预拉伸管用的可拆除内芯的制作方法

专利名称：预拉伸管用的可拆除内芯的制作方法
技术领域：
本发明涉及用来支撑处于径向膨胀或预拉伸状态的弹性管的内芯，该内芯可以除去，使预拉伸弹性管(PST)收缩并与将被封闭在该管中的一个物体接触。而且，本发明涉及一种包覆组合件，它包含一个PST和一个用来支撑处于径向膨胀状态的该PST的内芯。
背景技术：
一种使动力电缆或其他电缆的接头绝缘并为其提供环境保护的方法，是使用可收缩的绝缘管，使其膨胀并套在中空圆筒形内芯的外表面上。将管和内芯滑过一个电缆末端，并用接头连接该电缆。然后，将管和内芯在接头区域重新定位，除下中空圆筒形内芯，使膨胀的绝缘管收缩并与接头和电缆接触。
美国专利3515798和4503105都描述了一种整体式硬塑料内芯，它具有呈封闭螺旋形状的内芯条子的互连相邻线圈。该内芯条子的一端是部分未卷绕的，在内芯中伸回过去。抽拉该末端会使内芯条子解开，因此得以让预拉伸管收缩。因为该内芯条子是螺旋卷绕的，所以，抽拉其一端后，该内芯条子通过内芯和置于该内芯上面的物体之间的空间内抽出时，内芯条子必须绕着该物体转动。这会是很麻烦的事，无法采用自动方式拆除内芯，因为机器不能在物体一个侧面上解开内芯，同时在该物体的另一个侧面上重新将其握住。
PCT专利申请WO-A-93/22816和美国专利5589667都描述了一种可笔直拉出的内芯条子，克服了上述缺陷。这种内芯的中空结构是通过将一个塑料平片弯曲成管状形成的。利用在该片材的两个纵向边缘处所形成的嵌合装置，能保持该平片成为管状形态。在一个纵向边缘上的嵌合装置元件与另一个纵向边缘上的嵌合位置对应元件发生嵌合。平片上具有许多平行的弱化线条，以交错方式从该片材的一个纵向边缘开始，到与对应相对纵向边缘相间隔的终点结束。采用这种结构，就形成了一根条子，从自由端开始，并在相继线周围的结束终止点之间或在该终止点以蛇纹方式继续。因此，抽拉其自由端就能拆除条子，条子拆除后，围绕着内芯和PST重新定位于其上的物体伸展的方向每缠绕一圈就发生反转。所以可笔直线抽拉无须连续的弯曲，简化了拆除操作。但是，必须在平片材料的两个纵向边缘制成特定的结构，才能满足产生嵌合的要求。这就使片材的制造变得复杂。而且，在嵌合装置上的作用力容易使弯曲的片材回复其初始平面状态；所以，在套上PST时要保持内芯的管状形态是困难而麻烦的。最后，在嵌合装置处内芯和PST的视觉效果会不符合周边结构的要求，可能会影响顾客对由内芯和PST所形成的包覆组合件的接受程度。
PCT专利申请WO-A-96/21963涉及一种预拉伸组合障碍模套，它具有弹性可形变的T形封端帽，配备有两根径向膨胀的前拉伸管部分，通过如PCT专利申请WO-A-93/22816或美国专利5589667(参见WO-A-96/21963的图2和第7页的21到27行)所述的支撑内芯保持形状。
欧洲专利申请EP-A 0 637 117说明了另一种用于PST的支撑内芯，用具有若干蛇纹形带的易弯曲片材弯曲成管状支撑内芯，该易弯曲片材的侧边通过嵌合装置被固定在一起。这种内芯结构的问题和缺点与上述结构相同。
因此，需要提供一种用来支撑处于径向膨胀状态的预拉伸弹性管的可拆除内芯，该可拆除内芯的制造方法必须较为简单，通过将内芯的一个条子拉直，而无须围绕将被封闭在PST中的物体发生转动，就能拆除内芯。还需要提供一种用来封闭一物体的包覆组合件，它包含一个冷收缩弹性包复管和一个用来支撑处于预拉伸径向膨胀状态的包复管的可拆除内芯。
