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CN102195262A - 用弹性包覆元件包覆电导体的方法以及所包覆的电导体 - Google Patents

用弹性包覆元件包覆电导体的方法以及所包覆的电导体 Download PDF

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CN102195262A CN2011100349432A CN201110034943A CN102195262A CN 102195262 A CN102195262 A CN 102195262A CN 2011100349432 A CN2011100349432 A CN 2011100349432A CN 201110034943 A CN201110034943 A CN 201110034943A CN 102195262 A CN102195262 A CN 102195262A
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Abstract

本发明涉及用弹性包覆元件包覆电导体的方法以及所包覆的电导体。具体地，提供了一种用弹性密封元件包覆电导体的方法。在该方法中，首先在密封元件中生成具有第一等效直径的贯穿口。接着，使已生成的具有第一等效直径的贯穿口扩张到第二等效直径，从而能够将电导体导入到该贯穿口中。然后，使已扩张到第二等效直径的贯穿口发生收缩，从而获得由弹性密封元件对电导体的密封。

Description

用弹性包覆元件包覆电导体的方法以及所包覆的电导体
技术领域
本发明涉及一种用弹性密封元件包覆电导体的方法以及用弹性密封元件包覆的电导体。
背景技术
在机动车工业中正在不断努力减轻车重，从而有利于提高燃料经济性。因为通常将不算少量的电导体和由电导体组成的线缆配线布置在机动车内，所以机动车工业也正在努力减轻线缆配线的重量，因而要将导体的铜横截面减小到大约0.08平方毫米与大约0.13平方毫米之间的值，使得在具有变小的横截面积的这些电导体的绝缘体的外表面的直径仅为大约0.8毫米。
然而，这被证明是个问题，因为具有减小的外径的此类型电导体不能再用弹性密封元件以传统方式进行包覆，所述弹性密封元件在其利用注射成型进行制造期间已经制成了用于容纳电导体的贯穿口。这样，在具有大约0.65毫米至0.8毫米内径的情况下，达到了这种穿过密封元件的贯穿口的制造极限，因而由该密封元件施加至被导入其贯穿口中的电导体的收缩力或压缩力（挤压力）并不是始终足以确保充分紧密的密封。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用弹性密封元件包覆电导体的方法，通过此方法即使在电导体非常细的情况下也可以确保电导体与密封元件之间的紧密的密封。
根据本发明，所述目的是通过根据权利要求1的、用弹性密封元件包覆电导体的方法而得以实现。
根据一个实施例，该目的是通过这样的事实来实现，即：首先在密封元件中生成具有第一等效直径、大致线性地延伸穿过该密封元件的贯穿口。此贯穿口涉及到三维切割或穿透，其中等效直径优选小于0.1毫米。然后，使以这种方式生成的具有第一等效直径的贯穿口弹性地扩张或扩展到第二等效直径，该第二等效直径略微大于将用弹性密封元件进行包覆的相应的电导体的直径。因此，如果电导体具有0.8毫米的外径，那么第二等效直径应当为例如大约1毫米或更大的量级。
在以此方式使贯穿口扩张到第二等效直径之后，可以将电导体导入扩张到第二等效直径的贯穿口中，从而使得电导体完全地延伸穿过密封元件。现在，为了生成电导体与密封元件之间的充分紧密的密封，随后使扩张到第二等效直径的贯穿口缩小或收缩，结果是可以确保电导体与弹性密封元件之间的紧密的密封。
因为在密封元件中的贯穿口不可能总是被制成圆形，所以这里不是将直径用作参考变量，而是将等效直径用作参考变量；在当前情况下，等效直径对应于圆形贯穿口的直径，该圆形贯穿口的内圆周对应于所考虑的贯穿口的内周。同样地，可以将横截面积用作参考变量，使得等效直径对应于圆形贯穿口的直径，圆形贯穿口的横截面积对应于所考虑的贯穿口的横截面积。
可以在密封元件中生成具有第一等效直径的贯穿口，例如通过使密封元件经历液体喷射或气体喷射或者一般性而言喷嘴喷射，其以第一等效直径在密封元件中切割出期望的贯穿口。然后，可以使以这种方式生成的贯穿口扩张到第二等效直径，例如以机械方式或热方式(例如通过对密封元件的加热作用)，使得在将电导体导入以这种方式扩张的贯穿口中之后，可以通过期望的方式使弹性密封元件或者扩张的贯穿口收缩，例如通过冷却弹性密封元件。
