用於冷縮管的支撐芯的製作方法
2023-09-17 18:46:20 2
用於冷縮管的支撐芯的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種包括形成管狀支撐芯的螺旋纏繞帶狀物的製品，該帶狀物具有第一邊緣和第二邊緣，其中相鄰的第一邊緣和第二邊緣包括沿著管狀支撐芯的長度的一個或更多個粘結部；其中一個或更多個粘結部的強度沿著管狀支撐芯的長度發生變化。
【專利說明】用於冷縮管的支撐芯
【技術領域】
[0001]本發明整體涉及一種用於支撐可彈性收縮套管的可拆除管狀支撐芯組件，可將收縮套管應用為(例如)圍繞電纜的覆蓋物。
【背景技術】
[0002]彈性體覆蓋物或套管以及可拆除的支撐芯組件是本領域中已知的，並且具體可用於配電行業中。組件通常被稱為冷縮管材，以與聚合物型管材區分，其中聚合物型材管可通過施加熱量而收縮。
[0003]圖1示出了冷縮管接合或拼接組件的典型使用及其構造，並且示出了包括標準導體12和絕緣覆蓋物13的兩個電纜端部11。絕緣覆蓋物13被切除以暴露出導體12的端部，該端部隨後通過合適的裝置20以端對端的構型接合在一起，裝置20通常可由壓縮金屬套管或鋸齒狀金屬套管或者嚴密配合的金屬管與固定螺釘保持器組成。接頭或拼接可用絕緣乳香脂或絕緣條帶覆蓋，但在這裡為清楚地舉例說明而省略了。
[0004]在接合兩個導體端部以形成拼接部之前，冷縮管組件在電纜端部中的一個上方滑動，冷縮管組件包括在支撐芯15上處於徑向伸展或拉伸狀態的冷縮管18。在完成拼接之後，組件滑動到拼接區域上方的位置，並且移除支撐芯以容許冷縮管收縮並在拼接部周圍形成緊密配合。支撐芯15可以是一體管狀芯，其可以是槽形螺旋地沿著其整個長度的實芯，或者可以是被螺旋纏繞並粘結的連續帶狀物，凹槽或粘結線16容許將支撐芯15作為連續條帶17被拉出，該連續條帶17通過穿過內徑，即從支撐芯15和電纜11之間被移除。隨著條帶17被逐漸取出，冷縮管18圍繞電纜收縮直到端部19處，以形成嚴密貼合且被牢牢保持的保護性覆蓋物。
[0005]一種類型的帶狀物30包括邊緣32和34，並且如圖2和圖3所示，隨著帶狀物30被螺旋纏繞以形成管狀芯，在凹陷40和42接收耦合突出部36和38時，邊緣會發生聯鎖。聯鎖的邊緣32和34可通過例如粘合劑、熱焊接、超聲焊接或者熔劑焊接這樣的方法而接合，使得支撐芯15的箍強度與冷縮管18的壓縮力充分抗衡。芯的箍強度主要得自帶狀物30的強度，並且其次得自沿著支撐芯15的周長連接帶狀物30的接頭的強度。該接頭通常足夠牢固，使得必須將大力一致地施加到條帶17以便使接頭斷裂並移除條帶17。要使沿著支撐芯15長度的所有接頭斷裂並將條帶17引導出冷縮管18，需要反覆的運動。
[0006]帶狀物30上可形成有規則間隔開的穿孔44，每個穿孔都從凹陷42的底部穿過帶狀物30延伸到帶狀物30的頂部。如果邊緣32和34之間的接頭的強度高，則沿著穿孔44，支撐芯15分離成條帶17將會發生。這通常並非優選的，因為被分離的穿孔點可在條帶17上生成粗糙的邊緣。反之，如果接頭不夠牢固，則管狀支撐芯15的箍強度將太弱而不能支撐冷縮管18，並且管狀支撐芯15將失控地塌縮或「崩塌」。
【發明內容】
[0007]本發明的支撐芯可由帶狀物製成，該帶狀物適於沿著其邊緣接合到其自身以形成螺旋纏繞帶狀物的管，或者形成槽形螺旋地沿著其整個長度的實心管，使得其實際上也形成螺旋纏繞帶狀物的管。除非另外指明，否則本文中對由帶狀物形成的支撐芯的引用旨在指該兩種類型的支撐芯。
