專利名稱：保護長形物體的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種保護長形物體，特別是保護電纜或這類拉長形的物體如燃料管道、液壓軟管、電纜束和類似物體的設(shè)備。
背景技術(shù)：
從EP 1258346 A2中已知一種用于保護拉長形的可彎物體，特別是具有由至少兩層互相連接的非織物構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)的電纜的外殼。這種非織物可以是不同的非織物如橫向非織物、交叉非織物、無序非織物、Mali非織物或類似非織物。這些非織物例如由聚酯、粘膠纖維或聚丙烯制成，由兩種非織物的組合應(yīng)能保證特別好的耐磨保護。由EP 1258346 A2中也已知類似的非織物。這類非織物在其應(yīng)用領(lǐng)域已證明是適用的。
由WO 01/84685 A1中已知一種用于防護受外部局部熱沖擊的拉長形物體如汽車中線路的防熱設(shè)備。該防熱設(shè)備已知有至少第一層面向物體的耐熱內(nèi)保護層以及將局部出現(xiàn)的熱傳導(dǎo)出去的呈大面積分布的介質(zhì)。這種防熱設(shè)備特別是呈三層結(jié)構(gòu)，其中在受保護體和面向該物體的第一耐熱內(nèi)保護層之間可設(shè)置芳綸軟套管以形成另一保護層，該保護層優(yōu)選緊貼地環(huán)繞第一保護層4，其中該第二保護層可由金屬絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
通常還已知，例如要給汽車結(jié)構(gòu)中的長形物體如液壓管線或氣壓管線或氣壓軟管或電纜束加護套以防機械影響，特別是防由塑料波形管的磨損和磨擦。通常的波形管例如由聚丙烯或聚酰胺制成，并具有僅僅有限的熱負荷能力，以致例如汽車中近熱源如近渦輪壓縮機、排氣裝置或類似裝置處的電線、軟管或類似物不足以通過波形管防熱。此外，還已知由PTFE制造耐高溫的波形管或例如由硅材料或PTFE材料制成耐高溫的導(dǎo)線的絕緣體。還已知在受強烈溫度沖擊的區(qū)域由玻璃絲軟管形成耐磨損設(shè)備，但是其不耐磨擦。
在汽車的發(fā)動機區(qū)域呈日益減小的結(jié)構(gòu)空間情況下，部分保護設(shè)備的負荷量非常復(fù)雜(熱負荷和/或磨損負荷和/或擠壓和/或剪切和/或振動)，以致不再能排除失效。在汽車的前部結(jié)構(gòu)中進一步變狹窄的空間情況下總是不斷出現(xiàn)問題，以致在事故和由此引起的特別強的前部結(jié)構(gòu)變形情況下，所有的部件即所有的電線、燃料管道、氣壓和液壓管道均受擠壓和剪切。在變形時使這些管線不受到危害的安裝方式越來越不可能。
在會使前部結(jié)構(gòu)有相應(yīng)強的變形的事故情況下，特別是電線或電纜會受擠壓，在受擠壓和剪切的范圍內(nèi)會由于損壞的絕緣引起接地。特別是當在同時變形時又損壞了燃料管線情況下，其結(jié)果經(jīng)常是由于產(chǎn)生火花而使汽車燃燒。
