CN101026908A - 用于红外线启动的接头密封件的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

加热红外线启动的接头密封件(10)的装置(20)，包括：由一个或者多个结构组件(22、23)限定的加热区域(21)，该区域支撑一个或者多个红外线热能源(31)；接头支撑件，其将红外线启动的接头密封件支撑在加热区域内；和一个或者多个冷却设备(34、36)，用于传导式和/或对流式冷却一个或者多个所述的结构组件(22、23)和/或接头支撑件，因此在该装置(20)的使用中，支撑在接头支撑件上的接头密封件受到来自红外线热能源的辐射热。

Description

用于红外线启动的接头密封件的装置和方法
技术领域
本发明涉及用于加热红外线启动的接头密封件或者类似结构的装置和方法。
背景技术
“红外线启动的接头密封件”指的是一种装置，用于保护并且密封否则将会暴露的导线接头，这种装置的安装依赖于用红外线能量加热，来开始将该装置围绕接头的配合过程。
导线接头通常用于汽车工业的电气配线中。本发明特别有益于这种应用，但是其也适用于其他情况，在这些情况中需要在生产环境中密封接头。
尺寸可恢复的管经常在汽车工业的电气配线中用来保护拼接的导线。一种最常用的接头配置是“串联接头”。在“串联接头”中，每条待拼接的导线例如在一个端部去除电气绝缘覆层，或者在一个或者多个位置暴露裸露的导电线。该待接合的导线然后随需布置，使得所有暴露的裸露导线基本上平行并且彼此重叠。某些其他类型的接头不涉及去除绝缘覆层。
典型地但不是必要地，然后将裸露导线压接、焊接、钎焊或者用其他方式接合在一起，形成接头“金属块(nugget)”。接着，金属块和相邻的暴露导体必须相对于外部环境受到保护和密封。保护金属决并且相对于潮湿和其他污染物密封的优选方式是将金属块包裹在尺寸可恢复的管中，该管具有密封剂/粘结剂内层(“衬里”)。典型地，施加热量导致密封剂/粘结剂衬里流动，与此同时导致该管关于金属块热恢复(收缩)。该管围绕暴露的导线收缩并且密封剂/粘结剂在管内流动，以覆盖并且密封暴露的导线。粘结剂/密封剂还会沿着导线流动，接触并且覆盖未剥开的电气绝缘导线覆层的一部分。这样提供了覆盖暴露导线和接头金属块全部长度上的密封件，直到并且包括绝缘导线覆层的起始部，因此防止了水进入接头和/或沿着导体流入导线绝缘件的内部。对接和导线拼接到环状端子或者其他端子设备的导线接头也可以以此方式密封和保护。
此外，连接件可以密封，防止水侵入，并且用粘结剂阻断的导线集束可以与热缩管结合插入。
由于现代车辆上电气功能增加，车辆配线的复杂性以及包含在配线内的导线接头的数目都在增加。结果是，车辆制造商正在使用增多数目的接头密封产品来保证电气完整性和承诺可靠性。为了最大化生产率和最小化成本，因此要求任何汽车接头密封产品所消耗的用来形成密封件的时间必须最小化。
目前的可热缩接头密封衬套包括可热缩的外部外壳，其是洁净的或者是黑色的，带有洁净的粘结剂衬里。各种加热设备都可以采用。已知的双壁热缩接头密封衬套，例如可以采用来自 Tyco Electronics的RaychemRBK-ILS-125(商标)接头密封件，当与定制的应用设备例如Tyco的RaychemRBK-ILS Mk2加热器/处理器结合使用时，特别良好地适合迅速安装。这种双壁可热缩管接头密封产品包括管状构造，该构造具有外部交连的聚合物可热缩衬套，其与内部热流动的粘结剂/密封剂衬里结合。
加热时，该管收缩并且粘结剂/密封剂层熔化和流动。这种产品在不同产品和尺寸的范围内是熟知的，并且在各种工业中用于电缆和导线接头的环境密封。通过在待密封区域上滑动衬套和衬里并且利用热枪、火焰、红外线或者其他热源加热以收缩该管来安装该产品。实现密封的接头所消耗的最少时间取决于许多因素，这些因素包括构成接头的组件导线的数目和尺寸、管的尺寸、管的恢复温度、粘结剂衬里的熔化温度、在恢复温度下衬里的粘性、在恢复温度下管的圆周应力、铜金属块的温度、所采用的加热设备的类型及其热特性。
如此处所述的本发明在其范围内包括所有这些接头、密封件和块，它们可以利用尺寸可恢复的管形成，所述管具有衬里，衬里在加热时可以流动。因此，除了前述结构外，本发明包括这样的结构，即诸如环形端子密封件、短柱(stub)接头密封件、各种连接件密封件和各种集束块。
为方便起见，这里所有的这种结构都称为“接头”，而且随着语境需要，被称为“接头密封件”，尽管在实践中，与本发明有关的某些结构可能不需要实际将连接件或者其他金属丝拼接在一起。
