CN114223103A - 用于不规则电缆形状的衬垫 - Google Patents

Abstract

一种用于密封组件的衬垫包括：内环，所述内环限定中心孔；外环；连接所述内环和所述外环的过渡区段；向内突出到圆柱形孔中的内部密封肋；以及附接在所述内环上方和下方的环构件。电缆***衬垫中，从而使环构件中的至少一个环构件向内弯曲并产生密封，同时通过电缆与内部密封肋之间的接合形成另一密封。

Description

用于不规则电缆形状的衬垫

相关申请

本申请要求2019年7月9日提交的美国临时专利申请第62/871,996号的优先权和权益，其公开内容据此通过引用全部并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及一种用于环境密封和固定电缆连接的装置。

背景技术

互连接合，例如电缆与一件电子设备之间的互连，可能由于流体进入而恶化。通常，防护罩、索环、压盖或其它互连装置被设计成围绕互连以防止流体进入。然后，防护罩或索环安装在设备的罩壳的壁中。设计成在防护罩和其它互连装置中接收电缆的孔通常是圆形的，因为大多数电缆具有圆形横截面。

然而，在许多装置中，诸如干线电力电缆和混合光纤和电力电缆的多根电缆捆绑在一起，并且被单个护套包围。这些电缆束可具有非常类似于三角形或方形的非圆形横截面。非圆柱形电缆在选定密封装置中的钻孔大小方面存在独特的问题。由于方形和三角形横截面电缆的直径不一致，因此圆柱形孔可能无法对电缆套提供足够的压力以适当地密封。因此，可能需要密封组件的孔来容纳不同宽度的电缆。

发明内容

作为第一方面，本发明的实施例涉及一种用于电缆密封组件的由聚合物材料形成的衬垫，所述衬垫包括：内环、外环以及连接内环和外环的可压缩过渡区段。所述内环限定穿过所述衬垫的中心孔。所述过渡区段具有包括至少一个脊部的轮廓，所述至少一个脊部具有限定在其中的凹部。

作为第二方面，本发明的实施例涉及一种互连组件，其包括：衬垫和电缆。所述衬垫包括：内环、外环和过渡区段。所述衬垫的内环限定穿过所述衬垫的中心孔。所述衬垫的过渡区段具有包括至少一个脊部的轮廓，所述至少一个脊部具有限定在其中的凹部。电缆***所述衬垫的孔中，并与内环的壁接合。

作为第三方面，本发明的实施例涉及一种用于电缆密封组件的由聚合物材料形成的衬垫，所述衬垫包括：内环、外环以及连接内环和外环的可压缩过渡区段。所述内环限定穿过所述衬垫的中心孔。所述内环包括在所述衬垫上方延伸的至少一个环构件。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的用于压盖中的衬垫的透视图。

图2是图1的衬垫的俯视图。

图3是沿着线3-3截取的图2的具有安装在其中的电缆的衬垫的截面图。

图4是图3的电缆和衬垫的放大视图，其示出了环构件的接合。

图5是图3的衬垫的过渡区段的放大视图。

图6是图3的电缆和衬垫组件的截面图，其中过渡区段已被径向压缩。

图7是根据本发明的实施例的环构件的放大视图。

图8是根据本发明的实施例的另一电缆和衬垫组件的截面图，其中衬垫具有多个内部密封肋。

图9是根据本发明的实施例的另一电缆和衬垫组件的截面图，其中过渡区段具有与图3中的横截面图案不同的横截面图案。

图10是根据本发明的实施例的又一电缆和衬垫组件的截面图，其中过渡区段具有正弦曲线横截面。

图11是根据本发明实施例的又一电缆和衬垫组件的截面图，其中过渡区段具有连续升高的轮廓。

具体实施方式

参考附图描述本发明，在附图中示出了本发明的实施例。然而，本发明可以许多不同形式实施，且不应解读为局限于本文所示和所述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底且完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。还应了解，本文中公开的实施例可以任何方式和/或组合进行组合以提供许多附加实施例。

贯穿全文，相同的数字表示相同的元件。在附图中，为了清楚起见，某些层、部件或特征可以被放大。然而，本发明可以许多不同形式实施，且不应解读为局限于本文陈述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底且完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。