[0008]與現有技術的支撐芯相比，本發明的支撐芯沿著相鄰的帶狀物區段的邊緣具有不同強度的粘結部。因此，本發明的支撐芯包括具有低粘結強度的一些區段，並且可在支撐芯帶狀物的端部處上使用少量拉力而退繞，而其它區段具有高粘結強度，需要更多的拉力使帶狀物退繞。該特徵提供具有可變的但可預測的移除特性的冷縮管組件支撐芯，這會改善移除支撐芯的容易程度，同時還控制了冷縮管18的復原速率，即收縮率，即使在具有非常高的壓縮力水平的冷縮組件中也是如此。
[0009]冷縮管在電線或電纜拼接領域的應用是示例性的，並且，雖然在本文中將主要以特別適於該領域的裝置和程序來描述本發明，但冷縮管並非被理解為僅限於此，而是等同地適用於(例如)將防腐蝕的冷縮管應用於焊制管接頭。
[0010]本發明的至少一個實施例提供一種包括形成管狀支撐芯的螺旋纏繞帶狀物的製品，該帶狀物具有第一邊緣和第二邊緣，其中相鄰的第一邊緣和第二邊緣包括沿著管狀支撐芯長度的一個或更多個粘結部；其中一個或更多個粘結部的強度沿著管狀支撐芯的長度發生變化。
[0011]本發明的至少一個實施例提供一種製品，該製品包括:以高度拉伸的狀態支撐在中空的管狀支撐芯的長度上的彈性體套管；和形成管狀支撐芯的螺旋纏繞帶狀物，該帶狀物具有第一邊緣和第二邊緣，其中相鄰的第一邊緣和第二邊緣包括沿著管狀支撐芯長度的一個或更多個粘結部；其中該一個或更多個粘結部的強度沿著管狀支撐芯的長度發生變化。
[0012]如本說明書中所用:
[0013]「粘結部」是指其中兩片材料彼此附連的位置；
[0014]「粘結強度」是指如由分離所附連的區段所需要的相對量的力而確定的兩個相鄰的帶狀物區段彼此附連的程度；
[0015]「接頭」是指其中支撐芯的兩個相鄰帶狀物區段彼此附連的離散點或區域；
[0016]「接縫」是指支撐芯的兩個相鄰的帶狀物區段的連續附連部分；
[0017]「螺旋纏繞帶狀物」是指形成支撐芯的通式結構的連續材料帶，而無論支撐芯是由長的薄材料帶纏繞並固定以形成剛性支撐芯而形成，還是支撐芯由具有形成於其中的凹槽或其它分離裝置的實心管形成。
[0018]本發明的至少一個實施例的優點是，粘結強度的波動使得操作者在安裝冷縮管時較易於移除支撐芯。例如，在其中交替出現強粘結部區段和弱粘結部區段的本發明的實施例中，操作者能夠通過拉起支撐芯帶狀物以使強粘結部斷開而引發支撐芯的一部分的退繞，然後在到達弱粘結部區段時，退繞將由於冷縮管強加在支撐芯上的壓縮力而自蔓延。該自蔓延退繞將在到達另一強粘結部區段時終止。這樣，退繞過程是較容易的但仍可控制。
[0019]本發明的至少一個實施例的優點為，在其中在帶狀物中包括穿孔的實施例中，如果粘結強度(強的和弱的兩者)使得帶狀物區段將在粘結部位處而非在穿孔部位處分離，則退繞的帶狀物將具有平滑的邊緣，這是期望的。
[0020]本發明的上述
【發明內容】
並非意圖描述本發明的每個公開的實施例或每種實施方式。下面的詳細描述更具體地示出了本發明的實施例。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]所包括的附圖提供了實施例的進一步理解，並且附圖併入本說明書並構成本說明書的一部分。示出實施例的附圖連同描述起解釋實施例的原理的作用。參考以下的詳細描述，隨著其他實施例和實施例的許多預期的優點變得更好理解，其將易於領會。附圖中的元件未必相對於彼此按比例繪製。類似的參考數字指示對應的類似部件。
[0022]圖1是現有技術的電纜、支撐芯和冷縮管(部分切除的)的平面圖；
[0023]圖2是用於根據現有技術製造的支撐芯的帶狀物的剖視圖。
[0024]圖3是圖2在其已經接合之後的兩個帶狀物的部分的剖視圖。
[0025]圖4A是示出了本發明實施例的一方面的帶狀物的剖視圖。
[0026]圖4B是示出了本發明實施例的一方面的帶狀物的剖視圖。
[0027]圖5是根據本發明的一個實施例的支撐芯的側視圖。
[0028]圖6是根據本發明的一個實施例的支撐芯的側視圖。
【具體實施方式】
