專(zhuān)利名稱(chēng)：可壓碎芯子和具有擴(kuò)張管和可壓碎芯的套組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種與擴(kuò)張彈性管連用的可壓碎的結(jié)構(gòu)，一種所述可壓碎結(jié)構(gòu)和所述擴(kuò)張的彈性管的組合件及一種制造所述可壓碎結(jié)構(gòu)的方法。
第3,318,9328號(hào)美國(guó)專(zhuān)利揭示了一種用于木桿的彈性罩，這種彈性罩借助于一套而被保持在擴(kuò)張狀態(tài)中，套可借助于一種易碎材料或一種最后可汽化或熔化或可在安裝后用急速吹氣加以碎裂的一種15號(hào)材料制成的。
第053095號(hào)歐洲專(zhuān)利揭示了各種帶有易碎芯子的套組件，每種組件包括用一個(gè)易碎的內(nèi)支撐芯子以擴(kuò)張狀態(tài)予以支撐的一個(gè)擴(kuò)張的彈性管。一種型式的支撐芯子是管形的并包括有細(xì)絲。采用這種設(shè)計(jì)當(dāng)芯子被壓碎時(shí)就不易對(duì)芯子碎片尺寸進(jìn)行控制。另一種型式是由以編織的或復(fù)蓋層結(jié)構(gòu)型式的纖維絲制成的。這種型式的結(jié)構(gòu)已被注意到是通過(guò)在薄弱點(diǎn)上折疊和斷裂而不是通過(guò)纖維斷裂予以破裂的。破壞可能發(fā)生在多個(gè)不確定的部位上。
第4,338,970號(hào)美國(guó)專(zhuān)利揭示了一種可恢復(fù)的套管，它包括一以保持?jǐn)U張狀態(tài)的彈性套和一被粘結(jié)到該彈性套上的外約束件由此可使所述約束件從該彈性套上分裂成段和剝離。這種約束件可以是一種僅用錘子即可破碎的易碎材料或可以是一種有展韌性材料，例如可通過(guò)沿著變?nèi)蹙€(xiàn)撕裂而被分裂成段的材料。
第4,410,009號(hào)美國(guó)專(zhuān)利揭示了一種可恢復(fù)的套組件，它具有一徑向地?cái)U(kuò)張的內(nèi)彈性管和圍設(shè)并固定在所述內(nèi)管上的一外剛性管。所述的外套可用沖擊力(例如來(lái)自腳踢)予以破碎，而外管的碎片可以從所述內(nèi)管上剝離。
美國(guó)專(zhuān)利第3,515,798號(hào)揭示了一種套組件，它包括一徑向地伸展的彈性外管和一支撐的內(nèi)空心的芯件。所述芯件有一深的螺旋槽以使芯子可以從所述組件中分裂成段并分離。
美國(guó)專(zhuān)利第4,287,072號(hào)揭示了一種軟空心件，它有一個(gè)擴(kuò)張的內(nèi)彈性件和一個(gè)外約束件。所述約束件是用一種對(duì)槽口敏感的材料制成以便當(dāng)刻痕線(xiàn)在該約束件上形成時(shí)，這些刻痕線(xiàn)通過(guò)使該空心件變形而通過(guò)材料擴(kuò)散。這種外約束件的伸展與斷裂之比至少為25％。
按照本發(fā)明的第一方面，提供一用于支撐一彈性管的空心可壓碎的支撐件，所述彈性管在所述支撐件破裂后可恢復(fù)到至少其原始尺寸和形狀的一部分，所述支撐件包括各個(gè)由一第一種材料制成的沿縱向延伸的部分；多個(gè)鄰接的基本沿縱向延伸的易碎區(qū)域，每個(gè)所述縱向延伸部分通過(guò)所述縱向延伸的易碎區(qū)域之一與各鄰接的縱向延伸部分連接以構(gòu)成一剛性結(jié)構(gòu)；以及所述的縱向延伸的易碎區(qū)域是由一第二種材料制成，該第二種材料在斷裂值時(shí)的延伸率基本上要小于所述縱向延伸部分的第一種材料的延伸率。
按照本發(fā)明的第二方面，提供一用于支撐一彈性管的空心可壓碎的支撐件，所述彈性管在所述支撐件破裂后可恢復(fù)到其原始尺寸和形狀的一部分，所述彈性管包括多個(gè)由第一種材料制成的基本縱向延伸的部分；多個(gè)鄰接的連接部分，各縱向延伸的部分通過(guò)至少一個(gè)連接部分與鄰接的縱向延伸部分連接并與它們隔開(kāi)以構(gòu)成一剛性結(jié)構(gòu)；以及所述的至少一個(gè)連接部分包括至少一易碎的區(qū)域，其中所述的易碎區(qū)域是由一第二種材料制成，該第二種材料在斷裂時(shí)的延伸率基本上小于所述第一種材料斷裂時(shí)的延伸率。
本發(fā)明的一種空心的可壓碎的支撐件可以由一種絕緣材料制成，較理想是由一種或一種以上的聚合化合物和至少一種聚合物和一種與之不溶混的添加材料的混和物制成。所述不溶混材料較理想是PMMA，聚苯乙烯或其它的長(zhǎng)鏈聚合物。
這種組成可以包括多種填料，例如微珠?；蛭⑴菽?。較理想的微珠粒的直徑范圍是從約20微米至約100微米，最為理想的是約50微米至60微米。當(dāng)使用時(shí)，所述可壓碎的支撐件的微珠粒和其剩余的材料的體積比是在約1∶2和2∶1之間，較理想約為1∶1。
本發(fā)明的可壓碎的支撐件的縱向部分和連接部分可由單纖維絲，較理想是由多纖維絲例如非織造織物制成。
所述支撐件可包括有空隙(穴)因而是不連續(xù)的。這些空隙(穴)可以通過(guò)任何傳統(tǒng)方法在所述支撐件上形成的孔，或當(dāng)使用非織造織物時(shí)則空隙僅是在纖維之間的空間。
