SE469590B

SE469590B - Trycksaettbart, elastiskt hoelje, utgoerande en inlaeggssula till en sko, samt foerfarande foer framstaellning av hoeljet

Info

Publication number: SE469590B
Application number: SE8900363A
Authority: SE
Inventors: Marion Franklin Rudy
Original assignee: Rudy Marion F
Priority date: 1988-02-05
Filing date: 1989-02-02
Publication date: 1993-08-02
Also published as: JPH0698051B2; NL194028C; NL194028B; AU2896289A; SE8900363L; KR950003249B1; IT1228614B; SG69593G; MY106949A; CA1336798C; NL8900273A; DE3903242B4; BE1003892A5; US5543194A; HK6795A; AU615022B2; SE8900363D0; PT89634B; CN1028717C; DK45589A

Description

15 20 30 35 40 469 590 2 än hastigheten med vilken den anbringade pàkänningen borttages från anordningarna. Framgång hos denna nya produkt berodde på lösande av flera grundproblem: 1) separation (uppspaltning) mellan sträckningselementet (tygskikt med löptrådar) och det gasinnehållande spärrskiktet, när de utsätts för höga pàkänningar med làngtidscykliska utmattningstillstånd, 2) krossning, nötning och böjutmattningsbrott hos löptrådarna, 3) hydrolytiskt nedbrytningsbrott hos löptrådarna, 4) svamp, bakterie och hydrolytiskt spänningsbrott hos spärrmaterialet, 5) upprivning av sträckningselementen omedelbart intill tygets skurna kanter, när det utsätts för höga pàkänningar och böjning, 6) genomslag och nötningsbrott hos spärrfilmen, 7) läckning av tryckgas vid omkretstätningen, orsakad av fibertrådar sträckande sig ut från sidorna hos det infällda sträckningstyget och överbryggande omkretsspärrtätningen för att skapa små läckningsvägar genom vilka tryckgas sakta kan läcka ut.

Förutom problemen ovan var en av de mer svåra utmaningarna bildandet av en tätad, permanent uppblåst stötdämpningsanordning med plana ytor, i motsats till rörformiga eller rundande kammare och som kunde göras relativt tunn för att uppnå 100% luftstöd och stötdämpning och som hade tillräcklig utmattningshållfasthet för att motstå miljoner kompressionscykler vid användning. I fråga om konsumentartiklar, speciellt skodon, är en livslängd på flera år väsentlig. Vidare måste denna produkt behålla de unika och fördelaktiga stötdämpningsegenskaperna, utan betydande nedbryt- ning genom hela dess livslängd. Såsom är uppenbart är en betydande tryckförlust eller tryckökning över en tidsperiod inte acceptabel, speciellt i konsumentprodukteri Det är också önskvärt' att åstadkomma en uppblåst produkt som kan motstå relativt höga;_ _ lokala pàkänningar utan att helt tryckas samman, såsom pàkän- ningar typiskt råkade ut för vid idrottsaktiviteter.

Vid exempelvis löpning eller andra sporthändelser som- involverar löpning eller hoppning förekommer betydande lokala pàkänningar under hälnedslag eller utskjut. Om stötdämpningsan- ordningen bottnar ut så äventyras hela syftet med inläggssula.

För de flesta påträffade tillstånden, för att förhindra bottnan- de, kan den uppblåsta produkten antingen göras tillräckligt tjock eller trycksättas i hög grad eller bäggedera. Ett annat lämpligt sätt är att använda mindre kammare uppblåsta vid läge tryck och positionerade under den lastbärande ytan, så att det förefinns 10 15 20 25 30 35 40 3 j 469 590 liten eller ingen ackumulatorvolym in i vilken gasen kan utströmma. Relativt hög trycksättning av de kända uppblåsta anordningarna med rundade, rörformiga kammare framkallar en obekväm känsla, om inte inkapslade med skum, eller använda med någon annan typ av yt-/konturmoderatorelement."V Belastnings-/nedböjningskurvan hos denna tänjbara produkt uppnår helt nya, unika och fördelaktiga stötdämpningsegenskaper som inte har varit möjliga tidigare med andra laststötdämpnings- anordningar enligt teknikens ståndpunkt.

Belastnings-/nedböjningsegenskaperna hos mina tidigare uppfinningar, patent nummer 4 183 156, åstadkom ett mycket mjukt fjädrande stöd under lätta belastningar. Sedan, med progressivt tyngre belastningar, ökade den stödjande kraften antingen på ett linjärt eller på ett exponentiellt sätt. Denna typ av belast- nings-/nedböjningsegenskap är lämplig för många tillämpningar.

Emellertid finns det andra användningar där det är mycket önskvärt att den trycksatta pneumatiska stötdämpningsanordningen i början uppvisar ett mycket fast fjädrande stöd under lätta till moderata kompressionsbelastningar, en grad av stöd större än produkten av ytan hos den anbringade belastningen gånger det inre arbetstrycket. Sedan, när större kompressionsbelastningar anbringas, förändras anordningen automatiskt, vid en förutbestämd belastning, från det fasta, kartongliknande, fjädrande stödet och uppvisar en mjuk, relativt fast och gradvis ökande nivå av fjädrande stöd genom hela den fria förskjutningen av den uppblåsta anordningen.

Denna typ av fjädrande stöd innehåller huvudsakligen ny teknologi skild från teknikens.ståndpunkt. Nya och.i.hög grad användbara produkter är nu möjliga som var omöjliga med använd- ning av teknikens ståndpunkt.

Sålunda existerar ett behov för en förbättrad väsentligen permanent förtrycksatt produkt som har fördelar över tidigare kända uppblåsta produkter. Det är också uppenbart att det finns praktiska hänsynstaganden av att kunna tillverka sådana produkter relativt billigt, vid relativt hög volym och av en mycket hög kvalitet, som säkerställer att produkten kommer att vara läckfri och ha en acceptabel livslängd även när den konstrueras som en permanent och inbyggd del av skodonet. Det är också en fördel att kunna åstadkomma en gastrycksatt lastbärande stötdämpningsdel som kan bildas i olika former, tjocklekar och konturer. 10 15 20 25 30 35 40 4691590 4 Kort beskrivningêav uppfinningen Dessa och andra svårigheter hos teknikens ståndpunkt har övervunnits enligt den föreliggande uppfinningen. Den förelig- gande uppfinningen tillhandahåller en gastrycksatt och uppblåst konstruktion som innefattar ett hermetiskt tätat yttre täckande spärrskikt som är säkert förbundet, såsom kommer att beskrivas, med en dubbelväggig inre tygkonstruktion huvudsakligen över hela dess yttre ytor. Den dubbelväggiga tygkonstruktionen innefattar första och andra yttre tygskikt, som normalt är placerade på avstånd från varandra på ett förutbestämt avstånd. Löptrådar, (eller lämpligare löpgarn) företrädesvis i form av flerfiber- trådsgarn bestående av många individuella fibrer sträcker sig invändigt mellan proximal- eller de motstående sidorna hos de respektive tygskikten. Användningen av flerfibertràdsfallgarn är unik för denna produkt. Fibrerna hos löpgarn bildar sträck- ningsbegränsande organ och är förankrade vid de respektive tygskikten. Begränsningsorganen eller löpgarn kan vara anordnade nominellt vinkelrätt mot de första och andra tygskikten; eller de kan anordnas i ett triangulärt arrangemang. Det skall noteras att garnet innefattande löptràdarna eller begränsningsorganen kan vara skilda från garnet hos de första och andra tygskikten, dvs garnet använt för de första och andra tygskikten kan vara helt olikt garnet hos löptràdarna eller begränsningsorganen, beroende på tillämpningen och användningsmiljön. Dessa begränsningsorgan fungerar för att upprätthålla den allmänt platta eller konturera- de planformen hos den trycksatta och uppblåsta-konstruktionen- och förbindningen av den yttre täckningen med de distala sidorna eller utsatta yttre ytorna hos det respektive tygskiktet p förhindrar den yttre täckningen från att slitas bort eller- skiljas från de distala ytorna och bilda en utvidgning. Löpgarn som sträcker sig från ett tygskikt till det andra fungerar i ren sträckning som de föredragna begränsningsorganen och är när- varande i mängder tillräckliga för att hålla konstruktionen i den önskade plana formen utan att bjuda betydande motstånd mot komprimeringen av de två yttre skikten mot varandra. Dvs, begränsningsorganen har mycket liten tryckhållfasthet och mycket betydande draghållfasthet och utgör sålunda inte något betydande tryckstöd mot yttre anbringade belastningar och uppvisar sålunda en mycket ansenlig utmattningslivslängd. Det är tryckgaskomponen- ten som bildar lO0% av fjädringsstödet för de mycket tunga, l0 15 20 25 30 35 40 5 469 590 livslängdscykliska kompressionsbelastningarna. Tryckgasen har egentligen en oändlig utmattningslivslängd. Sålunda, genom att skilja kompressions- och sträckningsbelastningsbärandekomponen- terna hos anordningen på detta sätt, uppnås ett mycket unikt och fördelaktigt resultat. Den resulterande produkten har en utmattningslivslängd många gånger större än vad som annars är' möjlig. Området mellan proximalytorna hos tygskikten är av tillräcklig öppenhet för att tillåta rörelse av tryckgasen genom hela tryckkammaren.

De hermetiskt tätade yttre spärrskikten, vilka verkar för att innehålla gasen, består företrädesvis av ett sammansatt, elastiskt, semipermeabelt material, som är huvudsakligen ogenomträngligt för gaser som är väsentligen icke-polära och som dessutom kan ha mycket stora molekylstorlekar. De yttre spärr- skikten kan också styra hastigheten av inåtriktad och utåtriktad diffussion av NZ och 02 och andra gaskomponenter hos den omgivande luften medelst procentsatssammansättningen av den kristallina komponenten i spärrskiktets elastiska komponent.

Följaktligen tillhandahåller detta yttre spärrskikt en mycket viktig sekundärfunktion av att vara svagt permeabelt för en del andra gaser såsom syre. Med detta material inträffar en selektiv inåtriktad diffusion av syre från den omgivande luften som, medelst deltryck, tenderar att öka det totala trycket inuti den redan trycksatta inneslutningen, Det här beskrivs ganska detaljerat i exempelvis Rudy US-patentskriften 4 340 626, patentskyddad 20 juli 1982; Rudy et al, US-patentskriften 4 183 156, patentskyddad 15 juli 1980; Rudy et al, US-patentskriften 4 271 606, patentskyddad 9 juni 1981; och Rudy et al, US-patent- skriften 4 219 945, patentskyddad 2 september.l980. Vi.ber att.få fästa uppmärksamhet på dessa patentskrifter, vilka härvid införlivas häri såsom referens, för en beskrivning beträffande spärrfilmen, tryckgasen och de fysiska fenomen som involveras i diffusionspumpning och den aktiverade diffusionen av gas genom det semipermeabla spärrskiktet.

Konstruktionerna enligt den föreliggande uppfinningen är speciellt unika och lämpliga för användning där det krävs att upptaga och dämpa en slagbelastning inuti ett begränsat utrymme och sedan återföra denna annars förlorade energi på ett nyttigt sätt. Denna konstruktion har en ytterligare fördel, emedan den har en väsentligt minskad massa i jämförelse med tidigare kända 10 15 20 25 30 35 40 469 590 6 konstruktioner, sålunda bildande tryckbegränsningsväggar eller -element som har en låg hysteresenergiförlust vid böjning. Gas trycksatt till åtminstone 2 psi och företrädesvis mer än 15 psi fungerar bra för att åstadkomma utmärkt och bekväm stötdämpning och sedan att återföra den lagrade energin på ett fjädrande, verksamt, naturtroget och fördelaktigt sätt. När konstruktionen enligt den föreliggande uppfinningen trycksätts till en nivå över 40-50 psi ger konstruktionen tillbaka så mycket som 92% av energin hos ett slag., Om därför en tyngd uppvisande formen, massan och hastigheten hos en representativ människofot vid hälnedslag tappas från ungefärligen 0,6 m höjd på en korrekt konstruerad konstruktion enligt den föreliggande uppfinningen, som är trycksatt till en nivå av ungefärligen 55 psig, dämpas tyngden först bra från slagkraften så att G-krafterna på tyngden kommer att vara i området 9-12 G. Sedan kommer nästan all slagenergi som upptages, omfördelas och lagras i anordningen under den nedåtriktade kompressionsdelen hos cykeln (dvs omkring 92%) att mycket effektivt återföras till tyngden, orsakande att den studsar till ungefärligen 92%.av den ursprungliga löphöjden, eller 0,55m.

Ordet eftergivenhet används för att uttrycka kombinationen av dessa två faktorer: dvs stötdämning och fjädring. En produkt samtidigt uppvisande maximal stötdämpning och maximalt återföran- de av nyttig energi, eller fjädring, anses ha god eftergivenhet.

Svag eftergivenhet torde naturligtvis vara det motsatta.

Den föreliggande uppfinningen är unikt lämpad för skodon och andra liknande stötdämpningstillämpningar där högt utförande och/eller maximal fjädringskomfort, stöd och stötskydd skall uppnås i ett minimum av tjocklek och utrymme (dvs làgprofil).

Tjockare anordningar såsom offentliggjorde i Rudy-patentskriften 4 183 156 var i hög grad dåligt lämpade för denna typ av tillämpning. Höjderna och dalarna hos den tidigare produkten förenat med behovet av någon typ av skuminkapsling eller moderatoranordning för att åstadkomma en jämn, bekväm stödyta, skapade en produkt som var relativt tjock och otymplig för denna typ av tillämning.

De platta eller konturerat plana lastbärytorna hos den föreliggande uppfinningen uppnår en helt ny och unik grad av 100% flytande på luftdämpad, fjädrande stöd, med komfort och skydd hittills inte möjlig. Föreliggande uppfinning eliminerar behovet :I 10 15 20 25 30 35 40 7 469 590 av skuminkapsling. Emellertid kan det under vissa omständigheter vara lämpligt att använda skum för att bygga in enheten i en mellansula, att absorbera fukt och att vidare öka livslängden hos den gastrycksatta produkten. Användningen av skum kan också styra eller eliminera tendensen hos stötdämpningsprodukten från att bucklas när den böjs i en skarp radie.

I den föreliggande uppfinningen utgör bildandet av en eller flera utvidgningar brott. Utvidgningar kan utvecklas antingen där det sker uppspaltning av spärrmaterialet från de distala eller yttre ytorna hos det dubbelväggiga tyget eller genom brott hos fallgarn. Sådant fallgarnbrott kan orsakas genom böjutmattning och/eller nötning av löpgarn, normalt refererat till som fibrilleringstypen av ett brott. Se fig 30 för ett åskådlig- görande av en elektronmikroskopisk bild av ett typiskt fibrille- ringsbrott hos löpgarnsträckningsfibrer under tåvalken vid stortàns bas efter ungefärligen sex månaders nötning i högpresta- tionsidrottsskor. Såsom diskuteras senare löser den föreliggande uppfinningen dessa problem under produktens livslängd.

Användningen av fallgarn i en dubbelväggig konstruktion verkande i dragning för att begränsa och forma spärrytorna har föreslagits tidigare. Ett exempel på utvidgningen som kan utvecklas när fallgarn är av otillräcklig hållfasthet eller är avsiktligt åtskilda åskådliggörs t ex i Cross, US-patentskriften 3 205 106, patentskyddad 7 september 1965. Där fungerar produkten helt som en konstruktionsanordning, den producerar inte en stötdämpningsfunktion; inte heller löser den problemen som är förbundna med en stötdämpningsprodukt, såsom den föreliggande7“* uppfinningen gör. Cross inriktar sig inte på problemen som måste lösas för att uppnå permanent uppblåsning och inte heller ' försöker han att använda eller styra diffusionspumpning på ett användbart och unikt sätt, såsom beskrivet i den föreliggande uppfinningen.

Användningen av fallgarn och trådar som konstruktionstryck- dämpnings- eller förstyvningsdelar i dubbelväggiga konstruktioner har föreslagits t ex av Tungseth, US-patentskriften 3 616 126, patentskyddad 26 oktober 1971 och Giese et al, US-patentskriften 4 005 532, patentskyddad l februari 1977. Dessa äldre konstruk- tioner består av en enda tung (dvs stor 0,003-0,025" diameter) enfibertrådssträng av plast vävd till en styv tredimensionell, tryckbelastningsstödjande matta. Tungseth-patentet beskriver en 10 15 20 25 30 35 40 -469 590 8 produkt av den typen som helt litar pá knäckningsegenskaperna hos plastenfibertrådar av utvald diameter i den vävda konstruktionen och som placeras i tryck för att upptaga kompressionsstötbelast- ningar. I Tungseth-patentet tillhandahålles inte alls något pneumatiskt stöd.

Giese-patentet 'S32 är likaledes en styv tryckbelastnings- stödjande matta vävd av en 0,01 tum diameter plastenfibertråds- sträng för att bilda ett värmeisoleringsinlägg för skoartiklar; där det anges “separeringsmaterialet" (dvs plastenfibertrådar) "är av en sådan hållfasthet för att förhindra deformation av de nätliknande tygerna mot varandra när de utsätts för skobärarens tyngd". Det här är identiskt med Tungseth. Utförandet kräver att mattan täcks med ett spärrmaterial och tillslutes för att bilda en hermetiskt tätad kammare. I en utformning kan luft kvarlämnas inuti kammaren för att bilda en isolerande vak, medan i andra utformningar luften kan evakueras från kammaren eller ersättas med en gas, såsom C02 för att uppnå en värmeöverföringskoeffi- cient som är lägre än den omgivande luften. Dessa konstruktioner är mycket dåliga stötdämpande anordningar àterförande obetydlig del, om någon alls, av slagenergin till användaren och sålunda förlorande energin som inre friktionsvärme. Våra försök avslöjar snabbt utmattningsbrott hos dessa tryckbelastningsstödjande plastenfibertrådar av stor diameter, vilket följaktligen skapar skarpa utskjutande plaststickor, som med lätthet genomtränger omslagsfilmen, resulterande i en vakuumförlust eller förlust av speciell lågvärmeledande gas. De skarpa stickorna"likaledes intränger i, irriterar och sticker hål på huden hos foten, resulterande i smärta, obehag och tänkbar infektion.

Andra äldre patent inkluderar US-patentskriften 4 409 271 utfärdat till Pehr den ll oktober 1983 och som hänför sig till ett lättviktigt konstruktionselement. Pehr-konstruktionen består av ett okantat sammetstyg med en vertikal lugg mellan de övre och undre vävarna. Tyget görs ogenomträngligt för luft genom ett gummihölje som vulkaniseras och tyget sammanfogas genom en söm.

