ОБОЛОЧКА ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ELECTROMAGNETIC INTERFERENCE PROTECTION SHEATH AND METHOD OF ITS MANUFACTURING

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
[0001] В настоящей заявке испрашивается конвенционный приоритет по предварительной заявке США №62/149,200, поданной 17 апреля 2015 г., и патентной заявке №15/130,076, поданной 15 апреля 2016 г., полное содержание которых вводится здесь ссылкой.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Настоящее изобретение относится, в целом к оболочкам для защиты удлиненных объектов и, более конкретно, к обертываемым оболочкам, обеспечивающим защиту удлиненных объектов, помещенных внутрь оболочки, от действия электромагнитных помех, и/или радиочастотных помех, и/или электростатических разрядов.
2. ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ
[0003] Известно, что электромагнитные помехи (ЭМП), радиочастотные помехи (РЧП) и электростатические разряды (ЭСР) создают проблемы для нормального функционирования электронных компонентов, которые связаны с помехами, возникающими в результате индуктивной связи между электрическими проводниками и распространяющимися электромагнитными волнами. Например, электрические токи в проводниках, связанных с системой электроснабжения в автомобиле, могут индуцировать ложные сигналы в различных электронных компонентах, таких как, например, электронный блок управления работой двигателя. Такие сигналы могут ухудшать работу блоков управления или других компонентов транспортного средства, в результате чего его действие может отличаться от требуемого.
[0004] Аналогично, индуктивная связь между электрическими проводами и сигнальными линиями вычислительной сети или другой коммуникационной системы может приводить к искажению данных, передаваемых по сети.
[0005] Неблагоприятное воздействие ЭМП, РЧП и ЭСР может быть эффективно устранено соответствующим экранированием и заземлением компонентов, чувствительных к действию ЭМП, РЧП и ЭСР. Например, провода, по которым передаются сигналы управления и которые могут подвергаться воздействию вредных помех, могут быть защищены с использованием защитной оболочки. Такие оболочки формируются по меньшей мере частично из стандартных круговых (в поперечном сечении) электропроводных элементов, которые обычно заземляют с помощью провода заземления, вплетенного в оболочку при ее изготовлении. Обычно электропроводные элементы изготавливают в форме полимерных нитей, имеющих круглый профиль, таких как, например, нейлоновые нити, покрытых проводящим металлом, таким как серебро. Заземляющие элементы вплетаются в оболочку по всей ее длине и затем вытягиваются из стенки оболочки для прикрепления к устройству заземления; однако при вытягивании заземляющих элементов наружу из оболочки возникают проблемы, связанные с образованием отверстия в стенке оболочки, через которое могут проникать ЭМП, РЧП и ЭСР.
[0006] Хотя такие оболочки, защищающие от действия ЭМП, РЧП и ЭСР, могут в общем эффективно противодействовать электрическим помехам, однако их производство может быть сравнительно дорогостоящим, особенно при использовании дорогих покрытий, например, серебряных, и электрические соединения между электропроводными волокнами, имеющими круглый профиль, могут быть не очень эффективными. Кроме того, если используются электропроводные покрытия, они могут стираться, в результате чего ухудшается способность оболочки обеспечивать защиту от действия ЭМП, РЧП и/или ЭСР. Следует также иметь в виду, что когда для формирования оболочки для защиты от действия ЭМП, РЧП и ЭСР используются электропроводные проволоки или проводники, имеющие круглый профиль, то такие проволоки обычно имеют очень малый диаметр и, соответственно, низкую прочность на разрыв, в результате чего они могут быть повреждены или разорваны в процессе эксплуатации, что приводит к снижению эффективности защиты, обеспечиваемой оболочкой, и к возможному истиранию находящихся внутри нее защищаемых проводов, в результате чего возможно возникновение электрической дуги. Кроме того, при использовании проволок, имеющих круглый профиль, относительно небольшого диаметра, для формирования эффективного защитного барьера для ЭМП, РЧП и ЭСР необходимо использовать большое количество проволок и/или витков/проходов, так что масса и толщина стенки оболочки обычно существенно повышается, и, таким образом, существенно снижается гибкость оболочки. Соответственно, существует потребность в оболочке для защиты от действия ЭМП, РЧП и ЭСР, более экономичной в производстве, более гибкой, имеющей меньший вес и меньшие размеры, более стойкой к истиранию и имеющей увеличенный срок службы.
[0007] Оболочка, изготовленная в соответствии с настоящим изобретением, устраняет или существенно ослабляет по меньшей мере вышеуказанные недостатки известных оболочек и позволяет обеспечить вышеупомянутые требуемые характеристики, как это легко могут понять специалисты в данной области техники после ознакомления с нижеприведенным описанием.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0008] В настоящем изобретении предлагается обертываемая текстильная оболочка для защиты удлиненных объектов от действия ЭМП, РЧП или ЭСР. Оболочка содержит множество нитей основы и по меньшей мере одну нить утка, переплетенных друг с другом для формирования тканой заготовки. Тканая заготовка имеет противолежащие стороны, проходящие по всей длине заготовки между ее противолежащими концами. Противолежащие стороны могут заворачиваться вокруг центральной продольной оси, так что они накладываются друг на друга, и удлиненный объект оказывается заключенным в полости оболочки. Для обеспечения защиты удлиненного объекта от действия ЭМП, РЧП, и/или ЭСР по меньшей мере некоторые нити основы обеспечиваются как по существу плоские, тонкие электропроводные нити.