改善的接头密封件安装时间利用这样的与适当波长的IR加热结合的产品实现，该产品具有洁净的外壳(clear jacket)和黑色的衬里(black liner)。一种这种安装方法通过利用辐射热源、对于红外线辐射基本上透明的洁净聚合物外壳和吸收红外线的黑色粘结剂衬里，向粘结剂衬里迅速传输热，从而克服了聚合物损坏和较长的安装时间的问题。为实现衬里的最大化吸收，优选外壳最小化吸收(即，吸收尽可能接近零)。
向外壳增加能量吸收材料可以减缓衬里密封的速率。为实现迅速安装，该传导通过外壳和最大化的衬里的紧密界面结合而最好地实现，并且在共同压成的产品中最为经济地实现。
该器件的构造在图1中示出。洁净的外壳允许高比例的辐射透过，该辐射然后被黑色的衬里吸收，提高加热的速率，加速了粘性减小和缩短了安装时间。洁净外壳的吸收减小也可以减小由于加热造成的对聚合物的损害。
现有的汽车接头密封件产品诸如Tyco ES2000和RBK-ILS-125具有黑色的聚合物外部外壳和洁净的粘结剂衬里。Tyco的产品ES1000具有洁净的外壳和洁净的衬里。这些产品的外壳材料都具有高密度的聚乙烯。衬里材料基于聚酰胺粘结剂。带有洁净(基本上不吸收红外线)的外壳和黑色的衬里的热缩管基于Tyco ES1000产品的高密度聚乙烯外壳与聚酰胺衬里的结合，该聚酰胺衬里例如是Tyco 2672型，包含0.5％添加的Wilson 6BK40，彩色母料(masterbatch)，该彩色母料包含0.0125％碳黑的等同物。外壳和衬里共同压成，形成用于热量从衬里向外壳传输的有效界面。
在高容量汽车环境中安装接头密封件最广泛使用的热源是前述RBK-ILS Mk2处理器，来自Tyco。其包括可收回的炉子，该炉子使用热导线丝。其他的炉子配置也可以使用，例如Tyco的Model 19带加热器。
这些所谓的“红外线”加热器利用相对较低的灯丝温度，该温度产生相对较长的波长，该波长对于红外线加热而言并不是优化的。结果是，加热效果不可选择。在接头和基片之间存在显著的对流加热。利用推荐的ILS处理器设置500，利用0.5mm2横截面积的导线，通过现有的3号尺寸的产品来密封7根导线到4根导线的接头所用的最小时间如下给出。
外壳 衬里 加热器 大约峰值波长(微米) 密封的最小时间(秒)
ES2000黑色 2672洁净 ILS Mk2  2.8 17
ES2000黑色 2672黑色 ILS Mk2  2.8 16
ES1000洁净 2672洁净 ILS Mk2  2.8 20
 ES1000洁净 2672黑色 ILS Mk2  2.8  19
可以通过使用更短的波长来减少时间。包括3个由Hereaus提供的快速介质IR发射器的加热器，当在95V通电时，产生约1500℃的灯丝温度和1.6-1.7微米的峰值波长。利用这种红外线加热洁净外壳/黑色衬里收缩器件，对于密封上述相同的7:4接头而言，安装时间非常短，如下表所示，带有利用ES2000外壳、洁净的ES1000衬里和更高的IR波长的控制。控制结果用星号标记。
外壳 衬里 加热器 大约峰值波长(微米) 最小密封时间(单个安装)(秒)
ES2000黑色* 2672洁净 快速介质 1.6-1.7 ＞12
ES2000黑色* 2672黑色 快速介质 1.6-1.7 ＞12
ES1000洁净 2672洁净* 快速介质 1.6-1.7 12
ES1000洁净 2672黑色 快速介质 1.6-1.7 9
RNF100洁净 2672黑色 快速介质 1.6-1.7 9
ES1000洁净 2672黑色 短 1.4-1.5 6
ES1000洁净 2672黑色 ILS Mk2 2.8 16
对于任何给定的接头、基片、加热器和温度的结合，都存在时间间隔，在该时间间隔内可以产生成功的密封。这作为安装时间窗口(installationwindow)是已知的并且由密封的最小时间和最大时间限定，在最大时间以后将会对接头密封件或者导线基片造成热损害。
在IR加热器中，9秒的密封时间对于洁净位于黑色上的产品而言较之相同加热器中黑色位于洁净以上和黑色位于黑色以上的产品两者都更短，并且对于更长的波长的加热器中的相同器件而言更是非常短。可以利用甚至更短的波长来实现非常短的密封时间6秒，但是损坏基片的时间也变短而且安装窗口(installation window)可能变得不切实际地小。
