CN108141021B - 带定位构件的隔热套筒、其组件及其构造方法 - Google Patents

Abstract

用于保护连接到线束16的电子元件14以防受热的隔热套筒14具有管状构件26，该管状构件26包括绝缘材料的内层28和反射材料的外层40。管状构件26在相对的两开放端之间沿着中央纵向轴线24,34延伸。多个狭缝纵长地延伸穿过其中一端，以形成多个指状体44。指状体44被塑性变形，以朝向中心纵向轴线24,34径向地向内延伸，并形成用于接收穿过其中的线束的开口46。

Description

带定位构件的隔热套筒、其组件及其构造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年7月30日提交的美国临时申请(序列号)No.62/198,737和以及于2016年7月29日提交的美国实用专利申请(序列号)No.15/224,348的权益，这两项专利申请通过引用完整地结合于本申请中。

发明背景

1.技术领域

本发明大体上涉及对其中包含的电子对象提供热防护的管状套筒组件，更具体地涉及包括定位构件的管状套筒组件，以将该组件围绕其中所包含的电子对象而保持在可选择性地释放的固定位置。

2.相关技术

汽车应用中使用的传感器，例如提供数据以控制发动机操作和性能的氧传感器，通常安装在车辆的发动机舱内，传感器在这里受到严苛的环境因素的影响，包括车辆操作期间的强的辐射热、磨损和振动源。由于严苛的环境因素，有利的是，在许多情况下，需要用防护性套筒覆盖相对易损的对温度敏感的传感器，以努力抑制振动，防止磨损和遮挡辐射热以免到达传感器。这样的套筒通常包括在相对的开放的自由端之间延伸的细长的圆柱形管。圆柱形管包括由无纺材料制成的阻尼内层，例如聚酯毡，和反射性外层，所述反射性外层包括例如层压至所述内层的外表面上的铝箔层。

由于上述防护性圆柱形套筒的构造及其严苛的环境，通常难于以允许套筒可靠地固定并保持在期望位置、同时易于拆卸以维修传感器的方式，将套筒组装在传感器周围。使用在套筒圆柱形壁的整个内表面的粘合剂、胶带和干涉配合来实现连接，但是，这些机制中的每一者都具有不同的缺点。套筒围绕传感器的粘合剂附接，至少起初一般是牢固的，将套筒永久地附接到传感器，因此使得在将来的时间维护传感器变得复杂，此外，粘合剂随着时间的推移可能会失效，由此导致套筒脱离其在传感器周围的理想防护位置。结果，尽管在其初始粘合位置通常是有效的，但是，该方法不容许容易地移除套筒以便维修传感器或重新使用套筒，因为这需要破坏粘合剂的粘合连接处。另外，鉴于在发动机舱内遇到的热量和振动，胶带和干涉配合可能是不可靠的，其中胶带更是特别难以应用，并且整个套筒内表面的摩擦配合会遭受部件公差的变化，以及组装的困难，特别是如果干涉程度太大，或者如果套筒需要沿着组装路径越过直径增大的障碍物(例如连接器)时。另外的机制也是已知的，例如使用由与管状套筒分开的材料制成的端盖来定位该套筒；然而，这种方法需要在构造套筒时将多个部件彼此组装起来，从而增加了隔离套筒的制造和组装的复杂性和成本。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于保护连接到线束的电子元件以防受热的隔热套筒。隔热套筒具有包括绝缘材料(insulative material)内层和反射材料外层的管状构件。管状构件在相对的两开放端之间沿着中心纵向轴线延伸。多个狭缝纵长地延伸穿过其中一端以形成多个指状体。指状体朝向中心纵向轴线径向地向内延伸，并且形成用于接收穿过其中的线束的开口。

根据本发明的另一方面，管状构件具有一般圆柱形部分，其中指状体被反折到一般圆柱形部分中。

根据本发明的另一方面，反折的指状体的一部分和一般圆柱形部分形成所述绝缘材料的双壁圆柱形区域。

根据本发明的另一方面，绝缘材料可以被提供为无纺材料、纺织材料、编织材料和针织材料中的一种提供。

根据本发明的另一方面，反射材料的外层可以被提供为固定到绝缘材料内层的金属箔层。

根据本发明的另一方面，提供了一种隔热套筒和配置为与传感器电连通的线束的组合。隔热套筒包括管状构件，该管状构件包括绝缘材料的内层和反射材料的外层。该管状构件在相对的两开放端之间沿着中心纵向轴线延伸。多个狭缝纵长地延伸穿过其中一端以形成多个指状体，其中指状体朝着中心纵向轴线径向地向内延伸，以形成用于接收穿过其中的线束的开口。

