NO821970L

NO821970L - Endeforsegling for elementer av elektrisk ledende polymermateriale

Info

Publication number: NO821970L
Application number: NO821970A
Authority: NO
Inventors: Robert Joseph Walty
Original assignee: Raychem Corp
Priority date: 1981-06-15
Filing date: 1982-06-14
Publication date: 1982-12-16
Also published as: GB2100959A; GB2100959B; EP0067681B1; CA1192589A; EP0067681A1; JPS581993A; US4398084A; ATE16068T1; DE3266783D1; DK267382A

Description

Oppfinnelsen angår endeforseglinger for elektriske anordninger av ledende polymermateriale, og en fremgangsmåte og en innretning for fremstilling av sådanne endeforseglinger.

Det er kjent å fremstille strimmel-varmelegemer

som omfatter en kontinuerlig strimmel av en ledende polymer, fortrinnsvis en PTC-ledende polymer, og to eller flere langstrakte metallelektroder som er innstøpt i den ledende polymer. Det kan eksempelvis henvises til de amerikanske patent-skrifter nr. 3 793 716, 3 823 217, 3 858 144, 3 861 029, 3 914 363, 4 177 376 og 4 272 471. Sådanne varmelegemer kan drives fra den ene ende og avkuttes til hvilken som helst ønsket lengde. Dersom elektrodene i et sådant varmelegeme kortsluttes, slutter varmelegemet å fungere. En av de måter på hvilke en kortslutning kan opptre, er ved akkumulering av fuktighet eller andre elektrolytter ved den avkuttede ende av varmelegemet, og.dette kan resultere i lysbuedannelse og til og med en brann som kan utbre seg langs varmelegemets lengde. Det er derfor vanlig praksis å beskytte den avkuttede ende av et strimmelvarmelegeme ved hjelp av en endehette eller et endedekke (end cap) , f . eks.. et varmekrympbart endedekke, som inneholder et tetningsmiddel. Selv om bruken av et endedekke vanligvis er tilfredsstillende, oppnås ikke alltid fullstendig forsegling av endedekket rundt varmelegemet, f.eks. på grunn av feilaktig anbringelse av dekket eller manglende forenlighet mellom varmelegemematerialene og dekke-materialene. Dersom videre fuktighet kommer inn i varmelegemet ved ett eller annet mellomliggende punkt og ved veke-virkning beveger seg langs den ene eller begge elektroder til den forseglede ende, kan fuktigheten^akkumulere seg inne i endedekket.

Man har nå oppdaget at de ovenfor omtalte problemer i vesentlig grad kan overvinnes ved å behandle.den avkuttede ende av et strimmelvarmelegeme slik at den ledende polymer ekstruderes rundt enden av minst én av elektrodene.

Ifølge én side ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en elektrisk anordning (særlig et varmelegeme) som omfatter minst to langstrakte elektroder (særlig metalliske ledere) som er innstøpt i en strimmel av en leden de polymer (særlig en ledende polymer som oppviser PTC-oppførsel), idet den ene ende av minst én av elektrodene (fortrinnsvis endene av alle elektroder ved den ene ende av anordningen) er innkapslet av en del av den ledende polymerstrimmel som er blitt ekstrudert rundt enden av elektroden. Dersom det ønskes, kan enden av anordningen beskyttes ytterligere ved hjelp av en konvensjonell endekapsel slik som ovenfor beskrevet.

Ifølge en annen side tilveiebringer oppfinnelsen en fremgangsmåte for forsegling av enden av en elektrisk anordning av ovennevnte type, hvilken fremgangsmåte omfatter (1) avkutting av anordningen til en ønsket lengde, slik at elektrodenes ender avdekkes, og (2) behandling av anordningens avkuttede ende for å bevirke ekstrudering av den ledende polymer rundt enden av minst én av elektrodene.

Ekstruderingen av den ledende polymer kan hensikts-messig utføres ved hjelp av varme og trykk som utøves ved hjelp av en oppvarmet, passende formet form.

Oppfinnelsen tilveiebringer også et verktøy for benyttelse ved den nettopp beskrevne fremgangsmåte, hvilket verktøy omfatter

(1) samvirkende, oppvarmbare pressformer som er utformet slik at de kan plasseres rundt den elektriske anordnings avkuttede ende og presses sammen for å bevirke ekstrudering av den ledende polymer rundt enden av minst én av elektrodene, (2) en anordning for oppvarming av de samvirkende pressformer, og (3) en anordning for sammenpressing av de samvirkende pressformer.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, der. fig. 1 viser et grunn-riss med en endeforsegling ifølge oppfinnelsen dannet i et strimmel-varmelegeme, fig. 2A - 2H viser en rekke tverrsnitt gjennom forseglingen på fig. 1, og fig.. 3A og 3B viser hen-holdsvis et sideriss og et enderiss av et verktøy som benyttes for å fremstille endeforseglingen.

