专利名称：抗冲击高强度编织线束的制作方法
技术领域：
/^M^开被指向线束(wiring harness),特别涉及用于高冲击拉伸应力 应用场合的线束。
背景技术：
电气设备一一例如发动机、建筑机械、船舶以及自动控制装置一一常 常在危险环境中运行。为了确保在这些环境内的正确安全的运行，已经建 立了对于这种设备的制造的严格规程。例如，当在充满可燃烟气的爆炸性 环境中运行时，电气设备必须被设计为使得可能点燃烟气的电弧发生的可 能性最小化。事实上，电气设备必须被设计为即使该设备受到冲击或受 到拉伸应力，发生电弧的可能性仍得到最小化并确保该设备的持续运行。 为了满足这些规程，设备制造者已经将很大的精力集中在改进用于向设备、 从设备以及在设备内传送电力和控制信号的线束的鲁棒性。
被设计为改进环境保护并对线束内的焊接点提供应变释放的鲁棒性线 束的一个实例在2002年8月27日授予Jenets的美国专利No,6,439，929(' 929专利)中公开。特别地，，929专利公开了一种线束，其具有用于导线 到电子装置的配合插座的焊接连接的背板。导电性管状编织屏蔽被布置在 导线上以及背板的一端。编织屏蔽可以以两种方式中的一种连接到背板。 第一种方式包括将管状编织屏蔽延伸到遍及(extend over)背板的凸缘 (rim)并接着用夹具将编织屏蔽在凸缘上保持在适当的位置。或者，在背 板省略了凸缘的情况下，可使用收缩管来将编织屏蔽保持在背板的一端。 背板可对于其中容纳的导线提供抗沖击性，并减小在拉伸情况下施加到导 线的某些应力。
尽管，929专利的线束可具有改进的鲁^^奉性，其对某些情况仍然不够。特别地，如果线束的仅仅一端刚性连接到背板、编织屏蔽具有与导线的拉 紧长度相比较大的拉紧长度或允许编织屏蔽与其中容纳的导线相比变形较 大的量，导线内的过大的应变仍是可能的。另外，由于替代实施例的收缩 管仅仅将编织屏蔽连接到背板，仍可能在导线中引起过大的拉伸应变。并 且，由于收缩管在背板末端终止，收缩管所提供的环境保护和应变释放可
能是^L小的。
^/>开的线束解决了上面所述的一个或一个以上的问题。
发明内容
;^/>开一实施形态指向一种线束。线束可包含至少一个具有长度方向、 第 一末端以及相反的第二末端的导电线。线束还可包含连接到所述至少一 个导电线的第一末端的第一电气装置，以及连接到所述至少一个导电线的 第二末端的第二电气装置。线束还可包含刚性连接到第 一与第二电气装置 的编织覆盖物(covering)。编织覆盖物可容纳所述至少一个导电线，并 在长度方向上与所述至少一个导电线相比较小地变形。
本公开另一实施形态指向另一种线束。这种线束可包含至少一个导电 线以及连接到所述至少一个导电线的末端的电气装置。线束还可包含布置 在所述至少一个导电线上并将之连接到电气装置的热收缩管。线束还可包 含容纳导线并借助热收缩管被连接到电气装置的编织覆盖物。
图1为示例性公开线束的图示；
图2为图1的线束的截面的剖开立体图3A为图1的线束的端截面的剖开立体图3B为图1的线束的另一端截面的另一剖开立体图；且
图4为图1的线束的连接部分的剖开立体图。
具体实施方式
200780045295.2
图1示出了用在与内燃机的废气处理系统(未示出)的连接中的示例
性线束IO。特别地，线束10可包含具有第一末端12a与第二末端12b的 主要部分12、连接到第一末端12a的废气传感器14、可借助连接器18附 着到第二末端12b的控制才莫块16。线束10还可包含具有第一末端20a、第 二末端20b、第三末端20c的跳接部分20。第一末端20a可将跳接部分20 接合到控制才莫块16，而第二以及第三末端20b、 20c可将跳接部分20电气 连接到内燃机的部件。应当注意，尽管线束10与废气系统结合图示和介绍， 线束10可适用于任何其他需要电力和/或控制信号的电子传送的发动机、 机器或工具系统。照此，可以想到，如果需要，废气传感器14可用另一电 气装置代替。