改善的密封时间已经在另一种红外线加热器中进行了说明。RBK-ILSMk2处理器已经改动成包括6个400W的石英卤素灯。这些灯仅在产品加热循环中接通。在85V、15A条件下，灯串联通电并且波长约为1.3微米。观察到了以下的最短密封时间：
外壳 衬里 加热器 大约峰值波 最短密封时
长(微米)  间(单个安装)(秒)
ES2000黑色 2672洁净 石英卤素 1.3-1.4  8但是损坏
ES1000洁净 2672洁净 石英卤素 1.3-1.4  9
ES1000洁净 2672黑色 石英卤素 1.3-1.4  6
大容量生产环境需要较短的几秒钟的安装时间，该时间在延长的快速循环中保持一致。具有洁净外壳和黑色衬里的接头密封件产品的红外线加热可以给予较短的安装时间。但是炉子组件在循环过程中累积的热量可能导致安装窗口的退化，有时到了不可能不给基片造成不可接受的损害的点。使用具有洁净外壳和黑色衬里的产品与IR加热结合，对于单个安装工作良好，但是不适合在大容量内一致的快速安装，正如汽车行业所要求的那样。
特别是，红外线灯在连续和切换的操作中导致对炉子组件诸如罩子和机壳的可变加热。这些被加热的组件又导致提高的均衡温度和基片的对流加热。安装窗口减短，使得密封的最短时间和基片的损坏根据所用的频率而变化。不在安装之间产生不切实际地延迟以允许组件冷却和平衡，难于令人满意地并且可重复地密封接头。对于大容量生产环境是不适当的，在该环境中需要一致的、可重复的接头安装。在操作高工作循环(duty cycle)的某些情况下，用于接头的实际安装窗口可能减小到零，使得对于基片的损坏可能发生，而且无法获得令人满意的密封。
高工作循环的效果可以从以下的图示中看出。利用如上所述石英卤素改动的加热器，密封7:4接头的最短时间是6秒，而且如果系统允许，在安装之间形成平衡，发生损坏之前的最大加热时间是9秒。6-9秒的安装窗口是可接受的。但是，当用6秒的安装时间和每个安装之间10秒的条件安装10个接头时，则不可能在不损坏的条件下密封产品，并且安装窗口减小到零。
外壳 衬里 大约峰值波长(微米) 安装时间窗口(一个安装)(秒) 安装时间窗口(10个安装)(秒)
ES1000洁净 2672黑色 1.3-1.4  6-9 0
发明内容
根据本发明，在第一方面提供了一种装置，用于加热红外线启动的接头密封件，该装置包括由一个或者多个结构组件限定的加热区域，并且包括一个或者多个红外线热能源；接头支撑件，其与该装置关联，用于在加热区域内支撑红外线启动的接头密封件；和一个或者多个冷却设备，用于冷却一个或者多个所述结构组件和/或接头支撑件，因此在该装置的使用中，支撑在接头支撑件上的接头密封件受到来自一个或者多个红外线热能源的辐射热。
利用对流和/或传导来冷却接头加热器的结构组件和/或接头支撑件具有优势并且出人意料地保证这样的问题不会发生，所述问题是由加热器的生产工作循环中产生的热量所导致的。与此同时，所希望的IR加热效果不受阻碍地发生，因此允许有效地完成接头密封件。
优选地，该加热设备或者每个加热设备具有或者包括水冷散热器，尤其是或者包括一条或者多条与所述结构组件接触(尤其是热传导接触)导热管，并且在该装置的使用中，冷却液流经其中。在本发明的优选实施例中，冷却液是水，其温度例如通过冷冻而受到控制。
在本发明的一个实施例中，所述结构组件是反射器，该反射器优选在该装置的使用中从所述红外线热能源向接头支撑件引导辐射热能，因此在该装置的实际使用中，朝向被支撑的接头引导辐射热能。
这种反射器由于前述的热循环的原因，特别容易被加热。另外，作为接头加热器的内部相对较大的部件，其能够向连接于其上的一定范围内的其他组件传导热量。因此冷却该反射器是特别有优势的。
在本发明的另一个实施例中，该冷却设备或者每个冷却设备是风扇，其使用中的输出朝向一个或者多个所述结构组件和/或接头支撑件(加上任何被支撑的接头)引导，从而导致其冷却。
在本发明的实际实施例中，风扇的输出由空气形式，这些空气可以吹过装置内的多个组件。但是，可以在本发明的范围内吹送除空气以外的所希望的气体。
无论所用的气体的精确类型如何，使用风扇作为冷却设备的优势在于，来自风扇的冷却介质输出可以在该装置的加热区域内容易地包围并且接触大量的组件。另外，冷却介质与这些组件的接触是紧密的，因此是热学有效的。
在本发明的优选实施例中，该红外线热能源或者每个红外线热能源能够在约1.3-1.7微米的波长范围内产生能量。
因此，本发明的装置适合于利用红外线发射器或者加热灯的实施例。
