纜線或導線束的封閉方法
2023-09-11 16:25:50 2
專利名稱：纜線或導線束的封閉方法
技術領域：
本發明涉及纜線或是導線束的封閉方法。
防止液體沿著纜線或是導線束流動的封閉技術是公知的，例如在US-A-4972042(RK310)中就是使一些熱熔的粘合劑接觸到(通常是絕緣的)導線，並且使一個熱收縮套管在纜線或是導線束上帶有粘合劑的那一部分周圍收縮。通常是利用熱空氣噴槍或是火焰噴燈施加熱量使套管收縮，使粘合劑熔化並且在導線之間及其四周流動，再加上套管的收縮作用，就可以封閉這種纜線或是線束。這些公知的封閉工藝的局限性在於，粘合劑必須能在套管內部可以獲得的相對較低的溫度下熔化並且流動(該溫度通常低於100℃)，這樣才不會使套管過熱或是損壞。這樣就會在隨後的使用中對封閉的纜線或是線束可以承受的溫度造成不應有的限制。
在WO-A-94/24837(MP1474)中描述了另一種纜線封閉系統，其中在熱熔的封閉粘合劑中摻入了一種鐵磁材料顆粒，顆粒所具有的形狀使其可以與帶有粘合劑的纜線所承受的交變磁場進行感應耦合。對具有特殊形狀的這種鐵磁顆粒進行感應加熱可以使粘合劑熔化和流動，從而封閉纜線。熱收縮套管也設有這類鐵磁顆粒，以便由於暴露在磁場中而將其加熱到它的收縮溫度。這種系統減緩了外部加熱的上述限制。
本發明也避免了外部加熱，同時顯著減少了或是完全不需要使用特殊形狀的鐵磁材料顆粒，這種特殊形狀的鐵磁顆粒可能價格昂貴，或者在某些環境中是不希望使用的。
因此，從最廣泛的意義上說，本發明提供了一種封閉纜線或是導線束的方法，該方法包括(a)在需要封閉的纜線或是線束的一部分上提供可受熱流動的封閉材料體；(b)可選擇地至少在需要封閉的纜線或是線束的那部分周圍提供一個覆蓋物；其中的封閉材料和覆蓋物(如果有的話)是(i)基本上不導電和基本上非磁性的(基本上不能感應加熱)，或是(ii)它們其中之一是可以感應加熱的，而另一個是基本上不能感應加熱的，但是，條件是如果導線是不能感應加熱的，封閉材料就要是可以感應加熱的；以及(c)使纜線或線束承受交變磁場，該磁場(i)與上述導線和/或(ii)與可以感應加熱的封閉材料進行感應耦合，從而將導線和/或可以感應加熱的封閉材料感應加熱到使封閉材料流動並且封閉纜線或線束的溫度。
具體地說，本發明提供了一種封閉纜線或是金屬導線束的方法，該方法包括(a)在需要封閉的纜線或是線束的一部分上提供可受熱流動的封閉材料體，這種材料體是基本上不導電和基本上非磁性的，以及(b)使纜線或是線束承受交變磁場，該磁場與上述導線進行感應耦合，從而將導線感應加熱到使封閉材料流動並且封閉纜線或是線束的溫度。
本發明的基礎在於這樣一種令人驚奇的發現，那就是在封閉材料中基本沒有可感應加熱的添加劑的情況下可以在導線中感應出足夠的熱量，使封閉材料熔化和流動，從而實現滿意的封閉。本發明的優點是在需要封閉的纜線或是線束的至少一部分周圍裝有覆蓋物的情況下仍然可以同樣地使用。這種覆蓋物可以是一個彈性部件，並且用來至少在封閉材料流動之前及在流動過程中壓緊纜線或是線束的上述部分。
甚至更令人驚奇的是覆蓋物可以是一種可受熱收縮的部件，它可以在纜線或是線束的上述部分周圍收縮。這種新穎的利用由纜線或是線束內部的導線產生的熱量的方法使得可以有利地使用具有較高熔點或是軟化溫度的封閉材料，而不會損壞可受熱收縮的覆蓋物。可受熱收縮部件本身的內部或是在粘合劑或是其他材料的內部襯墊中也可以帶有可以感應加熱的添加劑，這樣，僅有封閉材料才依賴於導線中產生的熱量。
封閉材料的熔化或是軟化點以及可受熱收縮的覆蓋物(如果有的話)的閾值收縮溫度通常是選擇在適當的溫度，通過導線的感應加熱可以產生這一溫度，同時又不會損壞導線所攜帶的任何電絕緣材料。例如，用直徑0.25到6mm的PVC-絕緣導線製成的多達100線的汽車線束的溫度額定值是105℃(T2 Rating)，如果採用軟化溫度為85℃而流動溫度為110℃的粘合劑和恢復溫度低於100℃的可以熱收縮的套管，並且使用工作頻率在0.2到1MHz之間的2.5kW功率的感應加熱器，就可以在3分鐘之內完成封閉工作。低溫度額定值(例如T1＝70℃)的PVC需要使用軟化溫度為50-60℃而流動溫度為80-90℃的熱熔粘合劑和恢復溫度低於90℃的可以熱收縮的管。