发明概述本发明提供了一种由管子制成的可拆除内芯，该管子材料可以是一种塑料，管子上具有一些主、次弱化线。具有弱化线的管子形成可拆除的内芯，它由至少一根条子组成，该条子以蛇纹方式在管的圆周方向上延伸。
本发明可拆除内芯的管子具有一根定域的弱化主线，从管子的第一端开始延伸至与第一端相对的第二端。在主弱化线的横向方向上具有若干定域的弱化次线，优选基本上在管子的圆周方向上延伸。每根次弱化线从该主弱化线开始，并从主弱化线的一面延伸至主弱化线另一面上与之相间隔的终止点。即，每根次弱化线延伸的角度大约小于360°，接近绕一圈。次弱化线基本上彼此平行。因此，这种次弱化线形成了一根条子，它基本上以蛇纹方式从管子的第一端围绕管子的圆周延伸至其相对第二端。条子在管子中从其一端通过用，从管子的另一端的伸出。
本发明一个主要方面是，从可拆除内芯的制造过程开始，直到从内芯支撑的PST上将其拆除为止，保持了形成可拆除内芯的管子的整体性。不需要任何嵌合方式来保持可拆除内芯的管状形态。可以笔直抽出本发明可拆除内芯的条子，而无须围绕将被PST包覆的物体弯曲超过一圈，因为位于终止端和主弱化线之间的蛇纹部分构成了一个解开方向的反转点，在该点处，抽拉时条子的解开方向反转180°。
基本而言，定域弱化主线可以是一条平行于或倾斜于管子纵轴的直线。但是，为了稳定的需要，优选该主弱化线是波浪形的，比如，是波纹形的，三角形的，矩形的或梯形的。主弱化线的波浪形结构优选对称于主弱化线延伸相对侧面上的一根(虚)线。该对称线可以是一根倾斜于该管纵向的直线或曲线。
在上述本发明优选实施方式中，主弱化线以锯齿形方式在管的条子区域中延伸，该条子区域具有一确定的宽度。次弱化线终止点与主弱化线之间的距离可以小于，等于或大于条子区域的宽度。
管子次弱化线的终止点处还优选具有径向延伸的孔，方便抽拉时使条子弯折。
沿主、次弱化线使管子弱化可以有多种设计。优选的是在管壁上形成穿孔或使其厚度变薄。挤压制成的管子上可以同时具有穿孔和厚度减小部分，方法是利用激光，电子束或等离子体局部加热该管子，烧蚀掉管子材料，形成主、次弱化线。或者利用刀或类似切割工具，或利用水射流等液体射流的液力方法，流体中可以含有或不含附加的磨料，对该管子进行机械切割。或者通过具有能在管壁上形成穿孔或沟槽等必要结构的模具，采用注射模塑方法形成管子。
对上述所有在管子上形成弱化线的方法而言，激光烧蚀是最优选的。已知某些聚合物能被强激光能量分解。这种聚合物的一个实例是聚甲醛(POM)。而且，已知其他虽然本身不能被激光烧蚀，但是与氧化硅等合适填料混合后具有这种特性的聚合物。比如，聚乙烯和聚丙烯等聚烯烃，共聚物，聚酰胺，聚氯乙烯，淀粉改性的生物降解聚合物都可以作为内芯材料。用来提高激光或其他能量束中IR吸收率的合适填料包括炭黑，石墨和其他合适染料。许多已知的其他可激光烧蚀材料或能被其他种类能量束烧蚀的材料都能用于本发明中。
烧蚀过程可以在管子外部或内部进行，在内部进行时，用镜子等装置反射能量束，或者通过光纤直接施加能量束。根据对内芯性质的要求，烧蚀可以是非穿透的，形成连续的厚度减小线，或者是部分穿透的，形成穿孔结构，或者是这些方式的组合。另一种获得要求弱化线的途径，是将一层不可烧蚀聚合物与一层可烧蚀聚合物组合，比如，将POM与一种透明的纤维素乙酸酯共挤压。