對這種情況曾試驗以盡可能穩(wěn)定的方式包封電纜。但這種剛性的保護設(shè)備或包封在安裝時是不希望的，并常常導(dǎo)致振動，此外其大部分尤其不太耐溫。已知芳族聚酰胺纖維具有優(yōu)異的抗拉強度和足夠的抗剪切強度。但這類纖維的缺點是不耐UV-輻射。此外，芳族聚酰胺纖維的耐熱僅達約180℃。盡管芳族聚酰胺纖維可經(jīng)針織和編織，但這類軟管不能成圓形，并且不能以合理的方式進行安裝。對此在應(yīng)用此類纖維進行的試驗曾是不成功的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種保護設(shè)備，它具有高的耐磨性能和抗剪切強度，在持續(xù)高溫下有良好的耐久性能和良好的可安裝性。
該目的是由具有權(quán)利要求1的特征的保護設(shè)備實現(xiàn)的。
在從屬權(quán)利要求中表明了有利的更進一步的特征。
本發(fā)明的保護設(shè)備具有三層結(jié)構(gòu)。在最靠近要保護的物體的最內(nèi)層是由玻璃絲纖維和芳族聚酰胺纖維構(gòu)成的組合層。
此外，本發(fā)明的第一內(nèi)層是聯(lián)合交叉編織的，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，交叉編織比環(huán)編織或螺紋編織具有特別均勻的纖維分布。第二層由芳族聚酰胺纖維針織物或由芳族聚酰胺纖維和金屬纖維，特別是鋁和/或銅纖維的共針織物構(gòu)成。第三層，特別是當?shù)诙觾H由芳族聚酰胺纖維構(gòu)成時，是由金屬絲針織物或金屬絲針織物和芳族聚酰胺纖維針織物構(gòu)成。
本發(fā)明的其第一層由芳族聚酰胺纖維和玻璃絲纖維的共交叉編織物構(gòu)成和第二層由芳族聚酰胺纖維的針織物構(gòu)成的組合不僅得到了良好的導(dǎo)熱性，而且還有優(yōu)異的耐剪切和耐擠壓性。很明顯，這里產(chǎn)生了協(xié)同效應(yīng)，因為在只采用芳族聚酰胺纖維或只采用玻璃絲纖維時，在同樣結(jié)構(gòu)下這種很強的效果是不可達到的。
附圖簡介下面將以附圖對發(fā)明作進一步闡述。


圖1示出本發(fā)明的保護設(shè)備的三層結(jié)構(gòu)；圖2示出面向保護物體的第一保護層的部分截面放大圖。
本發(fā)明的用于保護要保護的物體2的保護設(shè)備1是一種拉長形的軟管，它由徑向三層即第一內(nèi)層3、第二中間層4和第三外層5構(gòu)成。該保護設(shè)備1可延伸在整個要保護的物體上或呈部分區(qū)域安置，特別安置在除高溫負荷外還可能有高剪切負荷的部分區(qū)域。
該第一內(nèi)層(圖1和2)是形成編織的軟管體，其中的編織條是由以玻璃絲組成的玻璃絲線6和以芳族聚酰胺絲組成的芳族聚酰胺線7構(gòu)成。該玻璃絲可由E-玻璃、D-玻璃、R-玻璃或A-R-玻璃，優(yōu)選由E-玻璃制成。優(yōu)選該玻璃絲線6的玻璃絲由密度例如為ρ＝2.6g/cm3的E-玻璃制成。這種玻璃絲的軟化點約為770℃-990℃，E-玻璃絲特別約在845℃。這類玻璃絲在不改變材料特性時的耐熱性達約350℃(D-玻璃、R-玻璃、A-R-玻璃)，以及達約300℃(E-玻璃)，在最高達約730℃(D-玻璃、R-玻璃、A-R-玻璃)或達約600℃(E-玻璃)不損失斷裂強度特性。
這類玻璃絲具有較低的導(dǎo)熱率λ約0.8-1.2W/mk，特別是1.0W/mk。這類玻璃絲線6的抗拉強度約為2500MPa或3400MPa(E-玻璃)。此外，由所述玻璃絲構(gòu)成的玻璃線是耐燃的并是不可燃燒的。該玻璃絲相應(yīng)于例如規(guī)格68 Dtex 2。