当然，根据本发明的方法可以按上述方式利用喷嘴喷射以及对弹性密封元件的机械作用和/或热作用来实施；然而，从以下的描述、附图尤其是从属权利要求中，可了解根据本发明的方法的有益实施例。
因此，根据一个实施例，提出了：通过用尖锐、纤细、且优选圆形的物体（例如杆直径对应于第一等效直径的穿刺针）穿刺密封元件，从而在密封元件中生成具有第一等效直径的贯穿口。然后，可以使以这种方式生成的具有第一等效直径的贯穿口扩张到第二等效直径，例如以上述通过对弹性密封元件施加机械作用和/或热作用的方式。
根据另一个实施例，提出了：通过使空心针穿过所生成的具有第一等效直径的贯穿口，从而使借助于喷嘴喷射或穿刺针生成的具有第一等效直径的贯穿口扩张到第二等效直径，其中空心针的杆直径对应于第二等效直径。这里，借助于空心针使具有第一等效直径的贯穿口扩张到第二等效直径被证明是有利的，这是因为通过这种方式有利于通过将电导体插入到空心针本身中从而将电导体导入到贯穿口中。
根据又一个实施例，提出了：通过将电导体导入到空心针中然后将空心针拔出密封元件，从而将电导体导入到已扩张到第二等效直径的贯穿口中，使得电导体保留在贯穿口中，然后贯穿口由于密封元件的弹性而自行收缩。由于已以小于电线外径的等效直径制出具有第一等效直径的贯穿口，因此可以确保电导体与弹性密封元件之间的紧密的密封。由于制造密封元件的材料具有弹性，因此贯穿口在去除空心针后倾向于再次收缩，结果是电导体向其施加挤压力，通过该挤压力不仅生成了相对于密封元件的紧密的密封，而且还把电导体摩擦地保持在密封元件中。因此，换句话说，通过以期望的方式将空心针从密封元件中拔出，以便使已经扩张到第二等效直径的贯穿口发生收缩，从而由弹性密封元件来密封电导体。
为了在将空心针导入具有第一等效直径的贯穿口中时，防止在贯穿口内圆周处的材料被空心针尖端处的尖锐前缘去除，所以根据又一个实施例，提出了：通过把空心针放置在仍然位于密封体内的穿刺针上并且使空心针在穿刺针上滑动，从而使空心针穿过所生成的具有第一等效直径的贯穿口。因此，在将空心针导入密封体之前，具有第一直径的贯穿口没有机会收缩至小于第一等效直径的直径，因此当把空心针导入贯穿口中时，不会将材料从贯穿口的内圆周中去除，尤其在空心针的内径与穿刺针的外径大致对应的情况下。
显然，在已经把穿刺针从空心针中拔出之后，可以将电导体导入空心针中。然而，电导体由于其直径非常小因而具有发生屈曲的某些危险，所以可证明有利的是：在将穿刺针拔出空心针时，已经将电导体导入空心针中。因此，例如可以使电导体附接到穿刺针的尖端，该尖端已经刺穿密封体，使得通过将穿刺针拔出空心针从而将电导体拉入空心针中。因此，在与穿刺针被拔出空心针的方向的相同的方向上将电导体导入空心针中。
然而，从制造的观点来看，在穿刺针被导入空心针的方向的相同方向上将电导体导入空心针也证明会是有利的。在这种情况下，用于将电导体和穿刺针导入空心针的任何设备和插入辅助器具必需仅设置在密封元件的一侧上，因此可以为这些设备和插入辅助器具赋予双重功能。
如上所述，具有第一等效直径的贯穿口的生成和/或已生成的具有第一等效直径贯穿口到第二等效直径的扩张，应当在不除去材料的情况下发生，使得在已经发生了将空心针从密封元件中去除之后，作为贯穿口收缩的结果可以确保电导体与密封元件之间的尽可能紧密的密封。另一方面，如果在贯穿口的生成或扩张期间沿贯穿口的内圆周去除了材料，那么在将空心针拔出密封元件后，会在去除材料处在密封元件与电导体之间留下张口状间隙的危险性，以致在那里不能确保紧密的密封。
尽管可以在两个连续的步骤中以上述方式生成具有第一等效直径的贯穿口以及使具有第一等效直径的贯穿口扩张到第二等效直径，但是从制造的观点来看，可证明有利的是，通过将穿刺针连同在穿刺针上滑动的空心针一起穿刺入密封元件，从而使这两个步骤中的一个步骤紧接着另一个步骤执行，或者这两个步骤相互平顺地融合在一起执行。尤其是，如果空心针的尖端持续保留在穿刺针的尖端上，那么贯穿口在其扩张到第二等效直径期间仅在非常短的时间内具有第一等效直径，使得在此实施例中（即使是非常短的时间）也首先生成具有第一等效直径的贯穿口，然后立刻使该贯穿口进一步扩张。
为了在将空心针导入具有第一等效直径的贯穿口时不将材料从贯穿口的内圆周中去除、或者尽可能少地去除，根据又一实施例，提出了：将空心针设计成具有截锥形尖端，该截锥形尖端从在针杆处对应于第二等效直径的直径渐缩到在针尖处对应于第一等效直径的直径。因此，带有其针尖的空心针在其在穿刺针上滑动时紧密地邻接抵靠穿刺针，因此当空心针滑入到贯穿口中时没有材料或者至少几乎没有材料沿具有第一等效直径的贯穿口的内圆周被去除。
附图说明
现在将在以下参照附图并纯粹作为示例来对本发明进行描述，附图中：
图1是示例性弹性密封元件的透视图；
图2至图7示出了用弹性密封元件包覆电导体的方法的示例性实施例的过程；