可壓碎支撐結(jié)構(gòu)的易碎區(qū)域可以種種樣式設(shè)置，即所述區(qū)域可以是聚合物的一根熔接線(xiàn)，它還可以是在支撐件上的穿孔或槽。
各種不相同的支撐件對(duì)于支撐一種可具有不同尺寸的徑向伸展的彈性管是有用的，即這種管子可以比所述的可壓碎支撐件長(zhǎng)，而在一實(shí)施例中，至少管子的一端是折回到剩下部分之上。
用這些彈性管制成的套組件可以只包括一上述的那些層，或可以還包括至少在所述支撐件內(nèi)的一附加層，例如，一層粘性的密封劑材料，如一種導(dǎo)電或半導(dǎo)電的膠粘劑。
本發(fā)明的可壓碎的支撐件可以用如注塑成型那樣的方法生產(chǎn)，其中融熔的聚合物從所述可壓碎支撐件的一端沿著縱向延伸部分流動(dòng)，從所述縱向延伸部分進(jìn)入連接部分并在所述融熔的聚合物的一熔接線(xiàn)上的連接部分內(nèi)產(chǎn)生所述易碎區(qū)域。當(dāng)采用聚合物的混合物時(shí)，融熔的聚合物可以被分離然后聚結(jié)以形成多根縱向的熔接線(xiàn)。
本發(fā)明的一些方面提供一種以確定的方式破裂并產(chǎn)生具有確定形狀和尺寸的碎片的可壓碎的支撐結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明提供了一種薄的、堅(jiān)固而重量輕的以及可以在超過(guò)40℃甚60°的溫度時(shí)支撐一擴(kuò)張的彈性管的可壓碎的支撐結(jié)構(gòu)。
如在此所使用的，那些術(shù)語(yǔ)具有如下含義。
1.所述的“部分燒結(jié)”的術(shù)語(yǔ)意味著陶瓷制品不是處于完全稠密的狀態(tài)，而相反，進(jìn)行加工使陶瓷體保持多孔狀態(tài)。
2.本發(fā)明及其實(shí)施例、優(yōu)點(diǎn)和修改將就下面的附圖予以說(shuō)明的。


圖1示出按照本發(fā)明的一第一實(shí)施例的套組件的示意圖；圖2至圖5示出本發(fā)明的一第二實(shí)施例的支撐結(jié)構(gòu)；圖6和圖7示出本發(fā)明的該第二實(shí)施例的經(jīng)修改的支撐結(jié)構(gòu)；圖8至圖10示出本發(fā)明的一第三實(shí)施例的支撐結(jié)構(gòu)；圖11至圖14示出本發(fā)明的一第四實(shí)施例的支撐結(jié)構(gòu)；圖15至圖16示出用于制作本發(fā)明的第四實(shí)施例的支撐結(jié)構(gòu)的擠壓模加工過(guò)程；圖17示出本發(fā)明的一第五實(shí)施例的支撐結(jié)構(gòu)；圖18示出本發(fā)明的一第六實(shí)施例的一個(gè)套組件；圖19示出本發(fā)明一第七實(shí)施例的一個(gè)套組件；圖20A至圖20E示出本發(fā)明的支撐結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步的構(gòu)造和形式；圖21示出本發(fā)明的一第八實(shí)施例的一個(gè)套組件；圖22示出本發(fā)明的一第九實(shí)施例的一個(gè)套組件；圖23A至圖23C示出本發(fā)明的第八和第九實(shí)施例的快速連接的修改結(jié)構(gòu)的詳細(xì)的橫截面。
圖1示出總的以圖號(hào)1表示的一個(gè)套組件，它包括一個(gè)外管2和一個(gè)易碎的內(nèi)支撐芯結(jié)構(gòu)4。按照本發(fā)明，管2可以用一種軟彈性材料制成，這種材料可以被徑向地伸展到其原始尺寸的多倍并且可恢復(fù)到基本上其原來(lái)尺寸和形狀。管2可被擴(kuò)張到一個(gè)大的直徑并借助熱套或冷縮的方法通過(guò)加熱縮回到基本上其原來(lái)的尺寸。下面將說(shuō)明一易碎的內(nèi)芯4和伸展的外彈性管2；然而，本發(fā)明并不限于這種組件。零件的次序可以被顛倒以便如圖1中圖號(hào)2所示的外圓筒體可以是易碎的支撐結(jié)構(gòu)而圖號(hào)4所示的內(nèi)圓筒體可以是一種彈性材料制成的軟管，該軟管已經(jīng)徑向伸展并且，例如用粘結(jié)劑將其連結(jié)到易碎外管2的內(nèi)表面上或兩部分可以借助加熱和壓力而被粘結(jié)。
用于隨本發(fā)明的實(shí)施例中的任一個(gè)一起使用的軟彈性管2的一些合適材料在美國(guó)專(zhuān)利第3,515,798中予以說(shuō)明，它被援引在此。除了管子2的材料必須具有可使它伸展并然后收縮到基本上其原始尺寸的彈性這點(diǎn)之外并不期望對(duì)管2的材料的化學(xué)性質(zhì)采取任何限制。
一些例子包括似橡膠的彈性體(合成橡膠)，例如天然橡膠、天然的和人工合成的聚異戊乙烯、順式聚丁乙烯和丁苯橡膠、丁腈橡膠、聚氯丁烯(氯丁橡膠)、丁基橡膠、聚硫橡膠、硅橡膠、聚氨酯橡膠、聚丙烯酸酯橡膠、表氯醇均聚物和共聚物橡膠、氧化丙烯橡膠、硅氟橡膠、碳氟橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、氯化聚乙烯橡膠、乙丙橡膠、乙烯丙烯單體三元共聚物橡膠(EPDM)、亞硝基橡膠、或磷酰氮橡膠都可以是適用的。比較理想的材料是乙烯丙烯單體三元共聚物橡膠(EPDM)。較理想地所選的似橡膠材料具有的永久(殘余)變形約小于30％。
