DE1941327A1 - Molded parts with thermal return and process for their production - Google Patents
Molded parts with thermal return and process for their productionInfo
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Description
Formteile mit Thermorückrederung und Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung betrifft Formteile mit hermorückfederung, d.h. Formteile, die durch Wärme rückstellfähig sind und aus Werkstoffen bestehen, denen die Eigenschaft des plastischen oder elastischen Gedächtnisses verliehen werden kann. Beispielsweise kann eine rohrförmige Muffe aus einem solchen Werkstoff unter der Einwirkung von Wärme und Druck auf einen Durchmesser, der größer ist als ihr normaler Durchmesser, ausgedehnt und dann unter Aufrechterhaltung des Drucks gekühlt werden. Die auf diese Weise behandelte Muffe behält ihre ausgeweitete Form, bis sie erneut auf eine Temperatur oberhalb ihrer Rückstelltemperatur erhitzt wird, wodurch sie wieder ihre ursprüngliche Form annirnmt, Beispiele von Werkstoffen, die sich zur Herstellung dieser bei Wärmeeinwirkung nicht formbeständigen, rückstellfähigen Formteile eignen, sind in den U.S.A.-Patentschriften 2 027 962 und 3 086 242 genannt. Molded parts with thermal reduction and process for their production The invention relates to molded parts with hermo resilience, i.e. molded parts that pass through Are heat resilient and consist of materials that have the property of plastic or elastic memory can be given. For example can be a tubular sleeve made of such a material under the action of Heat and pressure on a diameter larger than its normal diameter, expanded and then cooled while maintaining the pressure. The on this Wise treated socket retains its expanded shape until it is again brought to a certain temperature is heated above its reset temperature, which brings it back to its original state Form assumes, examples of materials that can be used to manufacture this when exposed to heat Moldings that are not dimensionally stable and resilient are suitable in the U.S.A. patents 2,027,962 and 3,086,242.
Besonders geeignet sind Polymere, die vernetzt worden sind, beispielsweise durch Strahlung oder auf chemischem Wege, Jedoch können auch nicht-kristalline Polymere, die die Eigenschaft des plastischen oder elastischen Gedächt- nisses aufweisen, z0B0 Polyurethaneund Ionomere, sowie Elastomere, zOBo Siliconkautschuke, verwendet werden, Durch Wärme rückstellfähige Formteile werden in zunehmendem Maße verwendet, um Kabel, Rohre, Drähte und andere Gegenstände zu isolieren und in anderer Weise zu schützen, Die Formteile haben im allgemeinen eine solche Form, daß sie größer sind als der zu schützende Gegenstand, und werden aufgebracht, indem sie um den Gegenstand gelegt und dann durch Einwirkung von Wärme um den Gegenstand geschrumpft werden. Das Schrumpfen wird in den meisten Fällen mit Hilfe eines Infrarotheizgerätes, eines mit Heißluft arbeitenden Heizgerätes oder mit Hilfe einer Flamme erreicht, Bei allen diesen Methoden werden verhältnismäßig unhandliche und umfangreiche Apparaturen verwendet, so daß die Verwendung von durch Wärme -rückstellfähigen Formteilen an engen oder unzugänglichen Stellen, wo sie sonst erwünscht wären, nicht möglich ist.Polymers that have been crosslinked are particularly suitable, for example by radiation or by chemical means, however, non-crystalline polymers, which have the property of plastic or elastic memory nisses have, z0B0 polyurethanes and ionomers, as well as elastomers, zOBo silicone rubbers, Moldings which can be recovered by heat are increasingly used used to insulate cables, pipes, wires and other items and in other Way to protect, the moldings generally have such a shape that they are larger than the object to be protected, and are applied by them placed around the object and then shrunk around the object by the action of heat will. In most cases, the shrinking is carried out with the help of an infrared heater, a heater that works with hot air or with the help of a flame, All of these methods involve relatively unwieldy and extensive apparatus used, so that the use of heat-restorable molded parts narrow or inaccessible places, where they would otherwise be desirable, is not possible.
