DE10135038A1

DE10135038A1 - Electrically conductive seal for electronic devices, comprises a conductive element and a sealing element, with either one or both these elements consisting of a soft foam material

Info

Publication number: DE10135038A1
Application number: DE2001135038
Authority: DE
Inventors: Alexander Neuhaus
Original assignee: Neuhaus Elektronik GmbH
Current assignee: Neuhaus Elektronik GmbH
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2001-07-18
Publication date: 2003-02-06

Abstract

The electrically conductive seal for electronic devices, for electromagnetic screening and prevention of material transfer via the sealed gap, comprises a conductive element (2a) and a sealing element (1a), with either one or both these elements consisting of a soft foam material capable of compensating possible contour irregularities by their high elasticity.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrisch leitfähige Dichtung aus elastischem Material für elektronische Geräte zur elektromagnetischen Abschirmung von Störstrahlen und zur Vermeidung des Stoffaustausches über den Dichtspalt des Gerätegehäuses, die aus einem Dichtstrang mit einer Umhüllung aus einem elektrisch leitende Bestandteile enthaltenden Leitmittelstrang besteht und nach Koextrusion in noch plastischem Zustand auf eine Dichtfläche auftragbar ist. The invention relates to an electrically conductive Elastic material seal for electronic devices for electromagnetic shielding from interference and to avoid the exchange of substances via the sealing gap of the device housing, which consists of a sealing strand with a Wrapping from an electrically conductive component containing conductive strand and after coextrusion in a plastic state on a sealing surface can be applied.

Elektronische Bauteile erzeugen bekanntermaßen Störsignale, die durch Spalte der Gehäuse, in denen sie untergebracht sind, nach außen gelangen und auf andere elektronische Bauteile übertragen werden und zu deren Beschädigung und Fehlfunktion führen können. As is known, electronic components produce Interference signals through column of the housing in which they are housed, get outside and onto others electronic components are transmitted and to their Damage and malfunction.

Um das Austreten bzw. Eindringen der Störsignale aus dem bzw. in das Gehäuse und gleichzeitig das Eindringen von Fremdstoffen, wie zum Beispiel Staub, toxische Gase und Feuchtigkeit, zu verhindern, werden die den Spalt zwischen zwei Gehäusehälften bildenden Oberflächen durch eine elektrisch leitfähige und gleichzeitig flexible Dichtung gegeneinander abgedichtet. Das ebenfalls leitfähig ausgeführte Gehäuse wirkt in Verbindung mit der leitfähigen Dichtung als Faraday'scher Käfig, um so die Abstrahlung elektromagnetischer Wellen zu verhindern bzw. elektronische Bauteile gegen störende Strahlungseinwirkungen abzuschirmen. Um auch den hinsichtlich der elastischen Eigenschaften an eine Sperrdichtung zur Verhinderung des Stoffaustausches zwischen zwei Räumen gestellten Anforderungen zu genügen, besteht eine aus der DE 197 33 627 bekannte Dichtung dieser Art aus mindestens einem innenliegenden, von leitenden Bestandteilen freien Dichtstoffstrang und einem diesen ringförmig umhüllenden außenliegenden Leitmittelstrang mit geringerer Eigenelastizität und Wandstärke aus mit elektrisch leitenden Bestandteilen vermischtem Dichtstoff. Die so ausgebildete Dichtung wird durch Koextrusion der Dichtstoffstränge gebildet und unmittelbar nach der Extrusion in plastischem, noch nicht ausgehärtetem Zustand auf die Dichtfläche des jeweiligen Gehäuses aufgebracht und auf dieser bei Raumtemperatur formstabil ausgehärtet. To prevent the leakage or intrusion of the interference signals from the or in the housing and at the same time the penetration of Foreign substances such as dust, toxic gases and Moisture, to prevent the gap between surfaces forming two housing halves an electrically conductive and at the same time flexible Seal sealed against each other. That is also conductive executed housing works in conjunction with the conductive seal as a Faraday cage, so the To prevent or prevent radiation of electromagnetic waves electronic components against disturbing radiation effects shield. In order also with regard to the elastic Properties to a barrier seal to prevent the Substance exchange between two rooms To meet requirements, there is one from DE 197 33 627 known seal of this type from at least one internal, free of conductive components Sealant strand and a ring enveloping it external central strand with less inherent elasticity and wall thickness from with electrically conductive components mixed sealant. The seal thus formed will formed by coextrusion of the sealant strands and immediately after extrusion in plastic, not yet hardened state on the sealing surface of each Housing applied and on this at room temperature dimensionally hardened.

