CN114375353B - 波纹编织套筒及其制造方法 - Google Patents

Abstract

波纹保护纺织套筒具有包括编织经纱和纬纱的柔性管状壁，经纱在壁的相对端之间沿纵轴纵向延伸，纬纱大致横向于经纱延伸。至少一些纬纱是可活化的纬纱以在长度上收缩，并且至少一些与可活化的纬纱相邻的纬纱是大体上不可活化的纬纱。大体上不可活化的纬纱形成具有第一直径的波峰，波峰彼此之间轴向隔开，而可活化的纬纱在被活化和收缩时形成具有的第二直径的波谷，第二直径小于第一直径，其中至少一些波谷在波峰之间延伸以形成具有波纹轮廓的壁。

Description

波纹编织套筒及其制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年9月10日提交的美国临时申请序列号62/898,457的权益，其全部内容通过引用合并于此。

发明背景

1.技术领域

本发明总体上涉及用于保护细长构件的纺织套筒，并且更具体地涉及编织的波纹纺织套筒。

2.相关技术

已知编织套筒用于为内部包含的细长构件提供保护，例如电线、线束、流体或气体输送管或电缆。在现代车辆和航空航天应用中，此类套筒需要对细长构件提供更好的保护，例如抵御环境温度升高、增强耐磨性、通过抗噪声提高声学性能、以及由于必须在狭窄受限的弯曲路径上进行布线而进一步需要增强灵活性。已发现在蜿蜒曲折的路径上布线时防止套筒壁扭结很重要。扭结套筒壁可能潜在地损坏和/或降低被套筒保护的细长构件的功能性能。这些期望增加的功能要求要求套筒通过越来越严格的测试参数，例如暴露于升高的温度、暴露于特定定义的磨损/声学测试规范以及暴露于弯曲/抗扭结测试。同时，重要的是使套筒在制造和组装以及使用中经济，同时具有长的使用寿命。

根据本发明构造的编织套筒能够满足日益苛刻的温度、声学和耐磨测试参数，并且表现出极大增强的柔韧性而不会扭结，并且包括本领域普通技术人员容易认识到的其他优点，例如在制造、组装和使用上都很经济，同时表现出长的使用寿命。

发明内容

提供了一种编织管状的纺织套筒10，其具有耐磨、热保护和声学保护的柔性管状壁12。该壁的至少一些周向延伸的纬纱可活化以收缩，与可活化的纬纱相邻的壁的其他周向延伸的纬纱保持不可活化或大体上不可活化，从而这些纱线不收缩(不可活化)或与可活化纬纱相比仅收缩一小部分(大体上不可活化)，例如，收缩率为可活化纱线的收缩率的1-10％，并为壁提供永久的波纹形状。在活化可活化的周向延伸纬纱之后形成的壁的波纹形状使壁具有波峰，波峰彼此之间通过波谷轴向隔开。波峰由仅包含不可活化或大体上不可活化纬纱而形成，而波谷由包含可活化纬纱而形成。波纹形状为壁提供了增加的环向强度和极大增强的柔韧性，使得套筒可以绕着狭窄的弯曲路径(包括急弯和拐角)布线，而不会扭结。因此，在套筒的空腔内受到保护的细长构件避免了损坏或因扭结而损害其性能，并大大增强了在多种情况下(包括磨损和环境热效应)的保护，以及防止潜在的损坏冲击力，例如来自飞溅的碎片撞击套筒的外表面(例如石头撞击等)，同时还具有所需的声学特性。

根据本公开的另一方面，壁可以形成为周向连续且无缝的。

根据本公开的另一方面，壁可以形成为可缠绕套筒，其具有相对的纵向延伸的边缘，该边缘被构造成以彼此重叠的关系缠绕。

根据本公开的另一方面，壁可以包括可热定形的纬纱，使得在热定形(也称为热成形或热成型)时，热定形的纱线偏置并保持相对的纵向延伸的边缘处于相互缠绕的、重叠的关系，因此相对的边缘可以选择性地和有意地彼此分开以允许进入内部空腔，然后释放以自动返回到它们的相互重叠的关系以周向地限定空腔并保护包含在其中的细长构件。