Leitfähige Teilchen, zOBo Ruß, sind in Werkstoffe mit elastischem Gedächtnis eingearbeitet worden, um die erhaltenen Massen leitfähig zu machen. Diese Massen werden dann auf die in den oben genannten U.S0A0-Patentschriften beschriebene Weise behandelt, um elektrisch leitfähige, durch Wärme rückstellfähige Formteile herzustellen. Beispiele von im Handel erhältlichen Massen, die sich für diesen Zweck eignen, sind die leitfähigen Polyäthylene der Handelsbezeichnung 'wDFDA 5020 und nDHDA 7800lot (Hersteller Union Carbide Corporation) Diese mit Rußteilchen gefüllten Polymermaterialien werden in erster Linie an Stromkabeln verwendet, um Koronaentladungen zu verringern.Conductive particles, zOBo soot, are in materials with elastic Memory has been incorporated to make the received masses conductive. These Masses are then based on those described in the above-referenced U.S.0A0 patents Way treated to form electrically conductive, thermally recoverable molded parts to manufacture. Examples of commercially available compositions that can be used for this purpose The conductive polyethylenes with the trade name 'wDFDA 5020 and nDHDA 7800lot (manufacturer Union Carbide Corporation) These are filled with soot particles Polymer materials are primarily used on power cables to prevent corona discharge to reduce.
In gewissen Fällen wird eine Isolierschicht, -die den elektrischen Leiter bedeckt, mit dem Material umspritzt) worauf die Abschirmschicht.mit einer wei.teren Schicht des Isoliermaterials umspritzt wird. In einem solchen F-tLL wird natürlich das mit den Rußteilchen gemischte rolnrmer- material nicht ausgeweitet, doho es wird ihm nicht die Eigenschaft des plastischen oder elastischen Gedächtnisses verliehen, In anderen Fällen wird das Material zu einem durch Wärme rückstellfähigen Formteil ausgeweitet, und das Formteil wird unter Verwendung der oben genannten üblichen Heizvorrichtungen zur Rückfederung veranlasst.In certain cases, an insulating layer, -that the electrical Conductor covered, overmolded with the material) whereupon the shielding layer with a Another layer of the insulating material is overmolded. In such an F-tLL of course the drumstick mixed with the soot particles material not expanded, doho it does not give it the property of being plastic or elastic Imparted to memory, in other cases the material becomes one through heat Resilient molded part expanded, and the molded part is made using the above normal heating devices caused to spring back.
Gegenstand der Erfindung ist die Rückstellung von elektrisch leitfähigen, durch Wärme rückstellfähigen Formteilen nach einem Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man einen elektrischen Strom durch das Formteil leitet und hierdurch das Formteil auf seine Rückstelltemperatur erhitzt.The subject of the invention is the provision of electrically conductive, molded parts which can be recovered by heat according to a method which is characterized in that is that you pass an electric current through the molded part and thereby the The molded part is heated to its reset temperature.
Die Erfindung betrifft ferner die Rückstellung von durch Wärme rückstellfähigen Formteilen nach einem Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Formteil mit einem elektrisch leitfähigen, durch Wärme rückstellfähigen Formteil in Wärmeübertragun-Deziehung bringt und einen elektrischen Strom durch das leitfähige Formteil leitet und hierdurch beide Formteile auf ihre Rückstelltemperaturen erhitzt.The invention also relates to the recovery of heat recoverable Molded parts according to a process, which is characterized in that the molded part with an electrically conductive, heat-resilient molded part in heat transmission brings and conducts an electric current through the conductive molding and thereby both molded parts are heated to their reset temperatures.