在本发明的一个优选形式中，该红外线能源或者每个红外线能源是灯，并且该装置包括一个或者多个开关，用于根据相应于希望的接头加热期间的切换序列有选择地接通或者断开该灯或者每个灯。
在这种布置中，在该装置的操作过程中建立的冷却区域，连同灯的切换操作，提供了高度有效的过程，其中加热装置的结构组件的热对流和传导保持在最小。结果是，实现了较短的处理时间，且不会如上述那样不希望地减小安装窗口的长度。
进一步优选地，在这种布置中，所述灯或者每个所述灯是石英卤素灯，这种灯能够产生波长范围约1.3-1.4微米的光。这种灯在使用中是有效的，并且它们容易适应所指出的那种切换操作。
但是，在替代实施例中，辐射热能源或者每个辐射热能源可以有选择地是红外线发射器，这种发射器能够产生约1500℃的灯丝温度和约1.6-1.7微米的峰值波长。
在生产环境中，通常在该装置的加热区域外部制备接头，并且当希望通过加热启动接头时，例如在可动支撑件上将其移动到加热区域。因此，在本发明的优选实施例中，接头支撑件包括台架(carriage)，其在该装置的使用中可以从加热区域外部移动到加热区域内，同时接头密封件支撑在该台架上。
本发明还被认为在于启动红外线启动的接头密封件的方法，该方法包括这些步骤，即：将接头密封件支撑在装置内所限定的接头支撑件上；和操作红外线热能源或者每个红外线热能源，与此同时操作一个或者多个所述的冷却设备。
在该方法的一个优选实施例中，所述红外线热热能源或者每个所述红外线热能源是或者包括灯；并且该方法包括根据相应于希望的接头加热期间的切换序列而接通或者断开所述灯或者每个所述灯的步骤。
本发明的方法设计成通过增加聚合物外壳下面的粘结衬里的加热速率来减少安装时间，结果是衬套更为迅速地收缩和密封。显著增加衬里的辐射加热所需的碳黑的水平令人惊奇地低，例如低至0.0125％，取决于所选择的碳黑的级别，并且正常情况下在0.0001％-10％范围内，优选为0.001％-5％，最优选0.01％-1.0％(衬里材料的重量百分比)。目前可用的系统不选择波长和产品构造来最大化粘结剂吸收的热量。
为了密封接头，密封剂材料必须围绕金属块的裸露组件导线并在其之间流动，在裸露组件导线位置去除了聚合物绝缘件。因此，在双壁热缩产品中，衬里必须被加热到这样的点，衬里在该点将会流动并且然后必须被热缩外壳迫使进入和围绕金属块和绝缘件。相信现有的炉子和产品的结合显著地通过对流来加热聚合物外壳。通过对流和传导来加热衬里不是有效的并且需要高温或者较长的安装时间，该时间可以损坏热缩外壳和导线基片的聚合物材料。较长的循环时间也是不希望的。
所提出的方法通过利用辐射热源、对于红外线辐射基本上透明的洁净聚合物外壳和吸收红外线的黑色粘结剂衬里，向粘结剂衬里迅速传输热量，从而克服了聚合物损坏和安装时间长的问题。如所指出的，该器件的构造在以下说明的图1中示出。
在本发明的另一个方面，提供了在绝缘导体中密封接头的方法，该方法包括这些步骤，即在对流和/或传导冷却的红外线加热器内加热双壁和热收缩的管状器件，其中所述加热器包括至少一个产生1.3-1.7微米波长范围的红外线加热能量的红外线热能源，所述管状器件包括(i)对红外线能量基本上透明的外壳材料和(ii)基本上吸收红外线波长范围1.3-1.7微米的能量的可熔内部衬里。
优选地，在这种方法中所用的外壳和衬里是共同压成的。还优选地，衬里是或者包括粘结剂材料层。在替代布置中，内层(衬里)可以涂覆到外壳内部。
为了方便，红外光的波长落入1.3-1.4微米范围或者1.6-1.7微米范围。
在本发明的优选实施例中，加热器包括多个红外线热能源。
在根据本发明的一种布置中，红外线热能源或者每个红外线热能源是可切换的灯，并且该方法包括这样的步骤，即根据相应于希望的接头加热期间的切换序列，选择性地接通和断开灯或者每个灯。
为了方便，红外线加热器包括用于接头的一个或者多个支撑件，并且该方法包括这样的步骤，即：在加热接头前，将接头支撑在一个或者多个支撑件上。
该方法可以可选地涉及使用包括一对可打开并且可闭合的壳体的红外线加热器，其中所述壳体闭合时限定加热区域，并且该方法可以包括这样的步骤，即：在开始加热接头之前闭合该壳体。
优选地，红外线加热器包括一个或者多个冷却设备，并且该方法包括一个或者多个冷却设备，而且该方法包括这样的步骤，即：在开始加热接头之前激活至少一个所述冷却设备。