[0029]在以下描述中，將引用構成本文一部分的附圖，並且這些附圖以實例說明本發明可能實施的具體實施例的方式示出。就這一點而言，諸如「頂部」、「底部」、「前部」、「後部」、「頭部」、「尾部」等方向性術語是參考所描述的一個或更多個圖的取向使用的。因為實施例的組件可以許多不同的取向定位，所以方向性術語用於舉例說明的目的而決不限制本發明。應當理解，在不脫離本發明範圍的前提下，可利用其他實施例，並且可進行結構性或邏輯性的修改。因此，並不局限於採用以下【具體實施方式】，並且本發明的範圍由所附權利要求書界定。
[0030]還應當理解，除非另外明確地注釋，否則本文所述的各種示例性實施例的特徵可彼此結合。
[0031]在本發明的各種實施例中，支撐芯帶狀物的相鄰區段可通過任何合適的方法而彼此附連，諸如通過機械方法、通過粘合劑、通過各種焊接方法(諸如熱焊接、超聲焊接、熔劑焊接、以及機械焊接)。形成本發明的支撐芯的低粘結強度和高粘結強度區段可用任何合適的方式完成，諸如通過改變時間、或改變該低粘結強度和高粘結強度區段上的區域，將前述粘結方法中的任一種應用於支撐芯的區段。
[0032]本發明的粘結部可以是離散的接頭或連續的接縫的形式。接縫的粘結強度可沿著其長度以多種方式發生變化。例如，如果本發明的支撐芯是通過在實體支撐芯中產生螺旋凹槽而形成的，那麼凹槽的深度可變化以生成具有保留在凹槽中的不同量的材料的區段，從而需要用不同大小的力來沿著凹槽分離支撐芯帶狀物的區段。如果使用連續的機械粘結部，諸如聯鎖的帶狀物邊緣，則聯鎖部分的形狀可沿著接縫的長度發生變化，以產生更易於分離的區段和更難分離的區域。如果使用粘合劑產生接縫，則所施塗的粘合劑的量和/或類型可沿著接縫的長度發生變化。
[0033]一系列相鄰接頭的粘結強度也可變化以產生高粘結強度和低粘結強度的區段。例如，可使用穿孔產生螺旋帶狀物來代替凹槽；即，可存在由穿過支撐芯一直延伸的狹縫與完全或部分完整區域相間組成的螺旋圖案。為了使用該穿孔圖案來改變粘結強度，狹縫的長度和完整區域的長度可變化。在一些實施例中，狹縫和完整區域兩者的長度可變化，而在其它實施例中，狹縫或完整區域的長度可保持不變，而其它特徵物的長度發生變化。如果使用粘合劑來形成接頭，則所沉積的粘合劑的量或者所使用的粘合劑的類型可變化。如果使用焊接工藝，則焊接時間的長度或者工藝的其它方面可變化。如果使用機械結構，諸如沿著帶狀物邊緣的離散的聯鎖結構，則聯鎖結構的形狀可變化，以產生較易於分離的接合區段和較難以分離的接合區段。
[0034]無論粘結部是接頭還是接縫，其強度都可例如以波形圖案發生變化。例如，可通過具有形成強/中間/弱/中間粘結強度的重複圖案的粘結部(接頭或接縫區段)而實現正弦波或三角波變化圖案。其它合適的粘結強度的波圖案可包括:方波圖案，其中強粘結部區段與弱粘結部區段交替出現；或者鋸齒波，其中強/中間/弱粘結部區段依序重複。波圖案可相對于振幅和/或頻率加以調整。在一些實施例中，粘結強度的變化可以是沿著支撐芯的周長而連續的，使得(例如)接縫或接頭的粘結強度從一端到另一端不斷減小。通常，此粘結圖案將僅用於短的支撐芯中，因為如果粘結強度在支撐芯的大區域上是低的，則其將不能承受冷縮管的壓縮力，並且冷縮管將在位於收縮部分下的支撐芯部分可被移除之前收縮。
[0035]圖4A和圖4B示出了本發明的實施例的各個方面，其中類似於圖2和圖3的支撐芯用本發明的特徵物製成。支撐芯130包括接頭，諸如接頭139。接頭139是一個點，在該點處帶狀物邊緣134的耦合突出部138與帶狀物邊緣132的凹陷140粘結。對於具有弱粘結部的接頭來說，耦合突出部138和凹陷140的交接(接觸)部分可僅在單個位置處粘結，該單個位置包括諸如圖4A所示的相對小的區域，其中僅在耦合突出部138的尖端和凹陷140的底部粘結。對於具有強粘結部的接頭來說，耦合突出部138和凹陷140的交接(接觸)部分可在兩個或更多個離散的位置處粘結，或者單個粘結位置的區域可以是相對大的，如圖4B所示，其中耦合突出部136和凹陷140的粘結部分沿著突出部138和凹陷140兩者的側表面延伸。