組成可以按配方制備，包括有種種的輔助劑，例如燃燒抑制劑、導(dǎo)電材料、改善經(jīng)受風(fēng)吹雨打特性的材料、產(chǎn)生使應(yīng)力遞減變化特性的材料及類(lèi)似材料。
本發(fā)明的任一個(gè)實(shí)施例的支撐結(jié)構(gòu)4的一個(gè)十分顯著的特點(diǎn)是可按需要通過(guò)折斷(裂)將其加以破裂的能力。按照本發(fā)明，可壓扁程度可能涉及到易碎支撐結(jié)構(gòu)或支撐結(jié)構(gòu)與彈性管的組件的特性。所述支撐結(jié)構(gòu)可以用手或工具予以壓扁或使之破裂，因而所提供的彈性管并不損壞。
易碎的芯子設(shè)有易碎的脆弱區(qū)域以便芯子4以一種確定的方式破裂而產(chǎn)生一規(guī)定尺寸的碎塊。所述的易碎脆弱區(qū)域是用一種脆(易碎)的材料制成，而較理想是用這樣一種材料制成其延伸率為斷裂約小于10％，較理想是約小于5％而最理想是約小于3％。而如果可壓碎的支撐結(jié)構(gòu)4是整個(gè)地用這樣一種材料制成則是較為理想的。最好是，在支撐結(jié)構(gòu)已破裂后，支撐結(jié)構(gòu)的大部分碎塊基本上保留在管子2內(nèi)。
可用于芯子4的材料較理想是絕緣材料，其室溫彈性模量約大于2500牛/毫米2(ASTM D638)而較理想是約大于5000牛/毫米2。從約10,000至約40,000牛/毫米2的彈性模量范圍是特別理想的。用于支撐芯子4的合適材料是脆性樹(shù)脂或從下面一般種類(lèi)的材料選出的彈性體聚苯乙烯，它包括有苯乙烯丙烯酸腈和聚苯乙烯與聚苯醚的混和物，聚苯硫，聚酯，包括有聚甲基丙烯酸甲酯在內(nèi)的聚丙烯酸酯，包括有以聚脂和聚酰胺酯為基的那些液態(tài)晶體聚合物以及任何的上述材料的混合物和化合物。芯子4還可以用脆性樹(shù)脂材料制成，這種材料如環(huán)氧樹(shù)脂、硫化胺(amine cured)、兩部分環(huán)氧樹(shù)脂、透明的苯乙烯聚酯樹(shù)脂和溶劑可溶解的丙烯酸鹽樹(shù)脂。熱固性樹(shù)脂，例如酚醛樹(shù)脂也是合適的。所述材料可以用纖維，薄片、微珠或微泡沫，例如玻璃纖維、云母片、玻璃微珠等予以加強(qiáng)。比較理想的微珠或微球的直徑范圍是約從50微米至60微米以及珠與樹(shù)脂的體積比為1∶1。約低于1∶2的體積比使芯子太軟而約超過(guò)2∶1的體積比使芯子4太脆以致都不能支撐管子2。
芯子4還可由部分燒結(jié)或多孔的陶瓷材料、氧化和/或非氧化的合成材料或玻璃制成，包括含有部分燒結(jié)的氧化鋁、尖晶石、氧化鋯、高鋁紅柱石、堇青石和其它的硅酸鹽的材料。這些多孔材料可以進(jìn)一步通過(guò)浸入一種有機(jī)樹(shù)脂或帶有有機(jī)聚合物的溶劑或其它有機(jī)成份予以改變。芯子4還可由陶瓷珠制備這是通過(guò)將陶瓷珠部分地?zé)Y(jié)在一種合成材料內(nèi)或用一種有機(jī)聚合物或樹(shù)脂固定陶瓷珠。
用于芯子4的有用的陶瓷材料還包括鋁陶瓷、硅酸鹽、氧化鋯等。有用的非氧化材料包括金屬碳化物、金屬亞硝酸鹽、金屬硼化物，并且材料還可以包括氧化和非氧化成份的組合。
芯子4根據(jù)需要破裂的能力不但取決于對(duì)芯子4的基料和填料成份的選擇，而且還取決于芯子4的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，即取決于明顯形成的易碎薄弱區(qū)域，這些區(qū)域可使芯子4以一確定方式斷裂因而可確定在分裂時(shí)所產(chǎn)生的碎塊的尺寸、形狀和/或其均勻性。構(gòu)成易碎薄弱區(qū)域的材料較理想是其抗斷強(qiáng)度基本上要比在芯子4的剩下部分中的大部分材料的低。
當(dāng)芯子向下破裂到基底層上時(shí)，基本上芯子的所有碎塊可以被保留在彈性管2內(nèi)。在套組件1被用于隔離(絕緣)兩根電纜之間的接合處的場(chǎng)合，則非常希望在內(nèi)芯4中被截留的碎塊是隔離的。
圖2至圖5示出本發(fā)明的可壓碎的芯子100的一第二實(shí)施例。一可壓碎的芯子100被構(gòu)制成一個(gè)具有基本縱向延伸件(12)和周向式橫向延伸件(14)的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
圖2和3示出一些可壓碎的芯子100，它們可以由單絲或多纖維絲制成并且可以被編織(圖3)或復(fù)蓋(圖2)以產(chǎn)生一個(gè)具有縱向件12和周向連接件14的結(jié)構(gòu)，該周向連接件連接相鄰的縱向件12并使這些縱向件保持一隔開(kāi)的布置形式。這些結(jié)構(gòu)總的都在第0530952號(hào)歐洲專(zhuān)利中已予以說(shuō)明，在此予以援引。
