 menor do que T^; moldar uma primeira porção de corpo a partir do material termoplástico numa primeira cavidade do molde; arrefecer o material termoplástico ate uma temperatura suficiente para manter a rigidez da primeira porção do corpo; deslocar uma porção de molde interior para formar pelo menos uma outra cavidade do molde adjacente â primeira cavidade do molde; in-jectar o material termostãvel escolhido na ou nas cavidades adjacentes; e curar o material termostãvel por meio do calor transmitido para o mesmo através de uma superficie de interface comum entre a primeira e a segunda cavidade proveniente do arrefecimento do material termoplástico e do molde. A invençzo propriamente dita, juntamente com outros objectos e vantagens da mesma, serão melhor compreendidos com referência â descrição do pormenor que vai seguir-se, com referência aos desenhos anexos, cujas figuras representam: A fig. 1, uma vista em perspectiva de um conjunto de conector elêctrico feito de acordo com a presente invenção; A fig, 2, uma vista em corte transversal do conjunto do conector feito pela linha (2-2) da fig. 1 e tendo nele montados terminais de contacto; • A fig, 3, uma vista em corte trans- . versai com as peças separadas dos elementos de ficha e de to- 4 ϊ

mada do conector da fig. 1; A fig. 4, uma vista parcial em corte de um molde que indica a posição do molde para a moldação de uma primeira parte do elemento de alojamento; e A fig. 5, uma vista análoga â da fig,4, mostrando o molde numa segunda posição para moldar a segunda parte do elemento de alojamento do colector.

Com referência ãs fig. 1 , 2 e 3, um conjunto de conector elêctrico (10) ê constituido por um elemento de tomada (12) e um elemento de ficha (38). Para fins de ilustração, a presente invenção vai ser descrita emtermos da fabricação de um elemento de tomada representativo de um conjunto de conector elêctrico. Deve entender-se que, quer o elmento de tomada, quer o de ficha podem fabricar-se segundo a presente invenção. 0 elemento de tomada (12) ê constituido por uma primeira parte ou parte exterior (14) e uma segunda parte ou parte interior (24). A porção de tomada exterior (14) tem uma cavidade (16) que se estende através da mesma, com secções dianteira e traseira (18) e (20 (. A secção dianteira (18) estâ dimensionada para receber pelo menos uma parte do elemento de ficha (38) complementar e adaptada, como se vê melhor nas fig. 2 e 3, A segunda parte de tomada (24) tem uma superficie exterior (26) e inclui um certo numero de passagens de recepção de terminais, com uma primeira parte dianteira (30) para receber elementos do perno (62) adaptados para se casar com elementos de alvéolos (66) complementares correspondentes do elemento de ficha (38), como se mostra na fig, 2. As passagens (28) da segunda parte inclui ainda segundas secções (32) com porções (36) de vedação dos fios condutores, Uma sggunda parte (24) da tomada estâ situada na passagem (16) da primeira parte (14) da tomada de modo que uma porção substancial da superficie exterior (26) da segunda parte (24) fica situada ao longo de uma porção substancial da superficie interior (22) da primeira porção (14), - 5 -

ί A primeira porção (14) inclui ainda superfícies de encosto (23) para se aplicar â superfície (27) que se estende radialmente da segunda porção de receptâculo (24) para fixar a segunda porção (24) na primeira porção (14) e impedir a continuação de movimento da segunda porção (24) para trás quando os elementos de tomada e de ficha (12) e (38) estiverem ajustados. As primriras e segunda partes da tomada (14) e (24) têm uma superficie de interface Comum (25) que se estendem entre as mesmas. Como se mostra nas fig. 2 e 3f as passagens (28) são perfiladas para receber elementos de pernos de contacto (62) na porção dianteira da passagem (30) e receber de maneira estanque os elementos dos fios (64) que terminam nos elementos de contacto (62) e (63) na porção traseira (32) da passagem, como se vê na fig, 2,

As passagens (28) incluem um certo námero de saliências (34) que se estendem para dentro, que pren_ demo elemento de contacto (62) e um certo numero de nervuras salientes de vedação dos fios condutores, que proporcionam vedações relativamente ao ambiente para os elemntos dos fios condutores (64); o corpo (14) inclui ainda meios (35) para imobilizar a tomada (12) na ficha (38), A extremidade dianteira da porção interior (28) inclui a cavidade (29) dimensionada para receber e para se aplicar de maneira estanque a um elemento completamente adaptado.