Pehr-produkten kan fyllas med en gas, vätska eller skum. Pehr- produkten är inte avsedd att användas som en dämpnings- eller stötdämpande anordning, såsom är fallet med den föreliggande uppfinningen.

Nästan samma som Pehr är US-patentskriften 2 743 510 utfärdad till Mauney et al den l maj 1956. Där är emellertid 10 15 20 25 30 35 40 9 469 590 tyget som används inte sträckt, så att när det utsätts för värme och spänning kommer tyget att sträckas.

US-patentskriften 3 205 106 av 7 september l965 utfärdad till Cross beskriver också en konstruktion i vilken löpkord är närvarande. Löpkorden avskiljs för att öka.styvheten i produkten genom bildande av en konvex sektion. Detta producerar effektivt en utvidgning, precis det förhållandet som den föreliggande uppfinningen försöker undvika.

Också av intresse men beskrivande en produkt helt skild från den beskriven häri är US-patentskriften 4 261 776 av 14 april 1981, utfärdad till Lea et al och patenten diskuterade däri. Lea et al-produkten är en självuppblåsande luftmadrass.

I den föreliggande uppfinningen består löpgarn av många mycket fina, texturiserade eller vulkade separata filament (inte en enda enfibertråd, såsom i ovan teknikens ståndpunkt) vardera uppvisande en hög draghållfasthet och uppvisande en mycket liten tvärsnittsdiameter i jämförelse med“teknikens ståndpunkt så att de inte kan verka som Euler-pelartryckdelar och är helt ur stånd att stödja någon betydande tryckbelastning av sig själv. Skulle filament brytas skapar den resulterande produkten inte en skarp flisa som skulle kunna punktera eller annars skada spärrhöljet.

Sålunda är den belastningsstödjande mekanismen enligt den föreliggande uppfinningen helt skild från teknikens ståndpunkt, och med mycket överlägsen högtrycksinneslutning, lastbärande förmåga, stötdämpning, utmattningslivslängd, elasticitet, varaktig uppumpning och.fördelaktiga livslängdsliknande energi- lagrings- och återföringsegenskaper som är inte ens på långt när möjliga med den ovan angivna teknikens ståndpunkt.

Olika slags gasinnehållande skummaterial har tidigare varit tätade i flexibla, lufttäta avdelningar, se t ex Rosenberg, US- patentskriften 4 590 689, patentskyddad 27 maj 1986 och Striegel, US-patentskriften 3 914 881, patentskyddad 28 oktober 1975.

Skumprodukter av denna typ trycksatta också med supergas (Rudy US-patentskriften 4 183 156) har inte varit framgångsrika på grund av flera problem; (1) draghållfastheten hos även de bästa skummaterialen med öppna celler är inte tillräckligt stark och tillförlitlig för att uppbära de nödvändiga uppblåsningstrycken över livslängden hos en produkt som skall användas på detta sätt i skodon; (2) under tunga cykliska tryckbelastningar, typiska hos fotnedslaget under gång eller löpning, förslits väggarna hos de 10 15 20 25 30 35 40 469 590 10 enskilda cellerna bildande skumkonstruktionen när de rör sig mot varandra och ger sålunda snabbt efter, resulterande i en utvidgning och/eller en påföljande tryckförlust.

Det är känt att den högsta möjliga skumkvaliteten, under (dvs mellanhalvsula eller inläggssula) i idrottsskor såsom löpskor, användning som en stötdämpningslaststödjande, tryckdel, förlorar en betydande andel av dess ursprungliga stötdämpnings- egenskaper inom endast några kilometers löpning, och vid ungefär 24 mil har ungefärligen 75% av dess begynnelsestötdämpningsegen- skaper förlorats. Stötdämpningsförlusten är resultatet av inre nedbrytning av cellväggarna hos skummet, såsom beskrivet ovan. I denna användning blir skodonet inte oanvändbart på grund av den beskrivna nedbrytningen av skummet. Användaren utsätts helt enkelt för minskad stötdämpning (och sämre fotstöd) och sålunda mycket större stötkrafter. Emellertid, med en trycksatt konstruk- tion, resulterar nedbrytning av skumkonstruktionen i bildande av en utskjutande utvidgning eller utbuktning under foten. Även det minsta brottet av denna typ (dvs diameter) gör produkten smärtsam under foten och därför oanvändbar.

De relativt höga trycken som krävs för att åstadkomma den önskade och nödvändiga graden av stöd och fjädringsförmàga uppvisar mycket betydande problem med skalningen eller uppspalt- ningen av den yttre spärrfilmen bort från de distala eller yttre ytorna hos det dubbelväggiga tyget. Det är sålunda viktigt, enligt föreliggande uppfinning, att åstadkomma en stark bindning mellan den yttre ytan hos var och en av tygskikten och den motstående ytan hos höljet eller spärrskiktet..Med andra ord måste skalningshállfastheten eller kraften krävdrförlattll uppspalta de förbundna"skikten.vara_mycket hög genom hela- produktens livslängd.

Det har befunnits, enligt föreliggande uppfinning, att om garnet som används för att bilda det dubbelväggiga tyget och som skapar fibergränsytförstärkningen av spärrskiktet, är på något sätt vulkat, texturerat eller flanelliserat eller tillverkat av åtminstone 20% diskontinuerliga filament, så att det finns en stor grad av öppenhet till garnet och det finns många öglor och/ eller spiraler hos slingor med liten diameter eller andra slingor och utskjutningar av filamentmaterial sträckande sig ut något från de distala ytorna hos tygskikten, kan mycket förbättrad bindning uppnås. I själva verket sträcker sig slingorna från 10 15 20 25 30 35 40 11 469 590 garna med stor diameter av vilka tygmaterialet bildas. Texture- ringen kan åstadkommas genom exempelvis slipning av de distala ytorna hos det dubbelväggiga tyget, genom krimpning av de enskilda filamenten som behövs för att lägga upp garnet, genom användning av en falsksnodd eller luftbulkvärmehärdat texture- ringssteg i tillverkning av garnet och liknande. En sådan yt- eller bulkbehandling refereras häri som en FIRTEC-ytbehandling (fibergränsytförstärkningsteknik). Det är också önskvärt att använda ett garn där filamentytorna är matta eller halvblanka, i motsats till blanka. Därför, i en föredragen utföringsform, behandlas garnet av vilket det dubbelväggiga tyget är uppbyggt så att i den slutliga produkten finns det en stor grad av öppenhet till garnet och de distala sidorna hos de respektive tygskikten uppvisar många små öglor eller utåtriktade utskjutningar. De enskilda filamenten kan vara kontinuerliga i beskaffenhet i den föredragna utföringsformen så att öglorna är förankrade vid bägge ändar. Krusiga filament när sammansatta i ett garn är också lämpliga för användning enligt den föreliggande uppfinningen. I vissa fall kan det vara önskvärt att ha en garnkärna av raka fibrer omgivna av texturerade fibrer. Även fibrer andra än fibrer av cirkelformig tvärsektion kan vara användbara för att öka ytarean för bindningssyften; sådana fibrer är ovala, korsformiga, hantelformiga eller Y~formade i tvärsektion. Det har befunnits att bästa resultaten uppnås när garnet är rätt värmehärdat i det texturerade/bulkade tillståndet.

Närvaron av en mångfald slingor i form av öglor och liknande ökar påtagligt bindningshållfastheten utöver den som hittills har uppnåtts i industrin för att åstadkomma exceptionellt stark bindning mellan spärrhöljesmaterialet och det motstående tygskiktet. En av faktorerna är att närvaron av slingorna påtagligt ökar förankringskomponenternas ytarea. En annan faktor är den väsentligen likformiga och vidsträckta dispersionen av fibergränsytförstärkningsförankringskomponenter sålunda säker- ställande starka bindningar över alla passande ytor hos tyget och den yttre höljeskomponenten. Ännu en faktor är att öppenheten hos garnet tillåter en noggrant styrd grad av inträngning av förbindningsmaterialet in i de motstående tygdelarna.

Tygkonstruktionen som bildar den dragpåkänningsbärande delen hos den uppblåsta produkten kan konstrueras enligt vilka som helst kända förfaringssätt inkluderande stickning, vävning, 10 15 20 25 30 40 469 590 12 sömnadsarbete, mattering etc. Det är föredraget att löptrådarna är säkert förankrade till tygskikten, exempelvis genom en kedjesöm, varigenom sträckningselementen förblir på plats för att förhindra vidgning längs tygskiktens kanter. Det dubbla nål- stängs-Raschel-stickmaterialet är speciellt tillfredsställande att använda enligt den föreliggande uppfinningen, eftersom det åstadkommer kedjesömmen vid tygskikten. Även material som är vävt med en kedjesöm är lämpligt att använda. Ett stort urval av produkter med komplicerade, konturerade och/eller avsmalnande ytor i många olika former är möjliga med användning av höghastig- hetsdatorstyrd, syteknik med samtidig bearbetning av flera ytor där längden och vinkelinställningen av varje löptråd eller begränsningsorgan kan vara skild från de angränsande begräns- ningsorganen. Löpgarnet eller sträckningselementen kan sträcka sig vinkelrätt från tygskiktet eller kan vara vid skjuvkraftsba- lanserande vinklar. I vissa fall, där sidopåkänningar är involverade, i motsats till påkänningar vinkelräta mot produktens yta, har motställd och balanserande vinkelinställning av sträckningsgarnet fördelar vid bärande av skjuvpåkänningar vilka, naturligtvis, inte kan bäras av tryckgasen. Det är viktigt att det färdiga tyget eller tygkonstruktionen är fri från smörjmedel eller tillverkningshjälpmedel som skulle kunna vara skadlig för att uppnå en stark bindning mellan filamenten hos tyget och förbindningsmaterialet.

Garnet av vilket de löptrådskopplade dubbelväggiga tygen är konstruerade måste tillverkas av ett material med hög draghåll-. fasthet som är stabilt under de avsedda.tillstånden vid både tillverkning och användning. En mångfald av syntetiska garnmate- rial kan användas. Emellertid, pà grund av böjningen och slitningen av löptrådarna som inträffar när de två yttre tygskikten rör sig mot varandra när cykliska belastningar anbringas under relativt långa tidsperioder, är det viktigt att använda fibrer som har goda nötningsegenskaper och böjutmatt- ningshållfasthet, såsom diskuteras senare.

I allmänhet har filamenten använda i garnet enligt den föreliggande uppfinningen en denier per filament av från omkring l-20 med ett föredraget område från omkring 2-5. De enskilda filamenten uppvisar i allmänhet draghàllfastheter (brotthàllfast- het) från 2-10 g/denier med ett föredraget område från ungefärli- gen 4-6 g/denier. Vanligen varierar antalet filament per garn 10 15 20 25 30 35 40 13 469 590 från omkring l-300 med det föredragna området från omkring 40- 200. Vanligen finns från ungefärligen 1-8 garn/knippe eller sträng med det föredragna omrâdet varande från omkring l-3 garn/ sträng. Det föredragna tyget stickas med från omkring 50-1 000 strängar eller knippen per kvadrattum tyg och företrädesvis fràn omkring 400-500 strängar per kvadrattum. Tygets skrymvolym är därför vanligen i området från omkring 5 000-150 000 fibrer per kvadrattum.

Det är viktigt att det färdiga tyget (förutom begynnelsegar- net) ges en värmehärdningsbehandling så att i det dubbelväggiga tyget löpgarnet tenderar att stå upp så att en given punkt pà ett tygskikt tenderar att förbli axiellt inriktad med samma givna punkt på det motstående tygskiktet. Detta är fördelaktigt under uppförande. Det är föredraget under tillverkningsprocessen att ha löptrådarna stående upp så att det inte förekommer någon betydande felaktig inriktning mellan de övre och undre yttygskik- ten. Texturering av löpgarnet förhindrar de enskilda filamenten fràn att verka som Eulers pelartryckdelar under vilken som helst omständighet.

Konstruktionen av det invändigt trycksättbara flerskiktshöl- jet enligt den föreliggande uppfinningen börjar med utväljandet av ett lämpligt dubbelväggigt tyg, som innefattar löptrådar sträckande sig mellan de närmaste ytorna hos de respektive tygskikten. De mest avlägsna sidorna hos de respektive tygskikten är impregnerade med en noggrant uppmätt mängd förbindningsmate- rial. Detta kan göras genom att starta med stora skivor eller rullar av tygmaterial, därpå applicerande förbindningsmaterialet.

Den rätt formade varan kan sedan skäras från dessa stora skivor eller rullar av material som har förbehandlats. Detta förfarings+ sätt har fördelar som skall beskrivas senare.

Vanligen är förbindningsmaterialet en produkt som kommer att, 1) intränga och förbindas med materialet hos de yttre tygskikten till ett noggrant styrt djup, inte överskridande tjockleken hos sagda yttygdelar, 2) verka som en semipermeabel elastmatris, penetrerande garnbuntarna och säkert fästande vid och sammanfogande fibrerna utgörande de yttre tygskiktelementen, och 3) också bildande en stark bindning med det semipermeabla, elastiska yttre spärrmaterialet eller höljet.

Förbindningsmaterialet kan anbringas genom konventionella appliceringsförfaranden inkluderande exempelvis uppvärmda 10 15 20 25 30 35 40 469 590 14 formbordspressar, extruderingsförfaranden eller kalandrering, sprutning och medelst rakel.

I allmänhet är emellertid den föredragna appliceringsmetoden att tillhandahålla förbindningsmaterialet i en skiva fràn 0,051 mm till 0,203 mm tjocklek, med 0,102 mm som den föredragna tjock- leken och att smälta och trycka det smälta skivmaterialet in i de mest avlägsna sidorna hos tygskikten. Tyget förflyttas under en övre och undre uppvärmd formbordsvarmpress med en förbindnings- materialskiva på tygets övre och nedre del och med en släppme- delsskiva mellan förbindningsmaterialet och pressens uppvärmda formbord. Sådana skivor av ett lämpligt släppmedel (avstrykare) används för att förhindra förbindningsmaterialskivorna fràn att fastna vid de övre och undre uppvärmda formborden hos pressen.

Tygstapeln och förbindningsmaterialskivorna är utsatta för relativt lätt tryck i pressen mellan de uppvärmda formborden (ungefärligen 5-3 psi) under 6-25 sekunder i temperaturomràdet 171-204°C (340-400°F). När termoplastisk polyuretan används som förbindningsmaterial måste temperaturen-vara tillräckligt hög för att mjukgöra och smälta förbindningsmaterialet, men inte så hög så att den skadar eller krymper tyget. Matningssystemet.för denna process kan vara antingen ett satsvis system (med användning av fram och återgàende skyttlar) eller en kontinuerlig process med användning av tygrullar och förbindningsmaterialrullar förflyt- tade framåt på en intermittent basis.medelst.lämpliga lossnings- och indexeringstransportmekanismer. Formbordstorlekar är normalt 355,6 mm x 457,2 mm, 762 mm x 762 mm eller 914,4 mm x 914,4 mm, med formborden polerade släta och parallella inom 0,051 mm.

Temperaturlikformigheten bör vara plus-eller minus 2,78°C (5°F) från börvärdet. Konstruktionsnedböjning hos pressen bör inte överskrida 0,051 mm till 0,102 mm. Kallpressen använd för att frysa det varma förbindningsmaterialet arbetar i området 15-49°C (60-l20°F). Kallpressens upp- och nedgàende rörelse är i samma tidsanpassade följd som varmpressen. Emedan några tyger tenderar att krympa något när de uppvärms under denna process kan det vara lämpligt att använda förkrympta fibrer vid stickning eller vävning av tyget. I vissa fall är det lämpligt att anbringa längs- eller sidospänning på tyget under anbringande av förbind- ningsmaterialet. På detta sätt erhålles en färdiggjord, jämn yta på både de övre och nedre ytorna hos tyget.

Noggrann temperatur, tryck och tidsstyrning är väsentlig för lO 15 20 25 30 35 40 15 469 590 att uppnå en god vidhäftning mellan tyget och förbindningsmate- rialet medan också undvikande drivning av förbindningsmaterialet hela vägen genom tyget, vilket skulle försämra flexibiliteten hos löptrådarna eller, i värsta fall, sammanbinda de motsatta tygskikten, så att produkten inte skulle kunna uppblåsas och trycksättas. I den föredragna utföringsformen styrs mängden förbindningsmaterial tillgänglig för att tränga in i tyget genom styrning av tjockleken hos skivan av förbindningsmaterial som anbringas till tyget. Också värmen styrs och regleras mycket noggrant så att fläckar med stark partiell smältning inte inträffar och inträngningsdjupet inte varierar från ett område hos tyget till ett annat beroende på förändringar i förbindnings- medlets fluiditet. Ett överlägset och föredraget förfaringssätt nu använt följer i detalj detta anbringandesteg för förbindnings- material.

De yttre ytorna hos tyget måste ha en styrd och likformig grad av täthet eller vävtäthet. Tätheten bör vara tillräckligt likformig så att, när tyget hålls upp mot en ljuskälla får det inte vara möjligt att avkänna inträngning av diskreta ljusvågor.

Tätheten bör inte vara för gles i några områden. Inte heller bör tätheten vara för tät. Sådan täthetsstyrning àstadkommes på flera sätt: l) antal garn per kvadrattum, 2) antal filament per garn, 3) storlek av bulknings-, texturerings- eller FIRTEC-behand- lingen, 4) spänning i Raschel-maskinen under t ex sticknings- proceduren. Sålunda kan förbindningsmedlet penetrera både garnbuntarna och tvärsektionstjockleken hos yttygelementen endast till ett styrt djup och kan effektivt sammanfoga garn innefat- tande de yttre ytorna hos tyget.

En annan faktor att styra under tygtillverkning är använd- ningen av smörjmedel eller tillverkningshjälpmedel i tillverk- ningen av fibrer, garn och tyg. Sådana hjälpmedel kan vara skadliga för uppnåendet av en stark bindning. Speciellt farliga är silikonsmörjmedel och polytetrafluoretylentillverkningshjälp- medel. Användandet av sådana smörjmedel bör minskas till ett minimum eller elimineras helt under tillverkning av fibrer, garn och tyger. Om några sådana hjälpmedel blir kvar på tygets ytor bör tyget tvättas (skuras) eller kemtvättas på rätt sätt innan applicering av förbindningsmedlet.