除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。以下描述中所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本发明。如本公开中所使用，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“所述”也旨在包括复数形式。还将理解，当在本说明书中使用时，术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)指定存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。

将理解，当一个元件被描述为在另一元件“上”、“附接”到另一元件、“连接”到另一元件、与另一元件“联接”、“接触”另一元件等时，其可直接在所述另一元件上、附接到所述另一元件、连接到所述另一元件、与所述另一元件联接或接触所述另一元件，或者也可以存在中间元件。相反，当一个元件被描述为例如“直接地”在另一元件上、“直接地附接”到另一元件、“直接地连接”到另一元件、与另一元件“直接地联接”或“直接地接触”另一元件时，则不存在中间元件。本领域的技术人员还将理解，对“邻近”另一特征设置的结构或特征的引用可以具有叠覆邻近特征或位于邻近特征之下的部分。

为了便于描述，在本文中可以使用空间相对术语，例如“下方”、“之下”、“上方”、“之上”、“上部”、“下部”、“左”、“右”等，以描述如附图所示的一个元件或特征与另外一个或多个元件或特征的关系。应当理解，除了图中所示的取向之外，空间相对术语还意图涵盖装置在使用或操作中的不同取向。例如，如果附图中的装置被翻转，则描述为在其他元件或特征“下方”或“下面”的元件将被定向为在其他元件或特征“之上”。装置可以以其他方式定向(旋转90度或处于其他取向)，并据此解释本文使用的相对空间关系的描述语。

如本文所用，诸如“在X与Y之间”和“在约X与Y之间”之类的短语应解释为包括X与Y。如本文所用，诸如“约X与Y之间”的短语意指“约X与约Y之间”。如本文所用，诸如“从约X到Y”的短语意指“从约X到约Y”。

现在参考附图，在图1-6中示出了大体上以10标示的衬垫。如图2和图3中最佳所见，衬垫10包括外环12和内环14，使得内环14限定中心孔20。过渡区段18从内环14径向向外延伸，直到与外环12合并。下文将更详细地讨论这些部件。

图1描绘了可以采用衬垫10的组件。图1的组件包括可以安装在罩壳70的壁中的防护罩或压盖50。如图1中所示，每个压盖50中可以存在多个孔50h，使得多个衬垫10可以包括在同一压盖50中。此外，压盖50可包括附接到后区段50b的前区段50f，其中两个区段都是基本上圆柱形的。圆形凹部可以压印在压盖50的暴露面上，孔50h存在于该暴露面上。

如图2和图3中所示，衬垫10的形状可以是基本上环形的，并且被构造成使得其可以配合在压盖50的圆孔50h中，如图1中所描绘的。中心孔20可以是基本上圆形的并且基本上与衬垫10同心。

内环14包括从内环14径向向内延伸到中心孔20中的密封肋16。过渡区段18从内环径向向外延伸，直到与外环12合并。如图5中所示，过渡区段18按照与内环14的距离的顺序包括初始环18a、向下延伸的脊部18b、向上延伸的脊部18c和最终环18d。脊部18b、18c可各自包括与脊部18b、18c的轮廓匹配的凹部18r。如图3中所示，过渡区段18的横截面因此可类似于“方波”。

过渡区段18可以由任何数目的材料形成，但通常由弹性体材料(例如橡胶)形成，所述弹性体材料可在显著变形之后恢复其原始形状。在一些实施例中，过渡区段18可以由乙烯-丙烯-二烯单体(ethylene propylene diene monomer，简称EPDM)形成。此外，在一些实施例中，过渡区段18可以通过注塑成型形成。

在所示的实施例中，外环12以及内环14的外部部分具有基本上相同的高度(即，如图3中可见的竖直尺寸)。内环14可包括邻近其外部部分的圆形狭缝14s，该圆形狭缝轴向延伸到内环14的边缘中。此外，内环14邻近圆形狭缝14s包括上部和下部环构件14t，该上部和下部环构件具有与内环14的内径基本上相同的内径，并且在衬垫10上方和下方轴向突出。