[0036]在圖5所示的實施例中，支撐芯240是螺旋纏繞帶狀物支撐芯，其包括第一端部241和相對的第二端部242，並且還包括被構造成使支撐芯240從端部242退繞或拆散到端部241的凸塊253。在本發明的該實施例中，通過改變接頭的長度同時保持接頭的界面粘結部的橫截面積(即，圖5的暗區域)以及接頭之間的間距不變而使接頭139的強度變化。與在端部241和242內部的接頭(包括中等長度接頭的區段和短長度接頭的中心區段)的長度相比，在端部241和242附近的接頭的長度較長。在該實施例中，接頭的強度基本上以正弦波或三角波圖案發生變化。隨著牽拉凸塊253並使支撐芯240從端部242退繞到端部241，具有長接頭的區段將具有較高粘結強度，並且將需要較多的力來分離，中等長度的接頭將需要較少的力來分離，並且中心區段中的短接頭將需要甚至更少的力來分離，並且容易退繞。其它合適的接合強度圖案可包括:方波圖案，其中長的接合區段和短的接合區段交替出現；或者鋸齒波，其中長、中等和短的接合區段依序重複。在一些實施例中，較弱粘結部(諸如在圖5的支撐芯240的中心部分中的那些)被設計成:一旦具有長接頭和中等接頭的區段已經退繞，則較弱粘結部便在加載到支撐芯240上的被拉伸的冷縮管(未示出)的力下塌縮。[0037]在包括連續接縫而非離散的接頭的一些實施例中，接縫的界面粘結部的橫截面積可沿著接縫的長度發生變化。如此前提及，可使用諸如改變所施用粘合劑的量或者改變焊接工藝的各個方面等方法來實現所需的變化。
[0038]如圖6所示，在其它實施例中，強接頭139的間歇偏移(off-set)區段345可存在於剩餘區段之間，該剩餘區段包括圍繞管340的周長的較弱接頭。另外，相鄰區段的偏移量可變化，使得較強區段直接彼此相鄰、在較大或較小程度上重疊、或者完全不重疊。在一些實施例中，強接合區段可彼此等同地間隔開，而在其它實施例中，該間隔可以是間歇的。在本發明的至少一個實施例中，一段帶狀物的周長的約1/10包括強接頭，並且同一段帶狀物的周長的約9/10包括弱的接頭或無接頭。在本發明的至少一個實施例中，在各個接頭之間可存在兩個、三個或更多個周長的帶狀物迴旋。這可根據特定支撐芯和應用的需要而變化。例如，支撐芯的箍強度通常隨著支撐芯的直徑增加而減小。因此，可能期望的是，在一些實施例中，具有較大直徑的支撐芯有較大面積的強接頭。製成支撐芯的材料以及支撐芯的結構和冷縮管的壓縮強度也將影響接頭的期望圖案和強度水平。總之，接頭139在已製成的支撐芯中會提供足夠的強度以支撐處於膨脹狀態的冷縮管。
[0039]在本發明的實施例中，帶狀物130可由適合於前述粘結技術並且擁有足以支撐套管的強度的任何聚合物材料製成。合適的材料包括但不限於熱塑性材料，優選地為聚烯烴。如果本發明的支撐芯具有類似於圖2的現有技術支撐芯結構的通式結構，則帶狀物130的主體可具有類似於圖2所示支撐構件50的支撐構件。該支撐構件可沿著帶狀物130的長度縱向延伸。該支撐構件與形成帶狀物130的其餘部分的材料相比優選地具有較大的強度和耐溫性，使得在帶狀物130中包括支撐構件會使由帶狀物130形成的支撐芯在經受來自大直徑的被拉伸的冷縮管的高壓力時，以及在被儲存於高溫條件下時會表現出對過早塌縮的增大的抵抗力。該支撐構件優選熱塑性材料，諸如ABS樹脂(基於丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物)，而帶狀物130的其餘部分由諸如聚烯烴樹脂的熱塑性材料形成。用於支撐構件的其它合適的材料包括(例如)改性PPO(聚苯醚)樹脂。該支撐構件優選地與帶狀物130的主體共擠出。然而，本領域的技術人員可認識到形成具有支撐構件的帶狀物130的其它方法，並且該其他方法預期在本發明的範圍內。