Durch die Erfindung, die nicht die Verwendung üblicher Heizvorrichtungen erfordert, können durch Wärme rückstellfähige Formteile an engen, schlecht zugänglichen Stellen verwendet werden. Dies kann erreicht werden, indem man das Formteil aus einem Polymermaterial herstellt, dem leitfähige Teilchen, z.B. Ruß, zugemischt worden sind und dann das Formteil in beliebiger üblicher Weise, vorzugsweise nach dem Verfahren des U.S.A.-Patents 3 086 242, wärmeruckstellfähig macht. Durch die Anwesenheit der leitfähigen Teilchen in der Masse wird das Formteil elektrisch leitend, so daß ein elektrischer Strom durchgeleitet werden kann. Wenn der Strom stark genug ist, wird durch die Widerstands erhitzung der leitfähigen Teilchen das Polymermaterial auf eine Temperatur oberhalb seiner Thermorückfederungstemperatur gebracht und die Rückführung des Formteils auf seine ursprünglichen Abmessungen ausgelöst. Unhandliche und umfangreiche Werkzeuge sind nicht erforderlich, weil nur ein elektrischer Kontakt an jedem Ende des Formteils erforderlich ist, Die Formteile gemäß der Erfindung können allein oder, wenn elektrische Isolierung gewünscht wird, zusammen mit einem anderen Formteil mit Thermorückfederung verwendet werden, das keine leitfähigen Teilchen enthält und mit dem leitfähigen Formteil so verbunden ist, daß die Wärme, die durch den Strom erzeugt wird, der durch das elektrisch leitende Formteil fließt, genügt, um es auf seine Thermorückfederung#stemperatu#r zu erhitzen. Die leitfähigen.hormteile gemäß der Erfindung können auch so ausgebildet werden, daß sie von einem anderen durch Wärme rückstellfähigen Formteil, mit dem sie verbunden sina, /entfernt werden können, nachdem die Rückstellung dieses Formteils durch die übertragene Wärme erfolgt ist.Through the invention that does not involve the use of conventional heating devices requires, molded parts that can be recovered by heat can be installed in tight, inaccessible areas Bodies are used. This can be achieved by taking the molding off a polymer material to which conductive particles such as carbon black have been admixed are and then the molded part in any conventional manner, preferably by the method U.S. Patent 3,086,242, renders heat recoverable. By the presence of the conductive particles in the mass, the molded part is electrically conductive, so that a electrical current can be passed through. If the current is strong enough, it will by the resistance heating of the conductive particles, the polymer material a temperature above his Thermal springback temperature brought and the return of the molded part to its original dimensions triggered. Bulky and extensive tools are not required because only one electric one Contact at each end of the molded part is required, The molded parts according to the invention can be used alone or, if electrical insulation is desired, together with one Another molded part with thermal springback can be used that is not conductive Contains particles and is connected to the conductive molding in such a way that the heat, which is generated by the current flowing through the electrically conductive molded part, is sufficient to heat it to its thermal spring-back # temperature. The conductive.horm parts according to the invention can also be designed so that they are from another Molded part that can be recovered by heat, with which they are connected / removed can after the restoration of this molding takes place through the transferred heat is.
Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend als Beispiel in Verbindung mit den Abbildungen beschrieben, wobei Fig,l, Fig.2 und Fig.3 perspektivisch und teilweise im Schnitt drei verschiedene Formteile gemäß der Erfindung darstellen.Various embodiments of the invention are hereinafter referred to as Example described in connection with the figures, where Fig, 1, Fig.2 and Fig.3 three different molded parts according to the invention in perspective and partially in section represent.
Fig.1 zeigt ein durch Wärme rückstellfähiges Formteil, das aus einem ersten rohrförmigen Teil oder einer Muffe 10 und einem zweiten rohrförmigen Teil oder einer Muffe 12 besteht, die die erste Muffe 10 eng anliegend umgibt, so daß eine ausreichende Berührung gegeben ist, die einen annehmbar guten Wärmeübergang zwischen den Teilen zuläßt.1 shows a molded part which is resilient by heat and which consists of a first tubular part or sleeve 10 and a second tubular part or a sleeve 12 which closely surrounds the first sleeve 10 so that there is sufficient contact that has an acceptably good heat transfer between the parts.