此外，所述的可壓碎的芯子100具有分離的易碎(脆弱)區(qū)域，這些區(qū)域是處于連接件14的位置上，此位置位于與縱向件12連接的連接件14的連接點(diǎn)之間。這些較脆弱的易碎區(qū)域可以通過(guò)種種方法產(chǎn)生，例如在連接件14的適當(dāng)位置上切去或磨損穿過(guò)的單絲纖維或多絲纖維或?qū)⒍嘟z纖維暴露在由如一激光束那樣的一種高能源產(chǎn)生的局部高溫下以部分燒結(jié)纖維，由此產(chǎn)生一個(gè)分離的易碎區(qū)域16。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得在這些薄弱區(qū)域上出現(xiàn)破裂從而產(chǎn)生了包括有一縱向件12和與之連結(jié)的部分的連接件14的可壓碎芯子100的碎塊。
主要由一個(gè)或至多少量的縱向件12組成的碎塊的產(chǎn)生具有這樣優(yōu)點(diǎn)，即當(dāng)使斷裂的縱向件12與在下面基底上的尖銳的直徑臺(tái)肩相一致時(shí)，它就可保護(hù)恢復(fù)的管道管子2。所述脆弱的易碎的區(qū)域16可以被置于相鄰的縱向件12之間的中間，并且，作為一個(gè)替換例子，多于一個(gè)的易碎區(qū)域16可以被設(shè)置在處于相鄰的縱向件12之間的連接件14的部分上。
圖4示出可壓碎的芯子100的一個(gè)較佳實(shí)施例，它是設(shè)置在與縱向件12橫向連接的連接件14上的帶有分離區(qū)域16的一個(gè)格子或網(wǎng)形結(jié)構(gòu)。這些削弱的易碎區(qū)域16可以通過(guò)切去或磨穿連接件14的一部分而獲得或者可以通過(guò)部分地?zé)Y(jié)位于縱向件12之間的連接件14上的分離區(qū)域16，例如暴露于激光束使它們變成易碎和脆性的。
下面將參照?qǐng)D5來(lái)具體說(shuō)明圖4所示的可壓碎的芯子100的較理想的制造方法。所述可壓碎的芯子100可以用塑料注射成型方法制作成。較理想的如果注入噴塑模具的塑料是從可壓碎的芯子的一端上的一環(huán)形帶上進(jìn)行以便塑性材料沿著縱向件12流動(dòng)并從縱向件流入連接件14，如圖5中示意地表示那樣。這種注塑成型的方法在從相鄰的縱向件12流入一特定連接件14的融熔的塑性材料的兩端部之間產(chǎn)生“鄰接線(xiàn)”或熔接線(xiàn)。在塑性材料的兩端部之間的熔接線(xiàn)可基本處于連接件14的中間。通過(guò)機(jī)械磨削、切削或部分燒結(jié)的方法可將附加的易碎區(qū)域18置于與連接件14的結(jié)合點(diǎn)間的縱向件12內(nèi)。
如果用于注塑成型的材料具有這樣的特性即當(dāng)融熔塑料的分離的端部在注塑模相關(guān)部分上相會(huì)合時(shí)可對(duì)易碎區(qū)域產(chǎn)生一條弱熔接線(xiàn)，則這就特別理想。合適的材料可以是PMMA，作為L(zhǎng)ucryl商標(biāo)產(chǎn)品可從BASF、AG公司得到，例如Lucryl55；或者是聚苯乙烯，也可從BASF，AG公司得到，型號(hào)為144C或聚苯乙烯和PM-MA的混和物。用于注塑成型的本發(fā)明第一實(shí)施例的可壓碎的芯子100的一種特別理想的材料是一種叫液晶聚合物(LCP)的普通類(lèi)型的聚合物。LCP聚合物作為Vactra商標(biāo)產(chǎn)品可從Hoechst AG公司得到，而型號(hào)B130尤為理想。無(wú)論選用什么材料都可以用填料等，如上文所述的。
由BASF144C聚苯乙烯制成的可壓碎的芯件100具有一內(nèi)徑約為33毫米、均勻厚度為0.6毫米以及相鄰的縱向件12與連接件14的間距約為3毫米已被發(fā)現(xiàn)適用于在60℃以上長(zhǎng)期貯藏過(guò)程中支撐擴(kuò)張的硅樹(shù)脂管。
具有內(nèi)徑約為33毫米、厚度為0.8毫米以及縱向件和連接件的間距約為3毫米的一個(gè)可壓碎的芯子100，已被發(fā)現(xiàn)適用于在60°和80℃之間的溫度下長(zhǎng)期貯藏過(guò)程中支撐硅樹(shù)脂管和EPDM伸展彈性管。兩種型式的可壓碎芯子100是通過(guò)主要沿著大致位于相鄰縱向件12中間的連接件14內(nèi)的薄弱易碎區(qū)域的折斷而予以破裂的。所產(chǎn)生的碎塊主要是由帶有與縱向件聯(lián)結(jié)的連接件14斷裂部分的一個(gè)或二個(gè)縱向件12組成?？苫謴?fù)套2在可壓碎芯子100破裂后，可向下收縮以截留可壓碎芯子100的碎塊。
為了確定用上述方法制造的可壓碎芯子100的強(qiáng)度，已進(jìn)行過(guò)多種試驗(yàn)。用Lucryl144C聚苯乙烯制成的具有內(nèi)徑為33毫米、縱向件與連接件的間距約為3毫米以及厚度為0.6毫米的可壓碎芯子100，可經(jīng)受一個(gè)施加在直徑兩端的每厘米長(zhǎng)度1.30牛頓的負(fù)荷。用0.8毫米的厚度制成的同樣的可壓碎芯子100可承受每厘米長(zhǎng)度為2.5牛頓的一個(gè)橫向負(fù)荷。由LCP VeetraB130制成并具有0.8毫米厚的一個(gè)類(lèi)似的可壓碎芯子100可承受每厘米長(zhǎng)度為3.4牛頓的一向橫向負(fù)荷。所有的芯子100都可用于容易地予以壓斷。