[0009] В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения по меньшей мере некоторые нити утка могут быть термоусадочными нитями, обеспечивающими смещение противолежащих сторон, так что они накладываются одна на другую для облегчения формирования оболочки, охватывающей удлиненный объект.
[0010] В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения по меньшей мере некоторые нити утка могут обеспечиваться как электропроводные нити для дополнительного улучшения защиты, обеспечиваемой оболочкой, от действия ЭМП, РЧП и/или ЭСР.
[0011] В соответствии еще с одним вариантом каждая нить основы может обеспечиваться как по существу плоская, тонкая электропроводная нить для улучшения защиты, обеспечиваемой оболочкой, от действия ЭМП, РЧП и/или ЭСР.
[0012] В соответствии еще с одним вариантом по меньшей мере некоторые нити основы могут обеспечиваться как непроводящие нити для снижения стоимости, улучшения технологичности производства, повышения площади покрытия и гибкости оболочки.
[0013] В соответствии еще с одним вариантом непроводящие нити основы могут обеспечиваться как многоволоконные нити для повышения площади покрытия и гибкости оболочки.
[0014] В соответствии еще с одним вариантом непроводящие нити основы могут обеспечиваться как мононити для повышения стойкости к истиранию.
[0015] В соответствии еще с одним вариантом по меньшей мере некоторые по существу плоские, тонкие электропроводные нити основы могут быть отделены друг от друга электропроводными нитями основы, имеющими круглый профиль, для улучшения возможности прикрепления стежками к тканой заготовке внутреннего и/или внешнего слоев.
[0016] В соответствии еще с одним вариантом электропроводные нити основы, имеющие круглый профиль, могут обеспечиваться как по существу плоские, сплетенные жгуты, содержащие множество электропроводных нитей основы, имеющих круглый профиль, для облегчения плетения нитей и для обеспечения низкого профиля оболочки.
[0017] В соответствии еще с одним вариантом нити основы и нити утка переплетены по меньшей мере по одной схеме, выбранной из группы, содержащей схему полотняного переплетения, схему переплетения "рогожка", схему переплетения по диагонали и схему перевивочного переплетения.
[0018] В соответствии еще с одним вариантом по меньшей мере некоторые по существу плоские, тонкие электропроводные нити основы могут содержать множество по существу плоских, тонких электропроводных нитей, уложенных друг на друга для формирования отдельных жгутов таких нитей для улучшения защиты оболочкой от действия ЭМП, РЧП и/или ЭСР без увеличения ширины оболочки между ее противолежащими сторонами.
[0019] В соответствии еще с одним вариантом по меньшей мере одна по существу плоская, тонкая электропроводная нить может быть вытянута для использования в качестве элемента заземления.
[0020] В соответствии еще с одним вариантом элемент заземления может вплетаться по схеме переплетения, которая отличается от схемы переплетения остальных существу плоских, тонких электропроводных нитей в жгуте для улучшения возможности вытягивания элемента заземления наружу от остальных нитей жгута.
[0021] В соответствии еще с одним вариантом элемент заземления может быть уложен сверху на по существу плоскую, тонкую электропроводную нить для предотвращения возникновения отверстия в результате вытягивания элемента заземления для прикрепления к устройству заземления.
[0022] В соответствии еще с одним вариантом к тканой заготовке может быть прикреплен по меньшей мере один слой для обеспечения дополнительной защиты удлиненного объекта, содержащегося в полости оболочки.
[0023] В соответствии еще с одним вариантом указанный по меньшей мере один слой может быть прикреплен к тканой заготовке с помощью стежков, проходящих сквозь по существу плоские, сплетенные жгуты электропроводных нитей основы, имеющих круглый профиль.
[0024] В соответствии еще с одним вариантом указанный по меньшей мере один слой, прикрепленный к тканой заготовке, может содержать внутренний слой, прикрепленный к обращенной внутрь поверхности тканой заготовки, и внешний слой, прикрепленный к обращенной наружу поверхности тканой заготовки, так что тканая заготовка оказывается заключенной между внутренним и внешним слоями.
[0025] В соответствии еще с одним вариантом внутренний слой может быть обеспечен в форме листа непроницаемого материала для обеспечения повышенной защиты от проникновения внутрь полости оболочки текучей среды, в результате чего обеспечивается повышенная защита для удлиненного объекта, содержащегося в полости оболочки.
[0026] В соответствии еще с одним вариантом внутренний слой может быть обеспечен в форме непроницаемого листа политетрафторэтиленовой пленки.
[0027] В соответствии еще с одним вариантом внешний слой может быть обеспечен в форме слоя сетчатого текстильного материала для обеспечения повышенной защиты от истирания, тепла, текучей среды и/или электрической дуги.
[0028] В соответствии еще с одним вариантом внешний слой может быть обеспечен в форме слоя текстильного материала, содержащего огнестойкие нити, такие как нити материала Nomex (указан лишь в качестве примера, без ограничения объема изобретения).
[0029] В соответствии еще с одним вариантом внешний слой может быть обеспечен в форме слоя текстильного материала, содержащего полиэфирэфиркетон (указан лишь в качестве примера, без ограничения объема изобретения).