参考图3，当直径大于孔20的初始直径的电缆60***衬垫10中时，过渡区段18可压缩，从而使内环14朝向外环12径向向外扩展。如图6中所示，在压缩期间，过渡区段18的轮廓可改变，因为凹部18r可能变窄，并且环18a、18d可分别朝向内环14和外环12弯曲。过渡区段18的这种压缩增加了孔20的直径，由此允许电缆60配合在孔20内，同时衬垫紧密地围绕电缆60配合。在一些实施例中，过渡区段18能够在约1/8与3/16英寸之间径向压缩。当从衬垫10的孔20移除电缆60时，孔20的直径可以恢复到与电缆***之前基本上相同的大小。另外，在移除电缆60时，过渡区段18的横截面可以恢复到与***之前基本上相同的形状，并且内环14和外环12之间可以具有与***之前基本上相同的距离。

值得注意的是，过渡区段18被压缩的能力使其能够密封非圆形电缆。更具体地，由于过渡区段的可压缩性，径向覆盖在电缆中的较大部分上的内环14的部分可以根据需要径向向外扩展。因此，衬垫10可以在电缆60与内环14之间提供密封，即使对于非圆柱形电缆也是如此。

如图4中可见，在衬垫10的电缆60***中心孔20中的一侧上，最近的环构件14t的自由端可以向内折叠，并且产生围绕电缆60的额外密封。在一些实施例中，如图7中可见，每个环构件14t可包括至少一个周向凹槽14g，该至少一个周向凹槽可允许环构件14t更容易地向内弯曲。环构件14t中的一个或多个的尖端还可包括径向向内突出到孔20中的捕获突出部14c。捕获突出部14c可有助于确保电缆60在***时适当地捕获并折叠环构件14t。此外，每个环构件14t可包括每个环构件14t的一个或轴向狭缝，限定多个区段或“翼瓣(petal)”。狭缝可以被构造成使得环构件14t的一个区段的折叠可能不一定与另一区段的折叠联接。狭缝可以是直的或锥形的。

另外，当电缆60***孔20中时，电缆60可压缩内部密封肋16，由此在肋16的点处围绕电缆60产生另一密封位置。由环构件40t和内部密封肋16产生的密封可以足够紧密，以便防止水进入电缆60与衬垫10之间以及进入压盖50的后区段50b中。

衬垫10被构造成使得其可以接收具有基本上圆形横截面的电缆60，但也接收具有不太圆的外部的电缆。能够***衬垫10中且由该衬垫密封的非圆柱形电缆的实例包括三角形电缆和方形电缆。

在图3描绘的实施例中，衬垫10包括单个内部密封肋16。然而，在一些实施例中，如图8中所描绘的，衬垫110可包括多个内部密封肋116。此外，在一些其它实施例中，衬垫10可以不包括任何内部密封肋16，并且上部或下部环构件14t可以提供用于密封电缆60的主要方法。在其它实施例中，内环14可以不包括任何环构件14t或狭缝14s，并且因此整个内环14可以与外环12具有基本上相同的高度。因此，内部密封肋16可以提供用于密封电缆60的主要方法。

尽管在图3所示的实施例中，过渡区段18的横截面可类似于方波，具有向上延伸的脊部18b和向下延伸的脊部18c，但在其它实施例中，如在图9中，衬垫210可包括具有仅向上或仅向下延伸的脊部230的过渡区段218。在其它实施例中，如图10中所示，衬垫310可包括曲折过渡区段318，其中脊部318a、318b、318c是圆形的而不是方形的。在另外其它实施例中，如图11中所示，衬垫410的过渡区段418的轮廓可以从内环连续地升高，并且可以类似于一系列“台阶”。

本领域技术人员将理解，上面论述的衬垫10的构造可以变化。例如，尽管示出了衬垫10、110、210、310、410中的每一个具有一个或三个内部密封肋16、116，但是也可以采用更少或更多的肋。另外，图3、图9和图10中所描绘的过渡区段18的脊部的数目不限于附图中所描绘的那些数量，脊部18也不限于那些形状；可使用具有可压缩脊部的任何过渡区段(例如，可使用“折叠”形状)。此外，本领域的技术人员将了解，衬垫10不限于仅在类似于图1中的压盖50的那些互连装置中使用。相反，衬垫10可用于各种互连装置中。