Als elastischer Dichtstoff sowohl für den inneren Dichtstrang als auch für den außenliegenden Dichtstrang wird ein Silikonelastomer eingesetzt, das zwar eine gleichmäßige und auch nach der Aushärtung im Wesentlichen gleichbleibende Querschnittsform aufweist, dessen elastische Eigenschaften aber bei einer mit leitenden Bestandteilen versehenen Dichtung höchsten Anforderungen nicht gerecht werden. So können geringe Formabweichungen schon zu qualitätsmindernden Undichtheiten führen. As an elastic sealant for both the inside Sealing strand as well as for the outer sealing strand a silicone elastomer used, although a uniform and essentially also after curing has constant cross-sectional shape, its elastic Properties but one with conductive components provided seal does not meet the highest requirements become. So slight deviations in shape can already lead to quality-reducing leaks.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrisch leitfähige Dichtung der eingangs erwähnten Art anzugeben, die nach dem Auftragen auf die Dichtfläche im wesentlichen formstabil bleibt und das betreffende Gehäuse in Bezug auf das Ein- und Austreten von Störstrahlen und das Eindringen von Fremdstoffen sicher abdichtet. The invention is therefore based on the object electrically conductive seal of the type mentioned to be specified after application to the sealing surface in the remains essentially dimensionally stable and that Housing in relation to the entry and exit of interference rays and reliably seals the penetration of foreign substances.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 ausgebildeten Dichtung gelöst. According to the invention the task is carried out according to the Features of claim 1 trained seal solved.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht mit anderen Worten darin, dass der Dichtstrang und/oder der Leitmittelstrang aus einem Weich-Schaumstoff bestehen. Es wurde gefunden, dass auch eine Koextrusion mit mindestens einem Weich- Schaumstoff zu einer im wesentlichen formstabilen Dichtung unmittelbar auf eine Dichtfläche eines Gehäuseteils möglich ist. Aufgrund der Extrusion von Schaumstoff wegen der Blähwirkung auftretende Konturunterschiede werden im Dichtspalt durch die hohe Elastizität der Dichtung ausgeglichen. In other words, the basic idea of the invention is in that the sealing strand and / or the conduit strand consist of a soft foam. It was found, that a coextrusion with at least one soft Foam to an essentially dimensionally stable Seal directly on a sealing surface of a housing part is possible. Because of the extrusion of foam the differences in contour appearing in the Sealing gap due to the high elasticity of the seal balanced.

Die hohe Elastizität der Dichtung bewirkt deren sicheres Anliegen an den Dichtflächen der beiden Gehäuseteile über die genannte Dichtspaltlänge, so dass zur Abschirmung von Störstahlen eine durchgehende elektrische Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen und gleichzeitig die stoffliche Abdichtung zuverlässig gewährleistet sind. The high elasticity of the seal ensures that it is secure Apply to the sealing surfaces of the two housing parts said sealing gap length, so that to shield from Interfering steel a continuous electrical connection between the two housing parts and at the same time the material sealing are reliably guaranteed.

Andererseits sorgt die zellige Struktur des mindestens einen Weich-Schaumstoff-Stranges für ein geringes Eigengewicht der Dichtung, so dass eine hohe Formstabilität der in noch plastischem Zustand auf die Dichtfläche der einen Gehäusehälfte aufgetragenen Dichtung erreicht wird. On the other hand, the cellular structure of the at least a soft foam strand for a low Dead weight of the seal, so that a high dimensional stability which is still in a plastic state on the sealing surface of the a half of the applied seal is reached.