[0030] В соответствии еще с одним вариантом внешний слой может быть тканым слоем прочных, износостойких нитей, включая мононити и/или многоволоконные нити.
[0031] В соответствии еще с одним вариантом в настоящем изобретении предлагается способ изготовления обертываемой текстильной оболочки для защиты удлиненных объектов от действия ЭМП, РЧП и/или ЭСР. Способ включает переплетение множества нитей основы с по меньшей мере одной нитью утка для формирования тканой заготовки, имеющей противолежащие стороны, проходящие по всей длине заготовки между ее противолежащими концами и способные сворачиваться вокруг центральной продольной оси, так что они накладываются друг на друга. Способ включает также переплетение по меньшей мере некоторых нитей основы в форме по существу плоских, тонких электропроводных нитей для обеспечения защиты удлиненных объектов, содержащихся в полости оболочки, от действия ЭМП, РЧП и/или ЭСР.
[0032] В соответствии еще с одним вариантом способ может также включать термическое усаживание по меньшей мере некоторых нитей утка для смещения противолежащих сторон таким образом, чтобы они накладывались друг на друга.
[0033] В соответствии еще с одним вариантом способ может также включать вплетение по меньшей мере некоторых нитей утка в форме электропроводных нитей.
[0034] В соответствии еще с одним вариантом способ может также включать вплетение по меньшей мере некоторых нитей утка в форме термоусадочных нитей, сплетенных с электропроводными нитями.
[0035] В соответствии еще с одним вариантом способ может также включать вплетение всех или по существу всех нитей основы в форме по существу плоских, тонких электропроводных нитей.
[0036] В соответствии еще с одним вариантом способ может также включать вплетение множества по существу плоских, тонких электропроводных нитей основы, уложенных друг на друга для улучшения защиты оболочкой от действия ЭМП, РЧП и/или ЭСР без увеличения ширины оболочки между ее противолежащими сторонами. Такие уложенные друг на друга нити основы могут включать две или более по существу плоских, тонких электропроводных нитей основы. Необходимо понимать, что в то время как по меньшей мере некоторые по существу плоские, тонкие электропроводные нити основы могут быть уложены друг на друга, другие такие нити могут проходить как отдельные полосы нитей.
[0037] В соответствии еще с одним вариантом способ может также включать обеспечение по меньшей мере одной по существу плоской, тонкой электропроводной нити из нитей основы, уложенных друг на друга, в качестве вытягиваемого элемента заземления.
[0038] В соответствии еще с одним вариантом способ может также включать вплетение элемента заземления таким образом, что он оказывается уложенным на по меньшей мере одну по существу плоскую, тонкую электропроводную нить.
[0039] В соответствии еще с одним вариантом способ может также включать вплетение по меньшей мере некоторых нитей основы в форме непроводящих нитей.
[0040] В соответствии еще с одним вариантом способ может также включать вплетение непроводящих нитей основы в форме многоволоконных нитей.
[0041] В соответствии еще с одним вариантом способ может также включать вплетение непроводящих нитей основы в форме мононитей.
[0042] В соответствии еще с одним вариантом способ может также включать вплетение по меньшей мере некоторых нитей основы в форме электропроводных нитей, имеющих круглый профиль, и разделение соседних по существу плоских, тонких электропроводных нитей такими электропроводными нитями основы, имеющими круглый профиль.
[0043] В соответствии еще с одним вариантом способ может также включать вплетение электропроводных нитей основы, имеющих круглый профиль, в форме жгутов по существу плоских, переплетенных электропроводных нитей.
[0044] В соответствии еще с одним вариантом способ может также включать переплетение нитей основы и нитей утка по схеме, выбранной из группы, содержащей схему полотняного переплетения, схему переплетения "рогожка", схему переплетения по диагонали и схему перевивочного переплетения.
[0045] В соответствии еще с одним вариантом способ может также включать вплетение множества по существу плоских, тонких электропроводных нитей основы, уложенных друг на друга, для улучшения защиты оболочкой от действия ЭМП, РЧП и/или ЭСР без увеличения ширины оболочки между ее противолежащими сторонами. Такие уложенные друг на друга нити основы могут включать две или более по существу плоских, тонких электропроводных нитей основы. Необходимо понимать, что в то время как по меньшей мере некоторые по существу плоские, тонкие электропроводные нити основы могут быть уложены друг на друга, другие такие нити могут проходить как отдельные полосы нитей.
[0046] В соответствии еще с одним вариантом способ может также включать прикрепление по меньшей мере одного дополнительного слоя к внешней и/или внутренней поверхности тканой заготовки для обеспечения дополнительной защиты удлиненного объекта, содержащегося в полости оболочки.
[0047] В соответствии еще с одним вариантом способ может также включать прикрепление внутреннего слоя к обращенной внутрь поверхности тканой заготовки, и внешнего слоя к обращенной наружу поверхности тканой заготовки, так что тканая заготовка оказывается заключенной между внутренним и внешним слоями.
[0048] В соответствии еще с одним вариантом способ может также включать пришивание к тканой оболочке внутреннего и/или внешнего слоя стежками, проходящими сквозь жгут мононитей основы.