如上所述，本发明的可拆除内芯优选以从不昂贵的挤压预制的管子形成，这样，用于PST的可拆除内芯具有能笔直拉出PST内芯的优点。从制造角度而言，对弱化线的图案几乎没有什么限制，因为在现有技术中，激光和其他切割设备都是CNC控制的，其制造过程具有很好的重复性和自动化水平。
本发明可拆除内芯的另一个优点是，由于管子是一个整体，没有延伸超出其圆周轮廓的部分。这种结果对PST和内芯组合件的结构而言，在工业上和使用该组件的人员都是可以接受的。
本发明另一方面提供了一种可拆除内芯，其中至少两根弱的每根化线交互延伸至对应虚线的相对侧面上。在该实施方式中，内芯包含至少两根条子，以蛇纹方式围绕管子的半个圆周延伸。因此，抽拉这每根条子时，可以从PST内部拆除内芯，每根条子的解开方向在两根主弱化线(条纹在其间延伸)的每根上部发生反转。
本发明另一方面提供了一种用来支撑处于径向膨胀状态的预拉伸弹性管的可拆除内芯，它是一个管子，具有第一和第二相对端，以及许多间隔和彼此相邻排列的定域弱化主线段，从管子的第一端延伸至其第二端，还具有许多基本平行的定域弱化次线，一组次弱化线分别与主弱化线的每段相关，该组中每根次弱化线从其一面的相关主弱化线段延伸到对应主弱化线段另一面上与之间隔的终止点，该组的相邻次弱化线从其不同面上的对应主弱化线段延伸裂对应主弱化线段相对面上的终止点，其中，从对应主弱化线段一端开始的次弱化线在该主弱化线段一面上延伸到其另一面上相邻主弱化线段的对应端，形成了一根条子，从管子的第一端开始，基本上以蛇纹方式在这许多主弱化线段区域中连续延伸，并在对应的相邻主弱化线段之间基本上以螺旋方式继续延伸至管子的第二端，该条子有一个自由端，从管子的第二端开始，在该管子中延伸，伸出管子的第一端。
在该实施方式中，本发明内芯的管子具有一些隔开的主弱化线段，这些线段的排列方式是从管子的第一端延伸至其第二端。这些主弱化线段是相邻排列并彼此间隔的，每个线段都有两个相对端，其中两个相邻线段的收缩端彼此间隔。管子的结构以及主、次弱化线在每个主弱化线段内的延伸方式如上所述。除此之外，在本发明的该实施方式中，具有从主弱化线段一端开始，在圆周方向上延伸，并在相邻主弱化线段的另一端终止的次弱化线。通过如此排列的弱化线，在管的圆周壁上形成的条子基本上以蛇纹方式在每个主弱化线段区域中延伸，同时该条子基本上以螺旋方式在相邻主弱化线段之间延伸。
抽拉该条子时，在每个主弱化线段区域内，条子的解开方向在每绕一圈后反转180°，在两个相邻主弱化线段间区域内环绕至少两圈后反转180°，每三组相继主弱化线段间区域内的条子，其解开方向是彼此反转的。因此，虽然相继主弱化线段间区域内的条子解开方向的变化不超过一圈，但是要被PST包层物体周围的条子并未发生弯曲。
主弱化线段可以是直线或弯曲的，每对线段的相对两端都是交替并沿圆周方向或基本上沿圆周方向排列的。这里的术语“弯曲的”是指主弱化线段并不一定要平滑地弯曲，可以是曲折形状的，三角形或“u”或“w”字形的。在相邻线段之间，连接两根主弱化线段相对两边的次弱化线可以延伸一圈或更多圈，使该区域的条子基本上以螺旋方式延伸若干圈。
附图简要说明参考附图将更全面地描述本发明，图中使用相同的数字表示各图和实施方式中的相同部分，其中