Schließlich wird durch die in geschmolzenem Zustand stark adhäsive Wirkung des Weich-Schaumstoffs eine innige Verbindung zwischen dem innenliegenden Dichtstrang und dem außenliegenden Leitmittelstrang erzielt, die weiter zur Formstabilität und zur Stabilität und Elastizität der Dichtung in dem Stoffverbund beiträgt. Eventually it becomes strong in the molten state adhesive effect of the soft foam an intimate Connection between the inner sealing strand and the external lead strand achieved, which continues to Dimensional stability and the stability and elasticity of the Seal in the composite material contributes.

Aus den Unteransprüchen ergeben sich weitere Merkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. Further characteristics and result from the subclaims advantageous embodiments of the invention.

So trägt ein innenliegender Dichtstrang aus nicht aufgeschäumtem Silikon, der von einem Leitmittelstang aus mit leitenden Bestandteilen vermischtem Weich-Schaumstoff ummantelt ist, in besonderem Maße zur Formstabilität der Dichtung bei. So an internal sealing strand does not work foamed silicone, which from a Leitmittelstang with conductive components of mixed soft foam is encased, in particular to the dimensional stability of the Seal at.

Andererseits kann ein schlauchartiger Leitmittelstrang aus unverschäumten Silikon in inniger Verbindung mit einem innenliegenden Dichtstrang aus Weich-Schaumstoff allen elastischen Verformungen folgen, schafft eine glatte äußere Hülle und gewährleistet die Formstabilität aufgrund des insgesamt geringen Eigengewichts. On the other hand, a hose-like conduit strand made of non-foamed silicone in intimate connection with an inner sealing strand made of soft foam Follow all elastic deformations creates a smooth one outer shell and ensures dimensional stability due to the overall low weight.

Die adhäsive Wirkung des frisch extrudierten Weich- Schaumstoffs kann schließlich auch zur Fixierung der Dichtung an der Dichtfläche des einen Gehäuseteils genutzt werden, und zwar bei einem innenliegenden Dichtstrang aus Schaumstoff auch dadurch, dass bei der Koextrusion das in axialer Richtung verstellbare Innenrohr für die Schaumstoffzufuhr nahe über die Dichtfläche geführt wird, während sich das Außenrohr des Extrusionskopfes in größerem Abstand über der Dichtfläche befindet. Dadurch steht ein schmaler Streifen des innenliegenden Dichtstranges aus Schaumstoff in Kontakt mit der Dichtfläche und bewirkt eine sichere Haftung der gesamten Dichtung an dem einen Gehäuseteil. The adhesive effect of the freshly extruded soft Finally, foam can also be used to fix the Seal on the sealing surface of one housing part be used, and that with an internal Sealing strand made of foam also in that Coextrusion that is adjustable in the axial direction Inner tube for the foam feed close to the sealing surface is guided while the outer tube of the Extrusion head at a greater distance above the sealing surface located. This creates a narrow strip of the internal sealing strand made of foam in contact with the Sealing surface and ensures a secure adhesion of the whole Seal on one housing part.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen An embodiment of the invention is based on the Drawing explained in more detail. Show it

Fig. 1 eine Schnittansicht einer elektrisch leitfähigen Dichtung mit einem innenliegenden Schaumstoffstrang und einem diesen ringförmig umgebenden Leitmittelstrang aus mit leitenden Bestandteilen vermischtem Silikon; Figure 1 is a sectional view of an electrically conductive seal with an interior foam strand and a surrounding this annular Leitmittelstrang from mixed with conductive components of silicone.

Fig. 2 eine Schnittansicht einer elektrisch leitfähigen Dichtung mit einem innenliegenden, nicht leitenden Schaumstoffstrang und einem ringförmigen Leitmittelstrang aus mit leitenden Bestandteilen vermischtem Schaumstoff; Figure 2 is a sectional view of an electrically conductive gasket having an inner, non-conductive foam strand and an annular Leitmittelstrang from mixed with conductive components foam.

