CN108141022A - 带反射性定位构件的隔热套筒、其组装及其构造方法 - Google Patents

Abstract

提供了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12、其组合及其构造方法。隔热套筒12具有管状构件26，该管状构件26包括周向地连续的壁28，该壁28具有绝缘内层和反射外层40，该绝缘内层界定在开放的相对两端36,38之间沿着中心纵向轴线34延伸的内腔32。套筒12还包括由弹性的反射性金属材料构成的定位构件25。定位构件25具有管状部分42和至少一个从该管状部分径向地向内延伸以与线束邻接的弹性指状体40。管状部分42固定地附接到管状构件26的壁的相对两端36,38的其中一端。

Description

带反射性定位构件的隔热套筒、其组装及其构造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2015年8月4日提交的美国临时申请(序列号)No.62/200,735以及于2016年8月3日提交的美国实用专利申请(序列号)No.15/227,210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

本发明大体上涉及为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辐射热以及磨损和振动源。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。圆柱形管通常包括由比如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、同时提供易于拆卸套筒以维修传感器的机制，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，并且干涉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，或者例如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。

另一已知的机制包括，使用被制成为与管状套筒分开的构件的端盖，其中端盖通过使用单独的辅助紧固装置(例如钉、胶带和/或粘合剂)而紧固到套筒上。尽管单独的紧固装置可证明在功能上是可用的，但它增加了组装的成本和复杂性，因为必须保持和使用单独的紧固件和工艺来施加和上紧所述紧固装置，从而给隔离套筒的制造和组装增加了复杂性和成本。

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。隔热套筒具有管状构件，所述管状构件包括周向地连续的壁，其带有绝缘内层和反射外层，所述绝缘内层界定在开放的相对两端之间沿着中心纵向轴线延伸的内部空腔。套筒还包括由弹性的反射性金属材料构成的定位构件。该定位构件具有管状部分和至少一个从管状部分径向地向内延伸以便与线束邻接的弹性指状体。管状部分固定地附接到管状构件的壁的相对两端的其中一端。

根据本发明的另一方面，所述至少一个弹性指状体远离管状构件的壁以大体圆锥形构造延伸。

根据本发明的另一方面，所述至少一个弹性指状体包括多个弹性指状体。

根据本发明的另一方面，弹性指状体具有彼此重叠的侧边缘，

根据本发明的另一方面，提供了一种隔热套筒和配置成与传感器电连通的线束的组合。隔热套筒具有管状构件，该管状构件包括周向地连续的壁，其带有绝缘内层和反射外层，所述绝缘内层界定了在开放的相对两端之间沿着中心纵向轴线延伸的内部空腔。所述套筒还具有由弹性的反射性金属材料构成的定位构件，其中所述定位构件具有管状部分和至少一个从所述管状部分径向地向内延伸以便与线束邻接的弹性指状体，其中管状部分固定地附接到管状构件的壁的相对两端的其中一端。

根据本发明的另一方面，提供了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，提供管状构件，该管状构件包括周向地连续的壁，带有绝缘内层和围绕绝缘内层固定的反射外层，所述绝缘内层界定了在开放的相对两端之间沿着中心纵向轴线延伸的内部空腔。进一步地，提供由弹性的反射性金属材料构成的定位构件，其中所述定位构件具有管状部分和至少一个从所述管状部分径向地向内延伸以便与线束邻接的弹性凸缘。还进一步，将所述定位构件的管状部分固定到所述管状构件的壁的相对两端的其中一端。

根据本发明的另一方面，该方法可以进一步包括，由扁平金属材料片形成定位构件。并将该扁平材料片缠绕成管状结构。

根据本发明的另一方面，该方法可以进一步包括，由挤压的管状金属材料件形成定位构件。

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元件的隔热套筒组件的透视图，其中电气元件如图所示围绕连接到电气元件上的线束设置；