根据本公开的另一方面，可活化的纬纱可以全部或部分地包括单丝。

根据本公开的另一方面，可活化的纬纱可以全部或部分地包括复丝。

根据本公开的另一方面，不可活化的纬纱可包括单丝以增强耐磨性。

根据本公开的另一方面，不可活化的纬纱可包括复丝以增强柔软性、增强防止污染物进入的保护、增强热保护和抗冲击性。

根据本公开的另一方面，壁可包括外反射层以增强对包含在套筒内的细长构件的热保护。

根据本公开的另一方面，外反射层可以包括粘合到编织壁的外表面的金属箔层，选择金属箔的厚度以允许壁在活化可活化的纬纱时呈现波纹形状。

根据本公开的另一方面，通过控制每个波谷和每个波峰内的相应可活化和不可活化的纱线的选择数量，每个波谷和每个波峰的轴向延伸长度可以按需(定制)提供，从而能够沿着套筒的整个长度彼此均匀间隔地，或者沿着套筒的特定区域定位彼此不均匀间隔地提供波纹形状的增强弯曲区域，从而能够在需要的地方提供套筒弯曲和徘徊的能力。因此，可以避免在不需要弯曲能力的套筒区域中使用更为昂贵的可活化的纱线，从而为套筒提供所需的性能特征，同时在制造和使用中保持经济性。

根据本公开的另一方面，用于编织壁的编织图案可以是平纹、斜纹、缎纹、缎纹、席纹或其他所需的，以达到所需的性能特征。

根据本公开的另一方面，可活化纬纱可以提供为可通过热、流体和/或辐射来活化。

根据本公开的另一方面，提供了一种波纹保护纺织套筒，其包括具有相互编织的经纱和纬纱的柔性管状壁。经纱在管状壁的相对端之间沿纵轴纵向延伸，纬纱大致横向于经纱延伸。至少一些纬纱被活化到收缩的长度(相对于它们“最初编织时的”长度)，并且至少一些纬纱未被活化以保持它们最初编织时的长度。未被活化的纬纱形成具有第一直径的波峰，所述波峰彼此之间轴向隔开，被活化的纬纱形成具有第二直径的波谷，第二直径小于第一直径，至少一些波谷在至少一些波峰之间延伸。

根据本公开的另一方面，提供了一种构造用于保护包含在其中的细长构件的波纹织物套筒的方法。该方法包括：编织具有沿套筒的长度方向彼此交替的多个第一带和多个第二带的壁。此外，编织包括可活化以收缩长度的周向延伸的纬纱的第一带和编织包括不可活化或大体上不可活化的周向延伸的纬纱以使其不收缩或与可活化纬纱相比，长度仅收缩一小部分的第二带。然后，活化可活化纱线并使得可活化的纱线收缩，同时使得不可活化的纱线保持或大体保持“编织”长度，从而形成具有波纹形状的壁，其中径向向外延伸的波峰由不可活化或大体上不可活化的纬纱形成，而径向向内延伸的波谷由收缩的已活化的纬纱形成。

