具有可延伸的電功能性紗引線的可纏繞紡織套筒及其構(gòu)建方法
【專利說明】具有可延伸的電功能性紗引線的可纏繞紡織套筒及其構(gòu)建方法
[0001]相關(guān)串請的交叉引用
[0002]本專利申請主張2013年3月8日提交的、序列號為61/774，833的美國臨時專利申請的權(quán)益，該專利申請的主題通過引用而整體并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明主要涉及用于纏繞電纜、管子等的可纏繞紡織套筒，更具體地，涉及具有結(jié)合到紡織套筒材料中的一種或多種金屬紗或線且?guī)в袕募徔椞淄材┒搜由斓挠糜谶B接到電源的引線端的這類套筒，以及制造這類套筒的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]用于纏繞和引導(dǎo)一束線或覆蓋諸如管子之類的其它細(xì)長物體的紡織套筒有時被制造成包括一根或多根導(dǎo)線或電阻性金屬線。所述線可被結(jié)合到套筒的紡織結(jié)構(gòu)中(例如，編織的)并可沿長度方向延伸，使得線的末端延伸超過紡織材料的末端，以便使電引線出現(xiàn)在線的一個或兩個末端處，用于連接到電源。一種用于制造這種具有導(dǎo)線和/或電阻線的紡織套筒結(jié)構(gòu)的已知方法包括在制造紡織套筒的過程中，編織紡織套筒并結(jié)合作為編織結(jié)構(gòu)組成部分的一根或多根導(dǎo)線。此后，紡織材料的末端被修整為使所述一根或多根線的末端露出，從而這些線最終延伸超過紡織套筒材料的經(jīng)修整的末端并可以用作連接到電源的引線。雖然有效，但這樣的過程是費(fèi)力的，增加了這類紡織套筒的制造成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]可纏繞紡織套筒具有由交織的紗構(gòu)成的壁，所述壁具有相對的內(nèi)表面和外表面以及相對的邊緣，所述相對的邊緣在相對的末端之間在長度方向上沿套筒的縱軸延伸，其中套筒的伸直長度跨越相對的末端之間。壁的相對邊緣可纏繞，以便彼此重疊而形成管狀空腔。至少一個電功能構(gòu)件的長度大于套筒的伸直長度，所述至少一個電功能構(gòu)件沿縱軸在壁的相對端部之間延伸。所述至少一個電功能性構(gòu)件在多個節(jié)點(diǎn)處被交織到壁中，并介于套筒的相對端部之間形成至少一個不受約束的環(huán)。由于所述至少一個電功能性構(gòu)件的伸直長度大于套筒的伸直長度，所述至少一個電功能性構(gòu)件的相對末端可以沿軸向遠(yuǎn)離套筒的相對末端被向外拉動，這反過來使所述至少一個環(huán)收緊，以形成用于附接到電源的引線。
[0006]紗可以是單絲或多絲，或它們的組合。所述至少一根電功能性紗具有的實(shí)際長度(電功能性紗與其在紡織套筒結(jié)構(gòu)的編織結(jié)合分離，只考慮電功能性紗)大于其在被首次結(jié)合到編織的紡織套筒中時的總有效長度(橫跨的直線距離)。在紡織套筒被交織和切割到想要的長度后，所述至少一根電功能性紗中存在至少一個環(huán)，使得所述至少一根電功能性紗的末端能夠被選擇性地拉動和張緊，以便縮短環(huán)的長度和拽出所述至少一根電功能性紗的末端，從而它們沿縱向伸出到紡織套筒的切割端之外。所述至少一根電功能性紗的這種伸出端部可以用作連接到電源的引線。
[0007]在這類紡織套筒結(jié)構(gòu)的一個應(yīng)用中，所述至少一根電功能性紗可包括被編織到紡織套筒結(jié)構(gòu)中的多根電阻線，這些線中具有一個或多個環(huán)。在同時進(jìn)行的單次切割操作中，把紡織套筒與多根電功能性紗切割到一定長度以后，與套筒末端對齊的電阻線末端被選擇性地沿軸向從套筒向外拉出，線被張緊而拽出線的末端部分，從而末端部分沿軸向伸出到紡織套筒的切割端之外。這樣的套筒例如可以繞流體輸送管纏繞，當(dāng)線的末端部分與電源連接時，這些線可以產(chǎn)生電阻熱，電阻熱作用于管子以加熱流過管子的流體。
