CN1190485A - 缆线或导线束的封闭方法 - Google Patents
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Abstract
对在导线系统或是线束中的导线的感应加热能产生热量,使可熔化的封闭材料流动并且堵住导线系统内部的空隙,并且使在封闭区周围的一个塑料套管收缩。封闭材料或套管之一(但不是二者)也是可以被感应加热的。
Description
本发明涉及缆线或是导线束的封闭方法。
防止液体沿着缆线或是导线束流动的封闭技术是公知的，例如在US-A-4972042(RK310)中就是使一些热熔的粘合剂接触到(通常是绝缘的)导线，并且使一个热收缩套管在缆线或是导线束上带有粘合剂的那一部分周围收缩。通常是利用热空气喷枪或是火焰喷灯施加热量使套管收缩，使粘合剂熔化并且在导线之间及其四周流动，再加上套管的收缩作用，就可以封闭这种缆线或是线束。这些公知的封闭工艺的局限性在于，粘合剂必须能在套管内部可以获得的相对较低的温度下熔化并且流动(该温度通常低于100℃)，这样才不会使套管过热或是损坏。这样就会在随后的使用中对封闭的缆线或是线束可以承受的温度造成不应有的限制。
在WO-A-94/24837(MP1474)中描述了另一种缆线封闭系统，其中在热熔的封闭粘合剂中掺入了一种铁磁材料颗粒，颗粒所具有的形状使其可以与带有粘合剂的缆线所承受的交变磁场进行感应耦合。对具有特殊形状的这种铁磁颗粒进行感应加热可以使粘合剂熔化和流动，从而封闭缆线。热收缩套管也设有这类铁磁颗粒，以便由于暴露在磁场中而将其加热到它的收缩温度。这种系统减缓了外部加热的上述限制。
本发明也避免了外部加热，同时显著减少了或是完全不需要使用特殊形状的铁磁材料颗粒，这种特殊形状的铁磁颗粒可能价格昂贵，或者在某些环境中是不希望使用的。
因此，从最广泛的意义上说，本发明提供了一种封闭缆线或是导线束的方法，该方法包括：(a)在需要封闭的缆线或是线束的一部分上提供可受热流动的封闭材料体；(b)可选择地至少在需要封闭的缆线或是线束的那部分周围提供一个覆盖物；其中的封闭材料和覆盖物(如果有的话)是(i)基本上不导电和基本上非磁性的(基本上不能感应加热)，或是(ii)它们其中之一是可以感应加热的，而另一个是基本上不能感应加热的，但是，条件是：如果导线是不能感应加热的，封闭材料就要是可以感应加热的；以及(c)使缆线或线束承受交变磁场，该磁场(i)与上述导线和/或(ii)与可以感应加热的封闭材料进行感应耦合，从而将导线和/或可以感应加热的封闭材料感应加热到使封闭材料流动并且封闭缆线或线束的温度。
具体地说，本发明提供了一种封闭缆线或是金属导线束的方法，该方法包括(a)在需要封闭的缆线或是线束的一部分上提供可受热流动的封闭材料体，这种材料体是基本上不导电和基本上非磁性的，以及(b)使缆线或是线束承受交变磁场，该磁场与上述导线进行感应耦合，从而将导线感应加热到使封闭材料流动并且封闭缆线或是线束的温度。
本发明的基础在于这样一种令人惊奇的发现，那就是在封闭材料中基本没有可感应加热的添加剂的情况下可以在导线中感应出足够的热量，使封闭材料熔化和流动，从而实现满意的封闭。本发明的优点是在需要封闭的缆线或是线束的至少一部分周围装有覆盖物的情况下仍然可以同样地使用。这种覆盖物可以是一个弹性部件，并且用来至少在封闭材料流动之前及在流动过程中压紧缆线或是线束的上述部分。
甚至更令人惊奇的是覆盖物可以是一种可受热收缩的部件，它可以在缆线或是线束的上述部分周围收缩。这种新颖的利用由缆线或是线束内部的导线产生的热量的方法使得可以有利地使用具有较高熔点或是软化温度的封闭材料，而不会损坏可受热收缩的覆盖物。可受热收缩部件本身的内部或是在粘合剂或是其他材料的内部衬垫中也可以带有可以感应加热的添加剂，这样，仅有封闭材料才依赖于导线中产生的热量。