[0049] В соответствии еще с одним вариантом способ может также включать пришивание к тканой оболочке внутреннего и/или внешнего слоя стежками, проходящими сквозь жгуты мононитей основы возле противолежащих сторон.
[0050] В соответствии еще с одним вариантом способ может также включать обеспечение внутреннего слоя в форме листа непроницаемого материала для обеспечения повышенной защиты от проникновения внутрь полости оболочки текучей среды, в результате чего обеспечивается повышенная защита для удлиненного объекта, содержащегося в полости оболочки.
[0051] В соответствии еще с одним вариантом способ может также включать обеспечение внешнего слоя в форме слоя сетчатого текстильного материала для обеспечения повышенной защиты от истирания, тепла, текучей среды и/или электрической дуги.
[0052] Таким образом, тканые оболочки, изготовленные с использованием, по меньшей мере частично, плоских тонких электропроводных нитей основы в соответствии с настоящим изобретением могут быть полезны для защиты удлиненных объектов от действия ЭМП, РЧП и/или ЭСР, причем могут быть изготовлены оболочки, имеющие любую необходимую форму, например, плоскую, цилиндрическую, прямоугольную или т.д. Кроме того, оболочки могут быть изготовлены для защиты удлиненных объектов практически любых размеров путем изменения ширины и длины тканой заготовки, и могут быть снабжены при необходимости самыми разными запирающими механизмами. Кроме того, оболочки, изготовленные с использованием плоских тонких электропроводных нитей основы в соответствии с настоящим изобретением, обладают по меньшей мере в некоторой степени гибкостью в любом направлении без ухудшения их прочности, электропроводности и, соответственно, характеристик защиты от действия ЭМП, РЧП и/или ЭСР, в результате чего при необходимости обеспечивается возможность изгиба оболочки по меньшей мере в небольшой степени для прокладки удлиненных объектов по заданному маршруту без ухудшения защиты, обеспечиваемой оболочками, от действия ЭМП, РЧП, и/или ЭСР.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0053] Эти и другие признаки, достоинства и преимущества настоящего изобретения станут понятными специалистам после ознакомления с нижеприведенным подробным описанием вариантов осуществления изобретения, которые являются предпочтительными в настоящее время, и его наилучшего варианта, а также с нижеприведенной формулой и прилагаемыми чертежами.
[0054] Фиг. 1 - схематический вид в перспективе обертываемой оболочки, выполненной в соответствии с одним из вариантов, предпочтительным в настоящее время, причем оболочка показана обернутой вокруг удлиненного объекта, подлежащего защите.
[0055] Фиг. 1А - схематический вид в перспективе обертываемой оболочки, выполненной в соответствии с другим вариантом, предпочтительным в настоящее время, причем оболочка показана обернутой вокруг удлиненного объекта, подлежащего защите.
[0056] Фиг. 1В - вид поперечного сечения оболочки, показанной на фиг. 1А, сделанного по линии 1В-1В.
[0057] Фиг. 1С - вид поперечного сечения оболочки, показанной на фиг. 1А, сделанного по линии 1С-1С.
[0058] Фиг. 2A-2D - схематические виды, на которых иллюстрируются различные варианты переплетения нитей основы оболочек, выполненных в соответствии с различными вариантами осуществления изобретения, причем, чтобы не загромождать изображение, нити утка показаны без детализации.
[0059] Фиг. 3А - схематический вид поперечного сечения тканой стенки оболочки, в которой нити основы расположены по схеме фиг. 2А.
[0060] Фиг. 3В - схематический вид поперечного сечения тканой стенки оболочки, в которой нити основы расположены по схеме фиг. 2В.
[0061] Фиг. 3С - схематический вид поперечного сечения тканой стенки оболочки, в которой нити основы расположены по схеме фиг. 2С.
[0062] Фиг. 3D - схематический вид поперечного сечения тканой стенки оболочки, в которой нити основы расположены по схеме фиг. 2D.
[0063] Фиг. 3Е - схематический вид поперечного сечения тканой стенки в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.
[0064] Фиг. 3F - схематический вид поперечного сечения тканой стенки в соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения.
[0065] Фиг. 3G - схематический вид поперечного сечения тканой стенки в соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения.
[0066] Фиг. 3Н - схематический вид поперечного сечения тканой стенки в соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения.
[0067] Фиг. 4A-4D - виды, аналогичные видам на фиг. 3А-3Н, на которых показаны внутренние и внешние слои, прикрепленные к промежуточным тканым слоям, показанным на соответствующих фиг. 3А-3Н, оболочки, показанной на фиг. 1А.
[0068] Фиг. 5 - частичный вид сбоку нити утка в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.