Fig. 3 eine Schnittansicht einer elektrisch leitfähigen Dichtung mit einem innenliegenden Dichtstoffstrang aus leitmittelfreiem unverschäumten Silikon und einem außenliegenden Leitmittelstrang aus mit leitenden Bestandteilen vermischtem Schaum; und Figure 3 is a sectional view of an electrically conductive seal with an inner sealant strand of leitmittelfreiem unfoamed silicone and an outboard from Leitmittelstrang mixed with conductive components foam. and

Fig. 4 eine Schnittansicht einer elektrisch leitfähigen Dichtung nach Fig. 1, bei der der innenliegende nichtleitende Dichtstrang aus Schaumstoff in einem sich in Längsrichtung erstreckenden Bereich an einer Dichtfläche haftet. Fig. 4 is a sectional view of an electrically conductive seal according to Fig. 1, in which the internal non-conductive sealing strand made of foam adheres to a sealing surface in a region extending in the longitudinal direction.

Das Aufbringen der elektrisch leitfähigen Dichtung auf die Dichtfläche 3 oder in die Dichtnut eines Gehäuseteils erfolgt durch Koextrusion der beiden für die Dichtung verwendeten Werkstoffe aus einer Düse mit einem Außenrohr für den außen liegenden Werkstoff und einen in diesem koaxial bewegbaren Innenrohr zum gleichzeitigen Austragen des innenliegenden Werkstoffs. Das Außenrohr und das Innenrohr sind mit einem das jeweilige Dichtungsmaterial aufnehmenden Behältnis verbunden. Durch die Beweglichkeit des Innenrohres der Extruderdüse ist es möglich, die Lage des innenliegenden Dichtstranges 1 in dem diesen umhüllenden Leitstoffstrang 2 zu beeinflussen, und zwar gemäß Fig. 4 beispielsweise so, dass der Dichtstrang 1, wenn das Innenrohr der Extruderdüse sehr dicht über die Dichtfläche des Gehäuseteils geführt wird, in einem schmalen Teilbereich 4 seiner Oberfläche auf der Dichtfläche 3 des Gehäuseteils liegt. Das zuvor beschriebene Aufbringen der Dichtung auf die jeweilige Dichtfläche 3 durch Koextrusion mit einem Extruder ist in der Zeichnung nicht dargestellt. The electrically conductive seal is applied to the sealing surface 3 or into the sealing groove of a housing part by coextrusion of the two materials used for the seal from a nozzle with an outer tube for the outer material and an inner tube which can be moved coaxially therein for simultaneous discharge of the inner material , The outer tube and the inner tube are connected to a container receiving the respective sealing material. Due to the mobility of the inner tube of the extruder nozzle, it is possible to influence the position of the inner sealing strand 1 in the conductive strand 2 enveloping it, specifically in accordance with FIG. 4 such that the sealing strand 1 , when the inner tube of the extruder nozzle is very tight over the sealing surface of the housing part is guided, lies in a narrow part 4 of its surface on the sealing surface 3 of the housing part. The previously described application of the seal to the respective sealing surface 3 by coextrusion with an extruder is not shown in the drawing.

Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 1 besteht die auf eine Dichtfläche 3 eines Gehäuseteils frisch aus einem Exruder (Dispenser) aufgebrachte elektrisch leitfähige Dichtung aus dem inneren Dichtstrang 1a aus Schaumstoff und dem dünnwandigen, glatten Leitmittelstrang 2a aus unverschäumten Silikon mit darin enthaltenen leitenden Bestandteilen 5. Der Leitmittelstrang 2a, der bei der Extrusion im plastischen Zustand eine innige Verbindung mit dem klebrigen Schaumstoff eingeht, ist aufgrund seiner geringen Wandstärke sehr flexibel und kann allen Bewegungen des hochelastischen Dichtstranges 1a folgen. Beim Schließen der beiden Gehäuseteile werden Ungleichmäßigkeiten in der Form der Dichtung durch deren hohe Elastizität ausgeglichen. Das heißt, die Dichtung kann so weit zusammengedrückt werden, dass sie - selbst bei Formunterschieden - gleichmäßig und mit elastischem Druck an den Dichtflächen 3 der beiden Gehäuseteile anliegt und sowohl eine elektromagnetische Abdichtung durch die leitende Verbindung zwischen den Gehäuseteilen als auch eine hohe mechanische Dichtwirkung zur Vermeidung des Stoffaustausches gewährleistet ist. According to the embodiment according to FIG. 1, the electrically conductive seal applied to a sealing surface 3 of a housing part freshly from an extruder (dispenser) consists of the inner sealing strand 1 a made of foam and the thin-walled, smooth conducting agent strand 2 a made of non-foamed silicone with conductive components contained therein 5 . The conductive agent strand 2 a, which forms an intimate connection with the sticky foam during extrusion in the plastic state, is very flexible due to its small wall thickness and can follow all movements of the highly elastic sealing strand 1 a. When the two housing parts are closed, irregularities in the shape of the seal are compensated for by their high elasticity. This means that the seal can be pressed together so far that - even with shape differences - it lies evenly and with elastic pressure on the sealing surfaces 3 of the two housing parts and both an electromagnetic seal through the conductive connection between the housing parts and a high mechanical sealing effect Avoidance of material exchange is guaranteed.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform besteht der innenliegende Dichtstrang 1b ebenfalls aus hochelastischem Schaumstoff und für den umhüllenden Leitmittelstrang 2b ist ein mit leitenden Bestandteilen 5 vermischter Schaumstoff vorgesehen. Eine durch den Schaumstoff in dem Leitmittelstrang 2b gegebenenfalls bedingte größere Unregelmäßigkeit der Außenkontur wird durch eine höhere Elastizität des Leitmittelstanges gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 ausgeglichen. In the embodiment shown in FIG. 2, the inner sealing strand 1 b likewise consists of highly elastic foam and a foam mixed with conductive constituents 5 is provided for the enveloping conductor strand 2 b. A larger irregularity of the outer contour, possibly caused by the foam in the conductive strip 2 b, is compensated for by a higher elasticity of the conductive rod compared to the embodiment according to FIG. 1.

Schließlich umfasst die Ausführungsvariante nach Fig. 3 einen innenliegenden Dichtstrang 1c aus leitmittelfreiem, unverschäumten Silikon und einen außenliegenden Leitmittelstrang 2c aus Schaumstoff, der mit leitenden Bestandteilen 5 versetzt ist. Aufgrund des stabilen inneren Dichtstrangs aus Silikon gewährleistet diese Ausbildung eine hohe Formstabilität nach dem Aufbringen der frisch extrudierten, noch plastischen Dichtung auf eine ebene, nicht als Nut ausgeführte Dichtfläche, wie sie zum Beispiel bei Handygehäusen vorgesehen ist. Dennoch sorgt der Leitmittelstrang 2c aus Schaumstoff für eine hohe Elastizität der Dichtung. Finally, the embodiment variant according to FIG. 3 comprises an inner sealing strand 1 c made of non-foamed, non-foamed silicone and an outer conducting strand 2 c made of foam, which is mixed with conductive components 5 . Due to the stable inner sealing strand made of silicone, this design ensures a high degree of dimensional stability after the freshly extruded, still plastic seal has been applied to a flat sealing surface which is not designed as a groove, as is provided, for example, in mobile phone housings. Nevertheless, the conductive strand 2 c made of foam ensures a high elasticity of the seal.

Die leitenden Bestandteile des aus Weich-Schaumstoff oder unverschäumten Silikon bestehenden Leitmittelstranges sind Silberpartikel. Es sind aber auch leitende Bestandteile aus anderen Metallen, aus Ruß oder aus mit Silber ummantelten Partikeln denkbar. The conductive components of the made of soft foam or non-foamed silicone existing conductive strand are silver particles. But they are also leading Components made from other metals, from carbon black or from silver coated particles conceivable.