封闭材料的熔化或是软化点以及可受热收缩的覆盖物(如果有的话)的阈值收缩温度通常是选择在适当的温度，通过导线的感应加热可以产生这一温度，同时又不会损坏导线所携带的任何电绝缘材料。例如，用直径0.25到6mm的PVC-绝缘导线制成的多达100线的汽车线束的温度额定值是105℃(T2 Rating)，如果采用软化温度为85℃而流动温度为110℃的粘合剂和恢复温度低于100℃的可以热收缩的套管，并且使用工作频率在0.2到1MHz之间的2.5kW功率的感应加热器，就可以在3分钟之内完成封闭工作。低温度额定值(例如T1＝70℃)的PVC需要使用软化温度为50-60℃而流动温度为80-90℃的热熔粘合剂和恢复温度低于90℃的可以热收缩的管。
作为另一种用于封闭具有50-60℃范围的低绝缘软化点的导线的粘合剂，可以用诸如聚异丁烯等胶粘剂材料代替熔化粘合剂。在安装过程中，导线产生的热量使胶粘剂软化并且增加其流动性。在这种情况下，可以用热收缩套管或是橡胶套管使封闭块体凝固。
本发明特别适用于细金属丝构成的导线，这些导线的几何形状使其自身能够与施加的磁场形成感应耦合，该导线例如是由许多典型直径为75到150微米的独立绞合线构成的铜线。它们被绞合在一起制成导线，并且通常可以使用7到50股绞线，这取决于导线的最终截面面积。一般的材料是铜，并且可以镀上镍、锡或是银。然而，也可以使用其他导体材料，例如镍或是铝。
任何适当的封闭材料都可以使用，在由导线产生的温度下这些材料将流动，并且将充分地凝固，在随后的使用中把缆线封闭。在上述美国专利US-A-4972042中描述了最佳的热熔粘合剂，它的说明书公开内容可供本文参考。
可热收缩的覆盖物最好如美国专利US-A-4972042或是WO-A-94/24837中描述的那样，它的说明书可供本文参考。
如果使用弹性的覆盖物，它可以用EPDM橡胶，氯丁橡胶，聚酯橡胶，或是天然橡胶制成。覆盖物的尺寸和形状没有限制，只要它能够充分地挤压组件，把流动的封闭材料限制在缆线或是线束中形成满足要求的封闭的位置。
以下要通过进一步的说明来更详细地解释本发明的这一方面的具体实施例。
例1
采用以4、5个通道梳状形式(comb profiles)提供的Rayblock 85Polyamide热熔粘合剂来封闭由60条100微米直径绞合线的1.5mm2铜导线构成的线束，线束上具有绝缘等级为T2(105℃)的0.5mmPVC外套。导线被装在梳状物的各个通道中，每个通道中最多有三条线。外部的热收缩管是直径为25mm的40mm长的TAT-125热收缩管。使用250kHz的感应加热器在一个5匝的50mm直径螺旋线圈中产生一个磁场。线圈的工作电流是150安培，提供的场强是750安匝，在60秒内完成了缆线束的封闭，线束中达到的最高温度是130℃。
例2
按上述方式密封由100条线构成的线束，但是采用具有6个通道的6个Raybloek 85粘合剂梳，热收缩管为直径为75mm的50mm长的TAT-125管。完成密封的时间是45秒。
例3
线束与例1中相同，只是用15mm直径的硬度为60IRHD的40mm氯丁橡胶套管代替了热收缩套管。在与例1相同的条件下，在45秒之内完成了样品的封闭。
例4
用一种聚异丁烯胶粘剂(3M公司的EMB-45R)封闭与例1中相同的线束，采用的氯丁橡胶套管与例3中相同。样品在感应加热器中被加热60秒，胶粘剂在此期间从弹性套管下面流动，并且完成密封过程。
例5
线束与例1中相同，只是导线上的绝缘采用温度等级为T3(125℃)的Raychem Type 62聚酯线，与聚酰胺粘合剂梳Rayblock 105一起使用该线束。热收缩套管的商标是Raychem ATUM24/8，线束被加热90秒后完成密封，在线束内部记录到的最高温度是160℃。