該芳族聚酰胺線7由多股芳族聚酰胺絲構(gòu)成，該絲互相加捻成多絲。優(yōu)選是低加捻。該芳族聚酰胺絲相應(yīng)于例如規(guī)格Dtex 1610。
玻璃絲線6和芳族聚酰胺線7共同交叉編織。交叉編織的優(yōu)點是，與環(huán)編織或螺紋編織相比，該共編織的纖維成分即玻璃和芳族聚酰胺會產(chǎn)生非常好的均勻纖維分布。在交叉共編織的軟管中的芳族聚酰胺含量為10-50％，優(yōu)選20-40％，最優(yōu)選30％。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，在共交叉編織情況下，不僅達到良好的均勻纖維分布，而且這類軟管直到達最大50％芳族聚酰胺含量時也可使其成圓形。
此外，本發(fā)明還發(fā)現(xiàn)，在芳族聚酰胺線或芳族聚酰胺纖維7和玻璃絲線或玻璃纖維共交叉編織時，在共交叉編織過程中和在浸漬成圓形處理過程中原來是圓形的纖維會受徑向擠壓，并這時出現(xiàn)扁平截面。由此可有利地明顯增大保護面積和保護作用。
為了成圓形，該第一內(nèi)層3經(jīng)浸漬或涂漆，由此在絲或線之間形成機械連結(jié)，由此該軟管就保持持久的截面呈圓形的空間形狀，并在進一步的加工和處理時保持該空間形狀。
作為第一層的浸漬，基于PTFE、硅或聚氨酯的浸漬是適用的，PTFE-浸漬的耐溫達約260℃，硅-浸漬的耐溫達約220℃和聚氨酯-浸漬的耐溫達約155℃。由硅樹脂的浸漬證明是有利的，因為本發(fā)明已證實，硅樹脂-浸漬導(dǎo)致在共交叉編織的軟管中的芳族聚酰胺纖維的UV-穩(wěn)定性。此外，軟管的浸漬或第一內(nèi)層的浸漬簡便了軟管的可操作性，因為在軟管端側(cè)的切刃處，該線或絲由于浸漬是固在一起的，并由此可靠地防止軟管端處的散線。
第二保護層4在第一軟管形層3的外側(cè)，優(yōu)選呈緊貼外圍安置。
第二保護層4形成由針織絲構(gòu)成的針織層。該針織物由芳族聚酰胺纖維或芳族聚酰胺纖維和金屬細絲構(gòu)成。該芳族聚酰胺纖維特別是多股絲的，該多股絲同樣可經(jīng)加捻，特別是低加捻，其中該芳族聚酰胺纖維相應(yīng)于例如規(guī)格Dtex 1610。該金屬細絲由鋁和/或銅和/或銅合金如黃銅、托巴黃銅等制成，它可由厚度為例如0.08mm-0.2mm，優(yōu)選0.11mm-0.15mm的多股絲或單絲形成。如果需要，該金屬細絲也可由蒙乃爾(NiCu30Fe)和/或不銹鋼制成。在共針織時，芳族聚酰胺纖維和金屬細絲可利用環(huán)形針織法以單螺紋形環(huán)繞針織，由此形成網(wǎng)眼。該網(wǎng)眼的網(wǎng)眼高H(或稱為網(wǎng)眼長)為1.3mm-3mm，特別是1.7mm-2.3mm，網(wǎng)眼間距，也稱為網(wǎng)眼分布為1mm-3mm，特別是1.4mm-1.7mm。此外，該第二保護層還可由芳族聚酰胺纖維和金屬細絲以雙螺紋按環(huán)繞針織，這時由金屬絲形成的網(wǎng)眼通過金屬絲相連接以形成自由網(wǎng)眼，其中該自由網(wǎng)眼在接著的環(huán)繞中以同樣的方式由金屬絲連接以形成自由網(wǎng)眼。這種雙螺紋針織的優(yōu)點是，與單螺紋針織的軟管體相比，在雙螺紋針織的軟管體切割后防止了從該軟管的切刃處的意外的分離。