图2是示出了处于部分分解状态的隔热套筒组件的截面侧视图；

图3是与图2类似的视图，示出了处于已组装状态的隔热套筒组件；

图4是显示为处于部分构造状态的图1所示保护性套筒组件的定位构件的平面图；

图5是显示为处于部分构造状态的图1所示保护性套筒组件的根据本发明另一方面构造的定位构件的等距视图；

图6是显示为处于部分构造状态的图1所示保护性套筒组件的根据本发明的又一个方面构造的定位构件的等距视图；和

图7是显示为处于完全构造状态的图6所示定位构件的等距视图。

优选实施例的详细描述

更详细地参见附图，图1-3示出了根据本发明的一个实施例构造的组件10。组件10包括带有自保持定位构件25的隔热套筒12，用于保护电气部件14，例如至少部分包含在套筒12内的传感器，来抵抗极端辐射热、磨损、污染和振动的影响。传感器14被显示为连接到车辆发动机部件18(图2和3)上的线束16的一端。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和管20(如果提供的话)的纵向轴线24间隙配合和可滑动地移动，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配置成借助于固定地附接到套筒12的反射性定位构件25而保持固定在保护位置，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。套筒12在使用期间保持在其保护位置，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可以被构造成具有任何期望的长度。套筒12具有管状构件26，其包括具有内表面30和外表面31的周向地连续的内壁28，其中内表面30界定内腔32并且在开放的相对两端36,38之间沿着中心纵向轴线34延伸。管状构件26还包括在外表面31上的反射性外表面40。根据本发明的一个方面，内壁28可以由交织的非织造纤维材料、纺织材料、针织材料或编织材料构成，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性。

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。根据需要，外层40可以围绕内壁28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粘合到内壁28的外表面31。

以下简称为定位构件25的反射性定位构件由与管状构件26分开的材料构成，例如由包括铝或弹簧钢的弹性的反射性金属材料构成，其例如在约8-12密耳厚。定位构件25可以仅由单件金属材料提供，因此不需要附加材料固定其上以便执行其保持和屏蔽功能。定位构件25具有一般圆柱形管状部分42和至少一个柔性的弹性凸缘(也被称为指状体44)，如图显示为多个指状体44，该多个指状体44以倾斜关系从管状部分42和壁28径向地向内延伸，以保持与线束16或线束的管20(如果提供的话)抵接。管状部分42如图所示为一般圆柱形，并且其尺寸适合于紧密贴合地容纳管状构件26的开放端36的外表面，于是任何合适的紧固机构，包括诸如钉的机械紧固件或诸如耐高温的粘合剂，可以用来将定位构件25固定到管状构件26。本文考虑了，如果需要，管状部分42的尺寸可以确定为被紧密贴合地容纳在内壁28内侧。

定位构件的一个或多个(在下文中例如但不限于以复数显示)指状体44成形为从管状部分42以倾斜关系径向地向内延伸，用于紧密贴合地接纳线束16，及其管20(如果提供的话)，而呈现大体上截头圆锥形的形状。指状体44以弹簧连杆方式呈柔性的弹性，使得指状体允许线束16和管20自由地穿过由指状体44的自由端48的内周形成的开口46，由此指状体44的弹性导致指状体44保持与线束或管20弹性地抵接。通过保持与线束16或其管20的弹簧偏置邻接，定位构件23，以及因此管状构件26，就相对于线束16和管20固定在期望的组装位置。在期望维修电气部件14时，指状体44可以被手动提升至离开与线束或管20的接触，于是套筒12可以沿远离电气部件14的方向滑动，以允许能够对其接近。形成定位构件26的材料的厚度是重要的，因为如果它太薄，则指状体不会具有必需的类似于弹簧的弹性来保持与线束或管20的弹性摩擦接合，如果它太厚，则会增加多余的重量并且对制造产生不利影响，而且使指状体44过于刚硬。

在使用中，套筒12可以容易地滑过线束16或管20，由此指状体44的自由端48接合并径向和轴向地抵靠电线束16或管20弯曲。通过控制指状体44的弹簧刚度，例如通过选择用于形成定位构件的金属材料的期望厚度，并通过控制指状体44的形状和构造，就可以提供指状体端48与线束16或管20之间的预定量的摩擦和干涉。在将定位构件25围绕线束16或管20设置之前，指状体44的自由端48所形成的开口46小于线束16或管20的最大有效直径D，由此使指状体44在与线束16或管20接合时被至少略微沿径向向外地强制偏置。这样，在径向地向内延伸的偏置的指状体44与线束16或管20之间建立了摩擦配合。指状体44的形状优选地借助于在定位构件25的材料中、例如在扁平金属条(图4)中形成的纵长地延伸的狭缝50来提供，所述扁平金属条被切割成适当矩形尺寸，并被切割形成狭缝50以形成单独的指状体44，然后被卷烟状地缠绕成管状形式以将相对的边缘52,54带入邻接的或稍微重叠的关系，然后例如经由任何合适的机械紧固件(例如铆钉、钉书钉和/或粘合剂)固定成管状形式。这里还可进一步考虑，定位构件25′可以由挤压金属管形成，其被切割一定长度的狭缝(图5A)，然后被折叠至看起来与图1相似或相同。如图所示，狭缝50大体上平行于中心轴线34延伸，因此指状体44通常为矩形形状。这样，在将指状体44弯曲成比如如图1-3所示完成的截头圆锥形构造时，指状体44的纵长地延伸的边缘56至少稍微地彼此重叠，由此提供了防止可能的碎屑和热侵入的良好屏障。在这里还考虑，狭缝50可以以别的方式形成，从而产生不同于矩形的不同形状的指状体，例如如图6所示的梯形指状体44，其中狭缝50可以形成三角形或梯形的切口区域58，从而导致指状体44彼此之间减少重叠或不重叠，使得指状体44的纵长地延伸的边缘56在被径向地向内弯曲时形成或基本上形成彼此对接接头60(图7)。应该认识到，狭缝50可以在图4的扁平金属条中形成，如图6所示，由此导致指状体44如图7所示地最终成形。