本发明在另一方面提供了一种缆线或是导线束的封闭方法，其中的封闭材料是可以感应加热的，而覆盖物是基本上不能感应加热的，该方法包括：(a)在需要封闭的缆线或是线束的一部分上提供(i)可以感应加热并且受热流动的封闭材料体，以及(ii)至少处在需要封闭的缆线或是线束的该部分周围的一个基本上不能被感应加热的覆盖物，以及(b)使缆线或是线束的上述部分承受交变磁场，该磁场与上述封闭材料进行感应耦合，从而将封闭材料感应加热到使其流动并且封闭缆线或是线束的温度。
在这种另外的方法中，导线可以和以前一样是可以感应加热的、也可以是基本上不能感应加热的导线，例如是光纤。
如果基本上不能感应加热的覆盖物在受热时可以收缩，它最好能够在由于感应加热和/或所造成的封闭材料的流动而遇到的温度下收缩。
如果覆盖物是弹性的，最好把它设置成至少能在封闭材料发生流动之前及流动期间压紧需要封闭的缆线或是线束的那部分。
可以例如在WO-A-94/24837(MP1474)中描述的材料中选择适用于本方法的可感应加热的封闭材料。对于本发明各方面中使用的不能感应加热的封闭材料来说，在某些情况下可能需要使用可凝固的材料，其粘度在流动并且封闭缆线或是线束之后增大，这样就加强了封闭效果，并且减少了由于以后的温度变化造成封闭失效的危险。最佳的可凝固封闭材料可以从分别包含一种凝固系统的各分开的反应成分的交错层中间选择，在WO-A-9527764(B247)中描述了这些材料，它的说明书可供本文参考。
Claims (10)
1.一种封闭缆线或导线束的方法，该方法包括：(a)在需要封闭的缆线或是线束的一部分上提供可受热流动的封闭材料体；(b)可选择地至少在需要封闭的缆线或是线束的那部分周围提供一个覆盖物；
其中的封闭材料和覆盖物(如果有的话)是(i)基本上不导电和基本上非磁性的(基本上不能感应加热)，或(ii)其中之一是可以感应加热的，而另一个是基本上不能感应加热的，但是，条件是：如果导线是不能感应加热的，封闭材料就要是可以感应加热的；以及
(c)使缆线或线束承受交变磁场，该磁场(I)与上述导线和/或(II)与可以感应加热的封闭材料进行感应耦合，从而将导线和/或封闭材料感应加热到使封闭材料流动并且封闭缆线或是线束的温度。
2.按照权利要求1的方法，其中的导线是金属的，其特征是包括(a)在需要封闭的缆线或是线束的一部分上提供可受热流动的封闭材料体，这种材料体是基本上不导电和基本上非磁性的，以及
(b)使缆线或是线束承受交变磁场，该磁场与上述导线进行感应耦合，从而将导线感应加热到使封闭材料流动并且封闭缆线或是线束的温度。
3.按照权利要求1的方法，其特征是包括
(a)在需要封闭的缆线或是线束的一部分上提供(i)可以感应加热并且可受热流动的封闭材料体，以及(ii)至少处在需要封闭的缆线或是线束的该部分周围的一个基本上不能被感应加热的覆盖物，以及
(b)使缆线或是线束的上述部分承受交变磁场，该磁场与上述封闭材料进行感应耦合，从而将封闭材料感应加热到使其流动并且封闭缆线或是线束的温度。
4.按照权利要求1或2的方法，其特征是至少在需要封闭的缆线或是线束的那部分周围设有一个最好是基本上不导电并且基本上非磁性的覆盖物。
5.按照权利要求3或4的方法，其特征是该覆盖物是一个可以热收缩的部件，使它在缆线或是线束的上述部分周围收缩。
6.按照权利要求5的方法，其特征是可以热收缩部件能够由于(i)对导线和/或封闭材料进行感应加热，和/或(ii)在所造成的封闭材料的流动所形成的温度下收缩。
7.按照权利要求3或4的方法，其特征在于覆盖物是弹性的，并且把它设置成至少能在封闭材料发生流动之前及流动期间压紧缆线或是线束的上述部分。
8.按照前述任意一项权利要求的方法，其特征是上述导线是可以感应加热的，并且是被上述磁场感应加热。
9.按照权利要求1或3或其任一从属权利要求的方法，其特征是上述导线中至少有一些是基本上不能感应加热的。
10.按照权利要求9的方法，其特征是上述基本上不能感应加热的导线是光纤。
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