[0008]所述至少一根電功能性紗可以被編織到紡織套筒中，使得電功能性紗的大部分布置在紡織套筒內(nèi)表面的內(nèi)側(cè)。這樣的布置遮蔽和保護(hù)電功能性紗免于暴露在外部因素、磨損等之下，并且用于使電功能性紗與管子或被纏繞在套筒內(nèi)的其它物體之間的接觸面積最大化，如果電功能性紗用作產(chǎn)生將被傳送到纏繞在套筒內(nèi)的管子或其它物體的熱量的熱阻性紗，可因此使電功能性紗的效能最大化。
[0009]紡織套筒可包括沿瑋向的可熱成形的紗，這些紗被熱定形成卷曲形狀，以便把自主偏置閉合的力傳遞到套筒，使它表現(xiàn)為自纏繞。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)建紡織套筒的方法包括:通過使大致平行于縱軸延伸的經(jīng)紗與大致橫交于縱軸延伸的瑋紗交織而形成壁，壁具有在長度方向上沿縱軸延伸的相對邊緣。進(jìn)一步地，將至少一根電功能性紗在交織的節(jié)點(diǎn)處交織到壁中，使得所述至少一個電功能性構(gòu)件沿壁的長度方向延伸并且在相鄰的交織節(jié)點(diǎn)之間形成至少一個電功能性構(gòu)件環(huán)。然后，將所述壁和至少一個電功能性構(gòu)件切割到想要的長度，以形成套筒的相對末端和至少一個電功能性構(gòu)件的相對末端。在被切割以后，所述至少一個環(huán)保持在套筒的相對末端之間，允許所述至少一個電功能性構(gòu)件的末端被選擇性地拉出，占據(jù)所述至少一個環(huán)的至少一部分，使得所述至少一個電功能性構(gòu)件的被拉動的末端延伸到壁的切割端之外，其中延伸的末端可以用作附接到電源的引線。
[0011]根據(jù)構(gòu)建方法的另一方面，該方法還可包括在編織過程中進(jìn)行經(jīng)紗與瑋紗的交織。
[0012]根據(jù)構(gòu)建方法的另一方面，該方法還可包括熱定形至少一部分瑋紗，從而將相對的邊緣偏置為互相重疊的關(guān)系。
[0013]根據(jù)構(gòu)建方法的另一方面，該方法還可包括在套筒的相對末端之間形成多個環(huán)，每個環(huán)位于不同的相鄰節(jié)點(diǎn)之間，所述環(huán)的組合長度大于節(jié)點(diǎn)的組合長度。
[0014]根據(jù)構(gòu)建方法的另一方面，該方法還可包括將多根電功能性紗交織到壁中，再進(jìn)一步，它可包括使各電功能性紗在相對邊緣之間大致彼此等距離地間隔開。
[0015]當(dāng)結(jié)合詳細(xì)說明和附圖考慮時，將更容易明白本發(fā)明的這些和其它特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中:
【附圖說明】
[0016]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個方面構(gòu)建的紡織套筒的透視圖；
[0017]圖2是沿大致橫交于圖1所示套筒的中心軸觀察的剖視圖，其中套筒顯示為纏繞管子;
[0018]圖3是顯示圖1所示套筒的、在拉緊套筒內(nèi)的電功能性紗之前的縱剖視圖；
[0019]圖4是類似于圖3的、顯示在拉緊套筒內(nèi)的電功能性紗之后的視圖；
[0020]圖5是在拉緊電功能性紗之前的套筒內(nèi)表面的局部平面圖；
[0021]圖6是圖1所示套筒外表面的局部平面圖；
[0022]圖7是根據(jù)本發(fā)明另一方面構(gòu)建的套筒的內(nèi)表面的局部平面圖；以及