[0069] Фиг. 6А-6Н - иллюстрации различных схем переплетения, использованных для формирования оболочек в соответствии с различными вариантами осуществления изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0070] Варианты осуществления изобретения иллюстрируются на чертежах. На фиг. 1 приведен общий вид обертываемой защитной оболочки, указываемой далее ссылочным номером 10, сформированной в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, являющимся предпочтительным в настоящее время. Оболочка 10 содержит множество нитей 12 основы и по меньшей одну или множество нитей 14 утка, переплетенных друг с другом для формирования тканой заготовки для защиты от действия ЭМП, РЧП и/или ЭСР, также указываемой как стенка 16. Стенка 16 имеет противолежащие стороны 18, 20, проходящие в продольном направлении в целом параллельно центральной продольной оси 22 между противолежащими концами 24, 26. Противолежащие стороны 18, 20 могут быть свернуты вокруг центральной продольной оси 22, так что они будут накладываться друг на друга, для защиты защищаемого удлиненного объекта 28, находящегося внутри круговой закрытой полости 30 оболочки 10. По меньшей мере некоторые из нитей 12 основы обеспечиваются в форме по существу плоских, тонких электропроводных нитей 12', имеющих в целом прямоугольный профиль в поперечном сечении, сделанном перпендикулярно центральной продольной оси 22, для обеспечения возможности защиты оболочкой 10 находящегося внутри нее удлиненного объекта 28 от действия электромагнитных помех (ЭМП), радиочастотных помех (РЧП) и/или электростатических разрядов (ЭСР). После помещения удлиненного объекта 28, такого как, например, электрический кабель или жгут проводов, внутрь оболочки для него обеспечивается максимальная защита от любых вредных воздействий, таких как индуктивные помехи, в результате чего обеспечиваются максимальные рабочие характеристики различных электрических компонентов, таким как, например, управляющие электродвигатели, присоединенные к жгуту проводов. Кроме того, оболочка 10 предотвращает зацепление жгута проводов с какими-либо электрическими компонентами, находящимися поблизости. Нити 12, 14 основы и утка, соответственно, стенки 16 могут быть переплетены в соответствии с различными схемами, которые будут описаны ниже, включая одну схему или комбинации схем, как это показано на фиг. 6А-6Н, и поэтому фиг. 1 прежде всего предназначена для иллюстрации возможности обертывания стенки 16 вокруг удлиненного объекта 28.
[0071] В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения оболочка 10 может быть сформирована как самосвертывающаяся оболочка, так что стенка 16 самопроизвольно свертывается вокруг центральной продольной оси 22, в результате чего противолежащие стороны 18, 20 накладываются друг на друга. Свойство самосвертывания может быть придано стенке 16 оболочки 10 в результате термической усадки по меньшей мере одной нити 14 утка (или множества нитей утка). Соответственно, по меньшей мере одна нить 14 утка или множество этих нитей могут быть выполнены из термоусадочного полимера, причем термоусадочные нити 14 утка (или одна такая нить) предпочтительно выполнены в форме мононитей из термопластичного материала, такого как, например, полиэстер, так что трубчатая оболочка 10 формируется в результате термической усадки или иного процесса.
[0072] В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения по меньшей мере некоторые из нитей 12, 14 основы и/или утка, соответственно, могут обеспечиваться как непроводящие нити 12''', в форме мононитей, которые прежде всего будут повышать стойкость стенки 16 к истиранию, и/или в форме многоволоконных (комплексных) нитей, которые прежде всего будут обеспечивать стенке 16 улучшенные изолирующие свойства для предотвращения проникновения загрязняющих веществ в полость 30, а также будут обеспечивать более мягкую текстуру и улучшенные звукоизолирующие характеристики. В зависимости от применения непроводящие нити могут быть сформированы из сложного полиэфира, нейлона, полипропилена, полиэтилена, акрила, хлопка, вискозы (перечень дан лишь в качестве примера и не ограничивает объем изобретения), а также из огнестойких модификаций указанных материалов, хотя для таких модификаций требование стойкости к действию высоких температур обычно не предъявляется. Если вместе с огнестойкостью требуется стойкость к действию высоких температур, то варианты осуществления изобретения, являющиеся предпочтительными в настоящее время, включают, например, непроводящие нити из мета-арамида (Nomex, Conex, Kermel), пара-арамида (Kevlar, Twaron, Technora), полиэфиримида (Ultem), полифениленсульфида и полиэфирэфиркетона.