對(duì)制成的合格的可壓碎芯子的樣品所進(jìn)行的試驗(yàn)表明由Hoechst AG公司供給的普通型Vectra的LCP型B130和C130制成的可壓碎芯子100的上述布置和尺寸所產(chǎn)生的熔接線(xiàn)，其斷裂強(qiáng)度要比在縱向件12內(nèi)的同樣材料的強(qiáng)度低2和10之間的倍數(shù)。對(duì)熔接線(xiàn)易碎區(qū)域的測(cè)量值，其斷裂強(qiáng)度通常要比在縱向件12內(nèi)的同樣材料低3和10之間的倍數(shù)。
如圖4中所示的可壓碎芯子100的格子結(jié)構(gòu)就基本上垂直于縱向件12橫向連接件14而言，已經(jīng)予以說(shuō)明并且是較理想的。另外，如圖4所示那樣，橫向件14可以用機(jī)械方法形成穩(wěn)定的環(huán)。如在圖6中所簡(jiǎn)示的那樣，橫向件14可與以縱向件12成一定角度的方式設(shè)置，以便在格子內(nèi)形成三角形空間。另外，如圖7所示，所述的橫向件14可以與縱向件12成一定的角度布置，以便在格子內(nèi)具有背對(duì)背的三角形空間。在圖6和7所示的兩種結(jié)構(gòu)中，當(dāng)該結(jié)構(gòu)承受擴(kuò)張彈性管的負(fù)荷時(shí)就在橫向件14的根部存在提高的機(jī)械應(yīng)力。與圖4所示的矩形空間結(jié)構(gòu)相比較，這種結(jié)構(gòu)可以減小支撐結(jié)構(gòu)破裂時(shí)的壓力。如圖4至圖7所示的支撐結(jié)構(gòu)100的縱向件12和連接件14的橫截面不需要是圓形的。所述件12、14可以具有任何合適的橫截面，例如矩形或菱形的形狀。
圖8至10示出在一個(gè)實(shí)施例中的可壓碎芯子200，該實(shí)施例包括一個(gè)基本圓筒形的芯子，所述芯子含有將芯子200分離成基本縱向的部分22和連接部分24的間隔或孔28。本發(fā)明并不需要芯子200為一圓形筒；它可以，例如是橫截面為多邊形的以及可向一端逐漸縮小。并不需要使所述縱向部分22嚴(yán)格地傾向于與芯子200軸線(xiàn)平行布置。孔28的分布可以是這樣即使縱向部分22具有Z字形或波浪形的形式。孔28可以從管子上切去材料形成或可以在適當(dāng)位置上注塑成形出?？?8可以用任何適用的裝置加以切割，并且不需要是圓形的，而可以是方形、多邊形或任何合適的形狀。易碎區(qū)域26是設(shè)置在圖9所示的連接部分24上?？扇芜x地，另一易碎區(qū)域27可以設(shè)置在基本縱向延伸部分22上。此外，如圖10所示，所述易碎薄弱區(qū)域26，27可以通過(guò)用鉆孔或采用脈沖激光束穿透縱向部分22和連接部分24的材料而提供。
圖11至16示出一個(gè)可壓碎的芯子300。如圖11所示的可壓碎芯子300具有一種基本圓筒形的形式并且包括由基本上縱向延伸的易碎區(qū)域36所分開(kāi)的縱向部分32。該可壓碎的芯子300的圓筒形形式，并不需要是圓形的而可以是如圖12所示的多邊形。另外，如圖13所示，可壓碎芯子300的所述圓筒形形式的厚度不需要是均勻的而是可以包括比連接部分34厚的縱向部分32。所述連接部分34可以包括一個(gè)或一個(gè)以上的縱向延伸的易碎區(qū)域36。
如圖14所示，可壓碎芯子300可以包括一個(gè)槽39，可以是呈V形的槽。所述縱向延伸的易碎區(qū)域36可以設(shè)置在所述槽39的底部與所述可壓碎芯子300的內(nèi)表面之間的左側(cè)材料上。
圖11至圖13的所述可壓碎芯子300可以用擠壓的方法制成。參照?qǐng)D15，所述擠壓模800包括通過(guò)模桿801與一芯子802分離的一個(gè)筒體803。所述的融熔的塑性材料在所圖示的方向上被擠壓以生產(chǎn)出擠壓管805。必需分離圍繞模桿801的塑性材料然后，再聚結(jié)以形成一完整的管805的筒體。通過(guò)在模桿801上，將融熔的塑性材料加以分離并重新組合形成管805而產(chǎn)生的熔接線(xiàn)提供了圖11至13的縱向延伸易碎區(qū)域36。朝著擠壓管805的模芯802的端部可以修改成如圖16所示那樣，以使其外表面包括多個(gè)槽804。這樣一種模具結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生帶有如圖14簡(jiǎn)要的縱向延伸易碎區(qū)域36的多個(gè)槽39。
圖17示出本發(fā)明第五實(shí)施例的一可壓碎的芯子400。任何有關(guān)第一至第四實(shí)施例所說(shuō)明的材料可以用于第五實(shí)施例。所述可壓碎芯子400包括可以與分離連接環(huán)412連接的多個(gè)分離縱向件402。突起和/或槽口419可以設(shè)在與縱向件402的部分405相配合的連接環(huán)412上，以便放置和固定所述縱向件402。所述連接環(huán)414包括可設(shè)置在槽口419或槽口419之間的薄弱區(qū)域406。在圖17上僅示出一個(gè)縱向件402，而示出的連接環(huán)414具有4個(gè)用于容納縱向件402的槽口419。本發(fā)明并不限于這些，而還可包括具有多個(gè)槽口419的連接環(huán)414，槽口用于固定等量數(shù)的縱向件402。