在一个优选的布置中，至少一个所述冷却设备包括一条或者多条管，这些管处于向红外线加热器的一个或者多个部件传输热量的关系，并且该方法优选的包括这样的步骤，即：使得冷却液流入至少一条所述管。为了方便，冷却液是水。
在替代或者额外的布置中，至少一个所述冷却设备包括一个或者多个吹风器设备，特别是风扇，其能够向着红外线加热器的一个或者多个部件吹送冷却气体(特别是空气)，并且该方法优选地包括这样的步骤，即：激活至少一个所述吹风器设备。
本发明的方法的步骤优选地顺序重复多次，从而允许密封多个接头。
在该方法的一个特别实施例中，其步骤重复10次，且连续的循环之间有10秒的期间，来自于实践本方法的安装窗口落入6-8秒范围内。
在本发明的另一个方面，在于热缩管状器件，该器件包括(i)对于红外线辐射基本上透明的热缩外壳材料和(ii)吸收红外线波长的热流动的内部粘结剂层，该外壳和衬里通过共同挤压过程一起形成。
这种器件特别适合如此处所限定的装置或者方法的处理。
根据本发明的这种器件的粘结剂层任选地可以包含碳黑或者其他染料，用来在该器件在使用中受到红外线辐射时，增大粘结剂层的红外线加热速率。
更特别地，在这种器件中，粘结剂层包含碳黑，范围是0.0001％-10％，优选地范围是0.001％-5％，最优选地范围是0.01％-1.0％，以全部粘结剂层的重量计。
本发明的范围包括如此处所述，在根据本发明的装置中和/或如此处所述，根据该方法处理的前述器件。
因此，总之，为了消除可变的对流加热问题以及为了迅速、一致、大容量地生产密封接头，本发明包括炉子，其包括短波红外线热源和主动冷却源。该冷却降低并且稳定了炉子组件和接头环境两者的均衡温度。可以采用各种方式的主动冷却，但是最实际的是空气和水，例如利用风扇的强迫空气冷却。为了进一步减小不希望的加热效果，IR灯可以仅在安装过程中接通，而在装载和移除接头过程中关断。使用适当的主动冷却可控制并且稳定了系统的加热，使得均衡温度变得独立于所采用的工作循环。对流加热被减少并且利用实际的工作循环可以保持实际的安装窗口。
附图说明
以下跟着通过非限制性的示例进行的本发明的优选实施例的说明，参照了附图，其中：
图1是示意性截面图，示出了典型红外线启动接头密封件的结构；
图2是根据本发明的装置的一种形式的透视图；
图3是根据本发明的另一种红外线加热装置的壳体的透视图，该壳体可以放置在图2中可以看见的反射器之后。
具体实施方式
图1示出了一种形式的红外线启动的接头密封件，其适用于本身已知的串联拼接接头。在本发明的范围内，类似这种密封件可以用于其他构造的范围内，诸如环形端子、对接接头，连接件密封件和集束块(bundle block)。
在图1中，具有绝缘覆层12的多条导线11以紧靠关系平放，使得它们可以连接在一起。
金属的导线导体13在导线11的端部暴露预定长度。本身已知的压接件14压接暴露的导体导线13，将它们以电导通方式连接在一起，并且如前所述限定“金属块(nugget)”。
柱形接头衬套16包围接头并且沿着导线11延伸到其任何一侧。
接头衬套16包括两个共同压成的层17、18。
外部外壳层17是红外线透射性的，并且在实际实施例中是洁净材料。其也是“热恢复性”的(即，其加热时收缩)。
内部衬里层18是红外线吸能性的，并且在加热时可以熔化，诸如变成液体。
在利用红外线辐射加热接头密封件10时，衬套16的衬里层18吸收红外线的热能，熔化并且包围导体导线端部13和压接件14诸如以本身已知的方式密封该接头。与此同时，发生外壳层17的收缩(“恢复”)诸如压缩液化的内层18并且迫使其与接头的暴露部件紧密密封接触。
明智的选择层17、18的材料以及施加于这些层的加热区域，得出一种高度有效的密封方法。利用共同压成的层17和18的结合(或者外壳17和衬里18的结合，其中外壳17和衬里18之间的紧密热接触通过替代的方式实现，诸如通过将衬里涂覆在外壳内侧)在衬套的操作效率方面提供了优势。外壳17和衬里18具有如上所述的特性。
图2以透视图示出了根据本发明的加热装置20。
加热装置20用于在生产环境中加热红外线启动的接头密封件，该生产环境涉及沉重的工作循环，其中大量的接头密封件连续被加热，以便完成它们。
装置20包括由一对结构组件22、23限定的加热区域21，该对结构组件呈现一对刚性、金属性壳体形式，这些壳体可铰接地支撑在框架内。壳体22、23能够在铰链上彼此来回移动，从而闭合和打开加热区域21。壳体22、23如图所示，每一个包括多个壁，当壳体22、23一起移动时，在这些壁之间限定中空的内部，使得它们的壁的边缘处于紧靠关系。