[0073] В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения по меньшей мере некоторые из нитей 14 утка могут обеспечиваться как электропроводные нити 14' для дополнительного улучшения защиты от действия ЭМП, РЧП и/или ЭСР. Если по меньшей мере некоторые из нитей 14 утка обеспечиваются как электропроводные нити 14', они предпочтительно выполняются в форме сравнительно тонких нитей или электропроводных волокон, имеющих круглый профиль, таких как, например, металлизированные волокна, для улучшения способности оболочки самопроизвольно свертываться в трубчатую конструкцию и для уменьшения веса. Для улучшения прочности и технологичности производства электропроводные нити 14' утка могут также включать очень тонкую проволоку 31, намотанную на непроводящую нить 14 утка, которая может быть непроводящей мононитью или многоволоконной нитью и может быть сформирована из термоусадочных нитей 29 (фиг. 5), в результате чего такие составные нити обеспечивают две функции, а именно, улучшение защиты от действия ЭМП, РЧП и/или ЭСР за счет использования проводящей проволоки 31 и способность стенки 16 самопроизвольно сворачиваться в трубку под действием термоусадочных непроводящих нитей 29. Следует понимать, что составные нити, содержащие нити 29, 31, могут использоваться в любых вариантах, рассмотренных в настоящем описании, и что электропроводные нити 14' утка и термоусадочные нити 29 утка могут быть введены независимо друг от друга в любой из рассмотренных вариантов. Следует также понимать, что основная прочность оболочки обеспечивается повышенной прочностью плоских, относительно тонких, электропроводных нитей 12' основы, и что электропроводные нити 14' утка могут обеспечиваться как проволоки относительно малого диаметра, поскольку достаточная прочность обеспечивается плоскими, относительно тонкими, электропроводными нитями 12' основы. В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения в дополнение к плоским, относительно тонким, электропроводным нитям 12' основы по меньшей мере некоторые нити 12 основы могут обеспечиваться в форме круглых электропроводных нитей 12'' основы, представляющих собой очень тонкие проволоки, и еще по меньшей мере некоторые нити 12 основы могут обеспечиваться в форме непроводящих нитей 12''' основы, которые могут быть мононитями и/или многоволоконными нитями, в результате чего, как было обнаружено, улучшается технологичность производства стенки 16. Плоские электропроводные нити 12' основы могут обеспечиваться в количестве от примерно 90% до примерно 100%, в результате чего они вносят основной вклад в защиту оболочкой 10 от действия ЭМП, РЧП и/или ЭСР, а электропроводные нити 12'', имеющие круглый профиль, могут обеспечиваться в количестве от примерно 10% до примерно 0% для облегчения изготовления многослойной оболочки, как это будет описано ниже. Как показано на фиг. 2А и 3А, по существу все нити 12 основы обеспечиваются в форме плоских, относительно тонких, электропроводных нитей 12', и при этом на каждой из сторон 18, 20 используется непроводящая нить 12''' или множество таких нитей. Как показано на фигурах 2В и 3В, плоские, относительно тонкие, электропроводные нити 12' основы проходят в центральной части CR между противолежащими сторонами 18, 20, в то время как электропроводные нити 12'' основы, имеющие круглый профиль очень малого диаметра, проходят рядом с противолежащими сторонами 18, 20, причем они показаны как отдельные жгуты 33. Каждый жгут 33 содержит множество электропроводных нитей 12'' основы, имеющих круглый профиль очень малого диаметра, переплетенных друг с другом для формирования жгутов 33, имеющих в целом плоскую форму, аналогичную форме плоских, относительно тонких, электропроводных нитей 12' основы. Непроводящие нити 12''' основы могут проходить по меньшей мере вдоль одной из сторон 18, 20, причем на фигурах показан в качестве примера вариант, в котором эти нити проходят вдоль внешней 18 и внутренней 20 сторон. Как показано на фиг. 2С и 3С, стенка 16 сформирована аналогично стенке, показанной на фиг. 2В, однако в части центральной зоны CR стенки 16 вплетены электропроводные нити 12'' основы, имеющие круглый профиль, а вся остальная конструкция полностью или по существу полностью аналогична конструкции, показанной на фиг. 2В. Как показано на фиг. 2D и 3D, по всей ширине стенки 16 между ее противолежащими сторонами 18, 20 проходят электропроводные плоские, тонкие нити 12' основы, электропроводные нити 12" основы, имеющие круглый профиль и непроводящие нити 12''' основы. Конечно следует понимать, что схема переплетения различных типов волокон 12', 12'', 12''' основы может быть выбрана в соответствии с планируемым применением оболочки.
[0075] На фиг. 3Е-3Н показаны схемы переплетения нитей, соответствующие схемам, показанным на фиг. 3A-3D, однако по меньшей мере некоторые из плоских, относительно тонких, электропроводных нитей 12' основы показаны в форме отдельных жгутов 35, содержащих множество плоских, относительно тонких, электропроводных нитей 12' основы, уложенных друг на друга. В рассматриваемом варианте, представляющем собой лишь пример осуществления изобретения, без ограничения его объема, жгуты, содержащие три электропроводные нити 12' основы, уложенные друг на друга, проходят по значительной части стенки 16 между противолежащими сторонами 18, 20, и вдоль этих сторон 18, 20 в непосредственной близости от них проходит множество электропроводных нитей 12'' основы, имеющих круглый профиль, которые сгруппированы в жгуты. Из множества электропроводных нитей 12'' основы, имеющих круглый профиль, в противолежащих краевых зонах могут быть сформированы отдельные жгуты 33 нитей 12'', как это уже указывалось, причем каждый жгут 33 содержит множество электропроводных нитей 12'' основы, имеющих круглый профиль, которые соприкасаются друг с другом и формируют в целом плоскую конфигурацию, в которой каждая нить 12'' внутри жгута 33 соприкасается с верхней или нижней поверхностью общей нити 14 утка.