根据本发明的另一方面，提供一种构造用于保护连接到线束的电子元件以抵御外部热影响的套筒的方法。该方法包括，提供在开放的相对两端之间沿着中心纵向轴线延伸的管状构件，其中该管状构件包括绝缘材料的内层和反射材料的外层。该方法还包括，形成多个纵长地穿过其中一端朝另一端延伸的狭缝，以形成多个指状体。进一步地，该方法包括，使指状体朝向中心纵向轴线径向地向内弯曲，其中指状体的自由端形成用于接收穿过其中的线束的开口。

根据本发明的另一方面，该方法包括，将指状体反折到套筒的空腔中，并形成包括单独的绝缘材料上覆层的双壁区域。

根据本发明的另一方面，该方法包括，通过围绕绝缘材料缠绕箔层来提供反射材料。

根据本发明的另一方面，该方法包括，用无纺材料、纺织材料、编织材料和针织材料中的一种来提供绝缘材料。

附图的简要说明

结合下面对当前优选实施例和最佳方式、所附权利要求和附图的详细描述，本发明的这些和其它的特征和优点将变得更容易理解，在附图中：

图1是根据本发明的一个方面构造的用于保护电气部件的隔热套筒组件的等距视图，其被显示为围绕连接到电气部件上的线束设置；

图2是图1的隔热套筒组件的侧视剖面图；

图2A是图2的隔热套筒的局部放大的侧视剖面图；

图3是图1所示隔热套筒组件的根据本发明一方面的带有定位构件的隔热套筒的等距视图，其被显示为处于部分构造的状态；

图3A是具有图3的带有定位构件的部分构造的隔热套筒的示意性等轴侧视图；和

图4是处于完成状态的图3和3A所示带有定位构件的隔热套筒的等距视图。

优选实施例的详细描述

更详细地参见附图，图1和图2示出了组件10，其包括根据本发明的一个方面构造的具有一体化单件式定位构件的隔热套筒，在下文中被称为套筒组件或简称为套筒12，用于保护至少部分地包含在其中的电气部件14，例如传感器，来抵抗极端辐射热、磨损、污染和振动的影响，其中传感器14被显示为连接到线束16的一端并连接到车辆的发动机部件18(图2)。作为示例而非限制性的是，线束16可以作为一束暴露的绝缘电线，或作为被封装在也称为管20(例如具有大致平滑状或盘旋状外表面22的管)的外护套内的一束绝缘电线来提供。套筒12构造成沿着线束16及其管20(如果提供的话)的纵向轴线24可滑动地移动，以允许套筒12进入其期望的围绕传感器14的保护位置。如下面进一步详细论述，套筒12配置成借助于一体化定位构件25保持固定在其保护位置，直到期望选择性地将套筒12滑离其保护位置，例如可能期望维修传感器14。在使用期间，套筒12保持在其保护位置，而不需要诸如胶带或粘合剂的辅助紧固件，因此组件10制造简单，美观且在制造和使用中经济。

套筒12包括具有绝缘材料内层的管状构件26，该绝缘材料内层形成具有内表面30和外表面31的内壁28，其中内表面30界定内腔32并且在相对的第一自由端36和第二自由端38之间沿着中心纵向轴线34延伸，其中第一端36和反折的第二端38’限定了套筒12的一般圆柱形部分42的有效长度L。根据预期应用的需要，套筒12的有效长度L可以构造成具有任何期望的长度。管状构件26还包括反射性外层40以提供反射性外表面41。反射性外层40被固定到内壁28的外表面31，使得套筒12的整个暴露的外表面可反射辐射热。根据本发明的一个方面，内壁28可以由任何合适的绝缘的无纺材料、纺织材料、针织材料或编织材料构成，其中每个前述壁28可以由非热定型的材料构成，并且可以构造成具有任何期望的壁厚，这取决于在预期环境中暴露于热的性质和严重程度。

提供反射性外层40，以反射发动机舱典型的极端辐射热，包括由排气系统产生的温度。外层40可以由任何合适的金属材料形成，包括铝或其他所需箔金属的金属箔层。箔外层40相对较薄，从而允许套筒12在弯曲路径和拐角上保持柔性，但是足够厚以便被弯曲和塑性变形来保持“弯曲”构型。根据需要，外层40可以围绕内壁28的整个外表面31螺旋缠绕或卷烟式缠绕。如果需要，可以使用任何合适的耐热粘合剂来帮助将外层40结合到内壁28的外表面31。