前文是对本发明的说明，并且不应解释为对本发明的限制。尽管已经描述了本发明的几个示例性实施例，但是本领域技术人员将容易理解，在实质上不脱离本发明的新颖教导和优点的情况下，可对示例性实施例进行许多修改。因此，所有这样的修改旨在包括在权利要求书所限定的本发明的范围内。本发明由所附权利要求书限定，权利要求的等同物包括在其中。

Claims (28)

1.一种用于电缆密封组件的由聚合物材料形成的衬垫，所述衬垫包括：

内环，所述内环限定孔；

外环；以及

连接所述内环和所述外环的可压缩过渡区段，其中所述过渡区段具有包括至少一个脊部的轮廓，所述至少一个脊部具有限定在其中的凹部。

2.根据权利要求1所述的衬垫，还包括附接到所述内环的至少一个肋，所述至少一个肋径向向内延伸到所述孔中。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的衬垫，其中所述聚合物材料是弹性体材料。

4.根据权利要求3所述的衬垫，其中所述弹性体材料包括乙烯-丙烯-二烯单体。

5.根据前述权利要求中任一项所述的衬垫，其中所述衬垫通过注塑成型形成。

6.根据前述权利要求中任一项所述的衬垫，其中所述内环包括从所述内环轴向向外延伸的至少一个环构件。

7.根据权利要求6所述的衬垫，其中所述至少一个环构件包括至少一个周向凹槽。

8.根据权利要求6或权利要求7所述的衬垫，其中所述至少一个环构件的内径基本上等于所述内环的内径。

9.根据前述权利要求中任一项所述的衬垫，其中所述内环具有轴向延伸到所述内环中的圆形狭缝。

10.根据前述权利要求中任一项所述的衬垫，其中所述至少一个脊部是两个脊部。

11.根据权利要求10所述的衬垫，其中所述过渡区段具有类似于方波的轮廓。

12.根据权利要求10或权利要求11所述的衬垫，其中所述过渡区段具有基本上正弦形的轮廓。

13.根据权利要求10所述的衬垫，其中第一脊部在第一轴向方向上延伸，并且第二脊部在第二相对的轴向方向上延伸。

14.一种互连组件，包括：

(a)由聚合物材料形成的衬垫，其中所述衬垫包括：内环，所述内环限定孔；外环；以及连接所述内环和所述外环的过渡区段，其中所述过渡区段具有包括至少一个脊部的轮廓，所述至少一个脊部具有限定在其中的凹部；以及

(b)电缆，所述电缆***所述衬垫的孔中并且与所述内环的壁接合。

15.根据权利要求14所述的组件，其中所述电缆具有非圆形横截面。

16.根据权利要求14或权利要求15所述的组件，其中所述聚合物材料是弹性体材料。

17.根据权利要求16所述的组件，其中所述弹性体材料包括乙烯-丙烯-二烯单体。

18.根据权利要求14-17中任一项所述的组件，其中所述衬垫通过注塑成型形成。

19.根据权利要求14-18中任一项所述的组件，其中所述衬垫还包括附接到所述内环的至少一个肋，所述至少一个肋径向向内延伸到所述孔中。

20.根据权利要求14-19中任一项所述的组件，其中所述衬垫包括从所述内环轴向向外延伸的至少一个环构件。

21.根据权利要求20所述的组件，其中所述至少一个环构件包括至少一个周向凹槽。

22.根据权利要求20或权利要求21所述的组件，其中所述至少一个环构件的内径基本上等于所述内环的内径。

23.根据权利要求14-22中任一项所述的组件，其中所述内环具有轴向延伸到所述内环中的圆形狭缝。

24.根据权利要求14-23中任一项所述的组件，其中所述至少一个脊部是两个脊部。

25.根据权利要求24所述的组件，其中所述过渡区段具有类似于方波的轮廓。

26.根据权利要求24或权利要求25所述的组件，其中所述过渡区段具有基本上正弦形的轮廓。

27.根据权利要求24所述的组件，其中第一脊部在第一轴向方向上延伸，并且第二脊部在第二相对的轴向方向上延伸。

28.一种用于电缆密封组件的由聚合物材料形成的衬垫，所述衬垫包括：

内环，所述内环限定孔；

外环；以及

连接所述内环和所述外环的可压缩过渡区段；

其中所述衬垫包括从所述内环轴向向外延伸的至少一个环构件。

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