[0076] На фиг. 3G-3H показаны схемы переплетения, представляющие собой лишь пример осуществления изобретения, без ограничения его объема, которые аналогичны схемам, показанным на фиг. 3C-3D, однако отличающиеся тем, что электропроводные нити 12' основы уложены друг на друга для формирования отдельных жгутов 35 на противолежащих сторонах средней зоны MR. В средней зоне MR и в зонах, прилегающих к противолежащим сторонам 18 и 20, проходит множество электропроводных нитей 12'' основы, имеющих круглый профиль. Из множества электропроводных нитей 12'' основы, имеющих круглый профиль, в средней зоне MR и в противолежащих краевых зонах могут быть сформированы отдельные жгуты 33 нитей 12'', причем каждый жгут 33 содержит множество электропроводных нитей 12'' основы, соприкасающихся друг с другом и формирующих конфигурацию, в которой каждая нить 12'' внутри жгута 33 соприкасается с верхней или нижней поверхностью общей нити 14 утка. На фигурах показано, что между жгутами 35 из уложенных друг на друга плоских электропроводных нитей 12' и жгутами 33 электропроводных нитей 12'', имеющих круглый профиль, проходит множество одиночных электропроводных плоских нитей 12' основы. Одиночные плоские электропроводные нити 12' основы могут накладываться друг на друга при свертывании стенки 16 в трубчатую конструкцию, в результате чего формируется двойной слой одиночных электропроводных плоских нитей 12' основы, обеспечивающий эффективное улучшение защиты от действия ЭМП, РЧП и/или ЭСР в зоне OR перекрытия. А жгуты 35 уложенных рядами электропроводных нитей 12' основы уже обеспечивают улучшенную защиту от действия ЭМП, РЧП и/или ЭСР и в то же время малый размер профиля и малый вес благодаря форме тонких нитей 12'.
[0077] Следует понимать, что каждый рассмотренный выше вариант, иллюстрируемый на фиг. 2A-2D и 3A-3D, может включать такие жгуты 33 электропроводных нитей 12'' основы, имеющих круглый профиль, которые уже были описаны. Жгуты 33 электропроводных проволочных нитей 12'', имеющих круглый профиль, облегчают прикрепление к стенке 16 дополнительных слоев, таких как внутренний 32 и внешний 34 слои для формирования оболочки 10' в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, показанным на фиг. 1А, 1С и 4A-4D. Жгуты 33 обеспечивают возможность свободного прохождения иглы, сшивающей слои 16, 32, 34 друг с другом, между соседними электропроводными нитями 12'' основы, имеющих круглый профиль, жгутов 33 для формирования стежков 38, скрепляющих указанные слои. Внутренний слой 32 показан прикрепленным с помощью стежков 38 к обращенной внутрь поверхности промежуточного слоя тканой заготовки 16, и внешний слой 34 показан прикрепленным к обращенной наружу поверхности промежуточного слоя тканой заготовки 16. Внутренний слой 32 может быть обеспечен в форме слоя непроницаемого материала, такого как политетрафторэтиленовая пленка, указываемая лишь в качестве примера, без ограничения объема изобретения, для предотвращения проникновения текучей среды в полость 30 оболочки 10. Внешний слой 34 может быть обеспечен в форме слоя прочного текстильного материала, стойкого к истиранию, состоящего из чередующихся нитей, включая тканые мононити и/или многоволоконные нити, в том числе огнестойкие нити, нити из полиэфирэфиркетона или иные нити с требуемыми характеристиками.
[0078] Тонкие плоские электропроводные нити 12' основы могут обеспечиваться в форме любых подходящих сплошных уплощенных электропроводных полос или лент металлического материала, причем было обнаружено, что для защиты от действия ЭМП, РЧП и/или ЭСР особенно эффективна медь. Для улучшения гибкости и снижения веса оболочки могут использоваться тонкие плоские электропроводные нити 12' основы с толщиной от примерно 0,01 мм до примерно 0,06 мм и с шириной от примерно 0,1 мм до примерно 1,2 мм (величины указаны лишь в качестве примеров и не ограничивают объем изобретения).
[0079] Оболочка 10 также содержит множество элементов 36 заземления, вплетенных как нити основы и проходящих между противолежащими концами 24, 26 оболочки. Элементы 36 заземления могут быть обеспечены в форме проволок в конфигурации, необходимой для планируемого применения, такой как, например, скрученные круглые проволоки, круглые проволоки с оплеткой, плоские проволоки, и могут включать медные элементы с покрытием из олова или никеля (материалы указаны лишь в качестве примеров и не ограничивают объем изобретения), и могут обеспечиваться с любым подходящим диаметром, например, от примерно 0,1 мм до примерно 2 мм. Множество элементов 36 заземления обеспечивается в форме группы или групп двух или более элементов 36 заземления, проходящих параллельно, соприкасаясь друг с другом. Если используется несколько групп, то они могут быть распределены по круговому периметру оболочки 10, 10', как это может быть необходимо. Если для некоторого применения элементы 36 заземления организованы в группы, содержащие по два или более элементов 36, эти элементы всегда находятся в контакте друг с другом, особенно при вытягивании концов элементов 36 заземления в противоположных продольных направлениях для обеспечения свободных концов элементов заземления, выходящих из концов 24, 26 оболочки 10 для прикрепления к устройству заземления, как это описано в патенте США №6,639,148, полное содержание которого вводится ссылкой в настоящую заявку. Существенное улучшение характеристик обеспечивается элементами 36 заземления в результате того, что они проходят над электропроводными нитями 12', 12'' основы или под ними, либо отдельно от них, либо в комбинации с ними. В результате того, что элементы 36 заземления выровнены радиально с электропроводными нитями 12', 12'' основы, при вытягивании отдельных элементов 36 заземления для получения их свободных концов в стенке 16 оболочки 10 не возникают отверстия или проходы, через которые могли бы проникать ЭМП, РЧП и/или ЭСР. Таким образом, стенка 16 обеспечивает улучшенную защиту от действия ЭМП, РЧП и/или ЭСР даже при вытягивании элементов 36 заземления в положение, необходимое для организации заземления оболочки, поскольку над ними или под ними проходят электропроводные нити 12', 12'' основы.