图2可为主要和/或跳接部分12、 20的部分的图示。由此图可见，主 要与跳接部分12、 20各自可以为多种不同部件和材料层的复合组件。特别 地，主要与跳接部分12、 20各自可包含多个导电线22，导电线22各自可 用于不同的目的。例如， 一个导电线22p可用于在废气传感器14和控制模 块16之间或在控制模块16与内燃机部件之间传导电力。另一导电线22g 可作为接地线，并可与支撑框架或内燃机的其他接地元件电气连通。类似 地， 一个或一个以上的导电线22s可用于将信号传过线束10。导电线22 各自可用导电材料制造，例如铜、镍、铝或其他合金，并用绝缘覆盖物24 涂敷。除其他的以外，绝缘覆盖物24可包括聚乙烯、Teflon⑧、聚氟乙烯 (PVC)、聚烯烃或其他类似的材料。
一个或一个以上的导电线22可被机械壁垒保持为与其余导电线22分 离和/或电气隔离。例如，在图2的实施例中，电力导线22p和接地导线22g 可械 床持为与信号导线22s分开。也就是说，电力导线22p和接地导线22g 可在箔覆盖物26中绕巻在一起。箔覆盖物26可用铝、金、银或其他合金 制造，以便电气屏蔽电力导线22p以免干扰信号导线22s，同时，屏蔽信 号导线22s以免受到电力导线22p的影响。除了提供电气屏蔽以外，箔覆 盖物26也可增加线束10的拉伸强度。可以想到，如果需要，箔覆盖物可 作为替代地用其他导电层代替，例如金属编织物。
6在箔覆盖物26外部，附加材料层可将电力导线与接地导线22p、 22g 从信号导线22s分开，并能作为上面提到的机械壁垒。特别地，热收缩管 28可围绕箔覆盖物26的外表面，编织覆盖物30可在热收缩管28的周围 形成。热收缩管28可提供对湿气的环境保护、对冲击的緩冲以及附加的拉 伸强度。编织覆盖物30可提供緩冲、拉伸强度以及抗磨损性。可以想到， 如果需要，热收缩管28可省略或者仅仅用在主要和/或跳接部分12、 20的 末端。
所有导电线22可被容纳在共同的外材料层内并由之保护。特别地，外 热收缩管32可容纳所有导电线，而两编织材料层34、 36可容纳热收缩管 32。编织材料可以为金属和/或聚合物的通常紧密织就(tightly woven )的 构造物，聚合物例如为尼龙、Kynar 、玻璃纤维、Kevlar⑧或提供拉伸强
的灵活性的其他材料。出于本/〉开的目的，术语"紧密织就，，可用于描述 高的编织密度，而构成编织物的纤维之间的间隙可不大于纤维的直径。当 受到拉伸负载时，编织材料在同样的负载下可与导电线22相比较小地变形 (即长度方向的伸展)。另外，编织材料的拉紧长度可小于导电线22的拉 紧长度。以这种方式，编织材料可吸收任何所施加的拉伸应力，而不会有 导电线22的过度变形或相关连4妄接合点上的应变。热收缩管(内管与外管 28、 32)均可包含当受到提高的温度时收缩的材料的单或多层壁。在一个 实例中，当热收缩管28、 32的温度升到100-120。C之间时，管可收缩为与 其中容纳的导线紧贴合身。可以想到，如果需要，热收缩管32可省略或仅 在主要和/或跳接部分12、"的末端使用。还可想到，可作为替代地在线 束10中使用仅仅一层编织材料(即层34、 36中的一个)，如果需要的话。 然而，应当注意，如果使用仅仅一层编织材料和/或如果省略热收缩管32， 线束10的抗冲击性和拉伸强度可能减小。