Die Muffe 10 beste-ht aus einem geeigneten Polymermaterial, dem elektrisch leitfähige Teilchen, z.B. Ruß, zugemischt worden sind. Beispielsweise kann die Muffe 10 aus den oben genannten leitfähigen Polyäthylenen der Handelsbezeichnung t'DFDA 5020" oder DHDA 7800 bestehen. Es ist für den Fachmann offensichtlich, daß natürlich auch Werk- stoffe aus anderen Polymeren und/oder leitfähigen Teilchen verwendet werden können, Die Muffe 12 kann aus dem gleichen Polymermaterial wie die Muffe 10 oder aus einem anderen Polymermaterial hergestellt werden. Vorzugsweise liegen die Rückfederungstemperaturen der beiden Materialien verhältnismäßig dicht beieinander, so daß ihre Rückstellung im wesentlichen gleichzeitig erfolgt0 In gewissen Fällen kann es auf Grund des schlechten Wärmeübergangs zwischen der Muffe 10 und der Muffe 12 oder bei unterschiedlicher Wandstärke der beiden Teile erwünscht sein, die Muffe 12 aus einem Material herzustellen, das eine niedrigere Rückfederungstemperatur hat als die Muffe 10, so daß die Rückfederung der beiden Muffen im wesentlichen gleichzeitig erfolgt.The sleeve 10 consists of a suitable polymer material, the electrical conductive particles such as carbon black have been mixed in. For example, the sleeve 10 from the aforementioned conductive polyethylenes with the trade name t'DFDA 5020 "or DHDA 7800. It will be apparent to those skilled in the art that, of course also work substances made from other polymers and / or conductive particles The sleeve 12 can be made of the same polymer material as the sleeve 10 or made from another polymeric material. Preferably the springback temperatures of the two materials are relatively close together so that they are reset essentially simultaneously0 In certain Cases it can be due to the poor heat transfer between the sleeve 10 and the sleeve 12 or with different wall thicknesses of the two parts may be desired, to manufacture the sleeve 12 from a material that has a lower springback temperature has as the sleeve 10, so that the springback of the two sleeves is essentially takes place at the same time.
Wie diese Abstimmung erreicht werden kann, ist dem Fachmann bekannt.How this coordination can be achieved is known to the person skilled in the art.
Den Materialien der beiden Muffen 10 und 12 kann natürlich die Eigenschaft des plastischen oder elastischen Zedächtnisses in beliebiger üblicher Weise verliehen erden, z.B. durch Vernetzung durch Strahlung, wie dies in der U.S.A.-Patentschrift 3 086 242 beschrieben wird.The materials of the two sleeves 10 and 12 can of course have the property of plastic or elastic memory is conferred in any conventional manner ground, e.g., by radiation crosslinking, as described in the U.S. Patent 3,086,242.