根据本公开的另一方面，该方法还可以包括将壁编织成周向连续且无缝的。

根据本公开的另一方面，该方法还可以包括编织可缠绕的壁、其具有相对的纵向延伸的边缘，该边缘被构造成以彼此重叠的关系缠绕。

根据本公开的另一方面，该方法还可包括编织包括热定形的纬纱的壁，使得在热定形时，热定形的纱线偏置并保持相对的纵向延伸的边缘处于相互缠绕的、重叠的关系。

根据本公开的另一方面，该方法还可包括编织包括单丝和/或复丝的可活化的纬纱。

根据本公开的另一方面，该方法还可包括编织包括单丝和/或复丝的不可活化的纬纱。

根据本公开的另一方面，该方法还可在编织壁的外表面上形成外反射层，以增强对包含在套筒内的细长构件的热保护。

根据本公开的另一方面，该方法还可包括提供包括金属箔层的外反射层。

根据本公开的另一方面，该方法还可包括将箔层粘合到编织壁的外表面并提供金属箔的厚度以允许壁在活化可活化的纬纱时呈现波纹形状。

根据本公开的另一方面，该方法还可包括选择性地控制在每个相应的波谷和每个波峰内的可活化和不可活化纱线的纬纱的数量，从而能够根据需要形成每个波谷和每个波峰的轴向延伸长度，以沿套筒的整个长度均匀地或沿套筒的特定区域不均匀地提供波纹形状的增强弯曲区域，从而能够仅在需要的地方提供套筒弯曲和曲折的能力。

根据本公开的另一方面，该方法还可包括根据需要编织具有平纹、斜纹、缎纹、缎纹、席纹或其他编织图案之一的壁，以获得所需的性能特征。

根据本公开的另一方面，该方法还可包括提供能够通过热、流体和/或辐射中的至少一种活化的可活化的纬纱。

附图简要说明

鉴于以下对当前优选实施例和最佳模式、所附权利要求书和附图的详细描述，本公开的这些和其他方面、特征和优点对于本领域技术人员将变得显而易见，其中：

图1是根据本公开的一方面构造的编织保护纺织套筒的示意性透视图，示出保护延伸穿过其中的细长构件；

图2是图1所示套筒在活化套筒壁内的可活化纬纱之前的侧视图；

图2A是根据本公开的另一方面构造的套筒的类似于图2的视图；

图3是图1的套筒的示意性端视图；和

图4是类似于图3的视图，示出了根据本公开的另一方面构造的可缠绕套筒。

具体实施方式

更详细地参考附图，图1示出了根据本公开的一方面构造的编织管状纺织套筒10。套筒10具有耐磨、热保护和声学保护的柔性管状壁12。壁12可以以无缝方式编织，具有周向连续、不间断的外表面14(图3)，该外表面14具有限定内部管状腔18的内表面16，该内部管状腔18在套筒10的相对端22、24之间沿中心纵轴20轴向延伸，或者在另一实施例中，套筒10'可以成形为可缠绕壁12'(图4)，其具有相对的纵向延伸的边缘15、17，该边缘15、17被构造成以相互重叠的关系缠绕。腔18的尺寸适于接纳从其中穿过的要保护的细长构件25，例如线束、流体或气体输送导管、电缆等。壁12(除非另有明确说明，否则以下对壁12的讨论也适用于壁12')包括沿与相对端部22、24之间的中心纵轴20大致平行的方向纵向延伸的经纱26以及大体上横向于经纱26延伸的纬纱28。至少一些纬纱28是可活化纬纱28a，其中可活化意指可以活化纱线28a以收缩长度，并且至少一些与可活化纬纱28a相邻的纬纱28是不可活化的或大体上不可活化的纬纱28b。不可活化纬纱28b(以下也是意在包括大体上不可活化纬纱，即在活化可活化纬纱28a时，不可活化纬纱28b在长度上不收缩，或大体在长度上只缩小了原来长度的5％左右)形成波峰C，具有第一直径D1，彼此轴向间隔开，可活化纬纱28a在被活化和收缩时形成波谷V，具有小于第一直径D1的第二直径D2，其中至少一些波谷V被形成为在轴向间隔的波峰C之间延伸，从而为套筒10提供其轴向起伏的波纹轮廓(图1)。