作為另一種用於封閉具有50-60℃範圍的低絕緣軟化點的導線的粘合劑，可以用諸如聚異丁烯等膠粘劑材料代替熔化粘合劑。在安裝過程中，導線產生的熱量使膠粘劑軟化並且增加其流動性。在這種情況下，可以用熱收縮套管或是橡膠套管使封閉塊體凝固。
本發明特別適用於細金屬絲構成的導線，這些導線的幾何形狀使其自身能夠與施加的磁場形成感應耦合，該導線例如是由許多典型直徑為75到150微米的獨立絞合線構成的銅線。它們被絞合在一起製成導線，並且通常可以使用7到50股絞線，這取決於導線的最終截面面積。一般的材料是銅，並且可以鍍上鎳、錫或是銀。然而，也可以使用其他導體材料，例如鎳或是鋁。
任何適當的封閉材料都可以使用，在由導線產生的溫度下這些材料將流動，並且將充分地凝固，在隨後的使用中把纜線封閉。在上述美國專利US-A-4972042中描述了最佳的熱熔粘合劑，它的說明書公開內容可供本文參考。
可熱收縮的覆蓋物最好如美國專利US-A-4972042或是WO-A-94/24837中描述的那樣，它的說明書可供本文參考。
如果使用彈性的覆蓋物，它可以用EPDM橡膠，氯丁橡膠，聚酯橡膠，或是天然橡膠製成。覆蓋物的尺寸和形狀沒有限制，只要它能夠充分地擠壓組件，把流動的封閉材料限制在纜線或是線束中形成滿足要求的封閉的位置。
以下要通過進一步的說明來更詳細地解釋本發明的這一方面的具體實施例。
例1採用以4、5個通道梳狀形式(comb profiles)提供的Rayblock 85Polyamide熱熔粘合劑來封閉由60條100微米直徑絞合線的1.5mm2銅導線構成的線束，線束上具有絕緣等級為T2(105℃)的0.5mmPVC外套。導線被裝在梳狀物的各個通道中，每個通道中最多有三條線。外部的熱收縮管是直徑為25mm的40mm長的TAT-125熱收縮管。使用250kHz的感應加熱器在一個5匝的50mm直徑螺旋線圈中產生一個磁場。線圈的工作電流是150安培，提供的場強是750安匝，在60秒內完成了纜線束的封閉，線束中達到的最高溫度是130℃。
例2按上述方式密封由100條線構成的線束，但是採用具有6個通道的6個Raybloek 85粘合劑梳，熱收縮管為直徑為75mm的50mm長的TAT-125管。完成密封的時間是45秒。
例3線束與例1中相同，只是用15mm直徑的硬度為60IRHD的40mm氯丁橡膠套管代替了熱收縮套管。在與例1相同的條件下，在45秒之內完成了樣品的封閉。
例4用一種聚異丁烯膠粘劑(3M公司的EMB-45R)封閉與例1中相同的線束，採用的氯丁橡膠套管與例3中相同。樣品在感應加熱器中被加熱60秒，膠粘劑在此期間從彈性套管下面流動，並且完成密封過程。
例5線束與例1中相同，只是導線上的絕緣採用溫度等級為T3(125℃)的Raychem Type 62聚酯線，與聚醯胺粘合劑梳Rayblock 105一起使用該線束。熱收縮套管的商標是Raychem ATUM24/8，線束被加熱90秒後完成密封，在線束內部記錄到的最高溫度是160℃。
本發明在另一方面提供了一種纜線或是導線束的封閉方法，其中的封閉材料是可以感應加熱的，而覆蓋物是基本上不能感應加熱的，該方法包括(a)在需要封閉的纜線或是線束的一部分上提供(i)可以感應加熱並且受熱流動的封閉材料體，以及(ii)至少處在需要封閉的纜線或是線束的該部分周圍的一個基本上不能被感應加熱的覆蓋物，以及(b)使纜線或是線束的上述部分承受交變磁場，該磁場與上述封閉材料進行感應耦合，從而將封閉材料感應加熱到使其流動並且封閉纜線或是線束的溫度。