Na forma de realização representada, a cavilha ê constituida como um elemento unitário feito de um material flexível. Deve entender-se que o elemento de ficha (38) pode também ser feito de uma combinação de materiais rigido e flexível, G elemento de ficha (38) inclui uma porção de adaptação (40) dianteira e uma porção traseira (42) com meios de vedação e porçoes de flange (44), A parte dianteira de adaptação (40) do elemento de ficha (38) está adaptada para receber na secção de cavidade (18) dianteira da tomada, de modo que os bordos exteriores da parte (40) de adaptação flexível se aplicam às superfícies periféricas interiores (22) da primeira parte . (14) da tomada para formar com ela umencaixa estanque. O elemen- ) to de ficha (38) inclui umcerto numero de passagens (50) de re- 6

_ cepção de contactos elêctricos perfilados para receber elementos de contacto eléctrico (66) nas partes dianteiras (52) da mesma e receber de maneira estanque os elementos dos fios condutores (68) na passagem traseira (54) . Os elementos de contacto (66) terminam em elementos de fio condutos (68) e (67).As passagens (50) do elemento de corpo (40) incluem umcerto numero de saliências (56) que se estendem para dentro, como melhor se vê na fig. 2, que prendem os elementos de contacto (66) e um certo número de nervuras (56) salientes de vedação dos fios con dutores, que proporcionam vedações dos elementos dos fios (68) relativamente ao ambiente. A porção de adaptação (40) estã concebida para formar uma vedação na interface de adaptação do elemento de tomada (12) e do elemnto de ficha (38) , como se vê nas fig. 2 e 3. A superficie exterior da porção de adaptação dianteira (40) inclui uma face dianteira (49) e um certo número de aneis (47), que se aplicam ãs superfícies interiores da cavidade (29) da segunda porção para vedar a interface. 0 processo para a fabricação da forma de realização preferida vai agora ser descrito com referência âs fig, 4 e 5 e ao elemento de tomada (12). Deve entender-se que pode usar-se um processo semelhante para a fabricação do elemento de ficha (38) se a ficha deve ser moldada a partir de mais de um material. Deve tambêmentender-se que a ficha e a tomada representadas nas figuras são apenas amostras representativas do tipo dos elementos de alojamento para cone-ctores que podem ser fabricados segundo a presente invenção.

Na forma de realização da presen te invenção preferida, a caixa exterior ou a primeira porção (14) da tomada e moldada com um material termoplástico com um ponto de fusão T^. A caixa interior ou segunda porção (24) ê feita de ummaterial termostâvel relativamente flexível com uma temperatura de cura sendo T2 menor do que T^. As fig. 4 e 5 ilustram o processo para a fabricação do elemnto de tomada (12) , . 0 elemnto de tomada (12) ê for- \ mado, de um modo geral, num processo de moldação Dual no qual 7 *

em primeiro lugar se injecta um material numa primeira cavidade do molde, a que se segue o movimento de uma cavilha ou manga de macho para definir uma ou mais cavidades adjacentes nas quais pode injectar-se um segundo material. 0 funcionamento bã sico do molde estâ descrita mais completamente no pedido de patente americano N9. 06/882 751 atrás incorporada aqui por referência, As fig. 4 e 5 ilustram uma parte de um molde (72), para a moldação do elemnto de tomada (12). 0 molde (72) inclui uma cavidade (80) com um elemnto de manga deslizante e um certo número de cavilhas de macho (76); quando a manga (74) estâ na sua primeira posição, como se mostra na fig. 4, o elemnto de manga (74) estâ alinhado na cavidade (80) do molde (72), de modo que se forma uma primeira porção de cavidade (82) entre a superficie exterior da manga (74) e a superfície envolvente (81) da cavidade (80), definindo a primeira porção de cavidade a forma da primeira porção (14) do elemento de tomada (12) .