通过控制每个波谷V和波峰C内的相应纬纱28a、28b的选择数量，可以形成为具有所需的轴向延伸长度的波谷V和波峰C，其中每个波谷V和每个波峰C具有位于其中的多个纬纱28，波谷V中的多个纬纱形成带A，波峰C中的多个纬纱形成带B。因此，由此形成的带A和波谷V中的每一个，相对于彼此可以根据需要成形为具有相同的长度(在每个带A中的选择数量相等；图2)或不同的长度(在至少一些或所有带A中的选择数量不相等；图2A)。类似地，由此形成的带B和波峰C中的每一个，相对于彼此可以根据需要成形为具有相同的长度(每个带B中的选择数量相等；图2)或不同的长度(至少一些或所有带B中的选择数量不等；图2A)。壁12，根据需要选择性地提供经纱26和纬纱28，无论是单丝和/或复丝，如下文更详细讨论的，导致增强的抗磨损、热效应和冲击力的保护，以及即使在不需要额外层的情况下，提供极大增强的噪声吸收能力，以进一步增强热保护，并且可以提供外反射层30。此外，由于壁12具有波纹结构，当围绕弯曲路径和急弯、拐角等布置套筒10时，可以获得大大提高的环向强度和柔韧性，而无需担心扭结。

壁12可以构造成具有任何合适的长度和内径。由于壁12提供了多个方面的增强保护，包括耐磨性、热保护、抗冲击性、噪音吸收以及增强的柔韧性，套筒10具有成本效益，因为它能够自行对拉长构件25提供充分的保护，而不需要额外的壁层或除单层壁12之外的二次涂层材料。然而，如果需要，可以在壁12的外表面14上提供外反射层30，例如，金属箔层，如果需要的话，其可以简单地以螺旋状或卷烟状缠绕粘合到外表面14。不可活化纱线28b可以被提供为任何所需材料的单丝和/或复丝，其中，如果使用复丝，则提供增强对壁12的覆盖和阻尼(对污染的防渗性及对噪音和振动的抑制)。可活化纱线28a也可以被提供为任何所需的可收缩材料的单丝和/或复丝，其中如果使用复丝，则提供增强的覆盖和阻尼，并且如果使用单丝，则提供增强的耐磨性。应当理解，经纱26也可以被提供为任何所需尺寸和材料的单丝和/或复丝。

在构造过程中，无论使用哪种类型的纱线，也称为细丝，如图2所示，壁12最初被编织为直的圆柱形非波纹壁12(或可缠绕壁12'的平壁)。在编织壁12时，壁12的可活化纬纱28a被活化，从而产生径向向外延伸的波峰C和径向向内延伸的波谷V。可活化纬纱28a的活化可以根据需要在将细长构件25设置在空腔18或之前或之后进行。在活化纬纱28a时，壁12通过永久变形(例如热收缩)保持在弹性波纹构造，其中可活化的纬纱28a是可热收缩的，因此，壁12在使用期间保持在波纹构造。应当认识到，在应用中，如果需要，壁12可以抵抗由壁12施加的偏置力轴向拉伸，然后通过任何合适的补充紧固件，包括胶带、束带等，固定在要保护的细长构件26周围的适当位置，因此，套筒10的长度是可调节的，以适应不同长度的细长构件。

如果壁12'被编织为可缠绕套筒，则除了可活化纬纱28a和不可活化纬纱28b之外，或代替不可活化纬纱28b，热定形纬纱28c可以包括在内。特别地，热定形纬纱28c可以包括在带A和/或B中，使得在将相对的边缘15、17缠绕成彼此重叠的关系时，可以以合适的热-处理工艺加热壁12'以使纬纱28c永久热定形，从而使热定形纬纱28c在壁12'上施加永久偏压以将壁12'保持在其缠绕构造。当然，可以对边缘15、17施加适当的偏压，以打开壁12'，以便相对于空腔18***或移除细长构件25。用于热定形纬纱28c的热处理工艺，如果需要的话，可以是用于活化可活化纬纱28a的相同加热过程，从而简化制造并降低相关的制造成本。除此之外，用于热定形纱线28c的热定形工艺可以是用于活化可活化纬纱28a的单独工艺，使得壁12'可以首先被热处理以呈现其自缠绕构造，然后，在随后的过程中，可活化纬纱28a可以被活化，例如在另一热处理过程中，例如但不限于，以使壁12'呈现其波纹状构造。因此，预期热定形纬纱28c可被提供以在第一温度下被热定形，而可活化纬纱28a可被提供以在第二温度下被活化，其中第二温度高于第一温度。因此，热定形纬纱28c可以在不活化可活化纬纱28a的情况下被热定形。