可看到，由在注塑成型或擠壓加工時(shí)形成的熔接線(xiàn)產(chǎn)生的易碎區(qū)域可有高均勻性的斷裂強(qiáng)度。另一方面，因?yàn)闄C(jī)械磨削加工，由于例如切削刀具的振動(dòng)或跳動(dòng)可能會(huì)嚴(yán)重削弱薄的脆性結(jié)構(gòu)，因此由機(jī)械磨削產(chǎn)生的薄弱易碎區(qū)域是易變化的。另外，不同的日常加工變量的控制，例如溫度、壓力、注射速率、數(shù)量和填料型式、聚合物的選擇和聚合物的粘度，可以配合特定應(yīng)用對(duì)易碎區(qū)域的強(qiáng)度加以精細(xì)調(diào)節(jié)。合格產(chǎn)品的重復(fù)再現(xiàn)性也較高從而產(chǎn)生較低的廢品率。
在圖1的實(shí)施例中，徑向伸展的可恢復(fù)的管2緊靠在可壓碎芯子4的末端上。如圖18所示，所述可恢復(fù)的彈性管2可比可壓碎芯子4長(zhǎng)，因而可伸出可壓碎芯子4的兩端之外的管子2的兩端6折回到管子2的外表面上。在經(jīng)拆回的管6的內(nèi)表面與管2的外表面之間的交界面8注入有一種潤(rùn)滑劑，例如石墨或硅潤(rùn)滑脂。如圖18所示的組件500通過(guò)可壓碎芯子4圍繞基底設(shè)置以允許彈性管2可恢復(fù)到所述基底上。接著使管子2的兩端6的兩端向前翻轉(zhuǎn)到可壓碎芯4的兩端并向下放到所述基底上。組件500的優(yōu)點(diǎn)是在管子2的直徑已被減小到基底的直徑后管子2的兩端6被滾軋到該基底上。由于減小了在分界面8上的張力，這就容易使端部6向后滾軋。
所述的如圖18所示的組件500可以應(yīng)用于在此被說(shuō)明的任何的可壓碎芯子上。該組件500對(duì)在圖11至14中的可壓碎芯子300特別理想。
圖19示出一個(gè)組件600。如參照?qǐng)D1已作的說(shuō)明那樣，該組件600也包括一可恢復(fù)的管2和一可壓碎的芯子4。所述可壓碎的芯子4可以是本發(fā)明實(shí)施例的可壓碎芯子的任何一種。所述可恢復(fù)管可以是如前面已說(shuō)明的一種彈性管或者可以是一種雙壁管。此外，在所述可壓碎芯子4內(nèi)無(wú)論是沿其整個(gè)長(zhǎng)度或沿其長(zhǎng)度的一部分或幾部分都可貼合一種相似(適應(yīng))的材料。在格子或網(wǎng)狀的可壓碎芯子100,200的例子中，這種相似的材料5可以透入格子或網(wǎng)結(jié)構(gòu)的空間內(nèi)。這種相似的材料5可以是一種密封劑。當(dāng)可壓碎的芯子4被壓碎以及管子2恢復(fù)到基底上時(shí)密封劑5可以將管子2密封到該基底上。密封劑5較理想是一種膠粘劑或其它的合適的粘性材料。這種多層的管狀結(jié)構(gòu)600可以被設(shè)置，在例如一電線(xiàn)連接件上并予以施加壓力，從而使芯子4破裂(塌陷)。當(dāng)彈性管2恢復(fù)時(shí)，它就將壓力施加到密封劑5上。密封劑5再淹沒(méi)電線(xiàn)連接件以防止有害的沾染物的侵入。同時(shí)密封劑5通過(guò)破裂芯子4產(chǎn)生圍繞碎塊的流動(dòng)。密封劑5然后用來(lái)充填在電線(xiàn)連接件周?chē)嬖诘目障犊臻g并包圍芯子4的碎塊，從而將碎塊擱靠在彈性管2的內(nèi)表面上。最終隔離所述電線(xiàn)連接件并有效地加以密封以隔離任何環(huán)境污染物。一些合適的膠粘劑包括有表I中給出的成份
表I
用于本發(fā)明的密封粘結(jié)劑并不限于上面例舉的配方。密封劑層5的特性可通過(guò)加入有作用的材料加以改變，即是說(shuō)，仔細(xì)地選擇導(dǎo)電或半導(dǎo)電顆粒的密集度可提供具有不同的所要求特性的密封劑層5。上面已對(duì)用于絕緣、控制電介質(zhì)強(qiáng)度和屏蔽的密封劑層予以了說(shuō)明。除了圖19中所示的一層外在芯子4內(nèi)還可設(shè)置具有不同要求性特的多個(gè)密封層4。
所述的可壓碎的芯子4,100,200,300和400已就圓筒形尤其是管形的結(jié)構(gòu)予以了說(shuō)明，但它們還可以有任何其它的合適的橫截面，例如如同圖20A中所示的矩形或如圖20B所示的三角形截面。另外，它們并不需要沿其長(zhǎng)度方向有均勻的直徑，而是可以是如圖20C和圖20E中所示的階梯形或可以是如圖20D中所示的錐體形。如圖20C和E所示的直徑的變化可以增加作用在可壓碎芯子4上的負(fù)荷并且還可以在一伸展的彈性管被芯子支撐時(shí)產(chǎn)生一不均勻的負(fù)荷?？v向地延伸和/或連接部分的厚度和/或?qū)挾瓤梢跃植吭黾右栽谶@些區(qū)域提供較好的穩(wěn)定性。