Wenn ein elektrischer Strom durch die Muffe 10 geführt wird, um die Widerstandserhitzung der leitfähigen Teilchen zu bewirken, wird die Wärme aus den Teilchen auf das umgebende Polymermaterial übertragen mit dem Ergebnis, daß auch das Polymermaterial erhitzt wird. Wenn die Stärke des Stroms ausreichend ist, wird das Polymermaterial der Muffe 10 wenigstens auf seine Rückstelltemperatur erhitzt, worauf es beginnt, von seiner unabhängig dimensionell wärmeinstabilen Form zu seiner ursprünglichen wärmebeständigen Form zurückzukehren. Die Wärme aus der Muffe 10 wird auch auf die Muffe 12 übertragen, so daß diese veranlasst wird, mit der Thermorückfederung zu beginnen. Der elektrische Strom kann den Enden oder beliebigen Zwischenpunkten der Muffe 10 in beliebiger geeigneter Weise beispielsweise mit Krokodilkiemmen oder anderen üblichen Klemmen oder Elektroden zugeführt werden, Bei dieser Ausführungsform und bei den anderen beschriebenen Ausführungsformen kann die Stellung der leitfähig-en und nicht-leitfähigen Muffen zueinander umgekehrt werden, Ferner können die Muffen durch Wärme dehnbar anstatt wärmeschrumpfbar sein, In diesem Fall werden die Muffen beispielsweise zur Auskleidung von Rohren verwendet0 Ferner kann eine der Muffen bei der Rückstelltemperatur schmelzbar sein, so daß eine undurchlässige und dichte Verbindung zwischen den Muffen und einem zu bedeckenden Gegenstand gebildet wird.When an electric current is passed through the sleeve 10 to the To effect resistance heating of the conductive particles, the heat is removed from the Particles are transferred to the surrounding polymeric material with the result that too the polymer material is heated. If the strength of the current is sufficient, it will the polymer material of the sleeve 10 is heated to at least its recovery temperature, whereupon it begins to develop from its independently dimensionally thermally unstable form to return to its original heat-resistant form. The heat from the socket 10 is also transferred to the sleeve 12 so that it is caused with the thermal springback to start. The electric current can end or any intermediate points the sleeve 10 in any suitable manner, for example with crocodile clips or others usual clamps or electrodes are fed, in this embodiment and in the other described embodiments, the position of the conductive-en and non-conductive sleeves are reversed to each other, Furthermore, the sleeves heat-stretchable rather than heat-shrinkable, in which case the sleeves used, for example, for lining pipes0 Furthermore, one of the sleeves be fusible at the reset temperature, so that an impermeable and tight Connection between the sleeves and an object to be covered is formed.
Nachdem die Thermorückfederung der Muffen 10 und 12 auf einen in die Muffe 10 eingeführten Gegenstand erfolgt ist, ist der Gegenstand durch die Anwesenheit der nichtleitfähigen Muffe 12 elektrisch isoliert. Wenn der Gegenstand beispielsweise ein isolierter elektrischer Leiter ist, kann die Muffe 10 als Hochfrequenzabschirmung dienen.After the thermal springback of the sleeves 10 and 12 on one in the Sleeve 10 imported object is done, the object is through the presence the non-conductive sleeve 12 electrically isolated. For example, if the item is an insulated electrical conductor, the sleeve 10 can be used as a high-frequency shield to serve.
Es ist offensichtlich, daß durch das Erhitzen und die anschließende Thermorückfederung der Muffen 10 und 12 durch Durchleiten eines elektrischen Stroms durch die Muffe 10 das in Fig.1 dargestellte Formteil für viele Fälle vorteilhaft wird, wo es bisher auf Grund der Sperrigkeit der erforderlichen, mit Heißluft arbeitenden Heizgeräte oder Infrarotheizgeräte schwierig war, Formteile mit Thermorückfederung zu verwenden. Es ist im Rahmen der Erfindung lediglich erforderlich, daß die Enden des Formteils und nicht praktisch seine gesamte Länge zugänglich sind.It is evident that by heating and subsequent Thermal springback of the sleeves 10 and 12 by passing an electric current through by the sleeve 10, the molded part shown in Figure 1 advantageous for many cases is where it was previously required due to the bulkiness of working with hot air Heaters or infrared heaters was difficult to mold parts with thermal spring back to use. It is only necessary in the context of the invention that the ends of the molded part and not practically its entire length are accessible.
Die Muffe 10 kann natürlich auch allein verwendet werden, wenn keine äußere Isolierung erforderliph ist. In diesem Fall muß natürlich die Muffe 10 die Eigenschaft des plastisohen oder elas#tischen Gedächtnisses haben. damit Thermorückfederung durch Durchleiten des Stroms vorgenommen werden kann.The sleeve 10 can of course also be used alone if no external insulation is required. In this case, of course, the sleeve 10 must have the property of plastic or elastic memory. in order to Thermal springback can be made by passing the current.