這種第二保護層也優(yōu)選用上述的浸漬劑進行浸漬，優(yōu)選用硅樹脂浸漬。在此情況下，可首先浸漬第一內(nèi)層3，然后浸漬第二中間層或圍繞第一層環(huán)繞針織該第二層，然后一同進行浸漬。
緊貼環(huán)繞第二中間保護層來形成第三保護層5，它同樣形成針織物。該外層5的針織物可以是由金屬絲針織或由金屬細絲和芳族聚酰胺纖維一起共針織。當該第二層僅由芳族聚酰胺針織形成時，優(yōu)選該外層5由金屬細絲和芳族聚酰胺纖維一起共針織而形成。如果第二中間層4由金屬細絲和芳族聚酰胺纖維共針織，則該第三外層5優(yōu)選僅由金屬細絲構(gòu)成。形成該針織物的金屬絲優(yōu)選由蒙乃爾(NiCu30Fe)和/或由不銹鋼，特別是含12-18％鉻的不銹鋼形成。如果在第二中間層中含有金屬絲，則當外保護層5的金屬絲材料是由其電化序與該第二保護層4所選金屬相近的金屬構(gòu)成時，有利的是在濕氣作用下可避免金屬針織物的電化學分解。為此，外層5的金屬絲針織物充分的鈍化處理就夠了。該外層5的金屬細絲的直徑優(yōu)選為0.08mm-0.2mm，特別是0.11mm-0.15mm。該芳族聚酰胺纖維(如果應(yīng)用的話)相應(yīng)于例如規(guī)格Dtex 1610。
外保護層5的網(wǎng)眼寬和網(wǎng)眼高可與保護層4的相同，但按所需目的可稍大些或小些，由此保護層5可靠地置于保護層4的外面，層4、5的網(wǎng)眼盡可能不相互交錯設(shè)置。這就保證保護層5的網(wǎng)眼可靠地不與磨耗配件相接觸，由此就不會受干擾。
在該第三保護層上用上述浸漬劑浸漬，這時可首先制備第一保護層3，然后對其進行浸漬，接著將第二層施加于其周圍，并進行浸漬，然后施加第三層并進行浸漬，或者首先制成第一層，接著在其周圍施加第二層，并將其共同浸漬，然后施加第三層并進行最后浸漬。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)僅由以芳族聚酰胺和玻璃絲組成的第一交叉編織層與在其周圍安置的第二針織層的組合不僅會得到良好的導(dǎo)熱性，而且產(chǎn)生良好的耐剪切性。
該作為不銹鋼針織物圍繞第二保護層4的針織物的最外保護層比由輕金屬如鋁單獨形成的針織物更耐機械影響如更耐磨損。通過在最內(nèi)保護層3上加上兩層金屬針織物就形成雙層網(wǎng)眼緩沖墊層，該墊層在受剪切或沖擊負荷下不僅在徑向而且在軸向切線方向上可呈彈性反彈，由此通過網(wǎng)眼的彈性變形就消除了本發(fā)明的保護設(shè)備在網(wǎng)眼緩沖墊層里面的鄰近構(gòu)件上的剪切運動。由此，特別有利的是，內(nèi)層3和中間層4的組合還得到了過去未設(shè)想到的抗所出現(xiàn)的剪切和擠壓的強作用，同時設(shè)置由金屬針織物或由金屬針織物和芳族聚酰胺針織物組成的第三層，當出現(xiàn)逐點或面狀的高溫負荷時，該第一保護層3和中間保護層4的特性也得到保證。例如蓄電池流出電纜(Batterieflusskabel)現(xiàn)今是強制地要在有高溫負荷的構(gòu)件如渦輪壓縮機和排氣管旁通過，在變形情況下，該電纜也要被擠壓向高溫構(gòu)件或在其上受剪切。甚至在這種特別高的負荷下，本發(fā)明的軟管也能經(jīng)受。
當然，本發(fā)明的范圍還包括以多次疊加形成本發(fā)明的保護設(shè)備1的前述基本結(jié)構(gòu)，以致可提高不僅對剪切/擠壓而且對熱沖擊的保護作用。