每个壳体22、23包括一对端壁，在它们端壁当中，26、27在图2中可见。
每个端壁26、27在其中形成半圆形切口28，部分完成的接头，以图1所示意性地表示的形式，可以定位在其中，在装置20内接受加热。在这种条件下，接头的导线以本领域已知的方式定位在半圆形的切口28内。
另外，最外侧的壁37、38竖立在下壳体23的端部。最外侧的壁37、38为装置20提供结构支撑并且还形成安全/绝缘保护，用来保护装置20的操作者。
最外侧的壁37、38包括凹部39、41，当壳体22、23闭合时，这些凹部基本上与切口28对准。
当壳体22、23打开时，该布置是这样的，即一系列预组装的需要密封的接头可以插入加热区域21，逐一放在各个可动的接头支撑件(未示出)上，这些支撑件可以是例如台架(carriage)。这种布置允许在装置20内，以下述方式迅速顺序处理各个接头。
各个支撑件/连接件支架29支撑在壳体22和23内，壳体22、23沿着延长的加热区域21的长度在其内部延伸。每个支撑件/连接件支架29包括可操作地支撑在其内的灯泡31，该灯泡的取向将红外线热能从加热区域21的外部引导到其中心轴线，在加热操作过程中，接头密封件10沿着该取向平放。
为此，每个支撑件/连接件支架在任何一个端部都包括连接件夹子32，用于将每个灯泡31连接到电力源，并且支撑每个灯泡31。
加热区域包含反射器板33，其平放在每个灯泡31和壳体22、23的外壁之间，使得反射器板33强化辐射的热能，该热能朝向接头密封件引导，所述接头密封件在装置20的操作过程中支撑在装置20内。
虽然在图2中仅示出两个灯位置，但是装置20可以包括最多6个以灯的形式(根据所选的布置)如所希望的那样定位在加热区域21内的红外线热能源。但是，不同数目的源可以用于本发明的范围内的其他实施例。
壳体22、23的外壁是穿孔的并且支撑各对风扇34形式的吹风器设备。它们布置成在装置20使用中，从加热区域21的外部向其内部吹送空气，并且空气经过由壳体22、23，切口28，灯泡31，支撑件/连接件支架29和反射器33组成的各种结构组件。如相对于以下实施例所解释的，这种布置具有优势地通过对流(在所示的风扇的情况下)降低各种组件的温度，但是不会抑制辐射的红外线能量从灯泡31到内层18的耦合，所述内层是插入装置内的接头密封件10的圆柱形衬套16的内层。
在生产运行中，这样做是简单直接的事情，即，远离彼此打开壳体22、23，插入支撑在支撑件(台架)上的未密封接头，将壳体22、23闭合在一起，限定加热区域，操作灯31并且操作风扇34，从而保证通过辐射显著地发生加热接头密封件，并且保证不存在明显程度的传导和对流。这样反过来提供了如前所述的短暂处理时间，而不会不可接受地减小安装窗口。
在移除完成的接头和将下一个需要完成的接头插入加热区域的过程中，在壳体分开的同时，灯31和风扇34可以断开。可替代地，在目前优选的使用模式中，风扇可以连续操作。
图3示出了图1装置一部分的变形，其中不需要存在风扇并且在实践中少了风扇。
在本发明的该实施例中，省去了风扇34。取而代之，冷却设备为热交换器形式。这样又实施为铜管36，该铜管固紧成与壳体22的壁热传输(传导)接触。
这是通过在另外的壳体42的内部表面上安装铜管36而实现的。一个这种另外的壳体配合在壳体22、23其中之一或者两者的外部，使得管36接触壳体22、23的外侧。
冷却液诸如冷冻的水可以沿着铜管36泵浦(例如以1升每分钟的速率)，从而与有关的壳体22、23材料进行热交换，因此通过传导将其冷却。
利用这种装置基本上实现了与采用冷却风扇的图2实施例的情况相同的优势。
在实际布置中，铜管36会延伸过壳体22的全部内表面。类似的铜管36也将会存在，与另一个壳体23的内侧传导接触。
在本发明的一个实际实施例中，RBK-ILS Mk2处理器被改动成包括6个400W的石英卤素灯，当串联在85V和15A条件下时，它们的波长约为1.3微米。它们仅在产品加热循环中接通。在包括3个灯的每个半壳体中配合有铝制的反射器，用来将辐射向着产品(接头)聚焦。在反射器和后支撑架之间配合有管形的水冷散热器，它们与相邻的壳体良好热接触。冷水以1升每分钟的速率泵浦流过。
在相同的加热器的替代版本中，水冷散热器被每个半壳体上的2个冷却风扇取代，它们在使用中迫使空气流过并且围绕铝制反射罩以及其他的炉子组件。每个冷却风扇的空气流量为25m3每小时。