根据本公开的另一方面，提供一种构造波纹织物套筒10、10'的方法。该方法包括编织柔性壁12、12'，其包括沿与壁12、12'的相对端22、24之间的纵轴20大致平行的方向纵向延伸的经纱26以及大致横向于经纱26延伸的纬纱28。一些纬纱28被提供为可活化纬纱28a，并且与可活化纬纱28a相邻的一些纬纱28被提供为大体上不可活化的纬纱28b。该方法还包括形成具有管状构造的壁12、12'。然后，该方法包括活化可活化纬纱28a并使大体上不可活化的纬纱28b形成具有第一直径D1、彼此轴向间隔的波峰C，以及使活化的纬纱28a在长度上收缩并且周向收缩以形成具有小于第一直径D1的第二直径D2的波谷V，其中至少一些波谷V在波峰C之间延伸以使壁12、12'具有波纹形状。

该方法还可包括将壁12编织成周向连续且无缝的。

该方法还可包括将壁12'编织成具有相对的纵向延伸的边缘15、17，该边缘15、17大致平行于纵轴20延伸，其中该边缘15、17被构造成以彼此重叠的关系缠绕。

该方法还可包括热定形至少一些纬纱28c以使偏置并保持相对的边缘15、17被偏置并保持其处于相互缠绕的、重叠的关系。

该方法还可包括将至少一些可活化纬纱28a提供为单丝和/或将至少一些可活化纬纱28a提供为复丝。

该方法还可包括将至少一些不可活化纬纱28b提供单丝和/或将至少一些不可活化纬纱28b提供复丝。

该方法还可以包括在壁12、12'的外表面上形成外反射层30。

该方法还可包括提供包括金属箔层30的外反射层。

该方法还可以包括在形成波峰C和波谷V之前或之后将金属箔层30结合到壁12、12'的外表面。

该方法还可包括通过控制每个波谷V内和每个波峰C内的相应可活化和不可活化纱线28a、28b的选择数量来形成每个波谷V和每个波峰C的轴向延伸长度。

该方法还可包括将壁12、12'编织为具有平纹编织图案、斜纹编织图案、绸缎纹编织图案、棉缎纹编织图案或席纹编织图案中的一种，其中纺织领域的普通技术人员可以理解上述提及的编织图案。

该方法还可包括提供可通过热、流体和/或辐射中的至少一种活化的可活化纬纱28a。

该方法还可包括提供可通过热活化收缩的可活化纬纱28a。

显然，根据上述教导，本发明可能有许多修改和变化。预期所有权利要求和所有实施例的所有特征都可以相互组合，只要这种组合不会相互矛盾。因此，应当理解，在所附权利要求的范围内，本发明可以以不同于具体描述的方式来实施。

Claims (16)

1.一种保护纺织套筒，所述保护纺织套筒能够具有波纹形状且包括：

柔性的管状壁，具有编织的经纱和纬纱，所述经纱沿所述管状壁的相对端之间的纵轴纵向延伸，所述纬纱大致横向于所述经纱延伸，至少一些所述纬纱是可活化的纬纱，以在长度上收缩，至少一些与所述可活化的纬纱相邻的所述纬纱是大体上不可活化的纬纱，所述大体上不可活化的纬纱形成具有第一直径的波峰，所述波峰彼此之间轴向隔开，所述可活化的纬纱在被活化和收缩后形成具有第二直径的波谷，所述第二直径小于所述第一直径，至少一些所述波谷在所述波峰之间延伸,其中，所述管状壁具有相对的纵向延伸的边缘，所述边缘大致平行于所述纵轴延伸，所述边缘被构造成以彼此重叠的关系缠绕。