På fig. 1 er et strimmelvarmelegeme som er vist generelt ved 10, blitt forseglet inne i en endehette eller et endedekke som er generelt betegnet med 220 og som omfatter et polymerdekke 22 som er f6ret med et klebemiddel 24. For å tilveiebringe ledende polymermateriale rundt elektrodenes ender, er polymermaterialet fra mellomrommet mellom elektrodene blitt ekstrudert mot enden av varmelegemet. Den på fig. 1 og 2 viste ekstrusjon'er frembrakt ved hjelp av en kileformet pressformseksjon som frembringer den fordypning som er vist generelt ved 26 i den forseglede ende. Fig. 2A viser et tverrsnitt etter linjen A - A på fig. 1 og er et tverrsnitt av varmelegemet 10 alene og viser elektroder 12, ledende polymer 14 og en kappe 16. Fig. 2B viser begynnelsen av den dekkede forsegling og omfatter klebemiddelet 24 og dekket 22. Fig. 2C viser et tverrsnitt gjennom området for fordypningen 26. Slik det kan innses, er ledende polymermateriale 14 blitt ekstrudert i området for fordypningen, slik at varme.legemets tverrsnitt er innsnevret. Fig. 2D og 2E viser ytterligere tverrsnitt omfattende fordypningen 26. Fig. 2F viser et snitt utenfor.varmelegemets ende hvor den ledende polymer 14 ved hjelp av fordypningen 26 er blitt ekstrudert forbi enden av elektrodene. Fig. 2G viser et snitt utenfor den ekstruderte, ledende polymer og viser klebemiddelet 24 og dekkematerialet 22. Fig. 2H viser et snitt gjennom dekkematerialet 2 2 alene.

Den kileformede fordypning 26 på fig. 1 og 2 er særlig fordelaktig ved at den bidrar til fastholdelse av varmelegemet inne i det forseglende verktøy under forseglings-prosessen.

Ekstruderingsprosessen for frembringelse"av endeforseglingen utføres vanligvis ved en temperatur over smeltepunktet for det ledende polymermateriale og smeltepunktet for en eventuell ytterligere polymerbit som kan være til stede for å forøke forseglingen. Den temperatur og det trykk som er nødvendig for fyldestgjørende ekstrusjon, vil lettvint bli bestemt av en fagmann på området på bakgrunn av denne beskrivelse. Uttrykket "ekstruksjon" benyttes her for å betegne en metode for å deformere den ledende polymer slik

at den innkapsler lederelektroden.

Fig. 3 illustrerer skjematisk det verktøy som benyttes for å fremstille endeforseglingen. Det er ikke vist noe dekke eller klebemiddel, selv om disse materialer kan være til stede dersom det ønskes. For tydelighetens.skyld er også varmelegemets kappe sløyfet. Et varmelegeme som omfatter elektroder 12 som er innstøpt i en ledende polymerstrimme1 14, er blit innført i verktøyet som omfatter oppvarmede pressformer 30 og 32. Anordninger for oppvarming av.pressformene og for å utøve press på disse for å forårsake ekstrusjonen, er ikke vist. Fig. 3A viser pressformene og. varmelegemet i sideriss, mens fig. 3B viser elementene i enderiss, i hvert tilfelle med pressformene adskilt fra hverandre. Pressformene 30 og 32 lukkes deretter rundt varmelegemet slik at varme og trykk utøves på varmelegemet for å ekstrudere den ledende polymer på den ønskede måte.

Den foreliggende oppfinnelse er særlig nyttig for beskyttelse av enden av et varmelegeme som nedsenkes i et fluidum som skal oppvarmes, f.eks. dieselbrennstoff. I

denne forbindelse kan det henvises til den søknad som svarer til US-patentsøknad nr. 272 010. Den ledende polymer som er ekstrudert rundt elektrodenes ender, avstenger en mulig rute for fluidumet til å kontakte den ledende polymer nær elektrodene hvor skade på den ledende polymer er til særlig bekymring.

Claims

1. Elektrisk anordning omfattende minst to langstrakte elektroder som er innstøpt i en strimmel av en ledende polymer, karakterisert ved at den ene ende av minst én av elektrodene er innkapslet av en del av den ledende polymerstrimmel som er blitt ekstrudert rundt elektrodens ende.

2. Selvregulerende strimmel-varmelegeme omfattende minst to metalliske elektroder som er .innstøpt i en ledende polymer som oppviser PTC-oppførsel, karakterisert ved at elektrodenes ender ved anordningens ene ende er innkapslet av en del av den ledende polymerstrimmel som er blitt ekstrudert rundt elektrodenes ender.

3. Fremgangsmåte for fremstilling av en elektrisk anordning ifølge krav 1 eller 2, ved hvilken anordningen avkuttes til en ønsket lengde slik at elektrodenes ender avdekkes, og den avkuttede ende forsegles, karakterisert ved at anordningens avkuttede ende utsettes for varme og trykk som forårsaker ekstrudering av den ledende polymer rundt enden av minst én av elektrodene.

4. Verktøy for fremstilling av en elektrisk anordning ifølge krav 1 "eller 2, omfattende midler for avkutting av anordningen til. en ønsket lengde slik at elektrodenes ender avdekkes, og for forsegling av den avkuttede ende, karakterisert ved at den omfatter (1) samvirkende, oppvarmbare pressformer som er utformet slik at de kan plasseres rundt den elektriske anordnings avkuttede ende og presses sammen for å bevirke ekstrudering av den ledende polymer rundt enden av minst én av elektrodene, (2) en anordning for oppvarming av de samvirkende pressformer, og (3) en anordning for sammenpressing av de samvirkende pressformer.