En av fördelarna med förfastsättning av förbindningsmateria- let vid tyget är att det så gott som eliminerar fria och sidledes 10 15 20 30 35 40 469 590 16 sig sträckande fibrer när den bundna tygdetaljsammansättningen stansas. Frånvaron av sådana sidofibrer är viktig i den påföl- jande tätningsoperationen, i vilken spärren sammanfogas i de lämpliga områdena vid produktens omkrets för att skapa en inneslutning som kan trycksättas med en gas. Faktiskt förhindrar frånvaron av sidledes sig sträckande fibrer läckningsvägar i området av omkretstätningsfogen eller i delen hos höljet sidledes om tygkanten. Närvaron av små fibrer eller till och med en liten fiber sträckande sig sidledes och överbryggande omkretstätningen bildar en potentiell läckningsyta som är så liten att den är ytterst svår att finna.i den vanliga kvalitetskontrollgransk- ningen. Resultatet är en mycket liten och så gott som icke detekterbar läcka som resulterar i trycksättningsförlust under en period av 2-3 månader.

Förbindningsmaterialet kan också extruderas som en halv- smält, viskos film och drivas in i yttygskiktet (-skikten) med användning av uppvärmda och kylda valsar i en kontinuerlig matningsprocess.

Ytterligare en appliceringsmetod för förbindningsmaterialet är att applicera genom extrusion eller sprutning av en rätt sammansatt polyol-isocyanatblandning som en viskos, delvis härdad, vätska på yttygskiktet följt av en rakelbehandling och sålunda med valsar och släppmaterial att driva förbindnings-_. _ materialet, också refererat till som ett förbindningsmedel, till det nödvändiga noggrant styrda djupet. Detta är inte en föredra- gen teknik emedan restreaktiviteten hos blandningen troligen reagerar med sträckningsgarnet för att försvaga och göra det sprött. Även vidhäftningshållfastheterna;med.denna teknik är _.. vanligen mycket svagare än vad som kan uppnås med det uppvärmda formbordssättet beskrivet ovan.

Det med förbindningsmaterial impregnerade tyget skärs därpå till den önskade formen, iakttagande försiktighet så att snittet är fritt från sidledes sig sträokande fibrer eller filament. Det med förbindningsmaterial impregnerade tyget placeras sedan inuti det semipermeabla, elastiska, yttre membranhöljet och det semipermeabla membranet fästes säkert vid den distala ytan hos förbindningsmaterialet impregnerande de övre och undre tygskik- ten, företrädesvis genom högfrekvensuppvärmning. Temperaturen hos formarna som används för att utföra dessa påläggningar av skikt justeras företrädesvis så att smältning inträffar vid gränsytan 10 15 20 25 30 35 40 17 469 590 mellan förbindningsmaterialet och den inre ytan hos spärrmembra- nen och inte någon annanstans. Högfrekvenseffektinställningen, förtätning, tätning och kylcykel och formtemperaturer och formvärmestràlare väljs företrädesvis för att minimera värmemäng- den till tyget och spärrfilmen. Vid denna tidpunkt har den yttre membranomkretstätningen ännu inte tillverkats.

Ett annat sätt som kan användas för att binda spärrfilmen till tyget (impregnerat med förbindningsmaterialet) utnyttjar en stråluppvärmningskälla, såsom infravärmare, och atmosfäriskt tryck för att anbringa det nödvändiga förbindningstrycket. Detta kan åstadkommas genom tätning av de två skikten hos spärrfilmen (med användning av en lämplig fastspänningsmekanism) runt kanterna hos tyget, och sedan pumpning av ett vakuum inuti det tätade höljet. Trycket hos den omgivande atmosfären används sålunda för att anbringa det lämpliga laminerings-/bindningstryc- ket på de yttre ytorna hos spärrskikten när de blir smälta och flyter in i tygskikten.

Delen som resulterar från bindningen av det semipermeabla, yttre membranet till de distala sidorna hos de med förbindnings- material impregnerade yttygdelarna fästes likformigt genom en bindning som stärks genom ett flertal små förbindningsställen innefattande öglor eller slingor av garnet, så att fastsättningen av det semipermeabla membranet vid tyget är huvudsakligen kontinuerlig genom hela de övre och undre yttygdelarna, helt fri från garnfibrer eller filament som kan överbrygga (från de inre till de yttre ytorna), genom spärrhöljet. Den yttre spärren måste också vara helt fri från små hål. Skalningshållfastheten uppvisad av denna konstruktion är hög; dvs 20 pund/längdtum och vanligen överskridande den tillåtna draghållfastheten hos sträckningsgarn när utsatt för en typisk Instron~typ av dragprovförfarande.

Stötdämpningsanordningen fullbordas till en trycksättbar produkt genom svetsning eller annars tätning av de lämpliga delarna hos det yttre membranhöljesmaterialet, där materialet sträcker sig utanför den impregnerade inre (tyg)delen. Om det yttre membranmaterialet utgörs av två filmskikt, så görs en svets angränsande till hela omkretsen hos den inre impregnerade tygdelen. Om spärrhöljet delvis.förformas, såsom med extrusion, formblåsning, vakuum-/värmeformning, värmehärdningsgjutning eller vulkanisering måste omkretstätningen ha varit delvis eller helt fullbordad under ett tidigare steg. 10 15 20 25 30 35 40 469 590 18 Omkretstätning kan lämpligen utföras genom konventionell teknik, såsom högfrekvenssvetsning, värmeimpulstätning, cemente- ring, ultraljudsvetsning, magnetisk partikeltätning, vulkanise- ring och liknande. Det är här som frånvaron av sidledes sig sträckande fibrer blir viktig. Om sådana fibrer existerar tenderar de att tätas in i omkretssvetsen under omkretstätnings- operationen och bildar en potentiell läckningsväg. Om fibern sträcker sig hela vägen till den yttre omkretsen kommer den mer än troligt att läcka långsamt och icke detekterbart. Om den sträcker sig endast delvis bildar den ett svagt område där en läcka kan äga rum, speciellt under relativt tunga och cykliska belastningar. Genom applicering av förbindningsmaterialet, såsom beskrivet, är den påföljande skärningsoperationen ett rent snitt, som eliminerar möjligheten av fria sidledes sig sträckande fibrer.

Fastän inte för närvarande en föredragen tillverkningsmetod kan vulkaniserbara och/eller värmehärdade elastcmerer användas snarare än de termiska plasturetanelastomererna beskrivna ovan, fortfarande emellertid krävande samma noggranna grad av styrning av djupet och elastomerens inträngningskvalitet in i'de övre och undre tygskikten.

Som ett slutsteg trycksätts kammaren, som nu är definierad mellan det dubbelväggiga tygets väggar, med en lämplig gas, företrädesvis en högmolekylär icke polär gas, såsom supergas. I en föredragen form insprutas gasen lämpligen genom användandet av en nål med insprutningsöppningen (som kan vara fri från varje tyg- eller fibermaterial) tätad efter det att trycksättningen är avslutad. Det är också möjligt att använda en uppblåsnings-/ tömningsventil. De fysikaliska fenomenen som inträffar tillsam- mans med uppblåsnings och diffusion beskrivs t ex i Rudy US- patentskriften nr 4 340 626, patentskyddad 20 juli_l982 och vi ber att få fästa uppmärksamheten på detta patentoffentliggörande.

Såsom nämnt tidigare tillhandahåller den föreliggande anordningen ett nytt och viktigt organ för styrning av diffu- sionspumpningshastigheten. Ett mål med sådan styrning är att upprätthålla produkten vid avsett uppblåsningstryck under längre tidsperioder än vad som annars skulle vara möjligt. Emedan i många tillämpningar anordningen är tunn är den innehållna volymen av uppblåsningsfluid liten. Därför är yt-till-volymförhållandet mycket högt. Detta kan bidra till snabb tryckförlust genom 10 15 20 25 30 35 40 19 469 590 diffusion. Emellertid tjänar tillsättningen av de kristallina gasspärrelementen inuti spärrskiktet en mycket unik och värdefull funktion av att dosera och styra hastigheten av både inåtriktad och utåtriktad diffusion, speciellt när det gäller 02 och N2- molekyler i den omgivande luften.

Det finns en ytterligare fördel-till införlivandet av kristallina gasspärrmaterial inuti det elastiska höljet hos anordningen. De flesta av miljonerna av konventionella flerkam- margastrycksatta fotbeklädnadskomponenter (US-patent 4 183 156), som har tillverkats i enlighet med mina tidigare patent, och använda i hela världen, är normalt tillverkade av esterbaspolyu- retanfilm, emedan denna sammansättning har lägre gaspermeabilitet när uppblåst med en av supergaserna än vad eterbaspolyuretansam- mansättningen har. Emellertid har esterbasfilm i motsats till eterbasfilmen nackdelen att den påverkas negativt av fukt och fuktsvamp (hydrolytisk instabilitet som kan skada fysikaliska egenskaper) och bakterier, speciellt vid temperaturer över 37- 43°C (100-llO°F). Därför skyddas sådana konventionella gastryck- satta produkter för fotbeklädnad genom inkapsling av dem i en skummellansula, vilket är dyrbart; och skummet dämpar och minskar de fördelaktiga fjädrande egenskaperna hos trycksatt fotbekläd- nadsprodukt. Å andra sidan kan anordningen enligt den förelig- gande uppfinningen utnyttja de önskvärda egenskaperna hos den mer gaspermeable eterbasfilmen, och, genom inbäddning av kristallina element i de yttre sfärskikten hos konstruktionen, styra de utåtriktade diffusionshastigheterna till acceptabelt låga nivåer medan fortfarande dragande nytta av den mycket långsamma inåtriktade diffusionen av kvävgas-.och syrgasmolekyler i den ' omgivande luften, vilket uppväger varje-förlust av supergasen för att uppnå en livslängd av tre eller flera år. Skuminkapsling är därför inte nödvändig. Luftkuddsprestanda förbättras i hög grad, och kostnad och vikt minimeras.

Som en naturlig följd är det ibland fördelaktigt att använda antingen tunna filmer eller filmer med låg elasticitetsmodul för det yttre spärrskiktet hos produkten. Denna modifikation åstadkommer en mjukare, mer eftergivlig känsla med större total flexibilitet. Genom styrning eller variering av elasticitetsmodu- len kan lastnedböjningsegenskaperna hos den slutliga produkten varieras. De lägre modulmaterialen ger ökad komfort, medan de högre modulmaterialen ger bättre energiåtergångskvaliteter. Den 10 l5 20 25 30 40 469 590 20 snabbare diffusionshastigheten som kan existera vid användning av sådana material kan likaledes uppvägas genom tillsättandet av de förvridna kristallina fibrerna hos tyget. I vissa fall kan också mjukhetskänsel ökas genom användning av elastiska (tvåvägssträck- ta) fibrer som grundgarn i de yttre ytorna hos tyget.

Emedan anordningens volym inte kan växa påtagligt under tryck (tjockleken begränsas och upprätthålles väsentligen konstant genom spänningen i lugg- eller gränsytgarn), kan diffusionspumpning av luft in i anordningen med lätthet över- trycksätta produkten under de inledande två-tolv månaderna av uppblåsning. Detta är ett potentiellt problem med produkten och hos den föreliggande uppfinningen vad gäller diffusionen av N2 in i den trycksatta anordningen och kräver en lösning. Detta potentiella problem löses eller elimineras i enlighet med den föreliggande uppfinningen genom närvaron av kristallina gasspärr- garn eller partikelformiga element inbäddade.inuti de semiper- meabla elastspärrskikten hos den trycksatta.inneslutningen. Denna teknik kan begränsa, minska och styra den inåtriktade diffusionen av deltrycket av kväve, som är omkring 12 psi, från den omgivande luften till nästan noll över en tvåårsperiod, och i hög grad minska och noggrant styra den inåtriktade diffusionen av deltrycket av syre från den omgivande luften.

Det finns praktiska gränser till styrningen av diffusions- pumpning. Även med en mycket.tät väv hos grundgarn i den yttre ytan hos tyget kommer viss diffusion att inträffa, och permeabi- liteten kan inte minskas till noll. Emellertid är det för den bästa konstruktionen praktiskt att bilda en effektiv styrning för diffusion av de flesta-gaser av intresse, inkluderande kvävgas.

Emellertid kan syrgas diffundera mycket snabbare än kvävgas.' M Användande denna diffusionsstyrningsteknik kan syrgas diffundera in i inneslutningen över en utsträckt period av fyra till tolv månader (efter uppblåsning och tätning i fabriken).

Deltrycket av syre inuti den omgivande luftatmosfären är omkring 2 psia (utav ett totalt tryck av 14,7 psia). Sålunda kan omvänd diffusion av syre in i inneslutningen endast höja det totala trycket inuti inneslutningen med ett tillskott på 2 psi som ett maximum. Om önskat kan detta uppvägas genom i början något för lös uppblàsning med supergas (eller antingen en blandning av supergas och kvävgas eller en blandning av supergas och luft). Emellertid är i vissa fall sådan för lös trycksättning :r lO 15 20 25 30 35 40 21 469 590 inte nödvändig; ett tillskott av 2 psi är inom den tillåtbara toleransen av uppblåsningstryckspecifikationer. Vidare, med ålder och användning, ökar anordningen något i volym. Det extra deltrycket av 02 är nästan perfekt för att kompensera för denna lilla ökning i volym och bildar sålunda ett ovanligt jämnt uppblåsningstryck genom produktens hela livslängd.

Om kostnad är av stor betydelse kan den uppblåsande gasen vara 100% kväve; och samma inåtriktade diffusion av syre kommer att inträffa, bistående i upprätthållandet av avsett uppblås- ningstryck för att uppväga den långsamma utåtriktade diffusionen av kväve. En blandning av luft och kväve kan användas i vissa fall där en stor andel av tvärsektionen hos de yttre skikten hos anordningen innehåller kristallint material. Detta kan vara ganska fördelaktigt eftersom kostnaden för kväve är omkring l/10 av kostnaden för hexafluoreten (supergas) och vikten av kväve är omkring 1/5 av vikten av supergas.

De trycksatta konstruktionerna enligt den föreliggande uppfinningen åtnjuter stor användbarhet i all slags fotbeklädnad inkluderande stövlar, idrottsskor, vardags- och fritidsskor, finskor, arbetsskor, protetiska skor/anordningar, sulinsatser liksom i andra anordningar inkluderande hjälmar och skyddsutrust- ning (för amerikansk fotboll, hockey, fotboll, baseball och hästsport). Uppfinningen kan också användas för rekreations-, militär-, marin-, industri- och rymdtillämpningar, inkluderande cykelhandtag, handtag för domkraftshammare, kedjesågar, hammare, slagträn etc. liksom andra sätes- och sadeltillämpningar för cyklar, motorcykel- och ridsyften. Lekytor, idrottsmattor, golvbeläggning, arbetsstationskuddar, handskar, flytvästar och, liknande är andra marknader för uppfinningen. Eftersom supergas är både en överlägsen elektrisk och värmeisolator.är denna. _.. anordning nyttig där stötdämpning behöver kombineras med elektrisk och/eller värmeisolering. Det skall vidare noteras att stötdämpningsprodukter tillverkade i enlighet med föreliggande uppfinning och uppblàsta med supergas kommer att ha den unika möjligheten att selektivt absorbera och dämpa eventuellt skadlig högfrekvensakustisk energi, medan samtidigt överförande lågfrek- vensenergivågor.

Anordningarna enligt den föreliggande uppfinningen är unika åtminstone därigenom att: (l) väsentligen permanent uppblåsning kan uppnås genom en ny 10 l5 20 25 30 35 40 469 590 22 teknik att selektivt styra hastigheten av diffusionspumpning kommande från den omgivande luften. (2) användandet av texturering, bulkning, öglor, slingor och/eller enkla fria strängar för att i hög grad öka fastsätt- ningen mellan förbindningsdelen och tyget och i sin tur fastsätt- ning av tyget vid det tillhörande elastiska yttre höljesmateria- let, för att uppnå en skalningshàllfasthet flera gånger högre än vad som är möjligt med andra konventionella metoder. (3) tvåstegsförloppet för fastsättning av det gasen ~ innehållande höljet vid tyget för att uppnå den nödvändiga höghâllfasta bindningen genom: (a) noggrant styrd värme, tryck och kylning (frysning) under tryck och tidsinställning, tillämpad pà förbindningsmaterialet för att uppnå den viktiga, noggranna graden och kvaliteten av inträngning av förbindningsmaterialet in i de övre och undre motstående tygskikten; (b) kort varaktighet, högeffektshögfrekvenslaminering av den inre ytan hos det elastiska semipermeabla, yttre höljesmaterialet till den yttre ytan hos tygmaterialet. (4) användningen av speciella garn och fibrer, som har god nötningsbeständighet, fibrillerings- och böjutmattningshållfast- het och av tillräcklig luggfiberbulk. (5) användningen av ett förbindningsmaterial på tyget som eliminerar sidledes sig.sträckande fibrer och sålunda hindrar .- sådana fibrer från att bli infångade och tätade i omkretstät- ningen och sålunda överbryggande omkretstätningen och verkande som läckningsvägar för uppblåsningsgasen. (6) mångfalden av unika stötdämpningsprodukter-som kan -.-.--- tillverkas, speciellt relativt tunna.och väsentligen platta~eller;f konturerade produkter, av.en_stor mångfald former och konfiguras tioner. (7) tillhandahållandet av produkter som kan ha styrda ytkonturer. å (8) tillhandahållandet av uppblåsta produkter med ett högt inre tryck, hög hållbarhet och livslängd och tillförlitlighet, och utmärkt motstånd mot utmattningsbrott. (9) användningen av ett tygmaterial innefattande filament tillverkade av gasspärrmaterial säkert inbäddade inuti det semipermeabla elasthöljet för att minska och noggrant styra den inåtriktade diffusionen av 02 och N2 från den omgivande luften, 10 15 20 25 30 35 40 23 469 590 in i de relativt tunna produkterna, som typiskt har ett högt yt- till-volymförhållande och sålunda är mycket känsligare för tryckförlust. (10) produkter som uppnår den optimala nivån av stötdämpning och energiåtergång eller fjädring (dvs fjädringsmjukhet) inuti en given förpackningsbegränsning. (ll) produkter som kan selektivt dämpa eventuellt skadliga högfrekventa, akustiska vibrationer medan samtidigt överförande lågfrekventa, akustiska vibrationer. (12) produkter som samtidigt dämpar och också åstadkommer både utmärkt elektrisk och värmeisolering, även när omgivet av en miljö med en hög fuktighet.

Andra nya kännetecken kommer att bli uppenbara från den föreliggande detaljerade beskrivningen.

Det är därför ett ändamål med föreliggande uppfinning att åstadkomma en förbättrad luftkuddtyp av anordning, som producerar överlägsen komfort, effektivare stötdämpning, dämpning av eventuella skadliga stötpåkänningar och lagring och återgång av energi, i en uppblåst anordning, som kan vara relativt tunn och som kan ha väsentligen platta och parallella eller konturerade ytor.