在這種另外的方法中，導線可以和以前一樣是可以感應加熱的、也可以是基本上不能感應加熱的導線，例如是光纖。
如果基本上不能感應加熱的覆蓋物在受熱時可以收縮，它最好能夠在由於感應加熱和/或所造成的封閉材料的流動而遇到的溫度下收縮。
如果覆蓋物是彈性的，最好把它設置成至少能在封閉材料發生流動之前及流動期間壓緊需要封閉的纜線或是線束的那部分。
可以例如在WO-A-94/24837(MP1474)中描述的材料中選擇適用於本方法的可感應加熱的封閉材料。對於本發明各方面中使用的不能感應加熱的封閉材料來說，在某些情況下可能需要使用可凝固的材料，其粘度在流動並且封閉纜線或是線束之後增大，這樣就加強了封閉效果，並且減少了由於以後的溫度變化造成封閉失效的危險。最佳的可凝固封閉材料可以從分別包含一種凝固系統的各分開的反應成分的交錯層中間選擇，在WO-A-9527764(B247)中描述了這些材料，它的說明書可供本文參考。
權利要求
1.一種封閉纜線或導線束的方法，該方法包括(a)在需要封閉的纜線或是線束的一部分上提供可受熱流動的封閉材料體；(b)可選擇地至少在需要封閉的纜線或是線束的那部分周圍提供一個覆蓋物；其中的封閉材料和覆蓋物(如果有的話)是(i)基本上不導電和基本上非磁性的(基本上不能感應加熱)，或(ii)其中之一是可以感應加熱的，而另一個是基本上不能感應加熱的，但是，條件是如果導線是不能感應加熱的，封閉材料就要是可以感應加熱的；以及(c)使纜線或線束承受交變磁場，該磁場(I)與上述導線和/或(II)與可以感應加熱的封閉材料進行感應耦合，從而將導線和/或封閉材料感應加熱到使封閉材料流動並且封閉纜線或是線束的溫度。
2.按照權利要求1的方法，其中的導線是金屬的，其特徵是包括(a)在需要封閉的纜線或是線束的一部分上提供可受熱流動的封閉材料體，這種材料體是基本上不導電和基本上非磁性的，以及(b)使纜線或是線束承受交變磁場，該磁場與上述導線進行感應耦合，從而將導線感應加熱到使封閉材料流動並且封閉纜線或是線束的溫度。
3.按照權利要求1的方法，其特徵是包括(a)在需要封閉的纜線或是線束的一部分上提供(i)可以感應加熱並且可受熱流動的封閉材料體，以及(ii)至少處在需要封閉的纜線或是線束的該部分周圍的一個基本上不能被感應加熱的覆蓋物，以及(b)使纜線或是線束的上述部分承受交變磁場，該磁場與上述封閉材料進行感應耦合，從而將封閉材料感應加熱到使其流動並且封閉纜線或是線束的溫度。
4.按照權利要求1或2的方法，其特徵是至少在需要封閉的纜線或是線束的那部分周圍設有一個最好是基本上不導電並且基本上非磁性的覆蓋物。
5.按照權利要求3或4的方法，其特徵是該覆蓋物是一個可以熱收縮的部件，使它在纜線或是線束的上述部分周圍收縮。
6.按照權利要求5的方法，其特徵是可以熱收縮部件能夠由於(i)對導線和/或封閉材料進行感應加熱，和/或(ii)在所造成的封閉材料的流動所形成的溫度下收縮。
7.按照權利要求3或4的方法，其特徵在於覆蓋物是彈性的，並且把它設置成至少能在封閉材料發生流動之前及流動期間壓緊纜線或是線束的上述部分。
8.按照前述任意一項權利要求的方法，其特徵是上述導線是可以感應加熱的，並且是被上述磁場感應加熱。
9.按照權利要求1或3或其任一從屬權利要求的方法，其特徵是上述導線中至少有一些是基本上不能感應加熱的。
10.按照權利要求9的方法，其特徵是上述基本上不能感應加熱的導線是光纖。
全文摘要
對在導線系統或是線束中的導線的感應加熱能產生熱量,使可熔化的封閉材料流動並且堵住導線系統內部的空隙,並且使在封閉區周圍的一個塑料套管收縮。封閉材料或套管之一(但不是二者)也是可以被感應加熱的。
文檔編號H01B13/32GK1190485SQ9619533
公開日1998年8月12日 申請日期1996年5月3日 優先權日1995年5月18日
發明者D·克羅夫茨 申請人:雷伊化學有限公司