套筒12的一体式定位构件25构造为单一整体件，并且因此由与形成管状构件26相同的绝缘层和反射层28,40构成。定位构件25包括多个柔性的弹性指状体44，其从管状构件26的一般圆柱形部分42径向地向内延伸，该圆柱形部分42在末端36,38'之间朝向中心纵向轴线34延伸，用于与线束16或其管20(如果提供的话)抵接。指状体44是柔弹性的，使得指状体44允许线束16和管20自由地穿过由指状体44的自由端48形成的开口46，其中指状体44的自由端48也形成管状构件26的第二自由端38。指状体44的弹性使得指状体44保持与线束或其管20邻接，因此套筒12相对于线束16及其管20保持固定在期望的组装位置，直到在某些选定的时间可能期望将套筒12从其组装位置可滑动地移除时。指状体44被反折并弯曲到空腔32中，因此，指状体44的一部分44'与一般圆柱形部分42的一部分组合，一起形成环形的一般圆柱形的双壁区域50，其中径向地最靠外的一般圆柱形部分42用作对指状体44的径向靠内部分44'的背衬或支撑，由此为指状体44提供抵抗过度径向向外运动的支撑。这样，指状体44的保持功能得以增强，尽管指状体44保持弹性以允许套筒12根据需要而选择性地组装和从线束上移除，如图2中虚线所示。

在构造中，由在开放的第一和第二端36,38之间沿着中心纵向轴线34延伸的管状构件26来形成套筒12，其中管状构件26包括绝热材料的内壁28，和围绕内壁28固定的反射性材料的外层40。应该认识到，在内壁28形成为管状构件26之前，外层40可以被固定到内壁28。此外，内壁28可以形成为周向地连续的无缝壁，或者它可以形成为具有纵长的、大致笔直的或螺旋形缠绕并结合的对接接缝。如果内壁28例如但不限于比如由无纺材料形成为螺旋形缠绕的壁，则内壁28优选为螺旋形缠绕的，其中相对的边缘可以处于彼此平齐抵靠的关系，从而形成平滑的对接接头39，由此形成光滑的圆柱形内表面30和外表面31。然后，可以螺旋形(图1,3,3A，4)或卷烟式(图2A)缠绕上箔外层40，其中相对的边缘43,43彼此重叠，其中外层40可以机械地固定或结合到内壁28的外表面上。

该方法进一步包括，形成多个狭缝52，所述狭缝纵长地通过第二端38朝向第一端36延伸，以形成多个指状体44，例如但不限于显示为三个指状体。然后，指状体44被反折并向内弯曲到空腔32中，以形成一般圆柱形的双壁区域50，其中指状体从双壁区域50朝向中心轴线34径向地向内延伸至其自由端48。指状体自由端48形成开口46的外周，该开口46的尺寸设计为过盈配合在线束16的外周之上。如上所述，反射金属箔的外层40具有足够的屈服强度，以在形成和使用期间将指状体44(包括其绝缘部分)保持在其“弯曲”构型。当然，在指状体44具有弹性的情况下，自由端48在面对线束16时沿径向地向外和轴向地相反的方向弹性变形，其中自由端48与线束16外表面之间的摩擦提供了保持力来抵抗在使用中线束16与套筒12之间的不希望有的相对轴向运动。如图2所示，指状件44能够容易地弹性弯曲，如在组装过程中在右侧以虚线所示，以及在移除过程中如左侧虚线所示，同时被接收于凹谷V中时或在移除时弹性地恢复到它们的原始的“弯曲”的径向地向内延伸的构型。因此，当需要时，可以向套筒12施加合适的轴向力，以强迫套筒12沿着线束16滑动，从而允许在维护期间接近电子元件14。如果围绕线束16提供管20，例如盘旋管，则指状件44的自由端48可在安装和移除期间在环形顶冠(crests)C之上弯曲，其中指状件44可构造成具有预定的厚度，以便至少部分地被容纳在顶冠C之间的环形凹谷V内，从而有助于将套筒12保持在其围绕传感器14的预期“使用”位置中。

显然，根据上述教导，本发明的许多修改和变化是可能的。因此，应该理解的是，在所附权利要求的范围内，本发明可以以与具体描述不同的方式来实施。

Claims (21)

1.一种用于保护可操作地连接到细长线束的电子元件的隔热套筒，包括：

管状构件，所述管状构件包括绝缘材料的内层和反射材料的外层，所述管状构件在相对两端之间沿中心纵向轴线延伸，和

一体式定位构件，所述一体式定位构件由与形成所述管状构件相同的绝缘层和反射层构成，所述定位构件包括由多个狭缝形成的多个指状体，所述多个狭缝纵向地延伸穿过其中一个所述端，