Como pode ver-se na fig, 2, a extremidade extreior (75) da manga (74) estende-se para alem da secção traseira (20) do elemnto de tomada (12) bloqueando uma porção (84) da cavidade (80) , definindo a superficie es-terior da manga (74) a passagem (16) que inclui a superficie de interface (26) do elemnto de tomada (12). O material usado para a porção exterior ê injectado para o interior do molde por meios conhecidos na técnica (não representados)., de modo que a porção do corpo exterior (14) ê moldada coma forma desejada. Deixa-se arrefecer o primeiro material,

Depois de o corpo (14) ter arrefeci do o suficiente para manter a sua forma, retira-se a manga do molde (74) para a sua segunda posição, como se vi na fig, 5, criando assim a cavidade de molde (84) para receber o segundo material. 0 segundo material ê injectado na cavidade (84) para moldar a segunda parte (24) do elemnto de tomada (12). Na forma de realização, o metarial exterior ê um material termo-• plástico com uma temperatura de fusão T^, maior que a tempera-. tura de cura T2 cio material termostâvel que deve ser usado no 8 i

elemento interior ou segundo elemento. 0 calor gerado pelo arrefecimento do elemento exterior termoplástico (14) proporciona calor suficiente para curar o material termostãvel interior. 0 calor do molde (72) fornece calor suficiente para provocar a cura da segunda secção saliente da segunda porção (24) . A transferência verifica-se primariamente ao longo da superfi-cie de interface (26) entre a porção exterior (14) da porção interior (24) . É portanto desejável que ljaja uma porção substancial da superficie de interface para proporcionar uma grande transferencia de calor e minimize o tempo durante o qual se tem de manter o molde fechado. 0 material usado para a parte exterior (14), na forma de realização preferida, ê um termoplástico rígido ã temperatura elevada, tal como um polímero de cristais líquidos, o poli-sulfureto de fenilo, a polietersul-fona, tereftalato e polietileno e materiais análogos, que podem ser processados em moldes aquecidos, como ê conhecido na técnica. 0 material usado para a porção interior (24), na forma de realização preferida, ê um material de silicone termostãvel relativamente flexível, que cura numtempo relativamente curto a uma temperatura da ordem dos 1779C. A temperatura de fusão T1 dos materiais termoplásticos atras referidos ê da ordem dos 3159 C, Por exemplo, os elementos de tomada (12) podem ser feitos utilizando polietersulfona como material rigido e borracha de silicone líquida como material flexível. A polietersulfona tem um ponto de fusão na gama de 340. - 3779C e a borracha de silicone temtempos de cura relativamente rápida a temperaturas superiores a 1509 C, Deve entender-se que podem usar-se outros materiais e outras temperaturas, A interface estanque está entre as secções flexíveis (42) e (24) e, mais especialmente, a face dianteira (49) da porção interior (42) da ficha e a face dianteira (25). do elemento interior da tomada (12) Nervuras (47) anulares salientes para fora na porção de ficha (42) aplicam-se de maneira estanque â superfície (27) do elemento interior (24) para formar a superficie de vedação maior e alem disso estabelecer uma vedação contra a superficie 9

Claims (2)