Bige 2 zeigt ein zweites durch Wärme rückstellfähiges Form teil gemäß der Erfindung. Ein durch Wärme rückstellfähiger Teil oder eine Muffe 14, die keine elektrisch leitenden Teilchen enthält und somit nicht-leitend ist, ist eng anliegend in einem durch Wärme rückstellfähigen Teil oder einer Muffe 16 angeordnet, die elektrisch leitende Teil chen enthält und ihrerseits eng anliegend in einer durch Wärme rückstellfähigen Muffe 18 angeordnet ist, Die Muffen 18 und 14 sind der Muffe 12 von Fig01 ähnlich, während die Muffe 16 der Muffe 10 von Fig.1 gleicht.Bige 2 shows a second molded part according to FIG the invention. A heat resilient part or sleeve 14 that does not have any Contains electrically conductive particles and is therefore non-conductive, is tight fitting arranged in a heat resilient part or a sleeve 16, which electrically contains conductive particles and in turn tightly fitting in a heat resilient Sleeve 18 is arranged, the sleeves 18 and 14 are similar to the sleeve 12 of Fig01, while the sleeve 16 is similar to the sleeve 10 of Figure 1.
Läßt man einen elektrischen Strom durch die elektrisch leitende Muffe 16 fließen, so erzeugt der Strom Wärme, die auf die Muffen 14 und 18 übertragen wird. Durch entsprechende gegenseitige Abstimmung der Muffenwerkstoffe in der oben beschriebenen Weise kann im wesentlichen gleichzeitige Rückstellung aller drei Muffen erreicht werden, Ein Formteil der 4 wie.2 dargestellten Art ist besonders vorteilhaft in Fällen, in denen eine Isolierung des zu überziehenden Gegenstandes gegen das leitfähige Formteil und den-Strom, der durch dieses während der Rückstellung geleitet wird, gewünscht wird.Lets an electric current through the electrically conductive sleeve 16 flow, the current generates heat, which is transferred to the sleeves 14 and 18 will. By appropriate mutual coordination of the sleeve materials in the above in the manner described, essentially simultaneous resetting of all three sleeves A molded part of the type shown in FIGS. 4 and 2 is particularly advantageous in cases in which the object to be coated is isolated from the conductive molding and the current passed through it during the reset is desired.
Fig.3 zeigt eine dritte Ausführungsform des Formteils, die es ermöglicht, eine elektrisch leitende Muffe zu verwenden, um Wärme auf eine übliche, durch Wärme rückstellfähige Isoliermuffe zur Einwirkung zu bringen, worauf die leitfähige Muffe nach Beendigung des Rückstellvorganges leicht entfernt werden kann. Bei der dargestellten Ausführungsform ist eine durch Wärme rückstellfähige Muffe 20 in einer durch Wärme rückstellfähigen Muffe 22 angeordnet, die durch die darin enthaltenen elektrisch leitenden Teilchen elektrisch leitfähig ist. Die Muffe 22 ist vorzugsweise mit einem Längsschlitz 23 versehen. Wenn ein genügend starker Strom durch die Muffe 22 geleitet wird, wird die Thermorückfederung beider Muffen ausgelöst.Fig. 3 shows a third embodiment of the molded part, which makes it possible Use an electrically conductive sleeve to transfer heat to a usual, through heat Bring resilient insulating sleeve to act, whereupon the conductive sleeve can be easily removed after completion of the reset process. In the illustrated Embodiment is a heat recoverable sleeve 20 in a heat recovery resilient sleeve 22 arranged by the electrically contained therein conductive particle is electrically conductive. The sleeve 22 is preferably with a Longitudinal slot 23 is provided. When a sufficiently strong current is passed through the sleeve 22 the thermal springback of both sleeves is triggered.
Nachdem die Muffe 20 vollständig zurückgefedert ist, läßt sicht die Muffe 22 leicht abziehen, so daß nur eine Isoliermuffe um den Gegenstand zurückbleibt, der geschützt oder bedeckt worden ist.After the sleeve 20 has sprung back completely, can view pull off the sleeve 22 slightly so that only an insulating sleeve remains around the object, that has been protected or covered.
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