Als Schaumstoff für den Leitmittelstrang oder den Dichtstrang wird ein Weich-Schaumstoff aus Kunststoff eingesetzt, der in dem Extrusionsbehälter in Form eines geschmolzenen thermoplastischen Werkstoffs mit durch ein Treibmittel erzeugten geschlossenen oder offenporigen Zellen vorliegt. Derartige Weich-Schaumstoffe lassen sich in erkaltetem Zustand sehr leicht elastisch verformen. Das heißt, selbst ein über den Querschnitt und die Länge der aufgetragenen Dichtung aufgrund des verwendeten Schaumstoffs unregelmäßig geformter Dichtstrang wird auch in weiter aufgeblähten Bereichen leicht und hochelastisch zusammengedrückt. Die Dichtung liegt somit an allen benachbarten Dichtflächen der beiden Gehäuseteile gleichermaßen dicht an. As a foam for the Leitmittelstrang or the The sealing strand becomes a soft foam made of plastic used in the extrusion container in the form of a melted thermoplastic material with through Blowing agents generated closed or open-pore Cells. Such soft foams can be deform slightly elastically when cold. That is, even one about the cross section and the length the applied seal due to the used Foam's irregularly shaped sealing strand will also in areas that are inflated further, light and highly elastic pressed together. The seal is up to everyone adjacent sealing surfaces of the two housing parts equally close.

Die Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Im Rahmen des Grundgedankens der Erfindung, der in der Ausbildung der elektrisch leitfähigen Dichtung in mindestens einem der beiden Stränge aus einem Schaumstoff und der Herstellung der Schaumstoff-Silikon-Dichtung oder der Schaumstoff-Schaumstoff- Dichtung durch Koextrusion in noch plastischem Zustand auf die Dichtfläche besteht, sind, beispielsweise durch einen mehrschichtigen Aufbau, verschiedene Modifikationen denkbar. The invention is not based on those previously described Embodiments limited. As part of the basic idea of the invention, in the formation of the electrically conductive seal in at least one of the two strands from a foam and making the Foam-silicone seal or the foam-foam Sealing by coextrusion in a still plastic state on the sealing surface are, for example, by a multilayer structure, various modifications conceivable.

Claims

1.Electrically conductive gasket made of elastic material for electronic devices for electromagnetic shielding and avoidance of material exchange via the sealing gap of the device housing, which consists of a sealing strand with a covering made of a conducting agent strand containing electrically conductive components and after the coextrusion in a still plastic state Sealing surface of the housing can be applied, characterized in that the conductive agent strand ( 2 ) and / or the sealing strand ( 1 ) consist of a soft foam, wherein irregularities in the shape of the seal in the sealing gap can be equalized due to the high elasticity.

2. Seal according to claim 1, characterized in that the inner sealing strand ( 1 a) consists of soft foam and the conductive agent strand ( 2 a) forms a firmly adhering hose-like boundary made of non-foamed silicone mixed with electrically conductive components.

3. Seal according to claim 1, characterized in that the sealing strand ( 1 b) made of soft foam and the conductive agent strand ( 2 b) consists of soft foam mixed with conductive components ( 5 ) and the two soft foams are intimately connected ,

4. Gasket according to claim 1, characterized in that the inner sealing strand ( 1 c) consists of non-foamed silicone and the outer conducting rod ( 2 c) consists of soft foam mixed with conductive components ( 5 ).

5. Seal according to claim 2, characterized in that the inner sealing strand ( 1 a) made of soft foam is exposed in a narrow contact area and adheres to the sealing surface of the device housing.

6. Seal according to one of claims 1 to 5, characterized characterized that the soft foam is a silicone Is foam.

7. Seal according to one of claims 1 to 6, characterized characterized that the soft foam is closed-pore or open-pore.