图1是本发明一个实施方式的一个可拆除内芯支撑的PST的部分切除侧视图，该可拆除内芯和PST都位于一个电缆接头上。
图2是本发明一个实施方式的可拆除内芯的透视图。
图3-6是本发明若干实施方式的可拆除内芯的侧视图，其中主弱化线的形状以及终止点与对应于主弱化线的次弱化线之间的距离各不相同。
图7是本发明另一个实施方式的可拆除内芯的透视图。
图8和9是本发明其他实施方式的可拆除内芯的侧视图。
发明详述支撑一个冷收缩弹性管12的可拆除塑料内芯10的第一实施方式示于图1中。该弹性管12被部分切开，用以显示中空内芯10中形成的弱化线结构。包覆组合件14包含该可拆除内芯10和预拉伸并径向膨胀的弹性包覆管12，该包覆组合件置于连接两根电缆16的电缆接头(为了说明清晰的目的，没有示出)上，每根电缆包含一根导体18和一个绝缘包覆层20。
通过拆除中空内芯10，该径向膨胀的包覆管12收缩，得以在周边方向上接触接头和电缆16并将其密封。如果需要的话，可以在电缆16的绝缘包覆层20和弹性包覆管12之间安置一种绝缘胶或一条胶带。
该冷收缩弹性包覆管12可以由一个弹性管制成，该弹性管可以被膨胀至更大直径，并在拆除掉中空支撑内芯10之后，收缩回复至其初始尺寸。
在大多数用途中，形成弹性包覆管12的材料，其确切化学本性并不是非常重要的，只要它具有足够高的弹性，能被拉伸并基本上收缩至其初始尺寸即可。橡胶状弹性体，比如天然橡胶，天然和合成聚异戊二烯，顺-聚丁二烯和苯乙烯丁二烯橡胶，丁二烯-丙烯腈橡胶，聚氯丁烯，(氯丁橡胶)，丁基橡胶，聚硫橡胶，硅橡胶，包括液体硅橡胶，聚氨酯橡胶，聚丙烯酸酯橡胶，表氯醇均聚和共聚橡胶，氧化丙烯橡胶，氟硅氧烷橡胶，碳氟橡胶，氯磺化聚乙烯橡胶，氯化聚乙烯橡胶，乙烯-丙烯橡胶，乙烯-丙烯-二烯单体三元共聚橡胶(EPDM)，亚硝基橡胶，磷腈橡胶，或聚氨酯，包括二元聚氨酯，聚氨酯弹性体和聚氨酯热塑弹性体(TPE)都是适用的。优选物质包括乙烯-丙烯-二烯单体三元共聚物(EPDM)和硅橡胶。可以将任意上述物质调配成各种组合物，其中包含阻燃剂，导电材料，增强耐候性的材料，产生电应力级配(grading)性质的材料，玻璃纤纸或碳纤维，惰性填料等。具体是，该弹性包覆管12可以是绝缘的，导电的，或者具有如电信，中压或高压用途所要求的电应力级配性能。
中空塑料支撑内芯10如图1的侧视图所示，并如图2的轴视图所示。其中，内芯10是一个管子22，该管子具有一个第一端24和一个相对的第二端26，构成了内芯10的纵向尺寸。而且，在管子22的壁上形成了一根主弱化线28，从管子22的第一端24延伸至其第二端26。该主弱化线28是波纹状的，以管子22的圆周方向上延伸一个宽度30，并且对称于虚线29。
在主弱化线28的横向方向，延伸有许多平行于管子22圆周方向的次弱化线32。每根次弱化线32都从主弱化线28上的位置34开始，并沿圆周方向在其一个面上延伸至位于该弱化线相对面上的终止点36。该终止点36与该次弱化线32开始处的主弱化线28上的位置34之间的间隔是沿圆周方向的距离38。在该实施方式中，距离38小于宽度30。