現(xiàn)將參照?qǐng)D21來(lái)說(shuō)明本發(fā)明一第八實(shí)施例的套組件700。該第八實(shí)施例可提供用于結(jié)合需要的較小空間的優(yōu)點(diǎn)。該套組件700是由兩互鎖的部分40和42組成。這些部分可以分別包括圓筒形的芯子43、46以及徑向擴(kuò)張的彈性套41、44，是用與規(guī)定用于第一至第七實(shí)施例的相同的材料制成。所述圓筒形芯子46是由一可碎部分49和可以在一單獨(dú)的注塑成型步驟中制成的一連續(xù)管段50組成。所述彈性套44借助圓筒形芯子46而保持在一種徑向擴(kuò)張的狀態(tài)。另一個(gè)圓筒形芯子43也包括一連續(xù)的管形部分和一可壓碎部分(未圖示)。彈性套41借助圓筒形芯子43保持在一種徑向擴(kuò)張的狀態(tài)。如需要的話(huà)，彈性套41和44可借助一種合適的粘結(jié)劑分別被密封到所述連續(xù)管形部分51、50或部分40、42上。
芯子46通過(guò)一種快速裝配連接與芯子43可以機(jī)械地互相連接在一起。例如，芯子46可設(shè)置一周向槽48，周向槽48在靠近連續(xù)部分50的芯子43的一端具有半圓形橫截面或類(lèi)似的橫截面。芯子43在其連續(xù)部分上有一個(gè)周向的突起部，其橫截面設(shè)計(jì)得可配裝進(jìn)芯子46的周向槽48中，芯子43和46的直徑以及突起部45的高度和槽48的深度要選擇得使芯子43可以具有在突起部45的外徑和芯子46的內(nèi)徑之間的足夠大的公盈以便在芯子46內(nèi)滑動(dòng)，而在最終位置時(shí)突起部定位在槽48內(nèi)。
套組件700以下述方法安裝。分離圓筒形部分43和46分別被推到與它們連接的電纜的左、右部分上。在連接好后，芯子43、46的連續(xù)部分51、50套合成一體并相互連接。接著，使芯子43和46的可壓碎的部分破裂由此將彈性套41、44安裝到它們的各自的電纜的部分上。
下面將參照?qǐng)D22來(lái)具體說(shuō)明本發(fā)明一第九實(shí)施例的一個(gè)套組件900。所述套組件900包括兩個(gè)圓筒形部分52、54?，F(xiàn)只詳細(xì)地予以說(shuō)明其中的圓筒形部分54。該圓筒形部分54包括一第一連續(xù)的管形部分56和一直徑減小的第二連續(xù)的管形部分60。圓筒形部分52和54可用任何合適的材料制成，尤其是聚乙烯、交聯(lián)聚丙烯或類(lèi)似材料制成。一彈性套64向下收縮到部分54的連續(xù)管部60的外側(cè)面上。套64通常是通過(guò)本發(fā)明的第一至第七實(shí)施例任何一個(gè)的可壓碎芯子62被保持在擴(kuò)張的狀態(tài)中。套64借助一種合適的粘結(jié)劑可以被粘結(jié)和/或密封到連續(xù)的管部60上。部分52可以按如上所述的用于部分54的同樣方式設(shè)置一可壓碎端部。
部分54和52設(shè)置有如上所述的用于第八實(shí)施例的一個(gè)槽58和一個(gè)突起部55。部分52和54在結(jié)合第八實(shí)施例所述的電纜的各自末端上滑動(dòng)并且部分52、54的可壓碎芯子62被破裂后可以安裝各自彈性套64。
圖23示出參照第八和第九實(shí)施例予以說(shuō)明的快裝配連接件的種種修改方案。這些修改將只就第八實(shí)施例予以說(shuō)明。如圖23A中所示，所述周向突起部45和周向槽48可具有一三角形的橫截面。如圖23B所示，部分42的連續(xù)管部50的末端可以設(shè)置有一安放O型圈53的臺(tái)肩。所述O型圈53可以是任何一種傳統(tǒng)的O型圈。在部分40的突起部45和部分40的連續(xù)管部的端面之間的距離設(shè)置得當(dāng)突起部45定位在部分42的槽48中時(shí)，該O型圈在部分42的臺(tái)肩66和部分40的端面68之間受到壓縮。該O型圈53提供了水和潮氣的密封而突起部45和槽48提供了機(jī)械的鎖定。
圖23示出圖23B中所示的套組件的一個(gè)修改方案。該O型圈設(shè)在部分42的周向槽內(nèi)。當(dāng)部分40的突起部45定位在部分42的槽48內(nèi)時(shí)，O型圈便自動(dòng)處于壓縮狀態(tài)之下。
在圖21至23中的布置結(jié)構(gòu)只是示意地表示本發(fā)明和其修改方案的套700和900的代表性實(shí)例。熟悉本技術(shù)的人將能認(rèn)識(shí)到已予以說(shuō)明的這些布置結(jié)構(gòu)可以適用在種種的方式中，然而這些都包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。特別是，突起部或脊45、55可以分別設(shè)置在連續(xù)部分50、56或部分46、54的內(nèi)側(cè)面上，而槽或凹槽48、58可以分別設(shè)置在部分40、52的連續(xù)部分51、57的外表面上。