本發(fā)明不同層中所用的金屬細絲可由各種金屬或合金制備。此外，金屬多股絲也可由不同金屬或合金組成的單線或絲構(gòu)成。該單絲和/或金屬單絲或多股絲可按純化或或相互絕緣的方式構(gòu)成。優(yōu)選其由蒙乃爾(NiCu30Fe)和/或不銹鋼制成。按US-標準ASCN-B-520-93(1998)由所述SCF-材料制成的金屬細絲也是適用的。這類層狀金屬細絲在電技術(shù)，特別是用于解決電或電磁屏蔽中的問題上找到了應(yīng)用。例如這種層狀金屬絲(也稱為SCF-金屬絲)可由64％鋼(芯)、34％銅(中間層)和2％錫(最外層)構(gòu)成。另外的在本發(fā)明中有用的所列舉的金屬絲形式在上述標準中給出。本發(fā)明的針織類型可由單線單螺紋也可由雙線或雙螺紋形成，此外，該針織物可以是光滑針織物，也可是斜紋或人字紋針織物。
本發(fā)明所形成的保護設(shè)備的優(yōu)點是，在對要保護的物體有足夠好的耐熱性或隔熱的情況下，還達到優(yōu)異的耐擠壓和/或耐剪切特性，由此被保護的物體在高的變形力下具有非常高的防破裂或防事故性能。
權(quán)利要求
1.一種用于保護長形物體，特別是保護電纜束、電纜、燃料管道、液壓管道、氣壓管道或其它管道的保護設(shè)備，它包括第一內(nèi)保護層(3)、圍繞該第一保護層(3)的第二中間保護層(4)和外保護層(5)，其中該第一保護層(3)是由玻璃絲線或玻璃絲纖維(6)和芳族聚酰胺線或芳族聚酰胺纖維(7)交叉編織的軟管，該中間保護層(4)是由芳族聚酰胺纖維(7)或芳族聚酰胺纖維和金屬纖維構(gòu)成的針織物，該外保護層(5)是由金屬纖維或金屬纖維和芳族聚酰胺纖維構(gòu)成的針織物。
2.權(quán)利要求1的保護設(shè)備，其特征在于，所述玻璃絲線(6)是單絲或多股絲，該多股絲由多根玻璃絲形成，所述芳族聚酰胺線(7)是單絲或多股絲，該多股絲由多根芳族聚酰胺絲形成，所述金屬絲纖維是單絲或多股絲，和/或所述芳族聚酰胺線(7)是多股絲，它由相互低加捻的芳族聚酰胺絲形成，所述玻璃絲線(6)是多股絲，其中該玻璃絲線(6)由具有較低導(dǎo)熱率即λ約為0.8-1.2W/mk，特別是1.0W/mk的玻璃絲構(gòu)成，和/或該玻璃絲由E-玻璃、D-玻璃、R-玻璃或A-R-玻璃構(gòu)成，所述芳族聚酰胺線(7)由多根芳族聚酰胺絲組成，形成多股絲的芳族聚酰胺絲經(jīng)互相加捻而成線(7)。
3.上述權(quán)利要求之一的保護設(shè)備，其特征在于，所述玻璃絲線(6)相應(yīng)于規(guī)格68 Dtex 2和/或所述芳聚酰胺絲相應(yīng)于規(guī)格Dtex1610，玻璃線(6)的抗拉強度為約2500MPa-3400MPa，由玻璃絲構(gòu)成的玻璃線(6)是耐燃的并是不可燃燒的。
4.上述權(quán)利要求之一的保護設(shè)備，其特征在于，在交叉共編織的第一層(3)中的芳族聚酰胺的含量為10-50％，優(yōu)選20-40％，最優(yōu)選30％，并且該共交叉編織和接著的浸漬和所形成軟管的成圓形是這樣進行的，即原來圓形的芳族聚酰胺線具有徑向成扁平的截面。
5.上述權(quán)利要求之一的保護設(shè)備，其特征在于，所述第一內(nèi)層(3)經(jīng)浸漬及涂漆，由此在絲或線之間形成機械連接，使形成的軟管保持持久的在截面上呈圓形的空間形狀并在進一步處理或加工中得以保持，其中該浸漬是基于PTFE、硅或硅樹脂或聚氨酯的浸漬，為使芳族聚酰胺纖維達UV-穩(wěn)定，以硅樹脂浸漬。