[0023]圖8是根據(jù)本發(fā)明又一方面的套筒制造方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例構(gòu)建的紡織套筒10，紡織套筒10具有被交織至Ij套筒10中的多根紡織紗12和至少一個電功能性構(gòu)件，也稱為電功能性紗14 (導(dǎo)電的和/或電阻性的和/或數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，等?。套筒10大致呈管狀并沿其長度被接縫15分開，并且被繞于其本身之上，以包圍內(nèi)部的管狀空間，也稱為空腔17。
[0025]紡織紗12可以由多種非金屬材料中的任何一種制成。這樣的材料包括但不限于:有機(jī)聚合物材料(塑料)、自然纖維、礦物纖維、金屬紗、非金屬紗、和/或它們的組合。紗12可以是單絲，或多絲，或單絲與多絲的組合。紡織紗12可以具有相同的或不同的直徑或者纖維度。
[0026]至少一根電功能性紗14可包括單束線或多絲(例如，編織的，雙絞的或卷起的)結(jié)構(gòu)，術(shù)語“紗”覆蓋電功能性紗14的單絲結(jié)構(gòu)和多絲結(jié)構(gòu)。電功能性紗14可包括導(dǎo)電金屬材料、電阻性金屬材料、數(shù)據(jù)傳輸材料和光纖材料中的至少一種或多種材料，或者它們的組合。電功能性紗14可以是絕緣的或非絕緣的，或者它們的組合。
[0027]紡織紗12通過編織而進(jìn)行交織，從而形成套筒10的壁19。用于制造紡織套筒10的紡織紗12的編織結(jié)構(gòu)壁19在圖上被示意地顯示，作為例子而非限制。某些紗標(biāo)號為12a，其沿套筒10的縱軸方向在相對的末端16，18之間延伸，其中這些紗通常被稱為經(jīng)紗12a。某些紗標(biāo)號為12b，其沿套筒10的橫截地沿外周方向延伸，這些紗通常被稱為瑋紗12b。套筒10在結(jié)構(gòu)上可被配置成大致呈管狀。套筒10的這種管狀形狀可以通過制造套筒10的、具有寬度和長度的壁10，并將套筒10的壁19卷曲或纏繞成管狀形狀來實(shí)現(xiàn)。這樣的套筒10具有裂縫或接縫15，有時稱為“開放的”套筒結(jié)構(gòu)，如圖1和2所示，其中套筒10沿其長度被接縫15分開，接縫15形成在沿縱向中心軸23在相對末端16，18之間延伸的、重疊的第一套筒邊緣和第二套筒邊緣20，22之間，顯示為大致平行于縱軸23，其中瑋紗12b橫交于縱軸23大致在邊緣20，22之間延伸并延伸到邊緣20，22。
[0028]至少某些瑋紗12b可以用可熱成形的聚合物材料制成，這些聚合物材料本身在技術(shù)上是熟知的，這能夠制造套筒10，把壁19的這類瑋紗熱定形成預(yù)先彎曲的或卷曲的形狀，所示形狀使套筒10的壁19自主偏置成自卷曲的、閉合管狀狀態(tài)，相對的邊緣20，22彼此重疊，使得第一邊緣20沿徑向位于在徑向上處于外側(cè)的第二邊緣22的內(nèi)側(cè)，如圖2最好地顯示的。圖2還顯示套筒10纏繞物體，在此情形下為流體輸送管道或管子T，諸如在汽車或飛機(jī)的引擎艙中可以看到，例如用因保護(hù)在以壁19為邊界的空腔17內(nèi)的管子T。套筒10可以類似地纏繞一束線或其它物體。
[0029]圖3-6顯示編織套筒10的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。將會看到，至少一根電功能性紗14沿套筒10的長度(經(jīng)紗)方向延伸。如下面更詳細(xì)地討論的，也可預(yù)期沿瑋向可以有一根或多根電功能性紗14(圖7的實(shí)施例)。參照圖3和4，還將看到，至少一根電功能性紗14例如通過編織而被交織到紡織套筒10的壁19中，以便在電功能性紗14的末端26，28中間形成至少一個自由的、不受約束的環(huán)或非限制的松弛部分24。所述至少一根電功能性紗14可被交織成包括多個這樣的環(huán)或松弛部分24，如圖3和4所示，其中電功能性紗14可以從一個邊緣20到相對邊緣22大致等距離地間隔開。因此，等距離間隔的電功能性紗14的陣列可被提供來繞套筒10的周界以大致互相平行的關(guān)系延伸。這樣，如果電功能性紗14被提供來產(chǎn)生熱，諸如它們是電阻性的