主动冷却的效果如下表所示。利用石英卤素改动的加热器，当系统允许在安装过程之间平衡时间时，用于7:4接头的安装窗口是6-9秒钟。但是，当利用6秒钟的安装时间安装10个接头，且每个安装之间为10秒钟时，不可能在不发生损坏的条件下密封产品，并且安装时间窗口减小到零。当加热器进一步改动成包括利用水或者空气的主动冷却时，则6-8秒钟的安装窗口可以维持并且高工作循环可以实施。
外壳 衬里 冷却 大约峰值波长(微米) 安装窗口(1个安装)(秒) 安装窗口(10个安装)(秒)
ES1000洁净 2672黑色 关 1.3-1.4  6-9 0
ES1000洁净 2672黑色 开 1.3-1.4  6-9 6-8
主动冷却的效果可以从炉子组件的温度监测方面看出。RBK-ILS Mk2处理器改动成包括6个400W的石英卤素灯，当串联在85V和15A供电条件下时，它们的波长约为1.3微米。它们仅在产品加热循环中接通。在包含3个灯的每个半壳体之后配合有铝制反射器，用来将辐射向着产品聚焦。在反射器和后支撑架之间配合有管形水冷散热器。冷水以1升每分钟的速率泵浦流过。反射器的温度在30个安装这样非常高的工作循环下被监测，该安装包括6秒钟的安装时间和安装之间的6秒钟。不带冷却，温度在2个循环以后达到平均的270℃。带冷却，温度达到平均的110℃。
利用风扇冷却，在相同的循环过程中，带有冷却和不带冷却的均衡温度分别为270℃和110℃。
因此，本发明提供了有效、实际并且低成本的配置，其显著地改善了用于红外线启动的接头密封件的加热装置。

Claims (35)

1.一种用于加热红外线启动的接头密封件的装置，包括：由一个或者多个结构组件限定的加热区域，该区域包括一个或者多个红外线热能源；接头支撑件，其与将红外线启动的接头密封件支撑在加热区域内的装置关联；和一个或者多个冷却设备，用于冷却一个或者多个所述的结构组件和/或接头支撑件，因此在该装置的使用中，支撑在接头支撑件上的接头密封件受到来自红外线热能源的辐射热。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冷却设备或者每个冷却设备是水冷散热器。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，水冷散热器是或者包括一条或者多条导热管，它们与所述结构组件传导接触，并且在该装置的使用中，有冷却液从管中流过。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，结构组件是反射器。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述反射器布置成将辐射热能从红外线热能源向着接头支撑件引导。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冷却设备或者每个冷却设备是风扇，其在使用中的输出被引导而对流式地朝向一个或者多个结构组件和/或接头支撑件，从而冷却它们。
7.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述红外线热能源或者每个红外线热能源能够产生波长范围约1.3-1.7微米的能量。
8.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述红外线热能源或者每个红外线热能源是灯，其中该装置包括一个或者多个开关，用来根据相应于希望的接头加热期间的切换序列，有选择地接通或者断开所述灯或者每个所述灯。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述灯或者每个所述灯是石英卤素灯，其能够产生波长范围约1.3-1.4微米的光。
10.如权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述辐射热能源或者每个辐射热能源是红外线发射器，其能够产生约1500℃的灯丝温度和约1.6-1.7微米的峰值波长。
11.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，接头支撑件包括台架，其在该装置的使用中可以从加热区域的外部移动到加热区域内，同时接头密封件支撑在其上。