所述的可壓碎芯子4,100,200,300,400,700和900已就圓筒形的而尤其是管形的結(jié)構(gòu)予以了說(shuō)明。本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例?？蓧核榈男咀?,100,200,300,400,700和900并不需要沿其長(zhǎng)度方向具有不變的直徑，而可以是如圖20C和圖20E中所示那樣成階梯形或可以是如圖20D中所示的錐體形狀。如圖20C和20E中所示直徑的變化可增加作用在可壓碎芯子4上的負(fù)荷并且在伸展的彈性管由芯子支撐時(shí)還可產(chǎn)生一非均勻的負(fù)荷。按照本發(fā)明縱向延伸和/或連接部分的厚度和/或?qū)挾瓤梢跃植吭黾右栽谶@些區(qū)域上提供較大的穩(wěn)定性。因而本發(fā)明并不限于成均勻厚度或均勻直徑的支撐結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種用于支持一種彈性管的空心的可壓碎的支撐件，所述彈性管可在所述支撐件破裂后回復(fù)到其原始尺寸和形狀的至少一部分，所述支撐件包括多個(gè)由第一種材料制成基本上縱向地延伸的部分；多個(gè)相鄰的基本上縱向延伸的易碎區(qū)域，各所述縱向延伸部分通過(guò)所述縱向延伸的易碎區(qū)域之一與各相鄰縱向延伸部分連接以形成一剛性結(jié)構(gòu)；以及所述縱向延伸的易碎區(qū)域是由一種第二種材料制成，該材料在斷裂值時(shí)的延伸率基本上要比所述縱向延伸的第一種材料的低。
2.一種用于支撐一種彈性管的空心的可壓碎支撐件，所述彈性管在所述支撐件破裂后可以回復(fù)到其原始尺寸和形狀的至少一部分，所述支撐件包括多個(gè)由一種第一種材料制成的基本上縱向地延伸的部分；多個(gè)相鄰的連接部分，各個(gè)縱向延伸部分通過(guò)至少一個(gè)所述連接部分與相鄰的縱向延伸部分連接并與之間隔以形成一剛性的結(jié)構(gòu)；以及所述至少一個(gè)連接部分包括至少一個(gè)易碎區(qū)域，其中，所述的易碎區(qū)域是由一第二種材料制成，該種材料在斷裂時(shí)的延伸率基本上要低于所述第一種材料在斷裂時(shí)的延伸率。
3.如權(quán)利要求1所述的空心的可壓碎的支撐件，其特征在于，所述第一種或第二種材料是選自由聚甲基丙烯酸甲脂、聚苯乙烯和一種液晶聚合物組成的一個(gè)族組。
4.如權(quán)利要求3所述的空心的可壓碎支撐件，其特征在于，所述的易碎區(qū)域是所述的聚合物或第一種材料和所述第二種材料的一條熔接線(xiàn)。
5.如權(quán)利要求2所述的空心的可壓碎支撐件，其特征在于，所述第一種或第二種材料是選自由聚甲基丙烯酸甲脂、聚苯乙烯和一種液晶聚合物組成的一個(gè)族組。
6.如權(quán)利要求5所述的空心的可壓碎支撐件，其特征在于，所述易碎區(qū)域是所述聚合物或所述第一種材料和所述第二種材料的一條熔接線(xiàn)。
7.一種套組件，它包括有如權(quán)利要求1所述的空心的可壓碎的支撐件和一由所述支撐件支撐的一個(gè)徑向伸展彈性管。
8.一種套組件包括有如權(quán)利要求2所述的一個(gè)空心的可壓碎支撐件和由所述支撐件支撐的一徑向伸展彈性管。
9.如權(quán)利要求7所述的套組件，其特征在于，所述的空心的可壓碎支撐件是一個(gè)在所述的徑向伸展彈性管內(nèi)的可壓碎芯子。
10.如權(quán)利要求7所述的套組件，其特征在于，所述的徑向伸展的彈性管要比所述可壓碎的支撐件長(zhǎng)并且所述的徑向伸展彈性管的至少一端折回到所述彈性管的剩下部分上。
11.如權(quán)利要求8所述的套組件，其特征在于，所述的空心可壓碎支撐件是一個(gè)在所述徑向伸展彈性管內(nèi)的可壓碎芯子。
12.如權(quán)利要求8所述的套組件，其特征在于，所述的徑向伸展彈性管要比所述的可壓碎支撐件長(zhǎng)，并且所述的徑向伸展的彈性管的至少一端折回到所述彈性管的剩下部分之上。
13.如權(quán)利要求7所述的套組件，其特征在于，它還包括在一粘性的密封材料的支撐件內(nèi)的至少一個(gè)附加層。
14.如權(quán)利要求8所述的套組件，其特征在于，它還包括在一粘性的密封材料的支撐件內(nèi)的至少一個(gè)附加層。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種包括有一用于支撐一彈性管的可壓碎支撐件(100)的套組件，所述的彈性管在所述支撐件破裂后可回復(fù)到至少其原始尺寸和形狀的一部分；所述套組件包括多個(gè)基本縱向延伸的部分(12)；多個(gè)連接部分(14)，每個(gè)縱向延伸部分(12)通過(guò)至少所述連接部分(14)之一連接相鄰的縱向延伸部分(12)并與之分開(kāi)以形成一剛性結(jié)構(gòu)；以及所述至少一個(gè)連接部分(14)包括至少一個(gè)易碎區(qū)域(16)。
文檔編號(hào)B29C61/06GK1139832SQ9610712
公開(kāi)日1997年1月8日 申請(qǐng)日期1996年6月21日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月21日
發(fā)明者赫伯特達(dá)斯特, 格赫特洛梅依厄, 曼弗雷德G·維伯賴(lài)茲 申請(qǐng)人:美國(guó)3M公司