2.如权利要求1所述的保护纺织套筒，其中，所述管状壁包括热定形纬纱，所述热定形纬纱被偏置并保持所述相对的纵向延伸的边缘处于相互缠绕的、重叠的关系。

3.如权利要求1所述的保护纺织套筒，其中，所述可活化的纬纱包括单丝纬纱。

4.如权利要求1所述的保护纺织套筒，其中，所述可活化的纬纱包括复丝纬纱。

5.如权利要求1所述的保护纺织套筒，其中，所述不可活化的纬纱包括单丝纬纱。

6.如权利要求1所述的保护纺织套筒，其中，所述不可活化的纬纱包括复丝纬纱。

7.如权利要求1所述的保护纺织套筒，其中，所述管状壁具有外反射层。

8.如权利要求7所述的保护纺织套筒，其中，所述外反射层包括金属箔层。

9.如权利要求1所述的保护纺织套筒，其中，所述管状壁被编织成具有平纹编织图案、斜纹编织图案、绸缎纹编织图案、棉缎纹编织图案或席纹编织图案中的一种。

10.如权利要求1所述的保护纺织套筒，其中，所述可活化的纬纱能够通过热、流体和/或辐射中的至少一种来活化。

11.如权利要求10所述的保护纺织套筒，其中所述可活化的纬纱能够通过热来活化。

12.一种波纹保护纺织套筒，包括：

柔性的管状壁，包括相互编织的经纱和纬纱，所述经纱沿所述管状壁的相对端之间的纵轴纵向延伸，所述纬纱大致横向于所述经纱延伸，至少一些所述纬纱被活化至相对于编织长度收缩的长度，并且至少一些所述纬纱未被活化以保持编织长度，所述未被活化的纬纱形成具有第一直径的波峰，所述波峰彼此之间轴向隔开，所述被活化的纬纱形成具有第二直径的波谷，所述第二直径小于所述第一直径，至少一些所述波谷在至少一些所述波峰之间延伸，其中，所述管状壁具有相对的纵向延伸的边缘，所述边缘大致平行于所述纵轴延伸，所述边缘被构造成以彼此重叠的关系缠绕。

13.一种制造波纹纺织套筒的方法，包括：

将柔性的壁编织为包括经纱和纬纱，所述经纱沿所述壁的相对端之间的纵轴纵向延伸，所述纬纱大致横向于所述经纱延伸，至少一些所述纬纱是可活化的纬纱，并且至少一些与所述可活化的纬纱相邻的所述纬纱是大体不可活化的纬纱；

将所述壁成形为具有管状结构；

将所述壁编织成具有相对的纵向延伸的边缘，所述边缘大致平行于所述纵轴延伸，其中所述边缘被构造成以彼此重叠的关系缠绕；和

活化所述可活化的纬纱，使得所述大体不可活化的纬纱形成具有第一直径的波峰，所述波峰彼此之间轴向隔开，并且使得所活化的纬纱的长度收缩以形成具有第二直径的波谷，所述第二直径小于所述第一直径，至少一些所述波谷在所述波峰之间延伸，以使所述壁具有波纹形状。

14.如权利要求13所述的方法，进一步包括热定形至少一些所述纬纱以使相对的所述边缘被偏置并保持相对的所述边缘处于相互缠绕的、重叠的关系。

15.如权利要求13所述的方法，进一步包括在所述壁的外表面上形成外反射层。

16.如权利要求13所述的方法，进一步包括通过控制在每个波谷和每个波峰内的相应可活化和不可活化的纱线的选择数量来形成每个波谷和每个波峰的轴向延伸长度，将所述壁编织成具有平纹编织图案、斜纹编织图案、绸缎纹编织图案、棉缎纹编织图案或席纹编织图案中的一种，并提供能够通过热、流体和/或辐射中的至少一种来活化的所述可活化的纬纱。