[0040]雖然在本文中圖示並描述了具體的實施例，但本領域的技術人員將理解，在不偏離本發明範圍的前提下，可採用多種可供選擇和/或等同的具體實施替代所舉例說明及描述的具體實施例。本專利申請旨在涵蓋本文所討論的管狀支撐芯組件的任何修改形式或變型形式。因此，本發明應僅由權利要求及其等同物進行限定。
【權利要求】
1.一種製品，包括: 螺旋纏繞帶狀物，所述螺旋纏繞帶狀物形成管狀支撐芯，所述帶狀物具有第一邊緣和第二邊緣，其中相鄰的第一邊緣和第二邊緣包括沿著所述管狀支撐芯的長度的一個或更多個粘結部； 其中所述一個或更多個粘結部的強度沿著所述管狀支撐芯的長度發生變化。
2.根據權利要求1所述的製品，其中粘結部的類型選自機械結構、粘合劑和焊接點。
3.根據權利要求1所述的製品，其中所述粘結強度以規則、重複的圖案沿著所述管狀支撐芯的長度發生變化。
4.根據權利要求3所述的製品，其中所述重複圖案選自正弦波、方波和鋸齒波。
5.根據權利要求1所述的製品，其中所述粘結強度沿著所述管狀支撐芯的長度連續發生變化。
6.根據權利要求3所述的製品，其中所述粘結強度圖案包括交替出現的強粘結部區段和弱粘結部區段。
7.根據權利要求6所述的製品，其中所述強粘結部區段構成所述帶狀物的周長部分的約1/10，並且所 述弱粘結部區段構成所述帶狀物的同一周長部分的其餘部分。
8.根據權利要求10所述的製品，其中所述強粘結部區段沿著所述管狀支撐芯的長度彼此偏移。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的製品，其中所述一個或更多個粘結部包括離散的接頭。
10.根據權利要求1至8中任一項所述的製品，其中所述一個或更多個粘結部包括連續的接縫。
11.一種製品，包括: 彈性體套管，所述彈性體套管以高度拉伸狀態支撐在一定長度的中空的管狀支撐芯上；和 螺旋纏繞帶狀物，所述螺旋纏繞帶狀物形成所述管狀支撐芯，所述帶狀物具有第一邊緣和第二邊緣，其中相鄰的第一邊緣和第二邊緣包括沿著所述管狀支撐芯的長度的一個或更多個粘結部； 其中所述一個或更多個粘結部的強度沿著所述管狀支撐芯的長度發生變化。
12.根據權利要求11所述的製品，其中粘結部的類型選自機械結構、粘合劑和焊接點。
13.根據權利要求11所述的製品，其中所述粘結強度以規則、重複的圖案沿著所述管狀支撐芯的長度發生變化。
14.根據權利要求13所述的製品，其中所述重複圖案選自正弦波、方波和鋸齒波。
15.根據權利要求11所述的製品，其中所述粘結強度沿著所述管狀支撐芯的長度連續發生變化。
16.根據權利要求13所述的製品，其中所述粘結強度圖案包括交替出現的強粘結部區段與弱粘結部區段。
17.根據權利要求16所述的製品，其中所述強粘結部區段構成所述帶狀物的周長部分的約1/10，並且所述弱粘結部區段構成所述帶狀物的同一周長部分的其餘部分。
18.根據權利要求16所述的製品，其中所述強粘結部區段沿著所述管狀支撐芯的長度彼此偏移。
19.根據權利要求11至18中任一項所述的製品，其中所述一個或更多個粘結部包括離散的接頭。
20.根據權利要求11至18中 任一項所述的製品，其中所述一個或更多個粘結部包括連續的接縫。
【文檔編號】H02G15/18GK104040814SQ201280063688
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2012年12月18日 優先權日:2011年12月22日
【發明者】尼古拉斯·G·裡瓦德 申請人:3M創新有限公司