12.一种启动红外线启动的接头密封件的方法，包括步骤：将接头密封件支撑在根据前述权利要求中任一项所述的装置的接头支撑件上；和操纵所述红外线热能源或者每个红外线热能源，从而加热接头密封件，与此同时操纵一个或者多个所述冷却设备。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述红外线热能源或者每个所述红外线热能源是或者包括灯；并且该方法包括如下步骤：根据相应于希望的接头加热期间的切换序列，接通或者断开所述灯或者每个所述灯。
14.一种在绝缘的导体内密封接头的方法，包括如下步骤：在对流和/或传导冷却的红外线加热器内加热双壁和热收缩的管状器件，其中所述加热器包括至少一个红外线热能源，这种能源可以产生波长范围1.3-1.7微米的红外线加热能量，所述热收缩的管状器件包括(i)对于红外线能量基本上透明的外壳材料和(ii)基本上吸收红外线波长范围1.3-1.7微米的能量的可熔化内部衬里。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述外壳和衬里共同压成。
16.如权利要求14或者15所述的方法，其特征在于，所述衬里是或者包括粘结剂材料层。
17.如权利要求14至16中任一项所述的方法，其特征在于，红外光的波长落入1.3-1.4微米范围或者落入1.6-1.7微米范围内。
18.如权利要去14至17中任一项所述的方法，其特征在于，加热器包括多个红外线热能源。
19.如权利要求14至18中任一项所述的方法，其特征在于，所述红外线热能源或者每个红外线热能源是可切换的灯，并且，该方法包括这样的步骤，即，根据相应于希望的接头加热期间的切换序列，有选择地接通或者断开所述灯或者每个灯。
20.如权利要求14至19中任一项所述的方法，其特征在于，红外线加热器包括用于接头的一个或者多个支撑件；并且，该方法包括这样的步骤，即，在加热接头之前将接头支撑在一个或者多个支撑件上。
21.如权利要求14至20中任一项所述的方法，其特征在于，红外线加热器包括一对可打开和可闭合的壳体，这些壳体闭合时限定加热区域，并且，该方法包括这样的步骤，即，在开始加热接头之前闭合这些壳体。
22.如权利要求14至21中任一项所述的方法，其特征在于，红外线加热器包括一个或者多个冷却设备，并且，该方法包括这样的步骤，即，在开始加热接头之前，激活至少一个所述冷却设备。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，至少一个所述冷却设备包括一条或者多条管，所述管与红外线加热器的一个或者多个部件成热传输关系；并且，该方法包括这样的步骤，即，使得冷却液流入至少一条所述管。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，至少一个所述冷却设备包括一个或者多个吹风器设备，这些设备能够朝向红外线加热器的一个或者多个部件吹送冷却气体；并且，该方法包括激活至少一个所述吹风器设备的步骤。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述冷却气体是空气。
26.如权利要求13至25中任一项所述的方法，其步骤连续重复多次，从而允许密封多个接头。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，当该方法的步骤重复10次，且循环之间有10秒的期间时，安装窗口落入6-8秒的范围。
28.一种热收缩管状器件，包括(i)对于红外线辐射基本上透明的热收缩外壳材料和(ii)吸收红外线波长的可热流动的内部粘结剂层，外壳和衬里通过共同压成过程形成在一起。
29.如权利要求28所述的器件，其特征在于，所述粘结剂层包含碳黑或者其他的染料，当该器件在使用中承受红外线辐射时，用来提高粘结剂层的红外线加热速率。
30.如权利要求29所述的器件，其特征在于，所述粘结剂层包含的碳黑在0.0001％-10％范围内，优选在0.001％-5％范围内，最优选在0.01％-1.0％范围内，以全部粘结剂层的重量计。
31.在根据权利要求1至11中任一项所述的装置中加热时如权利要求28至30中任一项所述的器件。
32.在通过根据权利要求12至27中任一项所述的方法处理时如权利要求28至30中任一项所述的器件。
33.一种装置，总地如此处所述，参照和/或如附图所示。
34.一种方法，总地如此处所述，参照和/或如附图所示。
35.一种器件，总地如此处所述，参照和/或如附图所示。
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