从其侧面观察内芯10时，主弱化线28可以被看成是一种波形函数。次弱化线32的开始位置34交错位于波纹主弱化线28的波峰和波谷处，其中，终止点36分别位于两个相邻波峰或两个相邻波谷之间。通过这样的结构，管22的壁可以被看成是由以蛇纹方式沿管子22圆周延伸的条子40形成的，其中，条子40的两个相邻区域42被次弱化线32分隔。条子40的每个区域42都以360°围绕着管22延伸，其中，相邻的区域42通过连接区域44相连接，被限制在主弱化线28的区域中，并围绕终止点36延伸。在管子22的第二端26上，条子40延伸形成一个自由端46，从管子22的第二端26延伸在管子22中通过，从管子22的第一端24伸出形成区域48，能用手或通过合适的工具(钳子或类似物)将其握住。
管子22的壁沿着主弱化线28和次弱化线32而弱化。这些弱化线是在管子22的壁上穿孔透过形成的，在相邻区域之间形成管壁的网状，部分或者通过在管22的外表面或内表面上形成沟槽而产生这些弱化线。最优选通过烧蚀掉管壁22材料的方法形成穿孔或沟槽。可以使用激光束，用POM等可激光烧蚀的塑料制造管子22。终止点36优选具有径向延伸的孔50，也是由激光烧蚀形成的。
再看图1，要从预拉伸包覆管12中拆除内芯10，必须在握住位置48从内芯10的第一端24进行抽拉，使条子40的各部分42解开，此解开过程从内芯10的第二端26开始向其第一端24发展。解开时，条子40绕电缆16不会超过360°，因为在一个方向上解开360°后，条子40的移动方向会反转360°，并持续下去。因此，条子40能笔直拉出。
图3到6表示了本发明各实施方式的不同支撑内芯52，54，56和58。在这些图中，使用相同的数字表示与图1和2的内芯10中类似或相同的部分。
如同图1和2，图3内芯52的主弱化线28也是波纹状的。但是，次弱化线32的终止点36与次弱化线32开始处34之间的距离38基本上等于宽度30。
在图4中，整个主弱化线28的延伸倾斜于内芯54的纵向。因此，虽然主弱化线28本身是呈波纹状的，但它沿内芯54的纵向螺旋状延伸。
图5和6分别表示具有三角形或梯形主弱化线28的内芯56和58。
最后，图7表示本发明内芯60另一个实施方式的透视图。而且该图中与其它实施方式内芯的对应部分相似的内芯60部分被标注为相同的数字。
图7中内芯60的特点是，管22包含两根条子40，每根条子都以蛇纹方式延伸180°，终止于分隔的两个握住端48。为些，内芯60的管子22具有两根主弱化线28，彼此相对错开180°。两根主弱化线28都是波纹状的，在这两根主弱化线28之间，从一根主弱化线28上的点34开始，沿圆周方向延伸着次弱化线32，到与一根主弱化线28距离38的终止点36处结束。因此，每根条子40包含相邻的沿圆周方向延伸的两个区域42和连接条子40的这两个相邻区域42的部分44，每个区域42在管22的圆周方向延伸绕过180°，所以每根条子40以蛇纹方式沿管22的纵向延伸绕过180°。通过在两根条子40的两个握住端48进行抽拉，能将内芯60从其所支撑的预拉伸弹性管(未在图7中示出)中拆除。
或者，内芯10的管子22第二端26上的两根条子40可以连接起来，使得只有一个自由端延伸通过管子22并伸出在该管的第一端24上，抽拉这一根自由端，两根条子40的都从内芯60上解开。而且，也可以将两根条子的两个自由端46在其长度方向上连接起来，抽拉这些连接端，也能够解开这两种条子40。
在图8和9中，表示了另两个用于PST的可拆除内芯实施方式，相同的数字表示与其它图相同的部分。上述其它实施方式中内芯的全部特点和特征都适用于图8和9的实施方式。