1. interior (15) da porção exterior da tomada (14). Como pode ver-se nas fig.
2. 2 e 3, a porção rígida (14) do elemento de tomada proporciona em geral um meio para tornar o conjunto rígido e proporciona uma manga de protecção sobre as porçoes interiores mais flexíveis e as áreas vedadas dos elemntos respectivos. As porções interiores por sua vez, actuam como amortecedor de choques para proteger os terminais de contacto. Como a vedação do conector se verifica entre a porção dianteira flexível do elemnto de ficha e uma porção correspondente do elemento de tomada, a pressão exer cida entre as duas partes ê suficiente para formar uma vedação entre a superficie exterior da ficha e a superficie interior dos elementos da tomada. A concepção deste conjunto de conector proporciona meios pelos quais pode formar-se uma ligação estanque entre os elemntos de contacto, não precisando a porção exterior do elemnto de manga do conector de estar ligada â porção flexível interior. Como esta ligação não ê necessária para a peça moldada por injecção dupla segundo a presente invenção, pode usar-se uma maior variedade de materiais do que era possível na técnica anterior, 0 conjunto do conector elê-ctrico resultante pode portanto ser feito de materiais que resistam a temperaturas de funcionzmento mais elevadas e proporcionar as propriedades de elastõmeros necessárias para o funcionamento na gama das temperaturas elevadas. A presente inven çao proporciona um processo económico para a moldaçao dual de conectores estanques. Pensa-se que o conjunto de conector eléctrico e o processo segundo a presente invenção e muitas das suas vantagens serão compreendidas a partir da descrição anterior. Podem introduzir-se alterações de forma, de cons trução e de disposição das duas partes semnos afastarmos do espírito e do escopo da presente invenção nem sacrificar todas as suas vantagens iiffiateriais. R E I V X NDICAÇÕE S -10- Processo para a moldação de um elemento de alojamento de um conector eléctrico estanque (10), tendo o elemento de alojamento um corpo isolado (12) que inclui uma primeira porção relativamente rígida (14) e uma segunda porção relativamente fixa (24) unidas ao longo de uma superfície de interface comum (25) , caracterizado por compreender as fases seguintes: escolher um material termoplástico com uma temperatura de fusão escolher um material termostãvel com uma temperatura de cura τ1? sendo T2 menor que T1; injectar o material termoplástico numa primeira cavidade (82) do molde; arrefecer o material termoplástico ate uma temperatura inferior a e superior a T2, formando desse modo uma primei ra porção (14) de um corpo solido, mantendo entretanto a temperatura do molde a um nível inferior a e superior a *2' deslocar uma porção (74) interior do molde no interior do molde fechado para formar pelo menos uma cavidade adicional do molde (84) adjacente â primeira cavidade (82) do molde, sendo a segunda cavidade (84) do molde pelo menos parcial-mente definida por pelo menos uma secção de uma superfície da primeira porção E14) do corpo; e injectar o material termostãvel escolhido no interior da pelo menos uma cavidade adjacente (84), sendo o material termostãvel injectado a uma temperatura inferior â temperatura de cura T2; transmitindo-se calor através da superfície de interface comum (25) da primeira porção do corpo (14) para o material termostãvel adjacente, facilitando a cura rãpida, em coo peração com o calor transmitido para outras porções do material termostãvel a partir das superfícies do molde. 11 a - 2 - Processo de acordo coma reivindicação 1, caracterizado por o material termoplástico ser escolhido do grupo formado por polímeros de cristais líquidos, sulfureto de polifenilo, polieterssulfona, tereftalato de polieteileno. - 3a- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material termoplástico ser polieters sulfona, - 4a- Processo de acordo coma reivindicação 1, caracterizado por o material termostãvel ser uma borracha de silicone elástica. - 5a- Alojamento de conector (12), caracterizado por ser produzido pelo processo de acordo com a reivindicação 1, A requerente reivindica a prioridade do pedido norte-americano apresentado em 16 de Dezembro de 1988, sob o numero de série 07/285,672. Lisboa, 15 de Dezembro de 1989

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