如果以波纹管的形式提供管20，则指状体44在安装和拆卸过程中可以被偏压以在环形顶冠(crests)C之上轴向地弯曲，并且可以被构造成呈现预定的厚度，以便至少部分地被接收于波纹的环形凹谷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。在安装期间，克服弯曲指状体44的自然弹簧偏置作用而使指状体44自动地径向向外地偏置，其中，作为由折叠区域62赋予的弹簧偏置的结果，指状体44保持与线16或管20外表面的摩擦接合，从而导致指状体44呈现大体圆锥形。在指状体44具有光泽和反射性的情况下，外部辐射热被反射离开空腔32，从而保护电气部件14以免暴露于辐射热中。

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 (19)

1.一种用于保护连接到线束的电子元件的隔热套筒，包括：

管状构件，其包括周向地连续的壁，其带有绝缘内层和反射外层，所述绝缘内层界定了在开放的相对两端之间沿着中心纵向轴线延伸的内部空腔；和

由弹性的反射性金属材料构成的定位构件，所述定位构件具有管状部分和至少一个从所述管状部分径向地向内延伸以便与线束邻接的弹性指状体，所述管状部分固定地附接到所述管状构件的所述壁的所述相对两端的其中一端。

2.根据权利要求1所述的隔热套筒，其中，所述至少一个弹性指状体从所述管状构件的所述壁倾斜地延伸。

3.根据权利要求2所述的隔热套筒，其中，所述至少一个弹性指状体包括多个弹性指状体。

4.根据权利要求3所述的隔热套筒，其中，所述多个弹性指状体具有彼此重叠的纵长地延伸的边缘。

5.根据权利要求3所述的隔热套筒，其中，所述多个弹性指状体形成大体截头圆锥形的形状。

6.根据权利要求1所述的隔热套筒，其中，所述定位构件具有朝向彼此缠绕并相对于彼此固定的纵长地延伸的边缘。

7.根据权利要求1所述的隔热套筒，其中，所述定位构件是金属挤压管。

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，所述管状构件包括周向地连续的壁，其带有绝缘内层和反射外层，所述绝缘内层界定了在开放的相对两端之间沿着中心纵向轴线延伸的内部空腔；和

由弹性的反射性金属材料构成的定位构件，所述定位构件具有管状部分和至少一个从所述管状部分径向地向内延伸至与所述线束邻接的弹性指状体，所述管状部分固定地附接到所述管状构件的所述壁的所述相对两端的其中一端。

9.根据权利要求8所述的组合，其中，所述至少一个弹性指状体从所述管状构件的所述壁倾斜地延伸至与所述线束接合。

10.根据权利要求9所述的组合，其中，所述至少一个弹性指状体包括多个弹性指状体。

11.根据权利要求10所述的组合，其中，所述多个弹性指状体具有彼此重叠的纵长地延伸的边缘。

12.根据权利要求8所述的组合，其中，所述定位构件具有缠绕成彼此重叠关系的相对的边缘。

13.根据权利要求8所述的组合，其中，所述定位构件是金属的挤压管。

14.一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：

提供管状构件，所述管状构件包括周向地连续的壁，其带有绝缘内层和反射外层，所述绝缘内层界定了在开放的相对两端之间沿着中心纵向轴线延伸的内部空腔；

提供由弹性的反射性金属材料构成的定位构件，所述定位构件具有管状部分和至少一个从所述管状部分径向地向内延伸以用于与线束邻接的弹性凸缘；和

将所述定位构件的管状部分固定到所述管状构件的壁的相对两端的其中一端。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括，提供至少一个弹性指状体以从所述管状构件的所述壁倾斜地延伸。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括，所述至少一个弹性指状体被提供为多个弹性指状体。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括，提供具有彼此重叠的纵长地延伸的边缘的所述多个弹性指状体。

18.根据权利要求14所述的方法，还包括，提供所述定位构件，其具有缠绕成彼此重叠关系的相对的边缘。

19.根据权利要求14所述的方法，还包括，所述定位构件被提供为挤压的金属管。