图3为主要部分12的第二末端12b的闭合剖开立体图。由此图可见， 连接器18可包含具有容纳部分38a的背板38。容纳部分38a可容纳用于 借助焊接的插针-插座连接(未示出)到控制模块16的连接的导电线22。邻近容纳部分38a,背板38可包含锚定点(anchor point) 38b。在此实 施例中，第一与第二层34、 36可一个或二者地延伸遍及锚定点38b并延伸 到容纳部分38a上。由于第一与第二层34、 36的编织紧密度，其编织材料 可伸展以容纳(accommodate )锚定点38b，但又变得轮廓符合到适合(mold back to fit)容纳部分38a的减小的直径部分，由此，将编织材料轴向连 接到背板38和控制模块16。可以想到，如果需要，也可使用夹具(未示 出)以便将编织层34、 36连接到背板38。
在锚定点对于编织材料到电气装置的连接不可用的情况下，热收缩管 32可能是有用的。例如，如图3B所示，废气传感器14可包含容纳部分40 而没有固有的锚定点。在这种情况下，热收缩管32可从导电线32延伸遍 及容纳部分40。于是，随着热收缩管32的温度在组装过程中升高，来自 热收缩管32内的某些粘合剂可挤到其末端，并在冷却时形成固有锚定点 32a。编织层34、 36中的一个或其二者于是可被拉到遍及新形成的锚定点 32a，将编织材料固定到废气传感器14。如上所述，也可使用夹具将编织 材料连接到废气传感器14，如果需要的话。通过将两个编织层34、 36的 相反末端连接到相对的电气装置(即废气传感器14和控制模块16)，可 通过编织材料而不是导电线22抵抗其间的任何轴向伸展。另外，如果拉伸 应力在某种程度上在导电线内产生，导电线22与两个电气装置之间的收缩 管连接可有助于将此应力传送到容纳部分38a、 40，而不是通过焊接的插 针-插座连接。
如图4所示，跳接部分20可借助密封连接器组件42被接合到控制模 块16。密封连接器组件42可包含两个配合部件42a、 42b。配合部件42a 可实现例如具有一个或一个以上的插座(未示出)的母连接器。以类似的 方式，配合部件42b可实现具有一个或一个以上的用于与部件42a的插座 接合的插针的公连接器。为了使得部件42a、 42b之间断开的可能性最小， 热收缩管32可延伸遍及组件42的连接界面。除了提供防止断开的拉伸强 度以外，热收缩管32的这种延伸也可降低湿气穿透连接界面的可能性。
工业应用'性所公开的线束可用于希望得到鲁棒性和耐久性的任何电气系统。所公 开的线束特别有利地用于应当使得发生电弧的可能性最小化以及线束可暴 露于冲击和/或拉伸力的危险环境。
所公开的线束可通过将电力导线与任何其余导电线隔离来使电弧发生
的可能性最小化。特别地，线束10的电力导线与接地导线22p、 22g可具 有电屏蔽(即箔覆盖物26)，以便使信号干扰最小化。另外，电力导线与 接地导线22p、22g可从由热收缩管28以及编织覆盖物30提供的緩冲以及 由箔覆盖物26、热收缩管28以及编织覆盖物30提供的抗拉伸性中受益。 这种附加的保护可使足够严重到产生电弧的损坏的可能性最小化。
所公开的线束可通过为所有导线提供多层緩冲材料来改进抗沖击性和 拉伸强度。特别地，电力导线22p和接地导线22g可均受到多达七个不同 材料层(24、 26、 28、 30、 32、 34、 36)的保护以免于冲击，这些层各自 也为线束10提供拉伸强度。类似地，各个信号导线22s可被多达四个不同 的层(24、 32、 34、 36)保护。