Det är ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning att åstadkomma en gasuppblåst luftkuddtyp av produkt av typen kommer att ha den nödvändiga graden av hållbarhet och livslängd vid användning som beskriven och som tillförlitlighet, kräver överlägsna skaper vid utsättning för upprepad påläggning av tunga, cykliska konstruktions- och utmattningshàllfasthetsegen- påkänningar.

Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning~är-att.:"~l"n_»~ U- selektivt styra och sakta ner det utåtriktade flödet av uppblås- ningsgas för att upprätthålla likformigt inre tryck inuti en tätad anordning med relativt högt yt-till-volymförhållande vid lämpliga uppblåsningsnivåer för relativt långa tidsperioder, (dvs fem år eller längre).

Ett annat ändamål är att sakta ner och noggrant styra det omvända (inàtriktade) flödet av omgivande luft in i luftkudden under tidiga trycksättningsskeden (2-12 månader), därigenom eliminerande tendensen av för hög trycksättning av produkten, som i motsats till min tidigare uppfinning har väsentligen noll- volymtillväxt när den är trycksatt. 10 15 20 30 35 40 469 590 24 Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att tillåta användningen av mer lättillgängliga, av lägre vikt, billigare uppblåsningsgaser.

Ett ytterligare ändamål är att åstadkomma en praktisk uppblåst stötdämpningsprodukt, som kan trycksättas med luft eller kväve, eller kombination därav och fortfarande ha en acceptabel livslängd av åtminstone två år.

Flera andra fördelar med den föreliggande uppfinningen kommer att bli uppenbara från den följande beskrivningen, som bör läsas tillsammans med det föregående, och som tillsammans med de bifogade ritningarna beskriver och åskådliggör föredragna utföringsformer av de olika formerna av föreliggande uppfinning.

Kort beskrivning av ritningarna §ig_l är en vy uppifrån av en iläggssula för fotbeklädnads- artiklar enligt den föreliggande uppfinningen; §ig_2 är en isärdragen vy, delvis i sektion och delvis i vy, av komponenterna hos produkten enligt föreliggande uppfinning innan slutlig montering; fig 2a är en vy liknande fig 2 visande konstruktionen i en delvis hopsatt konfiguration med förbindningsskiktet impregnerat 'in i de yttre ytorna hos tygskikten; fig 2b motsvarar fig 2 visande konstruktionen i helt hopsatt konfiguration och representerar en sektion tagen längs linjen 2b- 2b i fig 1; fig 3a,3b och 3c motsvarar fig 2,2a och 2b och åskådliggör produkten enligt uppfinningen, där begränsningsorganet eller löptrådarna är positionerade i ett triangulärt arrangemang; fig 4a är en förstorad vy av en enda fiber schematiskt"" åskådliggörande slingorna och.fastsättningsställena; ” fig_§b är en avbildning, delvis i sektion och delvis i vy, tagen längs linjen 4b-4b i fig 4a; fig 4c är en förstorad isärdragen schematisk vy åskådlig- görande bindningen mellan tyget och det med förbindningsmedlet impregnerade höljet enligt föreliggande uppfinning; f¿g_§ är en vy av en kort längd av osnott, otexturerat garn; §ig_§ är en illustrerade representation av en del av tyg stickat eller vävt av det osnodda garnet enligt fig 5; fig_Z är en vy av en kort garnlängd, som har texturerats genom en falsksnodd, friktionssnodd, materiallåda, kantkrimp eller liknande typ av texturering; 10 15 20 25 30 35 40 25 469 590 fig 8 är en illustrerad framställning av en tygdel stickad eller vävd med användning av texturgarn enligt fig 7; fig 9 är en förstorad vy av en kort garnlängd, som har texturerats med en speciell metod, dvs den luftbulkade värmehärd- ningsmetoden; fig 10 är en tygdel vävd eller stickad med användningiav det . M speciella texturgarnet enligt fig 9; fig ll är en tygdel uppvisande en flanelliserad och/eller avnött yta; fig 12 är en skiss av en kort garnlängd, som har spunnits med användning av en kombination av kontinuerliga och diskonti- nuerliga fibrer med diskontinuerliga fibrer utgörande ungefärli- gen 30% av totalt fiberinnehàll; fig 13 är en avbildning, delvis i sektion och delvis i vy, av kompositkonstruktionen enligt föreliggande uppfinning monterad i en högfrekvenstätningspress och positionerad mellan den övre och undre uppsättningen av lamineringsverktyg; fig 14 är en vy uppifrån och en längdsektion genom ett fullängdsuppblåst element uppvisande variabelt uppblåst tjocklek, där den tjocka häldelen är förenad med en tunnare framfotsdel medelst en konisk hålfotsdel, i enlighet med föreliggande uppfinning; fig 14a är ett snitt taget längs linjen 14a-14a_i fig 14; fig 15 är en vy uppifrån av en hälkudde i enlighet med den föreliggande uppfinningen; fig 16 är en vy uppifrán.av en form av kobrakuddstötdämpad bakfotsstabilisatorinsats enligt föreliggande uppfinning; fig 17 är en vy uppifrån av en annan form av kobrakuddsin-, sats enligt föreliggande uppfinning;~ fig 17a är en avbildning, delvis i sektion och delvis i vy, tagen längs linjen 17a-17a i fig 17; fig 18 är en avbildning, delvis i sektion och delvis i vy, av en flerskikts, flerkammarprodukt enligt föreliggande uppfin- ning; fig 19 är en vy av en hälkudde, där inneslutningshöljet är förformat genom formsprutning, formblåsning, rotationsformning och liknande och där tygskiktet är impregnerat med förbindnings- medel och sedan värmeförseglad till de inre ytorna hos det förformade höljet, i enlighet med föreliggande uppfinning; fig 19b är en vy i perspektiv, såsom sett från vänster i fig 10 15 20 30 35 40 469 590 26 19; fig l9c är ett snitt taget längs linjen l9c-l9c i fig 19; fig l9d är ett snitt taget längs linjen l9d-l9d i fig 19; fig 20 är en grafisk kurva jämförande kraftnedböjningsegen- skaperna hos ett normalt rörformigt, uppblåst element enligt teknikens ståndpunkt med den nya stötdämpningsanordningen enligt föreliggande uppfinning uppblåst till en medeltrycknivå; fig 21 är en grafisk kurva jämförande kraftnedböjningsegen- skaperna hos ett normalt rörformigt, uppblåst element enligt teknikens ståndpunkt med den nya stötdämpningsanordningen enligt' den föreliggande uppfinningen uppblåst till ett tryck högre än medeltrycket; fig 22 är en grafisk kurva av kraftnedböjningsegenskaperna hos stötdämpningselementet enligt den föreliggande uppfinningen visande delen av belastningen understöttad av gàngspelsegenskapen hos anordningen och belastningsdelen understöttad av de termody- namiska egenskaperna hos tryckuppblåsningsmediet; fig 23a är en schematisk tvärsektionsvy med vektorkraftdia- gram genom stötdämpningselementet enligt den föreliggande uppfinningen hoptryckt med en belastning (såsom en fot) med belastningen görande begynnelsekontakt; fig 23b är en schematisk tvärsektionsvy med vektordiagram av inre tryckkrafter och krafter i spärrhöljet hos stötdämpnings- anordningen enligt föreliggande uppfinning, àskådliggörande hur anordningen uppträder för att åstadkomma den unika gångspelsef- fekten och de unika kraftnedböjningsegenskaperna hos detta nya stötdämpningselement; fig 24 är en grafisk kurva jämförande kraftnedböjningen-och" eftergivlighetsegenskaperna hos en'konventionell'skuminkapslad,_ rörformig fjädrande och trycksatt sula enligt teknikens.stånd- punkt och en icke uppblåst mellansula av skum, sorbatan eller gel etc, med kraftnedböjnings- och eftergivlighetsegenskaperna hos det uppblåsta elementet enligt föreliggande uppfinning uppblåst till medeltryck; fig 25 är en grafisk kurva visande hur skillnader i uppblàsningstrycknivåer kan påverka kraftnedböjningsegenskaperna hos stötdämpningsanordningen enligt den föreliggande uppfin- ningen; fig 26 är en grafisk kurva visande hur olika mekaniska organ, såsom utsprång, ribb r etc på den inre ytan hos en 10 15 20 25 30 35 40 27 469 590 moderatorkudde kan påverka och skräddarsy kraftnedböjnings-, fjäderförlängningsegenskaperna hos anordningen enligt den föreliggande uppfinningen; fig 26a är en vy uppifrån av en produkt enligt den förelig- gande uppfinningen uppvisande utsprång och liknande; fig 26b är ett snitt taget längs linjen 26b-26b i fig 26a; fig 27a är en schematisk tvärsektion genom anordningen enligt föreliggande uppfinning monterad i en speciell Kim- böjprovmaskin för att åstadkomma accelererad böjutmattningsprov- ning av den uppblåsta anordningen, med det schematiska visande det uppblåsta elementet i ett delvis böjt tillstånd; fig 27b är en schematisk tvärsektion genom anordningen, samma som fig 27a, med det uppblåsta elementet i helt böjt, utbottnat tillstånd; fig 28a är en starkt förstorad schematisk framställning av tre olika typer av fibrer i dragning l) osnott, icke texturerat fiber, 2) konventionellt texturerat fiber och 3) speciellt luftbulkat, värmehärdat fiber; fig 28b är en schematisk framställning av samma tre fibrer enligt fig 28a i ett.delvis-hoptryckt eller relaxerat tillstånd;. schematisk framställning vid tusen gånger samma tre fibrer i fig 28b efter flera böjning i det nära utbottnade tillståndet; schematisk framställning i vy uppifrån av en fig 280 är en verklig storlek av miljoner cykler av fig 29a är en bunt osnodda, icke garnbunt, utsatta för ett transversellt belastningstillstånd; texturerade fibrer, såsom i en del av fig 29b är ett snitt genom fiberbunten i fig 29a; fig 29c är en förstorad tvärsektion genom en enda osnodd fiber hos fiberbunten i fig 29b visande hur det transversella, belastningstillståndet kan orsaka buntar (eller grupper) av molekylkedjor inuti den enda fibern att börja att separera och därefter brytas isär, orsakande en fibrilleringstyp av brott hos en enda fiber (se också fig 30), efter upprepad belastning och avlastning med en transversell last; fig 29d motsvarar fig 29a för exemplet med en luftbulkad, värmehärdad fiberbunt; fig 29e motsvarar fig 29a för exemplet med en luftbulkad, värmehärdad fiberbunt; fig 30 är en vy av en svepelektronmikroskopbild vid tusen gånger verklig storlek erhållen av en enda lugginterlockfiber 10 15 20 25 30 35 40 469 590 28 efter det att en av dessa sträckbara fibrer hos den föreliggande uppfinningen hade upplevt en fibrilleringstyp av brott resulte- rande från ungefärligen en miljon cykler av hoptryckning och tillhörande nötning, och böjning och böjutmattning; fig 31 är en grafisk kurva visande hur skillnader i volym eller plan form kan påverka kraftnedböjnings-, stötdämpningsegen- skaperna hos den uppblåsta anordningen enligt den föreliggande uppfinningen, med fig 3la,3lb,3lc och 3ld åskâdliggörande geometrin representerad av kurvan; fig 32 är en vy uppifrån och tvärsektionsvy av två uppblåsta kuddar, såsom den föreliggande uppfinningen, uppvisande två elastiska, deformerbara tryckackumuleringsvolymer runt deras omkretsar för att skräddarsy stötdämpningsegenskaperna hos anordningarna; fig 33 är en vy uppifrån och sidotvärsektionsvyer av anordningen enligt den föreliggande uppfinningen uppvisande en komposithybridkonstruktion med belastningsproportionellt, dynamiskt, automatiskt longitudinellt hålfotsinlägg, och en grafisk kurva jämförande lastnedböjningsegenskaperna hos anordningen med och utan hålfotsinläggsackumulatorvolymen; fig 34 är två tvärsektionsvyer av en dubbeltrycks-, dubbelkammarstötdämpningsanordning enligt den föreliggande. uppfinningen, en vy visande belastningens begynnelsesammanpress- ning och en annan vy visande differentialstötdämpningsegenskapen hos den delvis hoptryckta kudden; fig 35 är en vy uppifrån och en tvärsektionsvy av stötdämp- ninganordningen enligt den föreliggande uppfinningen.uppvisande.. isydda sidoböjlinjer för att förbättra böjflexibiliteten.hos_ anordningen under gång, löpning ochïandra idrottsaktiviteter; fig 36a är en schematisk framställning i vy uppifrån och tjugo gånger verklig storlek av ett filament inbäddat i en omkretstätning när omkretstätningen bildades i spärrfilmen; fig 36b är en vy i tvärsektion av fig 36a visande den möjliga läckningsvägen runt fibern genom vilken uppblásningsgasen kan långsamt läcka ut ur anordningen enligt föreliggande uppfinning när felaktiga tillverknings- eller kvalitetskontroll- förfaranden används; och fig 360 är en schematisk framställning vid 500-l 000 gångers storlek av en tvärsektion av en grupp fibrer i tygets yttre skikt hos anordningen enligt föreliggande uppfinning, som har impregne- 10 15 20 25 30 35 40 29 469 590 rats och omslutits med smält förbindningsmedelsmaterial som krymper när det kyls och utvecklar en tät krymppassning runt varje fiber, därigenom eliminerande möjliga läckningsvägar för uppblåsningsgasen.

Detaljerad beskrivning_av uppfinningen Refererande speciellt till ritningarna, vilka visar föredragna utföringsformer av föreliggande uppfinning, åskådlig- görs i fig 1 allmänt vid 10, en uppblåst produkt enligt den föreliggande uppfinningen, som i åskådliggörande syfte kan vara en innersula. Såsom vidare visat i fig 2,2a och 2b består innersulan 10 av en sammansatt konstruktion, i vilken ett yttre semipermeabelt, elastiskt spärrskikt 12 definierar en trycktät kammare, i vilken en draglastbärande konstruktion, som innefattar ett dubbelväggigt tråd(garn)förbundet tyg angivet allmänt vid 14 är positionerad. Den dubbelväggiga trådförbundna tygkonstruktio- nen l4 består av ett första tygskikt 16, ett andra tygskikt 18 och löptrådar 20 (lugginblandat garn), som fungerar uteslutande som dragelement genom att de placeras i dragning när höljet tryoksätts och tätas. Materialet hos tygskikten kan skilja sig från materialet hos löptrådarna. Också angivna i dessa figurer är skikt 23 och 24 hos ett förbindningsmaterial liksom slingorna 29 och 30 sträckande sig i riktning utåt från de yttre ytorna 32 resp 34.

Det är uppenbart att fig 2,2a och 2b är fortlöpande vyer av den vanliga följden vid tillverkning av produkten enligt föreliggande uppfinning. Såsom visat i fig 2a och såsom kommer att beskrivas i detalj, är förbindningsmedlet 23 och 24 förbundet med de yttre utsatta ytorna 16 och 18 hos tyget 14. Därefter hopsättes spärrskiktsmaterialet 12 och förbinds med förbindnings-' materialet och det underliggande tyget 16 och 18 för att bilda ett hopsatt förbindningsskikt 35, varvid spärrskiktet sömsvetsas, såsom angivet vid 38, för att bilda en höljesinneslutning.

Därefter trycksättes höljet med någon av gaserna eller kombina- tionen av beskrivna gaser.

Materialet hos höljet 12 är företrädesvis ett av de elastiska materialen noterade i de ovanstående Rudy-patentskrif~ terna. Föredragna material är polyuretanmaterial, såsom polyester eller polyeterbaserade polyuretanelastomerer eller polyesterelas- tomer, även om uppfinningen inte är begränsad till dessa specifika material. Beroende på den bestämmande miljön, i vilken 10 15 20 25 30 35 40 469 590 30 produkten används, kan ett av dessa material föredragas över de andra. Exempelvis tenderar värme, fukt och bakterier att skapa problem under en tidsperiod. Om produkten inte används i denna typ av miljö fungerar ett polyesteruretanmaterial mycket bra. Om miljön är sådan att värme, fukt och bakterier är sannolika problem föredras polyeteruretanmaterialet. Den senare är något dyrare och kräver något större försiktighet i tillverknings- processen för den slutliga produkten. Med polyeteruretanet är den högre diffusionshastigheten med avseende på supergas inte en allvarlig faktor i de nya produkterna enligt föreliggande uppfinning av orsaker som skall diskuteras. Det skall förstås att höljets utvändiga yta valfritt kan ha ett relativt tunt tygmate- rial förbundet med denna.

Tygmaterialet som har beskrivits kan vara en polyamid, exempelvis de noterade nylonmaterialen, eller polyestergarn eller material, såsom de tillgängliga under märket DACRON, Polyamid- material tenderar att ha större draghållfasthet och större nötnings- och fibrilleringshållfasthet än de andra omnämnda materialen, men kräver mer försiktighet i produktion, speciellt om högfrekvenssvetsteknik används. Vanligen är användningen av högfrekvensenergi för en kort'tidsperiod, i jämförelse med de andra typerna av värmetätning, tillfredsställande. Det är naturligtvis känt att högfrekvensenergi är mycket noggrant inställbar.

Skalningshållfastheten mellan det yttre garnet 16 och 18 och det hopsatta förbindningsskiktet 45 och de semipermeabla, elastiska spärrskikten 12 hos höljet måste vara åtminstone l8 pund/längd tum. De föredragna värdena är mellan 25/35 pund/längd vardera. Konventionell förbindningsteknik kan uppnå maximala skalningshållfastheter av endast 8-15 pund/längd tum.

Fig 3a,3b och 3c är nästan samma som fig 2,2a och 2b, men åskådliggör ett tyg l4a, i vilket löptrådarna 20a är vinkelmäs- sigt orienterade. I alla andra avseenden är konstruktionerna väsentligen desamma.

En av de viktiga kännetecken hos den föreliggande uppfin- ningen är bildandet av en stark förbindning mellan spärrmateria- let och det yttre tygmaterialet.

Refererande till fig 4a och 4b, vilka åskådliggör en fragmentarisk sektion, inkluderar tygskikten 16 och 18 vardera fibrer 40 uppvisande slingor 42 och 46 sträckande sig därifrån. 10 15 20 25 30 35 40 31 469 590 Det är föredraget att förbindningsmaterialet och spärrskikten 12 är av samma material för att bilda en optimal förbindning.