图8示出了已经滑动在穿刺针上的空心针的透视图。
具体实施方式
图1以透视图示出了弹性密封元件10，弹性密封元件10例如是通过注射成型由硅酮材料制成的实心体。这里，密封元件10具有大致呈圆柱形的主体12，主体12在轴向方向上被三个相互间隔的密封环14围绕，所述三个间隔的密封环14与主体12构造成一件。
图2示出了在将穿刺针20和空心针30沿轴向方向插入密封元件10的主体12中并且穿过密封元件10之前，根据本发明方法的初始位置。如从图2的剖视图中可见，其中已使空心针30在穿刺针20上滑动，空心针30具有截锥形尖端32，截锥形尖端32从针杆34起开始渐缩，针杆34的直径对应于在密封元件10中制出的具有大约1毫米量级的第二等效直径，到达针尖端，在尖端32的前端36处，对应于在密封元件10中制出的大约为0.1毫米量级的第一等效直径。
在图2和图8的附图中，可以看出空心针30的尖端32在穿刺针20的尖端22上继续连续，穿刺针20被设置成可在空心针30中滑动，这表示穿刺针20的外径大致对应于空心针30的内径，或者对应于空心针30在其前端36处的直径。在空心针30与其截锥形尖端32相对的端部处，空心针30具有插入漏斗38，插入漏斗38是用来帮助将穿刺针20导入空心针30，并且如果需要的话，还可帮助将电导体（或导线）导入空心针30中。
现在，将在下面参照图3至图7实质性描述根据本发明的方法的实施例。如在图2中所示，其中一根针插入到另一根针中的两根针20、30已经以所示的方式从密封元件轴向偏移之后，第一步包括通过首先将穿刺针20的尖端22刺入密封元件10的主体22并使其穿过后者，从而开始在密封元件10中制出具有第一等效直径的贯穿口，正如可以从图2至图3的转换中所见。
在以这种方式在密封元件12中生成具有第一等效直径的贯穿口16之后，在接下来的步骤中，通过首先使空心针30的尖端32在穿刺针20上滑动并穿过密封元件10的主体12，并且因此使其滑动穿过前面所生成的具有第一等效直径的贯穿口16，从而使具有第一等效直径的贯穿口16扩张到第二等效直径，如图4中清楚地显示。
在已按这种方式在密封元件10的主体12中制出了具有大约1毫米的第二等效直径的贯穿口18后，然后如图5中所示那样使穿刺针20再次收回，从而在空心针30的内部形成用于容纳电导体40的空间，电导体40是被绝缘体42所包围，并且在图5中位于与仍然位于密封元件10内的空心针30的尖端32距离一定轴向距离之处，并且具有大约0.8毫米的外径。
因此，在接下来的步骤中，可以将电导体40导入扩张到第二等效直径的贯穿口18或者，导入到空心针30的内部中。然而，作为图中所示实施例的替代，也可以在把穿刺针20从空心针30中收回的同时，将电导体导入空心针30的内部。为了达到此目的，例如电导体40的前端可以附接到穿刺针20的尖端22，或者附接到穿刺针20的与穿刺针20的尖端22相对的端部，从而通过将穿刺针20拔出空心针30而借助于穿刺针20将电导体40拉入空心针30的内部。
在以上述方式中的一种方式将电导体40导入空心针30的内部之后，将空心针30然后从密封元件10中拉出，使得仅电导体40保留在密封元件10中，如图7中所示那样。因为将空心针30从密封元件10中拉出，所以在此同时导致或允许密封元件10作为整体、或者之前扩张到第二等效直径的贯穿口18收缩到大约其第一等效直径（大约0.1毫米的量级），使得不仅可以确保电导体40与密封元件10之间的紧密的密封，而且还可以确保电导体40与密封元件10之间的摩擦连接，通过该摩擦连接将密封元件10可靠地保持在电导体40上。
只要在以上描述中提及“已将一个元件从另一个元件中拔出”，则意指将一个元件从另一个元件中完全地去除，如应用于空心针30那样，如图7中所示，空心针30被完全从密封元件10中拔出。
相反，“将一个元件从另一个元件中拔出”的措词则不一定表示将一个元件从另一个元件中完全地拔出，如应用于穿刺针20那样，穿刺针在图5中仅被部分从空心针30中拔出。
附图标记列表
10           密封元件
12           10的主体
14           围绕12的密封环
16           具有第一等效直径的贯穿口
18           具有第二等效直径的贯穿口
20           穿刺针，其直径例如大约为0.1毫米
22           20的尖端
30           空心针
32           30的尖端
34           30的针杆，其直径例如大约为1毫米
36           32的前端，其直径例如大约为0.1毫米
38           插入漏斗
40           电导体
42        40的绝缘体，其外径例如大约为0.8毫米