6.上述權(quán)利要求之一的保護設(shè)備，其特征在于，所述第二保護層(4)是由針織絲形成的針織物層，其中針織物由芳族聚酰胺線(7)或芳族聚酰胺線(7)和金屬細絲構(gòu)成，該金屬細絲由不銹鋼和/或蒙乃爾(NiCu30Fe)和/或由鋁和/或銅和/或銅合金如黃銅、托巴黃銅等和/或按US-標準ASCN-B-520-93(1998)的SCF-材料制成，該金屬細絲的直徑為0.08mm-0.2mm，優(yōu)選直徑為0.11mm-0.15mm，該第二層(4)的金屬細絲由鋁和/或銅和/或銅合金如黃銅、托巴黃銅等制成。
7.上述權(quán)利要求之一的保護設(shè)備，其特征在于，所述芳族聚酰胺線(7)和金屬細絲利用環(huán)形針織法以單螺紋形環(huán)繞針織或以雙螺紋形按環(huán)形針織，以形成網(wǎng)眼，其中該第二保護層(4)經(jīng)浸漬，該浸漬是基于PTFE、硅或硅樹脂或聚氨酯的浸漬，優(yōu)選以硅樹脂浸漬。
8.上述權(quán)利要求之一的保護設(shè)備，其特征在于，緊貼圍繞第二中間保護層(4)形成第三保護層(5)，保護層(5)同樣以針織形成，其中外層(5)的針織物是金屬絲針織物或金屬絲纖維和芳族聚酰胺線(7)的共針織物，并且當?shù)诙?4)僅由芳族聚酰胺針織物組成時，該外層(5)由金屬絲纖維和芳族聚酰胺纖維(7)制成，當?shù)诙虚g層(4)由金屬絲纖維和芳族聚酰胺纖維(7)制成時，該第三外層(5)主要由金屬絲纖維制成，其中該外層(5)的形成針織物的金屬絲纖維由蒙乃爾(NiCu30Fe)和/或不銹鋼，特別是含12％-18％鉻的不銹鋼制成，當在第二中間層(4)中含金屬絲纖維時，該外保護層(5)的金屬絲纖維由金屬或合金制成，該金屬或合金的電化序與該第二保護層(4)所選金屬或合金相近，以致在濕氣作用下可避免金屬絲針織物的電化學分解，和/或該金屬絲纖維是經(jīng)鈍化和/或絕緣處理，以避免腐蝕。
9.上述權(quán)利要求之一的保護設(shè)備，其特征在于，外保護層(5)的網(wǎng)眼寬和網(wǎng)眼高比中間保護層(4)的較大或較小，以使外保護層(5)確實位于中間保護層(4)的外面，并且層(4)、(5)的網(wǎng)眼盡可能不互相交錯設(shè)置。
10.上述權(quán)利要求之一的保護設(shè)備，其特征在于，所述針織類型是以單線單螺紋和/或雙線或雙螺紋形成，其中該針織物可以光滑針織物，也可是斜紋或人字紋針織物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于保護長形物體，特別是保護電纜束、電纜、燃料管道、液壓管道、氣壓管道或其它管道的保護設(shè)備，它包括第一內(nèi)保護層、圍繞該第一保護層的第二中間保護層和外保護層，其中該第一保護層是由玻璃絲線和芳族聚酰胺線交叉編織的軟管，該中間保護層是由芳族聚酰胺纖維或芳族聚酰胺纖維和金屬纖維構(gòu)成的針織物，該外保護層是由金屬纖維或金屬纖維和聚酰胺纖維構(gòu)成的針織物。
文檔編號B32B5/22GK1575969SQ20041006209
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月2日
發(fā)明者M·林納 申請人:弗塔股份公司