Förbindningsmaterialet 23 och 24 intränger endast i tygskiktet 16 (och 18) och tränger inte in i dragelementen 20. Sålunda tränger förbindningsmedlet inte in i området mellan skikten 16 och 18, som besätts av dragelementen, sålunda tillåtande dragelementen att fungera fritt och utan något hinder. Dessutom låser det elastiska förbindningsmaterialet 35 på ett säkert sätt draggarnet 20 inuti de yttre skikten 16 och 18, så att de inte dras loss och rivs upp i närheten av de skurna kanterna hos tyget när det skärs till storleken och formen hos den önskade produkten. Denna egenskap är speciellt viktig när löpdraggarnet 20 inte annars är låst inuti de yttre tygskikten 16 och 18, t ex i ett vävt tredimensionellt tyg. Emellertid är det föredragna förfarandet för tillverkning av det tredimensionella tyget dubbel nålstång Raschel-stickning.

Den texturerade och ögliga geometrin hos de enskilda fibrerna orsakar att de verkar som miniatyrspiralfjädrar. Sålunda fördelas anbringade belastningar jämnare över alla garnfibrerna, så att garnets brottgräns är ungefärligen lika'med brottgränsen hos de enskilda fibrerna gånger antalet fibrer i garnet; i det icke texturerade garnet är brottgränsen endast en liten del av brottgränsen hos den enskilda fibern gånger antalet fibrer per garn. Detta är på grund av “dominerande brott" verkan av de högst påkända enskilda fibrerna.

Speciella appreturer på de polymera filamenten bör användas annat än en polerad appretur, (dvs halvmatt, matt etc). Detta kommer att öka förbindningshàllfastheten och sålunda skalnings- hållfastheten hos den semipermeabla, elastiska förbindningsmatri- “ sen 35. Emellertid måste detta användas med försiktighet med den trycksatta produkten enligt föreliggande uppfinning, emedan denna process försvagar både draghållfastheten cch slithållfastheten hos löptråddragfibrerna 20.

Bindemedel såsom Dow Corning Silane Ql-6101 eller PAPI 50 kan också användas; emellertid har aktuella försök visat mindre än 15% förbättring av skalningshållfastheten vid användning pà icke texturerad polyester eller nylon 66-tyg.

Filament uppvisande en tvärsektion annan än rund (dvs korsformig, klockformig etc) kan också användas för att förbättra vidhäftningshållfastheten hos förbindningsskiktet 35, men kan 10 15 20 25 30 35 40 469 590 32 resultera i lägre draghållfasthet och slithållfasthet om använt för löpdraggarnet, och de tenderar att vara dyrare. Platta bandtypen av filament är effektivare för styrning av den aktiverade diffusionsprocessen.

Fibergränsyteförstärkningen (yttergarn inbäddade i förbind- ningsskiktet) är väsentlig för att uppnå en vidhäftning beständig mot utmattningsuppspaltningsbrott. Detta uppnås genom flanellise- ring, slipning eller texturering. Olika slags textureringsförfa- randen är tillgängliga, dvs falsksnodd, friktionssnodd, uppstopp- ningslàda, kantkrimp och luftbulk. Falsksnodd och värmehärdad luftbulk är föredragna, med värmehärdad luftbulk som den överlägsna av de två, såsom förklaras senare.

Det väsentliga kännetecknet hos de yttre ytorna hos grundgarn och luggarn i de yttre skikten 12 hos tyget är som följer: de enskilda filamenten hos de texturerade och/eller flanelliserade garnsträngarna måste vara snodda eller böjda, eller bildade till öglor och/eller selektivt brutna och utskju- tande från garnytan. Det grundläggande osnodda garnet utvidgas sålunda i diameter och volym, vilket skapar en yttre yta på både övre och undre yttre tygdelar, där utrymmen som normalt existerar vid de överlappande skärningarna hos tygsträngarna är ifyllda och/eller övertäckta av öglorna, strängarna eller förvridna filament.

Det är sålunda viktigt att notera att lämplig texturering av både garnet som utgör den övre och undre yttre tygdelen och garnet som utgör löp- eller draggarnet är viktig för att kunna uppnå den erforderliga hàllbarheten och utmattningshàllfastheten hos produkten, såsom förklarat annorstädes häri. Det är likaledes viktigt, men dock inte nödvändigt, att både texturgarnet och- också det färdiga tredimensionella tyget värmehärdas på.rätt sätt.

Ytkännetecknen såsom beskrivna ovan är mycket viktiga.

Dessutom är det viktigt att förbindningsmaterialet hos det elastiska förbidningsskiktet 35 har en hög molekylvikt (100 000- 500 000, idealt 170 000-350 000) och en lång molekylkedja. Vidare är det väsentligt i det föredragna förfarandet för applicering av polyuretanförbindningsdelen in i det övre och undre yttre tyget att värmetillförseln är likformig tvärs över hela ytan och att yttemperaturerna hos det uppvärmda uppspänningsbordet noggrant styrs inom specificerade gränser 176-l99°C (3500-390°F) för 10 15 20 25 30 35 40 83 469 590 polyuretan). Noggrann styrning av tiden och värmetillförsel säkerställer att förbindningsmaterialet kommer att ha den rätta viskositeten när antingen mekaniskt eller atmosfäriskt tryck anbringas för att driva det in i de övre och undre skikten 16 och 18 hos tyget. Om viskositeten är för hög kommer materialet inte att tränga tillräckligt in i tvärsektionsdjupet hos garnsträngar- na. Om viskositeten är korrekt kommer det semipermeabla förbind- ningsmaterialet att röra sig in i det övre och undre yttre tyget och omsluta och vidhäfta till de enskilda filamenten innefattande varje garn och samtidigt blockera och begränsa inträngningen av förbindningsmaterialet till ett djup för att inte överskrida den totala tjockleken av endera de övre eller undre yttre tygdelarna 16 och 18. Det är ytterst viktigt att förbindningsskiktets 35 inträngning inte sträcker sig till de inre ytorna hos tygets yttre skikt, så att den skulle störa löpgarndragelementens 20 fria rörelse. Detta kan ske om: l) förbindningsmaterialet inte är av tillräckligt likformig hög molekylvikt, 2) temperaturen hos förbindningsmedlet inte är vid den rätta punkten på temperatur- viskositetskurvan och 3) de yttre ytorna hos tyget är inte uppbyggda på rätt sätt, såsom beskrivet i stycket ovan, (liksom i den fortsatta diskussion som nu följer vid beskrivning av figurerna), 4) tiden vid temperatur är felaktig, 5) det anbringa- de trycket är felaktigt, 6) den sammansatta produkten är inte frusen (kyld) till ungefärligen"rumstemperatur"innan det ohäftade * pappret borttages. Denna konstruktion hos det yttre tyget 16 och 18 utgör effektivt en inträngningsstyrmekanism för förbindnings- medlet. Den höga molekylvikten, långa kedjemolekyler hos det semipermeabla förbidningsmaterialet klamrar.sig.runt de mycket" fina filamenten hos.det.texturerade och flanelliserade garnet, .- 3- den senare bildande ett filter för styrning och begränsning av förbindningsmaterialets 35 inträngning in i de övre och undre yttre tygskikten 16 och 18.

Vid denna punkt i diskussionen är det viktigt att närmare diskutera de nödvändiga kännetecknen hos tygytorna. Fig 5 åskådliggör ett enskilt osnott garn 50 (icke texturerad), där de enskilda fibrerna eller filamenten är väsentligen raka och ligger tillsammans i en relativt kompakt bunt. Det finns mycket litet öppet utrymme mellan filamenten. Förbindningsskiktets 35 material kan inte tränga in i garnets tvärsektion och förbinds sålunda endast med de yttre ytorna hos garnbunten. Detta är inte 10 15 20 25 30 35 40 469 590 34 acceptabelt emedan (1) förbindningen är för svag. (2) den öppna garnbunten accelererar processen hos utåtriktad, aktiverad diffusion, i stället för att begränsa och styra den.

Fig 6 åskådliggör det ytterligare problemet med tyger uppvisande osnott garn. Öppna utrymmen 52 existerar mellan de olika överlappande garnen hos det fullständiga, tredimensionella tyget, vilket tillåter att förbindningsmaterialet sträcker sig väsentligen ohindrat genom de yttre skikten 16 och 18 hos tyget in i tygets luggområde. Lugg(drag)garnen 20 hoplimmas sålunda och luftdynan kommer inte att uppblåsas likformigt till den rätta tjockleken. I extrema situationer cementeras de övre och undre yttre tygskikten 16 och 18 samman, så att ingen uppblàsning är möjlig.

Fig 7 visar ett typiskt enskilt texturerat garn. Slingor, öglor och filamentändar 54 utskjuter från garnytan. Enskilda fibrer är snodda eller lindade och är inte raka. Garnet är uppfluffat eller vulkat och av större diameter än ett jämförbart osnott garn. Fibrer ligger inte tillsammans i en kompakt konfiguration. Det finns betydande utrymme och öppenhet mellan de enskilda fibrerna för att tillåta inträngning av förbindnings- material i garnet. Förbindningsmaterialet kan med lätthet genomtränga hela bärsekticnen hos garnet, sålunda hoplåsande de enskilda höghållfasthetsfibrerna inuti den elastiska, semiper- meabla matrisen (polyuretan) för att bilda ett extremt starkt sammansatt material. Skalningshållfastheten mellan garnet och elastmatrisen är ytterst hög på grund av den snodda geometrin hos fibrerna och den mycket djupa inträngningen av elasten mellan fibrerna.

Fig 8 åskådliggör schematiskt ett tyg 55 konstruerat med ett texturerat garn,'såsom i fig 7. Detta tyg har inga öppna utrymmen mellan de överlappande garnelementen 55a och 55b, som skulle kunna tillåta för mycket inträngning av polyuretanförbindnings- materialet 35, såsom skulle vara fallet i tyget enligt fig 6 tillverkat med användning av ett osnott garn. Även med ett texturerat garn är det nödvändigt att följa korrekta förfarings- sätt vid stickning eller vävning av tyget för att försäkra sig om rätt (inte för stark) spänning på garnet under sticknings- eller vävningsprocessen och att bilda likformig täthet hos tygytan genom alla delar hos tyget. På detta sätt bevaras den makromole- kylära filter/inträngningsstyrtekniken och är mycket effektiv för l0 l5 20 25 30 35 40 35 469 590 att uppnå den önskade noggranna graden av inträngning av förbindningsmaterialet 35.

Fig 9 är en illustrerad representation av ett enda garn 60, som har texturerats med en mycket speciell process. Detta är ett luftbulkat garn. Detta garn är inte bara bulkigare än andra texturgarn utan det är mycket mer permanent värmehärdat under textureringsprocessen. Värmehärdningsoperationen låses i slingorna, öglorna och snoddarna 56 så att, även efter att ha böjts ut raka under spänning och relaxerade många gånger, såsom under stickning eller i den färdiga produkten, kommer de att återföras till sina texturtillstånd när spänningsbelastningen borttages. Denna permanenta fjäderlika egenskap kan existera även efter flera miljoner spänningscykler och spänningsrelaxation, vilket i hög grad ökar böjutmattningshàllfastheten och slithåll- fastheten hos lugg(spännings)fibrerna 20. Detta kommer att diskuteras mer i detalj senare. För ögonblicket är det tillräck- ligt att säga att luftbulkvärmehärdningstextureringen också är en mycket tillfredsställande metod för att bistå vid den makromole- kylära inträngningsstyrningen av förbindningsmaterialet 35.

Fig 10 åskådliggör ett tyg 65, som har konstruerats med användning av luftbulkat garn enligt fig 9. Fördelarna hos ett sådant tyg är överlägsna dem enligt fig 8. Såsom är uppenbart är det viktigt att tygskikten är fria från några direkta icke spärrade kanaler eller vägar till kärnan eller centrumdelen hos tygskikten.

Andra metoder att behandla tygets yta för att öka vidhäft- ningshållfastheten kan användas även om de inte är föredragna sätt. Dessa inkluderar slipning av ytan eller flanellisering av ytan hos tyget för att skapa slingor eller öglor eller utskju- tande, brutna strängar. De eventuellt öppna utrymmena mellan det överlappande garnet täcks sålunda av dessa öglor och brutna filament slingor för att uppnå åtminstone en partiell makromole- kylär inträngningsstyrning av förbindningsmaterial, såsom sett i fig ll.

Ett annat mindre föredraget sätt är att använda ett diskontinuerligt fiber, som har spunnits till ett garn innehål- lande åtminstone 70% kontinuerliga filament. Sålunda sträcker sig de diskontinuerliga fibrerna eller öglorna från garnytan, och de motsatta ändarna är låsta i garn-/fiberbunten, såsom åskådlig- gjort i fig 12. 10 15 20 25 30 35 40 469 590 se Återigen hänvisande till fig 2, emedan struktur hos filament och garn precis har diskuterats, är såsom synes de distala sidorna eller yttre ytorna 32 resp 34 hos tygskikten befolkade med ett flertal mycket små öglor eller slingor, som bildar fastsättningsställen eller -punkter 29 och 30. Dessa visas såsom sträckande sig utåt från de distala ytorna i fig 2 i belysande syfte, varvid förstås att de senare är bundna inuti förbindnings- materialet, såsom visat i fig 4c, där samma hänvisningsbeteck- ningar använda tidigare återigen används. Dessa fastsättnings- ställen är försedda med ögledelar, vilka är del av filamenten, av vilka tyget är konstruerat.

Hänvisande ännu en gång till fig 4a och 4b inkluderar garnsträngen 40 ett flertal slingor 42, vilka sträcker sig från ytdelen hos garnsträngen. Slingorna kan vara öglor 44 eller splittriga fibersträngar 46 eller bäggedera. Förfaringssätten för bildande av sådana slingor har redan beskrivits. Slingorna fungerar för att huvudsakligen öka ytarean för fastsättning, såsom beskrivet. Slingorna sträcker sig i olika riktningar beroende på förfaringssättet använt för att bilda dem. Såsom visat finns det slingor vid den övre ytan hos fibersträngen och företrädesvis runt hela ytarean hos garnsträngen.

I den kompletta sammansättningen angiven exempelvis i fig 40 har de inre ytorna 68 hos det yttre semipermeabla spärrskiktet 12 smälts i syfte att förbindas med exempelvis förbindningsmedlet 23, som också har smälts vid gränsytplanet vid 69. Anbringandet av värme till höljet under tillverkning styrs företrädesvis så att smält zon vid 35 och det.motsvarande området hos förbind- ningsmedlet inuti de respektive tygskikten är de enda delarna hos sammansättningen.som blir smälta. Detta smältskikt är mycket 'r begränsat i djup, både inuti spärrskiktet och förbindningsmedel- skiktet (dvs 0,025-0,051 mm djup) emellertid uppnås i denna process mycket starka bindningar.

Högfrekvent, dielektrisk uppvärmning (i förening med värmestrålare) är speciellt nyttig för att selektivt inställa värmetillförsel och styra vad som blir varmt och vad som inte blir varmt. Anläggningen som har varit mycket effektiv för att styra lamineringen av spärrfilmen 12 till förbindningsmedlet vid 35 visas i fig 13. De övre och undre lamineringsmatriserna 70 och 71, vilka kan vara utformade för att passa omkretsen hos det stansade tyget, är tillverkade av massiv mässing och är vatten- 10 15 20 25 30 35 40 37 469 590 kylda. Dessa matriser är.25,4-50,8 mm höga för att inställa zonen med maximal högfrekvensenergitillförsel vid det horisontella centrumplanet hos tyget. Emedan tyget har låg dielektrisk konstant blir det inte varmt. Å andra sidan är materialet hos spärrfilmen l2 och förbindningsskikten 23 och 24 i hög grad polära och uppvärms snabbt vid gränsytan medelst högfrekvens- energi. De kylda lamineringsmatriserna bildar ett kyldon för att dra bort värme från spärrfilmens yttre yta. Resultatet är en skarp värmefokus vid den lokala gränsytan mellan spärrfilmens 12 inneryta och förbindningsmaterialskikten. Detta område uppvärms snabbt till ungefärligen 176-19900 (3500-39O°F), såsom syns i temperaturskalan enligt fig 13. Vid denna temperatur är spärrfil~ men och förbindningsskiktet molekylärt låsta orubbligt samman under trycket av lamineringsmatriserna. Denna process utförs bäst med högsta möjliga praktiska högfrekvensenergitillförsel av kortast möjliga tidslängd.

Vid förbindning av höljesskiktet 12 (fig 2b) med den belagda tygmaterialytan, såsom beskrivet, tenderar materialet hos förbindningsskiktet att slås samman eller smälta samman med höljesmaterialet som en sammanhängande konstruktion, i vilken fibrillerna är säkert förankrade. Eftersom höljesmaterialet är förbundet med förbindningsmaterialet och den senare effektivt omsluter eller täcker eller inkapslar och genomtränger huvudsak- ligen allting av både det relativt stora garnet och de jämförel- sevis små fibrerna och fibrillerna är bindningshållfastheten exceptionellt hög och mycket högre än vad som skulle kunna uppnås endast genom användningen av förbindningsmedel._Signifikant är att separation, som ett resultat av det inre gastrycket, inte visar sig vara vid gränsytan mellan de två materialen utan snarare beroende på brott eller dragning av fibrerna och slingorna med avseende på förbindningsmaterialet 35, Med andra ord, separationen noterad ovanför de relativt höga skalnings- hållfastheterna är inte uppspaltning av två skilda skikt, såsom kan vara fallet hos två arkmaterial limmade ihop eller laminerade samman.

Spärrskiktet 12 är hermetiskt tätad medelst en svets 38, fig 2b, som sträcker sig helt runt konstruktionens omkrets, för att åstadkomma en trycktät inneslutning. Det är föredraget att konstruktionens omkrets vid svetsen är omkring hälften av den ursprungliga tvärsektionstjockleken hos de två spärrmaterialskik- l0 15 20 25 30 35 40 469 590 38 ten. Svetsen 38 görs normalt så nära kanten hos det dubbelväggiga tyget 14 som möjligt utan att fånga något av detta tygmaterial eller dess strängar i själva svetsen. Eventuella filament infàngade i svetsen kommer troligen att orsaka att anordningen läcker, som kommer att beskrivas i detalj. Såsom tidigare noterat kan elimineringen av tyg eller strängar i svetsområdet uppnås genom att först anbringa förbindningsmaterialet på tygmaterialet.

I vissa fall är det emellertid önskvärt att positionera svetsen ett givet avstånd från tygkanten, för att skapa en stabilisator och tryckackumulatorrör eller -sektion (fig 32,33a-c). Om ett tygmaterial anbringas på höljets yttre yta, ytan annan än den som bildar omkretssvetsen, så kan inte någonting av denna del av tyget eller det täckande tyget positioneras i svetsen.