其中所述指状体朝所述中心纵向轴线径向地向内延伸，并形成用于接收穿过其中的所述线束的开口。

2.根据权利要求1所述的隔热套筒，其中，所述管状构件具有圆柱形部分，所述指状体被反折到所述圆柱形部分中。

3.根据权利要求2所述的隔热套筒，其中，所述反折的指状体的一部分和所述管状构件的所述圆柱形部分以重叠的关系彼此邻接，以形成所述管状构件的圆柱形的双壁区域。

4.根据权利要求3所述的隔热套筒，其中，所述双壁区域包括彼此邻接的所述绝缘材料的两个单独的层，以及由所述绝缘材料的所述两个单独的层彼此径向地间隔开的所述反射材料层的两个单独的层。

5.根据权利要求4所述的隔热套筒，其中，所述绝缘材料的所述两个单独的层彼此分离。

6.根据权利要求2所述的隔热套筒，其中，所述圆柱形部分在相对两端之间延伸，所述指状体在所述圆柱形部分的所述相对两端之间以与之轴向地间隔开的关系，从所述圆柱形部分径向地向内延伸。

7.根据权利要求1所述的隔热套筒，其中，所述绝缘材料是无纺材料、纺织材料、针织材料或编织材料中的一种。

8.一种隔热套筒和配置成与传感器电连通的线束的组合，包括：

管状构件，所述管状构件包括绝缘材料的内层和反射材料的外层，所述管状构件在相对的两开放端之间沿中心纵向轴线延伸，和

一体式定位构件，所述一体式定位构件由与形成所述管状构件相同的绝缘层和反射层构成，所述定位构件包括由多个狭缝形成的多个指状体，所述多个狭缝纵长地延伸穿过其中一个所述端，

其中所述指状体朝所述中心纵向轴线径向地向内延伸，以形成用于接收穿过其中的所述线束的开口。

9.根据权利要求8所述的组合，其中，所述管状构件具有圆柱形部分，所述指状体被反折到所述圆柱形部分中。

10.根据权利要求9所述的组合，其中，所述反折的指状体的一部分和所述管状构件的所述圆柱形部分以重叠的关系彼此邻接，以形成所述管状构件的圆柱形的双壁区域。

11.根据权利要求10所述的组合，其中，所述双壁区域包括彼此邻接的所述绝缘材料的两个单独的层，以及由所述绝缘材料的所述两个单独的层彼此径向地间隔开的所述反射材料层的两个单独的层。

12.根据权利要求11所述的组合，其中，所述绝缘材料的所述两个单独的层彼此分离。

13.根据权利要求9所述的组合，其中，所述圆柱形部分在相对两端之间延伸，所述指状体在所述圆柱形部分的所述相对两端之间以与之轴向地间隔开的关系，从所述圆柱形部分径向地向内延伸。

14.根据权利要求8所述的组合，其中，所述绝缘材料是不可热定型的。

15.根据权利要求8所述的组合，其中，所述线束具有盘旋状外表面，并且所述指状体构造成在所述盘旋状外表面的顶冠之上沿相反的轴向方向弯曲，并延伸到所述盘旋状外表面的凹谷中。

16.一种构造用于保护连接到线束的电子元件以防受热的套筒的方法，包括：

提供在开放的相对两端之间沿中心纵向轴线延伸的管状元件，其中所述管状元件包括绝缘材料的内层和反射材料的外层；

形成多个穿过其中一个所述端朝另一个所述端纵长地延伸的狭缝，以形成多个指状体，所述多个指状体提供一体式定位构件，所述一体式定位构件由与形成所述管状构件相同的绝缘层和反射层构成；和

朝着所述中心纵向轴线径向地向内弯曲所述指状体，其中所述指状体的自由端形成用于接收穿过其中的所述线束的开口。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述弯曲还包括，将所述指状体反折到所述管状构件中，使得所述指状体的一部分形成围绕所述中心纵向轴线延伸的圆柱形部分，并且所述指状体的一部分横向于所述中心纵向轴线径向地延伸。

18.根据权利要求16所述的方法，还包括形成作为无纺材料的绝缘材料的内层。

19.根据权利要求16所述的方法，还包括形成作为纺织材料的绝缘材料的内层。

20.根据权利要求16所述的方法，还包括形成作为针织材料的绝缘材料的内层。

21.根据权利要求16所述的方法，还包括形成作为编织材料的绝缘材料的内层。

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