与其它实施方式成对照的是，在图8和9中，主弱化线被分隔成相继排列的一些相邻线段28，具有相对的两端62，64，其中，相邻线段28的这相对两端62，64沿圆周方向交错。各相邻线段28的取向彼此相反，是弯曲的或曲折的。在线段28的区域中，次弱化线32的长度和排列与图1到7的其它实施方式相同。但是，主弱化线相邻线段28的相对两端62，64被次弱化线66连接在一起。因此，条子40只包含线段68，每根都延伸环绕两圈。在图9中，条子的每个主弱化线具有两根线段42。而且，在图8中，主弱化线段28是平滑弯曲的，沿半个圆周延伸，并在虚线29的相对两侧交替排列，在圆周方向有位移，而在图9中，主弱化线段28是曲折的，类似字母“w”，并且是交叉的，每根线段28都在虚线29的两侧延伸。
通过上述公开的内容，在实施本发明时能作出不超过其原理或范围的多种变化和改进，对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，本发明的范围由权利要求所限定。
权利要求
1.一种用于支撑处于径向膨胀状态的预拉伸弹性管的可拆除内芯，包括一个管子，它具有一个第一端和一个第二端；至少一根定域弱化主线，从该管子的第一端开始并在该管的第二端终止；许多基本平行的定域弱化次线，其中每根次弱化线都从其一侧的至少一根主弱化线延伸至该至少一根主弱化线另一侧相间隔的终止点，而且其中相邻的次弱化线从该至少一根主弱化线交替延伸到该至少一根主弱化线相对侧的终止点，形成了至少一个条子，从该管子的第一端开始并基本上以蛇纹方式继续延伸至该管子的第二端。
2.如权利要求1所述可拆除内芯，其特征在于该至少一根条子有一个从该管子第二端开始的自由端，在该管子中延伸通过，从该管的第一端伸出来。
3.如权利要求1所述可拆除内芯，其特征在于每根次弱化线都基本上沿圆周方向围绕该管子延伸。
4.如权利要求1所述可拆除内芯，其特征在于该至少一根主弱化线具有周期性正弦的，曲折的，三角形的，矩形的，或梯形的波形。
5.如权利要求1所述可拆除内芯，其特征在于该管在次弱化线终止点处具有径向膨胀的孔。
6.如权利要求1所述可拆除内芯，其特征在于该至少一根主弱化线的整体延伸倾斜于该管子的纵向。
7.如权利要求1所述可拆除内芯，其特征在于该主、次弱化线由管子上的穿孔组成。
8.如权利要求1所述可拆除内芯，其特征在于该主、次弱化线是通过使用激光或电子束，等离子体烧蚀掉管子材料，或应用流体喷射或对该管子采用机械切割方式形成的。
全文摘要
一种用于支撑处于径向膨胀状态的预拉伸弹性管的可拆除内芯(10)，它具有第一和第二相对端和至少一根定域弱化主线(28)，从管子的第一端(24)开始，到管子的第二端(26)结束。该内芯进一步包括许多基本平行的定域弱化次线(32)。每根次弱化线(32)都基本上从主弱化线(28)的一侧沿圆周延伸至与该主弱化线另一侧相间隔的终点。相邻次弱化线(32)形成了一根条子。该条子从管子的第一端开始，并基本连续延伸至管子的第二端。
文档编号B29C61/06GK1608337SQ02826255
公开日2005年4月20日 申请日期2002年11月19日 优先权日2001年12月31日
发明者E·A·霍普卡斯, W·诺尔 申请人:3M创新有限公司