Om önskat kan de distala sidorna hos tyget behandlas med kemiska bindemedel, såsom silan eller silastiska material (DOWQ1- 6106) för att förbättra vidhäftning. Det har emellertid befunnits att kemiska bindemedel inte är lämpliga att ensamma åstadkomma den nödvändiga skalningshållfastheten.

I ett mindre föredraget förfaringssätt flambehandlas de distala sidorna hos tyget 14 för att oxidera ytan och bilda ett flertal mekaniska fastsättningsställen. Det har emellertid befunnits att flambehandling kan minska hållfastheten hos tyget utanför en tillfredsställande nivå.

Sammansättningar enligt den föreliggande uppfinningen uppvisande uppblåsta tjocklekar i området 2,54 mm-12,70 mm har framgångsrikt uppblåsts till över 180 psi och har behållit dessa tryck i flera månader utan missöden. Det är också möjligt i enlighet med föreliggande uppfinning att bilda produkter som har variabla uppblåsta tjocklekar genom att ha en styrd ytkontur, dvs tunnare tyg vid ena delen och tjockare vid den andra delen. Fig 14 och l4a åskådliggör exempelvis en innersula 75, där tyget 76, redan beskrivet, stickas eller vävs för att ha i följd tjocka 77 (häldel) och tunna delar 79 (framfotdel) avskilda av och förenade till ett koniskt lutande avsnitt 80. I denna utföringsform åskådliggörs också en uppblåsnings-/tömningsanordning 81. Tyget beläggs med förbindningsmaterialet och stansas sedan med det tjocka tyget bildande häldelen, det tunna tyget framfotdelen och det koniska avsnittet innefattande hålfotsområdet hos den trycksatta produkten.

Vanligen är det föredragna spärrfilmmaterialet polyuretan, 10 15 20 25 30 35 40 39 469 590 såsom beskrivet i de ovan identifierade äldre Rudy US-patenten, men de andra elastiska spärrfilmerna, såsom identifierade i de tidigare refererade patenten är också tillämpliga. Förbindnings- materialet är lämpligen.samma uretanmaterial som används som det yttre spärrskiktet. Tyget består av värmehärdade filament, så att tygskikten blir kvar i noggrann registrering med avseende på varandra under hantering och tillverkning. Mycket tillfredsstäl- lande resultat har uppnåtts med användning av filament uppvisande en denier 3, en draghållfasthet av 3 g/denier, ungefärligen 40 filament/garn och dess l-3 garn/knippe eller sträng med tyget bestående av ungefärligen 440 strängar eller knippen/kvadrattum.

När högfrekvensuppvärmning har använts för att binda det semipermeabla elastskiktet till det med förbindningsmedlet belagda distala sidorna hos det dubbelväggiga tyget har det befunnits att uppvärmning av matriserna till mellan ungefärligen 37,78 och 65,56°C och utnyttjande en radiofrekvens av 27,12 MHz åstadkommer den önskade bindningen utan försämring av resten av sammansättningen. ' Den föredragna uppblåsande gasen är supergas även om uppfinningen inte är begränsad till denna..Diffusionshastigheten av luft in i höljet och den minskade diffusionshastigheten av supergaser ut ur höljet är relaterade till ytarean genom vilken diffusion kan inträffa. Det.är återigen användbart att referera något mera detaljerat till konstruktionen beskriven i t ex fig 2,2a och 2b. Som kan ses är en stor del av de yttre skiktens tvärsektion hos anordningen besatta av fibrer, innefattande de distala ytorna hos tyget, vilka är inbäddade i de elastiska materialen hos förbindningsmaterialet 35 liksom det elastiska spärrfilmen (tryckinneslutande höljet) 12. Fibrerna hos tyget är tillverkade av i hög grad förvridna, kristallina gasspärrmaterial (t ex polyester eller nylon). Diffusionshastigheter är mycket låga genom sådana material..Därför bildar närvaron av en sådan stor mängd förvridna, kristallina polymerer inuti de yttre kompositförbindningsspärrskikten hos produkten en effektiv styrning eller blockering för rörelse, genom den aktiverade diffusionsprocessen, hos gaser antingen in i eller ut ur den uppblåsta artikeln. Diffusionshastigheten och diffusionspumpning kan styras genom att variera konstruktionen eller tätheten hos tygets yttre ytor, dvs fibrerna och garn som bildar tygets grunddel. Om önskat kan konstruktionen hos tygets grundytor 10 15 20 25 30 35 40 469 590 É 40 förändras oberoende av lugg(sammanvävda)delen 20, som-sträcker sig mellan och förbinder de yttre ytorna hos tyget. Sålunda kan detta nya arrangemang behålla de önskade och nödvändiga egenska- perna hos inneslutningens elastiska material medan på samma gång åtnjutande fördelarna med styrning av diffusionshastigheter och diffusionspumpning genom det selektiva införlivandet av kristal- lina element inuti förbindningsskiktet och den elastiska inneslutningen. Den omedelbara effekten är att i fallet supergas sker det en betydande minskning i vad som redan är en jämförelse- vis låg diffusionshastighet ut ur höljet. Den praktiska effekten är att supergasen behålls för en mycket längre period. Detta är speciellt viktigt i tunna anordningar i enlighet med föreliggande uppfinning och vilka har höga ytvolymförhållanden. Exempelvis kan ytarean hos tunna anordningar enligt föreliggande uppfinning ha större än 40 ytareaenheter för gasdiffusion jämfört med varje motsvarande enhet innehållen gasvolym. Detta är ungefärligen fyra gånger större än de typiska rörformiga, tjocka luftdynorna hos de tidigare identifierade Éudy-patenten och sålunda är problemet att behålla det önskade likformiga uppblåsningstrycket i produkten för den uppgivna sannolika livslängden fyra gånger svårare.

Den sekundära effekten är att tillåta användningen av gaser andra än supergas eller en större mängd av andra gaser under begynnelseuppblåsningen. Exempelvis är det känt.att.syre har en hög diffusionshastighet genom det elastiska spärrmaterialet.

Kvävgas har en mycket lägre diffusionshastighet och supergaserna har en ännu lägre diffusionshastighet. Eftersom tyget verkar.för att minska den tillgängliga, elastiska gaskanalytan för diffusion kan de långsammare diffunderande gaserna användas som uppblåsare, dvs de gaserna uppvisande en diffusionshastighet mindre än syre.

Emedan luft inkluderar omkring 78% kväve och omkring 21% syre med återstoden varande andra mindre gaser, kan luft användas som uppblåsaren i en rätt konstruerad del, eftersom diffusionen av kväve är relativt långsam beroende på den minskade ytarean för diffusion, och den relativt höga diffusionshastigheten hos syre endast representerar 21% (2,5 psia) av gaskomponenten. Sålunda, genom att i början uppblåsa vid ett relativt högt tryck med luft, är tryckförlusten under tiden relativt liten. Det är uppenbart att användningen av luft eller andra gaser med en effektiv diffusionshastighet mindre än syre erbjuder praktiska fördelar.

Diffusionsspärregenskaperna hos tygmaterialet hänför sig till 10 15 20 25 30 35 40 41 469 590 tygmaterialet varande förvridet och molekylärt belastat liksom varande i hög grad kristallografiskt. I båda fallen är kohesions- energitätheten sådan att tygmaterialet verkar som en gasspärr.

När en nästan 100% blockering mot diffusion krävs impregne- ras ett tättvävt tyg (taft har använts framgångsrikt) med ett skikt uretan med hög smältpunktstemperatur, som lamineras till ett andra skikt uretan med lägre temperatur. Denna tygsammansätt- ning används som materialet hos spärrhöljet 12 (i stället för uretanfilm). Laminering, användande högfrekvensenergi, binder framgångsrikt lågtemperaturskiktet med förbindningsmedlet 48 på tygets distala ytor. I detta fall bildas kristallina element inte bara av grundfibrerna i ytorna hos kärntyget utan också av de kristallina fibrerna hos det yttre spärrskiktets tafttyg. I detta arrangemang består hela ytan hos anordningen, ut till och inkluderande omkretssvetsen, av denna speciella spärrprodukt, som är selektivt permeabel för syrgas hos den omgivande luftmiljön, och som verkar som en spärr mot kvävgas hos den omgivande miljön.

Ett bra sätt att åskådliggöra några av ovanstående begrepp för smältning av ett kompositmaterial innefattande en kombination av både elastiska och kristallina komponenter är att tänka sig det elastiska materialet som matrisen som binder samman de kristallina elementen. Det elastiska materialet ger god böjut- mattningshàllfasthet och de önskade fysikaliska egenskaperna elasticitetsmodul, töjning, tillverkningsbarhet och värmeförseg- lingsbarhet. De kristallina komponenterna bildar den proportio- nella diffusionsspärren. På detta sätt existerar de elastiska egenskaperna hos kompositkonstruktionen upp till gränsytor mellan elastiska och kristallina element hos konstruktionen. Sålunda skyddas de kristallina materialen från skadliga utmattningspåkän- ningar. Värmeförseglingsbarhet åstadkommes inuti den inre elastiska ytdelen hos kompositspärrprodukten. En svetssträng vid den inre omkretsfogen hos spärrprodukten försäkrar att det inte finns några tygfibrer utsatta för den inre tryckgasen för att skapa en läckningsväg. av fördelarna med den föreliggande uppfinningen är Exempelvis åskådliggör fig 15 är plana och En annan mångfalden former som kan bildas. en hälkudde 90, i vilken de övre och undre ytorna väsentligen i ett parallellt avståndsförhållande. Denna kudde är olik kuddar enligt teknikens ståndpunkt beroende på den plana 10 15 20 25 30 35 40 469 590 42 konfigurationen hos dess ytor i motsats till de rörformiga eller tjocka artiklarna enligt teknikens ståndpunkt. Eftersom kudden enligt föreliggande uppfinning är relativt tunn kan den i hög grad trycksättas och är lättviktig, den erbjuder betydande fördelar över äldre kuddar, eftersom kuddprofilen hos fot- beklädnaden kan vara mycket tunnare tillåtande användning i många typer av skor inkluderande promenad- eller finskor för herrar och damer. Konstruktionen hos kudden 90 är såsom redan har beskri- vits.

Fig 16 åskådliggör en uppblåst dyna 95 i enlighet med den föreliggande uppfinningen och som ibland refereras till som en kobradyna på grund av dess form. Den inre konstruktionen hos anordningen är såsom redan har beskrivits i det föregående.

Enheten kan inkludera ett medialben 97 och ett något kortare sidoben 99 med ett öppet område 100 mellan de motstående delarna hos benen och framför den bakre delen 101. Enheten 99 insätts i fotbeklädnaden så att medialbenet 97 är på fotens medialsida med det öppna området 100 vanligen under hälbenet. Medialbenet är beläget under fotvalvet och bildar hålfotsstöd medan den bakre delen 101 är krökt, såsom visat, för att passa hälens allmänna kontur. De övre och nedre ytorna är platta och plana och på avstånd från varandra i allmänt parallellt förhållande. Anord- ningen tenderar att stabilisera foten liksom att bilda stötdämp- nings- och hålfotsstöd.

Refererande till fig 17 och l7a àskådliggörs en modifierad form av uppblåst stabilisator 110 återigen i form av en kobradyna med medial- och sidoben 112 resp 113. Den inre konstruktionen är såsom redan har beskrivits. Medial- och sidobenen är utplacerade från varandra och förenade med en bakre del 114, som är krökt för att passa hälkonturen. I denna utföringsform förefinns en separat uppblåst kammare 115 framför den bakre delen och mellan benen.

Denna uppblåsta del är tjock i konfiguration, såsom sett i fig l7a, för att bilda ett speciellt kuddelement beläget under hälbenet. Ytan hos den tjocka delen är ovanför ytan hos de angränsande benen. I den åskàdliggjorda utföringsformen sträcker sig en värmetät svets hela vägen runt omkretsen hos den uppblåsta kammaren och är en separat kammare från dynans yttre delar.

Sålunda kan de yttre delarna trycksättas vid en nivå och kammaren 115 vid en annan nivå, vanligen ett lägre tryck för komfort och stötdämpning. Centrumdelen kan också förbindas med den yttre 10 15 20 25 30 35 40 43 469 590 delen och sålunda fungera som en ackumulator för att åstadkomma olika lastnedböjningsegenskaper i luftkudden.

Det förstås att den separata kammaren 115 kan tillverkas med ett tredimensionellt tygmaterial.hellre än varande endast en uppblåst tjock kammare. I denna variant kan tygmaterialet vara tjockare än materialet i de mediala och sidobenen för ökad stötdämpning och uppblåsningstrycket kan vara lägre för mjukhet under hälbenet.

Fig 18 och 34a-b åskådliggör en uppblåst konstruktion 120, i vilken det finns flera kammare 122 och 124 bildade av tre spärrskivor l25,l26 och 127. Spärrskivorna består av ett elastmaterial, såsom redan beskrivet, och ett tygmaterial, 128 och 129, som, såsom redan har beskrivits, är upptagen mellan angränsande skivor. Denna speciella utföringsform av uppfinningen kan vara en produkt, i vilken en kammare är en fullängdsinnersula och den övre delen är i form av en hälkudde eller moderator.

Vidare kan den övre delen vara trycksatt till ett lägre tryck än den undre delen för att bilda en relativt mjuk övre kudde i beröring med den nedre delen av foten och en mer trycksatt underdel för att förhindra bottnande.

I utföringsformen enligt fig 18 kan den övre kammaren vara av en mindre ytarea än den undre kammaren, dvs den övre delen behöver inte ha samma utsträckning som den undre delen. För vissa produkter kan det vara önskvärt att använda en fotdyna vid högre tryck än den undre delen, eftersom den kan placeras i ett hålrum i foten, medan den övre delen kan fungera som en fullängdssulin- sats. Det är uppenbart att den föreliggande uppfinningen erbjuder en stor mångfald möjliga konstruktioner och variationer därav.

Som exempel kan den trycksatta produkten användas antingen som en fullängds- eller dellängdssulinsats. Den kan formas för att bilda hålfotsstöd som en insättningsartikel eller byggas in i skodon. Den kan monteras i skodon under tillverkning genom placering i ett försänkt hålrum i mellansulan eller någon annanstans i skodonet. Den kan inkapslas helt eller delvis i skum i en mellansula eller någon annanstans i skodon.

Det skall också förstås att skivorna hos produkten kan ha olika gasdiffusionsegenskaper. Sålunda behöver endast ett ytskikt vara semipermeabelt för gas och det andra kan vara ogenomsläpp- ligt. I själva verket är allt som behövs att det finns åtminstone ett semipermeabelt område i konstruktionen. Medan det är 10 15 20 25 30 35 40 469 599 44 föredraget att ha ytorna hos tyget likformigt bundna till den motstående ytan hos spärrmaterialet kan det finnas ett förhållan- de, i vilket bestämda områden hos en yta inte är bundna eller i vilka ingen tygkomponent är närvarande. En typisk sådan konstruk- tion åskådliggörs i fig 17 och l7a och fig 33a härav. Vidare är... det uppenbart att höljet kan bildas från utgångsmaterial andra än skivmaterial. Annan teknik såsom formblåsning eller formsprutning kan användas för att bilda höljet, följt av förbindning av höljet med tygkomponenterna och sedan trycksättning. Fig 19-19d åskådliggör ett sådant sätt. Där inkluderar häldynan 130 en tjockare bakre väggdel 132 och tjockare sidoväggar 133 och 134, såsom visat. Tygmaterialet 14 är också närvarande. Ytterligare sätt skulle kunna inkludera vakuumformning, gjutning efter partiell stelning, rotationsformning, formblåsning, vulkanise- ring, gjutning i öppen form och liknande.

Vid denna punkt i diskussionen är det viktigt att återigen framhålla de unika fjädringsmjukhetsegenskaperna som den nya uppblåsta anordningen åstadkommer. Såsom nämnt tidigare borde en optimal stötdämpningsprodukt absorbera högsta möjliga ingående stötenergi och återföra den största möjliga andelen av denna energi; medan samtidigt dämpande stötkrafterna till den lägsta möjliga nivån. En sådan optimal stötdämpningsanordning definieras såsom uppvisande utmärkt fjädringsmjukhet.

Sättet på vilket den föreliggande produkten fungerar för att åstadkomma bra fjädringsmjukhet framgår vid granskning av fig 20, 2l,22,23,24. Luftkudden hos föreliggande uppfinning kan absorbera högsta möjliga ingående stötenergi, med maximal stötdämpning (god stötdämpning inom en maximal tillåtbar nedböjning) på grund av den unika formen hos belastnings-nedböjningskurvan 150 i fig 20.

Konfigurationen hos denna kurva 150 närmar sig en rektangulär form, som är den ideala formen i jämförelse med kurva 152, som representerar belastnings-nedböjningskurvan för en äldre uppblåst anordning med flera kammare. Fig 21 åskådliggör energiupptag-' ningen hos den äldre produkten, såsom representerad av kurva 155, i jämförelse med energiupptagningen hos en produkt enligt den föreliggande uppfinningen, 156, där den senare uppvisar omkring hälften av tjookleken hos den äldre produkten.

Fig 22 och 23a och 23b visar hur detta uppnås. Foten visas i början sammanpressande luftkudden 160 i fig 23a. Såsom synes kan trycket inuti anordningen verka över hela den lastbärande ytarean 10 15 20 25 30 35 40 45 469 599 hos fotens nedre del, momentant producerande en stor stödjande kraft innan betydande nedböjning inträffar. När-foten sjunker längre in i luftkudden, såsom visat i fig 23b, verkar det övre distala elementet, som är en kompositkonstruktion av yttre tygskikt inbäddat inuti polyuretanförbindningsmedlet och spärrfilmen, i spänning som ett trumhuvud och tillför en andra stödjande kraft på grund av de vertikala komponenterna hos spänningen i det övre distala elementet, angivet av vektordia- grammet 162. Denna ytterligare stödjande kraft visas i fig 22 som den skrafferade arean 165.