通过使用编织材料来将一个电气装置(即废气传感器14)刚性接合到 另一电气装置(即连接器18)，两装置之间的任何拉伸应变可被编织材料 吸收。特别地，由于编织材料具有小于导电线22拉紧长度的拉紧长度，编 织材料可在导电线受到影响之间经历应变。并且，即4吏应变大到足够使导 电线22受到应力，编织材料可吸收较大量的应力，这是因为其更为多脊 (ridged)的特性(也就是说，在同样的所施加力下，编织材料与导电线 22相比伸展较小)。
最后，即使某些应力在导电线22内产生，应力可从任何相关的焊接接 合点转移。也就是说，由于导电线22可借助热收缩管32接合到容纳部分 38a、 40，任何在导电线22内产生的应力可被传送到容纳部分38a、 40， 而不是对应的电气装置中的焊接接合点。
附加的拉伸强度可通过将热收缩管32延伸遍及组件42的连接界面来 提供。特别地，配合连接器42a、 42b之间发生断开的可能性可通过热收缩 管32的存在以及其所提供的緩冲来最小化。本领域技术人员显然可以明了 ，可对本公开的线束做出多种修改和变型。考虑说明书以及由对这里公开的线束的实践，本领域技术人员可想到线束的其他实施例。说明书和实例应当仅仅^皮看作示例性的，其真实范围由所附权利要求及其等价内容指示。
权利要求
1.一种线束(10)，其包含至少一个具有长度方向、第一末端(12a)以及相反的第二末端(12b)的导电线(22)；连接到所述至少一个导电线的第一末端的第一电气装置(14)；连接到所述至少一个导电线的第二末端的第二电气装置(16)；以及刚性连接到第一与第二电气装置的编织覆盖物(34，36)，编织覆盖物被配置为容纳所述至少一个导电线，并在长度方向上与所述至少一个导电线相比较小地变形。
2. 根据权利要求l的线束，其中，所述至少一个导电线具有与编织覆 盖物的拉紧长度相比较小的拉紧长度。
3. 根据权利要求1的线束，其中，第一电气装置包含具有锚定点(18b ) 的背板(18)，编织线束延伸为遍及锚定点(18b)。
4. 根据权利要求3的线束，其中，锚定点与背板构成一个整体。
5. 根据权利要求3的线束，其中，锚定点在热收缩管(32)被施加到 背板上时形成。
6. 根据权利要求l的线束，其还包含将所述至少一个导电线连接到第 一电气装置(32)的热收缩管，其中，编织覆盖物被布置在热收缩管的外 部。
7. 根据权利要求6的线束，其中，第一电气装置(42 )包含第一连接器(42a )和配合的第二连接器(42b );且收缩管从所述至少一个导电线延伸为遍及第一与第二连接器之间的界面。
8. 根据权利要求l的线束，其中，编织覆盖物包含第一编织物层(34) 和布置在第一编织物层外部的第二编织物层(36)。
9. 根据权利要求l的线束，其中，所述至少一个导电线包含多个导电
10.根据权利要求9的线束，其中，所述多个导电线包含电力导线(22p)、接地导线(22g)以及至少一 个其他导电线(22s);且所述多个导电线^皮从所述至少 一个其他导电线屏蔽开。
全文摘要
公开了一种线束(10)。线束可具有至少一个具有长度方向、第一末端(12a)以及相反的第二末端(12b)的导电线(22)。线束还可具有连接到所述至少一个导电线的第一末端的第一电气装置(14)、连接到所述至少一个导电线的第二末端的第二电气装置(16)。线束还可包含刚性连接到第一与第二电气装置的编织覆盖物。编织覆盖物可被配置为容纳所述至少一个导电线，并在长度方向上与所述至少一个导电线相比较小地变形。
文档编号H01R13/58GK101553886SQ200780045295
公开日2009年10月7日 申请日期2007年11月9日 优先权日2006年12月8日
发明者W·P·西姆斯 申请人:卡特彼勒公司