[0080] В дополнение к обеспечению элементов 36 заземления в форме вышеописанных отдельных проволок, элементы 36 заземления могут также обеспечиваться одной из в целом плоских, тонких электропроводных нитей 12' основы, составляющих жгуты 35. После отрезания части стенки 16 необходимой длины одна из плоских электропроводных нитей 12' может быть вытянута наружу в продольном направлении из каждого конца 24, 26 для прикрепления к устройству заземления. Для дополнительного облегчения вытягивания элементов 36 заземления наружу для прикрепления к заземляющему устройству электропроводные нити 12', используемые в качестве элементов 36 заземления внутри жгута 35, могут быть проложены по схеме плетения, которая отличается от схемы плетения, используемой для остальных плоских электропроводных нитей 12' внутри жгута 35. В качестве примера, который не может рассматриваться как ограничение объема изобретения, плоская электропроводная нить 12', предназначенная для использования в качестве элемента 36 заземления может быть проложена по такой схеме переплетения, как, например, переплетение "рогожка", атласное переплетение, переплетение по диагонали, а остальные электропроводные нити 12' внутри жгута 35 могут быть уложены по более плотной схеме переплетения, такой как, например, полотняное переплетение, и на фиг. 6А-6Н показаны различные схемы переплетения. Конечно, специалист в данной области техники после ознакомления с настоящей заявкой легко может предложить различные схемы переплетения, которые будут облегчать вытягивание элемента 36 заземления наружу из оболочки 10, в то время как элементы, не относящиеся к заземлению, будут надежно удерживаться внутри стенки 16. Следует понимать, что элементы 36 заземления, обеспечиваемые в форме элементов, имеющих круглое сечение, отдельно от плоских электропроводных нитей 12', также могут быть уложены по схеме переплетения, отличающейся от схемы переплетения остальных элементов основы, для облегчения вытягивания элемента 36 заземления наружу для прикрепления к заземляющему устройству.
[0081] Следует понимать, что оболочки 10, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, могут быть выполнены таким образом, чтобы они принимали любую требуемую форму, такую как, например, в целом плоскую или круглую. Соответственно, настоящее изобретение не ограничивается каким-то определенным профилем оболочки, а предусматривает изготовление и формирование любого профиля, который обеспечивает надежный, долговременный и гибкий кожух для защиты удлиненных объектов 28, таких как кабели и провода, от действия ЭМП, РЧП и/или ЭСР. Фиг. 6А-6Н иллюстрируют различные схемы переплетения, использованные для формирования оболочек в соответствии с различными вариантами осуществления изобретения. На фиг. 6А иллюстрируется схема полотняного переплетения, на фиг. 6В и 6С иллюстрируются различные схемы переплетения по диагонали, на фиг. 6D-6E иллюстрируются различные схемы переплетения "рогожка", причем схема переплетения, показанная на фиг. 6D, часто указывается как стандартная "рогожка" (тип 2 X 1), схема переплетения, показанная на фиг. 6Е, является "рогожкой" типа 3 X 1, и на фиг. 6F-6H иллюстрируются различные варианты схемы перевивочного переплетения. Следует понимать, что возможны различные варианты рассмотренных схем переплетения, так что иллюстрируемые схемы являются лишь примерами и не ограничивают объем изобретения. Также следует понимать, что оболочка, сформированная в соответствии с настоящим изобретением, может включать одну или более различных схем переплетения, таких как, например, схема полотняного переплетения возле противолежащих сторон 18, 20, и другую схему или другие схемы переплетения в центральной зоне CR, такие как переплетение по диагонали и/или "рогожка".
[0082] Экспериментально было определено, что оболочки 10, сформированные в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивают оптимальную защиту находящихся в них удлиненных объектов 28 от действия ЭМП, РЧП, ЭСР на низких и высоких частотах, и в то же время имеют малую массу, уменьшенный профиль поперечного сечения и повышенную гибкость, что является результатом использования плоских тонких нитей электропроводных 12' основы, обеспечивающих высокую степень покрытия поверхности и защиты от действия ЭМП, ЭСР и/или РЧП. Снижение массы и повышение гибкости является результатом увеличения покрытия площади поверхности и сниженной относительной толщины и массы плоских тонких электропроводных нитей 12' основы по сравнению с круглыми проволоками, обеспечивающими эквивалентную степень защиты от действия ЭМП, ЭСР и/или РЧП. Кроме того, плоские тонкие электропроводные нити 12' основы имеют повышенную прочность на разрыв по сравнению с тонкой проволокой, имеющей круглый профиль, в результате чего снижается вероятность повреждения в процессе эксплуатации и возникновения электрической дуги. Оболочки 10, сформированные в соответствии с настоящим изобретением, экономичны в производстве и могут быть изготовлены в широком диапазоне ширин, высот, длин и конфигураций для использования в самых разных применениях.
[0083] Очевидно, что возможны самые различные модификации и варианты настоящего изобретения, не выходящие за рамки его существа, раскрытого в описании. Поэтому необходимо понимать, что в пределах объема, определяемого прилагаемой формулы изобретения, оно может быть реализовано в таких формах, которые отличаются от описанных выше конкретных вариантов осуществления.