På grund av den mycket effektiva energiàtergàngsegenskapen hos 1) gàngspelseffekten och 2) de mycket effektiva, väsentligen idealgastermodynamiska egenskaperna hos uppblàsningsfluidet; liksom 3) det faktum att kuddarna enligt föreliggande uppfinning kan byggas in i fotbeklädnad eller andra stötdämpningsanordningar utan skuminkapsling (vilket i hög grad stör energiàtergàngsmöj- ligheterna) återför produkterna enligt föreliggande uppfinning en stor andel av den dämpade slagenergin i jämförelse med skumin- kapslade, konventionella gastrycksatta produkter, skummellan- sulor, sorbatan, gel etc, vilka slösar och förlorar det mesta av energin i form av värme. I fig 24 representerar 170 kurvan för energin absorberad av en konventionell skuminkapslad äldre produkt, kurva l72 representerar energiàtergàngen (omkring 40% effektiv) för denna produkt; kurva 175 representerar energin absorberad av produkten enligt föreliggande uppfinning, kurva 176 representerar energiåtergången (50%-90% effektiv) för en sådan produkt; kurva 177 är för en skumprodukt (30% effektiv) och kurva 179 är för sorbatan och geltypen av produkter (2% effektiv).

I jämförelse med min konventionella rörformiga,,äldre, trycksatta produkt är det möjligt att absorbera en given mängd slagenergi i mycket mindre förskjutningsutrymme användande produkten enligt föreliggande uppfinningÅ Exempelvis visar fig 21 produkten enligt föreliggande uppfinning absorberande samma slagenergi i hälften av förskjutningssträckan av den konventio- nella trycksatta produkten, fortfarande med totalt sett utmärkt stötdämpning (dvs acceptabelt låga stötpåkänningar).

Uppblåsningstryck är den grundläggande faktorn (men inte den enda faktorn) som kan utnyttjas för att förändra formen av kraft-nedböjningsegenskaperna hos produkten enligt föreliggande uppfinning. Kurvor för tre olika kuddar vid tre olika tryck visas 10 15 20 25 30 35 40 469 590 46 i fig 25, dvs mediumtryckkurva 180, högtryckskurva 182 och làgtryckskurva 184. Såsom framgàr kan högtrycksenheten absorbera mycket mer energi i ett mycket begränsat utrymme (eller nedböj- ning). Kurva 182 i fig 25 är identisk med kurva 156 i fig 21.

Lågtrycksenheten har en mjukare känsel, men kan bottna ut i vissa fall.

I vissa fall är den skarpa begynneslesstigningen hos belastnings-nedböjningskurvan obehaglig. Detta inträffar i skor där uppfattad komfort är-av grundläggande betydelse och slagbe- lastning är låg, såsom i gatuskor, arbetsskor och också vissa typer av promenadskor. Det finns olika slags sätt att producera en mjukare begynnelsekänsel (andra än minskning av uppblåsnings- tryck). Vissa av dessa àskàdliggörs i fig 26 och tillhörande fig 26a och 26b. Exempelvis kan utskott eller utspràng 190, ribbor 191 eller halvsfäriskt kratermönster 192 på bottnen av moderatorn åstadkomma denna effekt genom förändring av belastnings-/nedböj- ningsegenskaperna hos gångspelshuvudet (se de olika prickade delarna hos belastnings-/nedböjningskurvan). Moderatorn används med luftkudden enligt föreliggande uppfinning med den besatta ytan i beröring med den mitt emot belägna kudden. Dessutom kan typen av garn, tygkonstruktion, elasticitetsmodul hos spärrfilmen etc förändra den upplevda komforten och belastning-nedböjning hos anordningen.

Det är nu värdefullt att diskutera lösningen till en av de mer besvärliga problemen som upplevdes under det sexåriga utvecklingsprogrammet, som förde de nya luftkuddarna till ställningen som en tillförlitlig marknadsfärdig produkt.

Problemet gäller utmattningsbrott.hos de sträckbara filamenten (löptràdar) efter långvarig exponering för många cykler av böjning, vridning och nötning. Dessa brott (liksom uppspaltningsbrott) upplevdes under provning av de uppblåsta elementen i flera hundra idrottsskor under flera tusen kilometers provning av en mångfald idrottsmän av världsklass. Även om den relativa felfrekvensen inte var i linje med de relativa felfrek- venserna hos andra komponenter hos skon, för en högtrycks- uppblàsbar anordning av denna typ, måste tillförlitligheten vara större än för andra komponenter, emedan brott resulterar i att hela produkten blir väsentligen värdelös.

Luftkuddar använda i idrottsskor är utsatta för många olika typer av belastning förutom den som hänför sig till enkel upp- 10 15 20 25 30 35 40 47 469 s9ß och nedgående rörelse. Exempelvis skjuvkrafter beroende på vridning och stoppande, längdböjning när foten rör sig från hälslag till tårotationsrörelser, sidoböjning och torsionsvrid- ning under pronation och supination. Mycket speciella provnings- maskiner, som simulerar skobelastningscykeln, används också för att accelerera kvalitetskontrollprovningen av luftkuddarna. Dessa maskiner drivs med relativt hög hastighet och utsätter luftkudden för så många belastningscykler på två dagar som en indrottsman skulle samla ihop under 2-3 års provning. Dessutom är dessa prov mycket svårare i typen av belastning, så att två dagars provning med vad vi kallar Kim-böjprovningsmaskinerna är faktiskt ungefärligen lika med 5 600 km maratonlöpning. Den typiska välgjorda löpskon kommer inte att hålla mer än omkring l 300- 2 250 km. Därför kommer vanligen delar som passerar två dagar av denna provning att räcka längre än fotbeklädnaden med en faktor av två eller fler gånger. Fig 27a och 27b visar en typisk luftkudde 210 monterad under det rörliga provningshuvudet 212 och understöttad av fasta styrningar i form av rullar 213 på varje sida om provningshuvudet hos en av dessa speciella "Kim"- böjprovningsmaskiner. Såsom framgår utsätts kudden 210 för hård upp- och nedgående tryckbelastning liksom böjning, liksom viss skjuvverkan av upp- och nedgående rörelse hos provningshuvud 212 medan rullarna förblir fasta. Hoptryckning åstadkommes av huvudet 212 tvingande kudden mot ett konturerat, cylindriskt säte 215, såsom framgår i fig 27b. Många av dessa prov kördes för att isolera brottsätt. Provet kan noggrant och snabbt upprepa brottsätten upplevda i verkliga förslitningsprov.

Det exklusiva syftet och funktionen hos löptrådsgarn är att verka som sträckbara delar för att innehålla tryckmediet och bibehålla den önskade geometriska konfigurationen och konstruk- tionsintegriteten hos anordningen. Därför var brottproblemet något oväntat genom att det inträffar under delen hos belast- ningscykeln när löpgarn inte är i spänningstillstånd och inte utför någon riktig funktion. Löpgarn har inget syfte när de inte är i spänningstillstånd och understödjer inte tryckbelastningar, för att inte störa den grundläggande funktionen hos tryckmediet som är att understödja tryckbelastningar.

En bra konstruktion nedböjs så mycket som möjligt inom utrymmmesrestriktioner, för att tillåta tryckmediet att helt bära och dämpa stötbelastningar och absorbera och återföra så mycket 10 15 20 25 30 40 469 590 48 som möjligt annars förlorad energi. Sá snart som löpgarn gár ut ur spänningstillstànd (fig 28b) börjar de att böjas, lindas och vikas. När den nedátriktade rörelsen fortsätter böjs de och viks ytterligare på slumpvis sätt och gnids sålunda också mot varandra. Under denna del av belastningscykeln existerar betydande rörelse bland och mellan garnsträngarna. Denna rörelse förvärras av skjuvbelastningar (förbundna med stoppande och vridning) anbringade på luftkudden liksom av längd- och sidovrid- ning och böjning av kudden när idrottsmannen går igenom de ibland mycket svåra rörelserna under utförande av olika slags idrotts- aktiviteter. Sådan böjning av löpgarn alstrar utmattningsspän- ningar i de yttre delarna hos enskilda fibrer. Nötningsskada kan Under inträffa när fibrerna vrider sig och rör sig mot varandra. extremt tunga belastningstillstånd (dvs vanligen mindre än 2% av den normala tids-/livslängdsbelastningshistorien hos delen) bottnar produkten ut infàngande och krossande de sträckbara fibrerna mot varandra och mot de inre ytorna hos de motstàende kompositskikten (fig 28c). Efter många cykler av sådan förvrid- ning är det möjligt att det för sträckbara garnfilament inträffar utmattnings- och fibrilleringsbrott som ett resultat av den upprepade krossningen av de sträckbara elementen när bottnande inträffar, (fig 29c och 30). Några av fibrerna försvagas och ger efter i spänningstillstånd. Dragspänning i återstående fibrer ökar, och en krusningseffekt inträffar när successiva fibrer ger efter i dragning. Slutligen inträffar en utvidgning. Den luftbulkade, värmehärdade textureringen av fibrerna är effektiv för att styra och förhindra denna typ av brott och förklaras i det följande.

Emedan de flesta stötdämpningsanordningar av denna typ konstrueras för att arbeta nära deras gränser för bottnande, för att åstadkomma maximal stötdämpning i ett minimum av utrymme, inträffar exempel pá bottnande, vilket förvärrar detta brottprob- lem.

För att lösa detta problem har betydande brottanalys och laboratorieprovning utförts. Brottmekanismen och lösningarna som tänktes ut för att lösa problemen beskrivs bäst med hänvisning mer i detalj till serien åskàdliggjord i fig 28 och 29. Serien enligt fig 28 åskådliggör sättet på vilket tre typer av fibrer, dvs 1) raka eller osnodda fibrer 200, 2) konventionellt texture- rade fibrer 201 och 3) luftbulkade, värmehärdade fibrer 202 10 20 30 (A) UI 40 49 469 590 fungerar olika under det nedàtriktade böjsättet, speciellt vad gäller det bottnade tillståndet. Såsom anges i fig 28a, under dragningssättet, är alla tre fibertyperna utsträckta i en tunn, rak linje, och alla tre fungerar nästan på samma sätt under dragbelastningar. Emellertid, så snart som en yttre tryckbelast- ning anbringas, böjs luftkudden nedåt.och.fibrerna hos löpgarn lämnar omedelbart dragning och kommer in i det relaxerade tillståndet (fig 28b). Den raka (icke texturerade) fibern 200 fungerar mycket lika en Euler-pelare och börjar att böjas. Den konventionellt texturerade fibern 201 (vilken, såsom framgår, är bulkigare än den raka fibern) förkortas i längd som en spiralfjä- der. Den luftbulkade, värmehärdade fibern 202 (bulkigare än den konventionellt texturerade fibern) krymper också i längd på ett liknande sätt som en fjäder. Det bottnade tillståndet, efter flera miljoner cykler av upp- och nedböjning, visas i fig 28c.

Såsom framgår har den raka fibern 200 böjts över på Den luftbulkade fibern 202 trycks ihop i en bulkig, bunt av ögliga och uppblandade fibrer lindade inbördes i olika sig själv. eftergivlig slags riktningar på ett slumpmässigt sätt. Den konventionellt texturerade fibern 201 ses, på grund av många cykler av dragning och böjning, antagande dess ursprungliga förtexturerade till- stånd, dvs den är nu en rak fiber, och har som sådan böjts tillbaka på sig själv på samma sätt som den andra raka fibern i denna illustration. Efter många cykler av exponering för sådan verkan tenderar fibern att ge efter, såsom kommer att förklaras i det följande.

En del av ett garn innehållande de raka fibrerna visas i den bottnade konfigurationen (vid fyrtio gånger verklig storlek) i fig 29a. Såsom framgår är fibrerna'tätt sammanpackade i väsentli- gen ett parallellt, inriktad, sida-vid-sidaarrangemang. Tryckbe- lastningen visas anbringad på sidorna-hos garnbunten, såsom framgår i fig 29a och tvärsektionsfiguren 29b. Fibrerna anbringar tvärgående belastning mot varandra. Varje fiber är tillverkad av en polymer med en lång kedjemolekyl orienterad vanligen längs fiberns längdaxel. Efter långvarig böjning under de upp- och nedgàende delarna hos cykeln, förenat med förvridningen, friktionen och tvärbelastningen hos cykelns bottnade del, kan tvärgående avkohesion (uppspaltning) inträffa mellan enskilda buntar av molekylkedjor inuti det inre av en enkel rak fiber.

Detta brottsätt åskådliggöra i fig 29c som är en förstorad 10 15 20 25 30 35 40 469 590 so tvärsektionsvy (tusen gånger verklig storlek) av en enkelfiber från bunten av fibrer (fig 29b). Såsom framgår, när den tvär- gående tryckbelastningen anbringas på den raka fibern, tenderar fibern att sprängas utåt på det horisontella axelplanet, och avskiljande dragpåkänningar inträffar vid fiberns sidor tenderan- de att uppspalta och riva upp de olika buntarna av molekylkedjor från varandra. Fibern bryts isär till enskilda buntar eller strängar av molekylkedjor. Slutligen försvagas dessa små strängar genom utmattning och brister och ger efter snart antingen i dragning eller böjning. Detta tillstånd ses i fig 30 som är en svepelektronmikroskopbild av ett typiskt brott hos denna typ (förstorad ungefärligen 1 000 gånger). Separationen av en enkel fiber till olika slags strängar (av molekylbuntar) framgår. Å andra sidan uppträder de värmehärdade, luftbulkade fibrerna (fig 29d och 29e) annorlunda än den raka fibern. De luftbulkade fibrerna i det bottnade tillståndet har hoptryckts till en inbördes tvinnad massa av ögliga och vågformiga filament.

En sådan anhopning av fibrigt material fungerar som ett stötdämp- ningselement (mycket lika en filtmatta), därigenom dämpande tryckspänningar på varje enkelt filament och fördelande krafter genom hela den fibriga volymen.

Som ett resultat av provning och analys av typen nyss beskriven fastställdes att flera faktorer är viktiga att ta hänsyn till för att styra eller eliminera denna typ av brott. För det första är det viktigt att ha en fiber med längsta möjliga molekylkedja orienterad så mycket som möjligt längs filamentets längdaxel. För det andra är det viktigt att använda en polymer med överlägsen slithållfasthet, såsom DuPonts industripolyester 68 L. Ännu bättre är fibrer tillverkade av NYLON 66-familjen, speciellt CORDURA-nylon, (uppvisande speciellt långa kedjor).

För det tredje är texturering av löptrådsfilamenten en nödvändighet för att förbättra nötningsböjutmattning och fibrileringshållfasthet genom att bidra till att dämpa belast- ningen på varje enskild fiber och förhindra filamenten från att utsättas för skarpa veck, när garn förflyttas mot varandra. I detta avseende är Cordura mycket överlägsen, emedan dess luftbulkade typ av värmehärdade texturering, som inte endast bildar ett garn med ökad bulk, men också med fibrer som behàllar sina texturerade fjäderliknande tillstånd efter långvariga cykler av gående från dragningstillståndet till det relaxerade, 10 15 20 25 30 35 40 51 469 590 vikta tillståndet och tillbaka igen till dragningstillståndet, emedan varande värmehärdat-i det texturerade tillståndet, Andra typer av texturfilament förlorar sin texturform efter exponering för upprepade cykler av belastning och avlastning (beroende på uppvärmning under tillverkning) av produkten och återgår till sin ursprungliga, icke texturerade, osnodda garnkonfiguration.

Det är av denna orsak som luftkuddar av denna nya typ tillverkade av Cordura-nylon uppvisar en livslängd som är omkring en storleksordning bättre än standardtexturerd Nylon 66-garn. Vidare är det standardtexturerade garnet ungefärligen en hel storleks- ordning överlägsen i livslängd än det osnodda, icke texturerade, sträckbara garnet.

Det finns också en fjärde viktig faktor för att minimera dessa brott. Det har befunnits nödvändigt att åstadkomma ett tillräckligt antal fibrer per enhet area hos löptràdarna för att ytterligare dämpa förslitningen och tvärgående belastningskraf- ter, speciellt de förbundna med sidobelastningsskjuvkrossning och böjning av de plana ytorna hos luftkudden. I detta avseende är det ungefärliga minimiantalet löpgarnfibrer per kvadrattum 5 OOO och maximimum är ungefärligen 80 000.

Flera andra utföringsformer av uppfinningen visas i fig 31 och tillhörande fig 3la-3ld för att framhäva de olika stötdämp- ningsegenskaperna som är möjliga med olika konstruktionstyper allt vid samma uppblåsningstryck. Dynan 220 i fig 3la uppvisar en brant stigning 220a i stödjande kraft när nedböjning ökar på grund av den lilla volymen gas innehållen inuti dynan (dvs det mesta av den belastningsstödjande volymen hos anordningen infàngas nedanför belastningsarean). De olika avdelningarna 221, 222 och 223 enligt.fullängdskonstruktionen i fig 3lb uppträder på samma sätt (220a), och åstadkommer en styvare känsel i jämförelse med den fjädrande fullängdsprodukten 225 i fig 3ld (se 225a).

Formen 227 i fig 3lc, i en hundbenskonfiguration, åstadkommer stöd huvudsakligen under de belastningsbärande delarna hos foten (för kostnadsbesparingssyften) och har en mellanliggande kraftnedböjningskurva 227a.

Refererande till fig 32 och 32a-32e är ett annat sätt att påverka och styra stötdämpningsegenskaperna att bilda en ackumulatorvolym in i vilken den uppblásande gasen kan masstrans- porteras från en del hos anordningen till en annan vid anbringan- de av belastning. En sådan ackumulatortransportvolym kan vara 10 15 20 30 35 40 469 590 52 runt omkretsen 230, såsom visas i fig 32,32a och 32b. Den större volymen 233 i fig 32c-32e åstadkommer naturligtvis den mjukare känseln. Känselmjukheten uppnås pà två sätt: l) den extra volymen utanför belastningsarean (fig 32e) bildar ett utrymme för den uppblåsande gasen att röra sig in i vid anbringande av belastning och 2) den elastiska filmen inneslutande ackumulatorn kan elastiskt utvidgas och sammandras som svar på förändringar i gastrycket när belastningen anbringas, därigenom ytterligare ökande volymen hos ackumulatorn och de mjukkänsliga stötdämp- ningsegenskaperna hos anordningen. Denna större rörformiga sektion tjänar en andra dynamisk, belastningsproportionell funktion av att pressa och hålla foten centralt positionerad inuti skon.