Claims (15)

1.一种利用弹性密封元件(10)包覆电导体(40)的方法，所述方法具有以下步骤：
在所述密封元件(10)中形成贯穿口(16)；
扩张所生成的贯穿口(16)；
将所述电导体(40)导入被扩张的贯穿口(18)；以及
使所述扩张的贯穿口(18)发生收缩，以便使所述电导体（40）由所述弹性密封元件（10）密封。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述贯穿口(16)在所述密封元件(10)中生成为具有第一等效直径，并且使以这种方式生成的所述贯穿口扩张到第二等效直径(18)。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过用穿刺针(20)穿刺所述密封元件(10)而生成具有所述第一等效直径的所述贯穿口(16)；和/或，通过使空心针(30)穿过所生成的具有所述第一等效直径的所述贯穿口(16)，从而使具有所述第一等效直径的所述贯穿口(16)扩张到所述第二等效直径。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，通过将所述电导体(40)导入所述空心针(30)然后将所述空心针(30)拔出所述密封元件(10)，从而将所述电导体(40)导入已扩张到所述第二等效直径的所述贯穿口(18)，使得所述电导体(40)保留在所述贯穿口中，然后由于所述密封元件(10)的弹性而使所述贯穿口自身发生收缩。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，通过将所述空心针(30)从所述密封元件(10)中拔出，从而使已扩张到所述第二等效直径的贯穿口(18)收缩。
6.如权利要求3至5中的一项或多项所述的方法，其特征在于，通过使所述空心针(30)在位于所述密封体(10)内的所述穿刺针(20)上滑动，从而使所述空心针(30)穿过已经生成的具有所述第一等效直径的所述贯穿口(16)。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述空心针(30)已滑动在位于所述密封体(10)内的所述穿刺针(20)上后，将所述穿刺针(20)拔出所述空心针(30)。
8.如权利要求4至7中的一项或多项所述的方法，其特征在于，在已将所述穿刺针(20)拔出所述空心针(30)后，或者在将所述穿刺针(20)从所述空心针(30)拔出的同时，将所述电导体(40)导入所述空心针(30)中。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，在与所述穿刺针(20)被拔出所述空心针(30)的方向相同的方向上，将所述电导体(40)导入所述空心针(30)。
10.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，在与所述穿刺针(20)被导入所述空心针(30)的方向相同的方向上，将所述电导体(40)导入所述空心针(30)。
11.如前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，在不去除材料的情况下实现所述贯穿口(16)的生成，和/或在不去除材料的情况下实现对已经生成的所述贯穿口(16)的扩张。
12.如权利要求3至11中的一项或多项所述的方法，其特征在于，通过将所述穿刺针(20)与已经在所述穿刺针(20)上滑动的所述空心针(30)一起刺入所述密封元件(10)中，从而在同一步骤中实现具有第一等效直径的所述贯穿口(16)的生成，以及实现使已经生成的具有所述第一等效直径的所述贯穿口(16)扩张到第二等效直径。
13.如权利要求3至12中的一项或多项所述的方法，其特征在于，所述空心针(30)具有截锥形的尖端(32)，所述尖端(32)从在针杆(34)处对应于所述第二等效直径的直径(16)渐缩到在所述针尖处的对应于所述第一等效直径的直径(16)。
14.根据权利要求2至13中的一项或多项所述的方法，其特征在于，所述第一等效直径被选择为小于所述电线(40)的外径，并且所述第二等效直径被选择为大于所述电线(40)的外径。
15.用电密封元件包覆的并且具有优选不大于1毫米的直径的电导体，所述电导体是通过如前述权利要求的一项或多项所述的方法而获得的。
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