Fig 33 åskådliggör ett alternativt och fördelaktigt unikt organ för bildande av en ackumulatorvolym. Denna uppnås genom att ha en hybridprodukt 250 enligt föreliggande uppfinning, inklude- rande ett standardluftkuddsystem innefattande en rörformig del 251 i hàlfotsomràdet, såsom visat i fig 33b och 33c och en del 252 enligt föreliggande uppfinning. Fig 33b visar ett snitt genom hålfotsområdet utan belastning. Fig 33c är samma snitt i det belastade tillståndet. Fig 33d är belastningsnedböjningskurvan åskàdliggörande den konventionella produkten 253 enligt förelig- gande uppfinning (utan standardluftkudden) medan kurva 255 är för hybridprodukten enligt föreliggande uppfinning. Såsom angivet kan rören elastiskt växa och krympa i storlek (diameter) när belastningen anbringas och borttages i direkt proportion mot den anbringande belastningen och det resulterande momentana trycket förändras inuti anordningen. En mjukare känsel tillhandahållas till delar hos luftkudden där belastningen anbringas (hälområde eller framfot). Även ett automatiskt, dynamiskt hàlfotsstöd proportionellt mot bärarens behov sker under den längsgående hålfotsdelen hos foten för att hjälpa till som en ortotisk anordning för pronationskontroll. Vid tå-från faller hàlfotsstö- det automatiskt bort från stödjande kontakt med foten för att inte irritera fotsulesenorna när de förlängs under tå-från-fasen.

En annan intressant konfiguration innefattar en flerskikts-, trycksatt produkt. Denna visar i fig 34a,34b och 18, där hänvisningsbeteckningarna är desamma. De två (eller fler) trycksatta skikten kan uppnås med två separata sträckbara luftkuddanordningar, en ovanpå den andra, med separata omkrets- 10 15 20 25 30 35 40 J ECJÛ u/u tätningar, allt såsom redan har beskrivits. En annan metod är att laminera stapeln i en enda operation och att täta de tre spärrfilmsskivorna runt omkretsen-i en enda operation. För maximal komfort kan den övre delen blåsas upp till ett lägre tryck än den nedre kammaren. Den övre delen, vid lägre tryck, nedböjs sålunda lättare än den nedre delen och anpassar sig lättare till den plana bottenytan hos foten; sålunda förnims en hög grad av begynnelsekontaktmjukhetr Den nedre kammaren med högre tryck förhindrar anordningen från att.bottna under höga belastningar och återför en större andel av den annars skadliga och förlorade slagenergin.

I vissa skotillämpningar är en hög grad av tàböjlighet önskvärd, såsom i en promenadsko. Detta kan uppnås genom införlivande av två eller flera separata kuddelement i skon, en för hälen och en för framfoten, och möjligen en för hàlfots-/ mittfotsomràdet. En annan metod innefattar sydda böjlinjer 260 sträckande sig sidledes tvärs över de stansade tygämnena innan det slutliga steget laminering av spärrfilmen på plats, såsom visat i fig 35a och 35b. Sådana sydda linjer drar ned tyget ett föreskrivet avstånd (l/2 till 3/4 av tygets tjocklek) med försiktighet för att inte helt försluta tyget, därigenom hindrande rörelse av luft tvärsöver den sydda linjen, eller en obehagslinje under foten. En annan metod är att ha utsprång eller ribbor positionerade på bottnen av ett moderatorelement i området (områdena) där böjning är önskvärd, såsom visat i fig 26a.

För att bättre förstå läckningsproblemet som upptäcktes vara ett betydande problem och som löses genom föreliggande uppfinning görs hänvisning till fig 36a,36b och 36c. I fig 36a och 36b visas en svetssektion 275 bestående av skikt 275a och 275b, i vilka trycksidan är 276. Ett enda filament 277 visas sträckande sig genom svetsen 275 från trycksidan 276 till den yttre omgivande trycksidan 278. Restspänningen i filmen eller skikten 275a och 275b tenderar att dra sig ur från filamentet 277 resulterande i små läckningsvägar 279a och 279b typiskt längs de laterala sidorna där skikten förenas med filamentet. Såsom visat sträcker sig filamentet 277 hela vägen genom svetsen och representerar det Sämsta tillståndet. Läckning kan inträffa även om filamentet inte sträcker sig hela vägen genom svetsen, eftersom avståndet mellan filamentets ände och utsidan hos svetsen kan vara tillräckligt liten för att tillåta snabbare diffusion i detta område än vad 10 15 469 590 54 som sker i andra områden hos filmen.

Fig 36c åskådliggör ett annat kännetecknande drag hos uppfinningen som är verkan av förbindningsmedlet för att minska läckning längs fibrerna 290. Exempelvis är fibern 291 en av löptrådarna och är belägen på gastrycksidan 295 hos den uppblåsta produkten enligt föreliggande uppfinning. Under applicering av förbindningsmedlet smälter den senare och strömmar runt fibern, såsom angivet vid.297, effektivt beläggande hela eller en del av yttre ytan hos fibern med förbindningsmaterial. Detta förhindrar effektivt eller minskar väsentligen passage av gasen längs fibern eller dess yttre yta och mellan denna yta och spärrfilm- materialet.

Det som har beskrivits är fördragna utföringsformer och modifikationer, i vilka förändringar kan göras utan att frångá andan och omfattningen av de bifogade kraven. -______________________________________ åk _.-_ .,__¿ .Å , ,.

Claims

un 55 PATENTKRAV 469 599

1. l. Invändigt trycksättbart hölje uppvisande med mellanrum anordnade inre och yttre ytor innefattande: första och andra tygskikt positionerade i höljet, så att en yta hos varje tygskikt är vänd mot en inre yta hos höljet, höljet bestående av elastmaterial, var och en av tygytorna bunden till den motstående inre ytan hos höljet, tygskikten inkluderande ett garnmaterial, som är texturerat eller flanelliserat eller bulkat för att öka bindningen till det motstående skiktet hos höljet, flexibelt organ mellan tygskikten för begräsning av rörelsen av tygskikten bort från varandra över_ett förutbestämt avstånd, och en gas i det inre av höljet för att trycksätta detsamma.

2. Invändigt trycksättbart hölje uppvisande med mellanrum anordnade inre och yttre ytor för användning i fotbeklädnad, där höljet är utsatt för relativt höga lokala och cykliska belast- ningar innefattande: _ ett tygmaterial uppvisande första och andra tygskikt positionerade i höljet, så att varje yta därav är vänd mot en inre yta hos höljet, höljet varande av elastiskt material och inkluderande åtminstone en del som bildar en tillsluten fog, var och en av tygytorna bunden till den motstàende inre ytan hos höljet, flexibelt organ mellan tygskikten för begränsning av rörelsen av tygskikten bort från varandra över ett förutbestämt avstånd, det flexibla organet inkluderande ett flertal.fibriga strängar sträckande sig mellan tygskikten och förenade till dessa, den tillslutna fogen varande huvudsakligen fri från fibrigt material från tygskikten och de fibriga strängarna, och en gas i det inre av höljet för att trycksätta detsamma, varigenom de fibriga strängarna är anbringade i spänningstill- stånd för att upprätthålla de motstående ytorna hos höljet i plankonfiguration och gasen verkande som mediet som absorberar tryckbelastningar på höljet.

3. Invändigt trycksatt hölje innefattande: ett hermetiskt tätat hölje definierande åtminstone en 469 590 .fe trycksatt kammare, höljet bestående av elastiskt material, som tillsammans med andra delar hos konstruktionen är huvudsakligen ogenomtränglig för gaser med stor molekylstorlek och svagt permeabel för syre; en sammantryckbar tygkonstruktion inuti kammaren, tyget hos den sammantryokbara tygkonstruktionen inkluderande ett garnmaterial, som är texturerat eller flanelliserat eller bulkat, den sammantryckbara tygkonstruktionen uppvisande huvudsakli- gen samma utsträckning som kammaren och innefattande ett första tygskikt, ett andra tygskikt normalt anordnat pá avstånd från det första skiktet, flexibla organ, vilka också är sammantryckbart positionerade mellan skikten och bildande en del hos tyget för att hindra tygskikten från att àtskiljas mer än ett förutbestämt avstånd; organ för bildande av en huvudsakligen kontinuerlig bindning mellan den yttre täckningen och de första och andra tygskikten; tygskikten varande åtminstone delvis inbäddade inuti den yttre täckningen för att minska diffusion genom sàdan täckning, höljet inkluderande åtminstone en skarvdel, skarvdelen varande fri från fibrigt material hos den sammantryckbara tygkonstruktionen, och en icke polär gas med stor molekylstorlek i kammaren, höljet varande trycksatt för att trycka med åtminstone 2 psi, varigenom huvudsakligen allt motstånd hos höljet mot kompression tillhanda- hàlles av gastrycket inuti kammaren.

4. Invändigt trycksättbart hölje enligt något av krav 1, 2 eller 3, där de flexibla organen för begränsning fasthàller tygskikten i förutbestämt och tidigare definierat förhållande på avstånd från varandra.

5. Invändigt trycksättbart hölje enligt något av krav l, 2 eller 3, där höljet är huvudsakligen fritt från inkompressibla områden.

6. Invändigt trycksättbart hölje enligt något av krav l, 2 eller 3, där de första och andra tygskikten inkluderar garn, i vilka upp till omkring 30% av fiberelementen är diskontinuerliga för att öka bindningen till den motstående inre ytan hos höljet.

7. Invändigt trycksättbart hölje enligt något av krav l, 2 eller 3, där skalningshàllfastheten mellan den inre ytan och den passande ytan hos tyget är större än omkring 18 pund per F? 469 ses längdtum.

8. Invändigt trycksättbart hölje enligt nàgot av krav 1, 2 eller 3, där tygskikten inkluderar filament bestående av en molekylstruktur som är övervägande kristallin till beskaffenheten och som fungerar som en spärr mot diffusion av gas därigenom.

9. Invändigt trycksättbart hölje enligt nàgot av krav 1 eller 3, där det texturerade eller flanelliserade eller bulkade garnmaterialet är värmehärdat.

10. Invändigt trycksättbart hölje enligt något av krav 1, 2 eller 3, där tygskikten består av garnmaterial som har behandlats för att förhindra bildande av några direkta och fria passager igenom till kärnan hos tygskikten.

11. Invändigt trycksättbart hölje enligt något av krav 1, 2 eller 3, där det flexibla organet för begränsning av rörelsen av tygskikten är av tillräcklig hållfasthet för att hålla tygskikten vid det förutbestämda avståndet när gastrycket i kammaren överskrider ungefärligen 150 psi.

12. Invändigt trycksättbart hölje enligt något av krav 1, 2 eller 3, där det flexibla organet för begränsning av tygskiktens rörelse innefattar filament sträckande sig mellan och låsta till tygskikten.

13. Invändigt trycksättbart hölje enligt något av krav 1, 2 eller 3, där det flexibla organet är ett filamentmaterial och tygskikten är av ett material skilt från materialet hos filament- materialet.

14. Invändigt trycksättbart hölje enligt krav 12, där filamenten består av ett material uppvisande goda gasspärregen- skaper.

15. Invändigt trycksättbart hölje enligt krav 12, där filamenten består av en högmolekylviktspolymer med orienterad lång kedja.

16. Invändigt trycksättbart hölje enligt krav 15, där polymeren utväljs från gruppen bestående av Dacron 56, nylon 66 och Cortura-nylon.

17. Invändigt trycksättbart hölje enligt krav 15, där filamenten har en halvmatt eller matt appretur.

18. Invändigt trycksättbart hölje enligt krav 15, där filamenten består av texturerat eller flanelliserat eller bulkat och värmehärdat garn, och där garnet har en jämn hög grad av mjukhet. 469 598 S?

19. Invändigt trycksättbart hölje enligt nàgot av krav 1, 2 eller 3, där tygskikten är impregnerade med ett förbindningsmedel till ett djup som är mindre än ungefär deras tjocklek, där förbindningsmedlet är bundet till den motstående ytan hos höljet.

20. Invändigt trycksättbart hölje enligt krav 19, där förbindningsmedlet är ett elastiskt material och semipermeabelt för syre.

21. Invändigt trycksättbart hölje enligt något av krav 1, 2 eller 3, där gasen inkluderar en supergas.

22. Invändigt trycksättbart hölje enligt något av krav 1, 2 eller 3, där det elastiska materialet inkluderar en polyuretan- elastomer.

23. Invändigt trycksättbart hölje enligt något av krav 1, 2 eller 3, där höljet inkluderar en yttre yta, den yttre ytan inkluderande ett tygmaterial bundet till denna.

24. Invändigt trycksättbart hölje enligt något av krav 1, 2 eller 3, där gasen är en kväveinnehàllande gas.

25. Invändigt trycksättbart hölje enligt något av krav 1, 2 eller 3, där höljet är en fullängdsiläggssula för användning i fotbeklädnad.

26. Invändigt trycksättbart hölje enligt något av krav 1, 2 eller 3, där höljet är en häldyna.

27. Invändigt trycksättbart hölje enligt något av krav 1, 2 eller 3, där höljet är en kobrakuddstyp av häldyna, och häldynan uppvisar bensegment.

28. Invändigt trycksättbart hölje enligt krav 27, där ett bensegment är längre än det andra bensegmentet.

29. Invändigt trycksättbart hölje enligt krav 28, där bensegmenten är utplacerade och åtskilda från varandra.

30. Invändigt trycksättbart hölje enligt krav 29, där en gasuppblåst kammare är belägen mellan benen. 3

31. Invändigt trycksättbart hölje enligt något av krav 1, 2 eller 3, där höljet inkluderar åtminstone två kammare.

32. Invändigt trycksättbart hölje enligt krav 31, där kamrarna är inbördes förbundna.

33. Invändigt trycksättbart hölje enligt krav 31, där kamrarna är belägna ovanför varandra.

34. Invändigt trycksättbart hölje enligt krav 31, där en av kamrarna är trycksatt till ett tryck skilt från den andra kammaren. 469 590 s?

35. Invändigt trycksättbart hölje enligt något av krav l, 2 eller 3, där dess ytor är i plant förhållande.

36. Invändigt trycksättbart hölje enligt nàgot av krav l, 2 eller 3, där tygmaterialet är ett dubbelnålstàngs-Rascbel- tygmaterial.

37. Invändigt trycksättbart hölje enligt något av krav 1, 2 eller 3, där de flexibla organen är löptràdar bestående av omkring 50-l 000 strängar per kvadrattum tyg och där skrymvolymen hos löptràdarna är i området 5 000-150 000 fibrer eller filament per kvadrattum.

38. Invändigt trycksättbart hölje enligt nàgot av krav l, 2 eller 3, där höljet är i konfigurationen av en iläggssula uppvisande en huvudsakligen jämn tjocklek, och höljet är fritt från inkompressibla områden genom hela de lastbärande delarna hos iläggssulan.

39. Invändigt trycksättbart hölje enligt krav 38, där iläggssulan är konturerad till formen av den fotsulebelastnings- bärande ytan hos foten.

40. Invändigt trycksättbart hölje enligt något av krav 1, 2 eller 3, där tygskikten är i förutbestämt, konturerat avstånds- förhàllande till varandra.

41. Invändigt trycksättbart hölje enligt något av krav l, 2 eller 3, där höljet inkluderar en uppblåst sektion fri från tygmaterial.

42. Invändigt tryoksättbart hölje enligt nàgot av krav l, 2 eller 3, där höljet inkluderar åtminstone en elastiskt deformer- bar gastrycksenergiackumulatorsektion längs en omkrets därav.

43. _ ïnvänﬁigt trycksatt hölje enligt något av krav 1,2 eller 3 vidare inkluderande ett flexibelt skummaterial åtminstone i beröring med åtminstone en del av höljet.

44. Invändigt trycksatt hölje enligt nàgot av krav 1, 2 eller 3, där tyget inkluderar sydda böjlinjer.

45. Invändigt trycksatt hölje enligt nàgot av krav l, 2 eller 3 vidare inkluderande en klackbesatt moderator, i vilken klackarna eller utsprången kontaktar åtminstone en del av höljet.

46. lnvändigt trycksatt hölje enligt något av krav 1, 2 eller 3, där de flexibla organen är löptràdar anordnade vinkel- räta mot tygskikten.

47. Invändigt trycksatt hölje enligt något av krav l, 2 eller 3, där de flexibla organen är löptràdar anordnade i en 469 590 60 vinkelorientering med avseende på tygskikten.

48. Invändigt trycksatt hölje enligt nagot av krav l, 2 eller 3, där höljet bildas av filmmaterial.

49. Invändigt trycksatt hölje enligt nagot av krav l, 2 4 eller 3, där höljet är ett förformat hölje.

50. , Förfarande för tillverkning av en invändigt trycksatt fler-f komponentshöljeskonstruktion enligt något av kraven 1-49, innefattan- de stegen: utväljande av ett semipermeabelt, elastiskt material i skivform, som är huvudsakligen ogenomtränglig för icke polära gaser med stor molekylstorlek och svagt gaspermeabel för syre; utväljande av en sammantryckbar konstruktion, som inkluderar ett första tygskikt, ett andra tygskikt normalt pà avstånd fràn det första skiktet och organ mellan de proximala sidorna hos tygskikten för att hindra tygskikten frán att skiljas mer än ett förutbestämt avstånd, och organ för bildande av fastsättnings- punkter fördelade väsentligen kontinuerligt på de distala sidorna hos tygskikten; impregnering av de distala sidorna hos de första och andra tygskikten med ett förbindningsmedel till ett djup som är mindre än ungefär tjockleken hos tygskikten; bindning av det elastiska materialet till de distala sidorna för att bilda en förbindning mellan tygskikten och det elastiska materialet, vilken förbindning sträcker sig huvudsakligen kontinuerligt över de distala sidorna; tätning av det elastiska materialet runt omkretsen hos den sammantryckbara konstruktionen för att bilda ett hermetiskt tätat hölje; och placering av en gas i kammaren för att trycksätta höljet.

51. Förfarande för tillverkning av en invändigt trycksatt flerkomponentshöljeskonstruktion enligt krav SO, där gasen består av åtminstone en icke polär gas med stor molekylstorlek.

52. Förfarande för tillverkning av en invändigt trycksatt flerkomponentshöljeskonstruktion enligt krav 50, där utväljandet av den sammantryckbara konstruktionen inkluderar utväljande av ett tygmaterial, i vilket fibrerna har flanelliserats eller texturerats eller bulkats och värmehärdats.

53. Förfarande för tillverkning av en invändigt trycksatt flerkomponentshöljeskonstruktion enligt krav 50, där ett bindemedel anbringas pà åtminstone tygskikten innan anbringande av förbindningsmedlet. ” 469 590

54. Förfarande för tillverkning av en invändigt trycksatt flerkomponentshöljeskonstruktion enligt krav 50, där förbind- ningsmedlet har en molekylvikt i området 100 000-500 000 och där det elastiska materialet består av àtmintone en polyuretan.

55. Förfarande för tillverkning av en invändigt trycksatt flerkomponentshöljeskonstruktion enligt krav 50, där elastici- tetsmodulen hos det elastiska materialet samordnas och korreleras med uppblàsningstrycket för att åstadkomma den önskade kraftned- böjningsfjäderegenskapen och stötdämpningen hos det färdiga höljet. _._____________________________