專利名稱：拉曳－張緊彈性繩索的制作方法
本申請是1999年4月14日提交的60/129,776號臨時專利申請的部分繼續(xù)申請。
本發(fā)明一般涉及用于將物品緊固或固定到位的彈性繩索。具體地說，本發(fā)明涉及一種彈性繩索，用于穿過諸如鐵環(huán)的開口，以緊固或固定各種物品，諸如包括鞋子、帽子、襯衫、長褲、大衣、皮帶、表帶及類似物的服裝物品，諸如包、背包、小帆布袋及類似物的包裝物以及各種其他物品，他們一般由繩子、帶、線、布條、橡皮筋及類似物固定或緊固。
用于緊固諸如鞋子的物品的傳統(tǒng)的裝置為用帶子通過鐵環(huán)而拉緊鞋邊，然后拉緊并打成結(jié)。其他裝置包括機械封閉物，如插銷、鉤、或夾子，用于以通過松開插銷以將軟繩、繩索或帶子拉到一新的位置而能夠調(diào)整的方式固定軟繩、繩索或帶子。
傳統(tǒng)的鞋帶和機械緊固件具有很多局限和缺點。在鞋帶內(nèi)打的結(jié)可以松動，因此，鞋或其他物品會意外松開。機械封閉物相對昂貴，并且在很多結(jié)構(gòu)中，固定、松開或調(diào)整他們很麻煩。
已經(jīng)認識到需要一種拉曳-張緊彈性繩索，其消除了現(xiàn)有技術(shù)的所述類型的緊固裝置的上述和其他缺點。盡管在現(xiàn)有技術(shù)中具有各種緊固裝置，但此前對這些問題沒有提供任何適宜或有吸引力的解決方案。
本發(fā)明的總的目的是提供彈性繩索，其可以用于緊固、張緊或調(diào)整物品，而不需結(jié)或機械裝置來防止繩索的松動或滑動。
本發(fā)明提供了一種適用于穿過一開口的拉曳-張緊彈性繩索。該繩索沿其長度具有一個或多個元件，這些元件在軸向應(yīng)力減小時，直徑擴大或隆起，并且，當(dāng)軸向應(yīng)力增大時，他們直徑減小。在一個實施例中，繩索包括一段長度的一體的彈性繩子，其在軸向分隔開的位置處隆起。其他實施例提供了一種彈性繩芯，圍繞該繩芯配裝有柔性繩鞘。當(dāng)繩索在拉力作用下伸長時，每個隆起元件的外徑足夠小以能夠穿過開口。當(dāng)拉力釋放時，繩鞘的各部分在軸向以一定間隔的位置向外膨脹。向外膨脹的部分具有的直徑足夠大以阻止繩索在一個方向上穿過開口。
本發(fā)明的上述及另外的目的和特征將從以下參照附圖對本發(fā)明的描述中更清楚獲得。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明實施例的繩索的透視圖，示出其用于從由小孔形成的開口中穿過；圖2是局部剖開的側(cè)視圖，示出在張緊力作用下的圖1的繩索的各部分；圖3是沿圖2中的線3-3取得的剖視圖；圖4是與圖2類似的側(cè)視圖，示出張力解除后在非受力狀態(tài)下的繩索；圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的局部側(cè)視圖；圖6是根據(jù)再一實施例的繩索的部分剖開的局部側(cè)視圖；圖7是根據(jù)另一實施例的繩索的部分剖開的局部側(cè)視圖；圖1-4以10標(biāo)識出根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的拉曳-張緊彈性繩索。繩索10有細長的彈性繩芯12構(gòu)成，圍繞繩芯12安裝有柔軟的繩鞘14。在所示的實施例中，繩索與在諸如鞋子一類的衣物中的具有開口17的鐵環(huán)16一同使用，繩芯可以形成為實心的圓柱形，如圖3的橫截面所示。若需要的話，繩索也可以用其他形狀。從而繩芯可以是環(huán)形的、或它可以是平的帶子，其中繩芯具有橢圓或矩形的橫截面，鞋帶帶端18可以連接到繩索的相對的端，該帶端18可以為傳統(tǒng)的塑料或金屬結(jié)構(gòu)。
繩鞘14形成有多個端對端的片段20、22。每個片段具有中部28、28′以及一對跨接中部的端部30、32。如圖2內(nèi)所示相鄰的片段公用端部。例如，端部30由片段20和其的中部28′示出的相鄰端部22公用。端部用繩芯固定，同時中部與繩芯分離以能夠向外柔性凸出或膨脹成隆起形狀的擴大部分36、38，如圖1和4所示。
繩芯12由彈性材料形成，例如橡膠或適宜的合成聚合物，當(dāng)在張力作用下受力時，如用戶拉曳繩索一端或兩端時，該繩芯伸長。示例為由橡膠形成的繩芯。在圖1-4的實施例中，柔性繩鞘14有編織的基體形成，該基體包括適宜材料的線繩，如棉花、聚合物、尼龍、聚丙烯或諸如Spandex的彈性物。
圖1-4的實施例的繩索10可以由以下方法制造，該方法包括首先拉伸繩芯12，以使所施加的應(yīng)力在材料的臨界應(yīng)力之下。這確保不會發(fā)生不可恢復(fù)的變形。拉伸使繩芯的一部分延長到長度L2，如圖2所示。同樣，在受力情況下，繩芯具有外徑D2。然后，采用可以為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的編織機來圍繞繩芯編或織線繩或絞合線。該機器被用來沿繩芯的長度可交替地產(chǎn)生第一或第二種編織圖形。用于相應(yīng)端部30、32的第一編織圖形40和42形成有在繩芯放松時其足夠緊以與繩芯摩擦抓緊或固定的編織物。用于相應(yīng)的中部28、28′的第二編織圖形44和46形成有其足夠松以能夠使繩鞘與繩芯分離的編織物。這些編織圖形使沿繩索延伸的片段20-26在固定到繩芯的端部和與繩芯分離的中部之間交替。
在完成編織操作后，去除拉應(yīng)力以使繩索能夠呈現(xiàn)如圖1和4所示的放松狀態(tài)。在這個狀態(tài)下，繩芯段的長度縮小到L1，而繩芯的外徑擴大到D1。在每一片段內(nèi)，繩芯的收縮引起繩鞘端部彼此相向地移動，同時又推抵中部，以使中部隆起并膨脹或向外彎曲成直徑D3。適宜選擇繩芯和繩鞘的材料類型、尺寸和比例，導(dǎo)致D3相對鐵環(huán)開口17的內(nèi)徑足夠大，以便隆起的中部阻止繩芯在一個方向通過開口穿過。從而如圖1所示，形成擴大部分36的隆起的中部比開口17的內(nèi)徑大，以阻止繩索通過鐵環(huán)向內(nèi)運動。而如圖1所示，在鐵環(huán)的另一側(cè)具有另一個相似的隆起的中部(未示出)，那么其將防止繩索以相反的方向抽出。在此所用的“阻止”意思為正常使用時擴大的中部防止移動的情況，而在具有從鐵環(huán)壓靠擴大的中部的非正常力時，將使中部壓縮并穿過開口。這就栓緊或換句話說固定鞋上部或衣服、包裹或其他裝置的一部分，只要是繩索處于放松或非受力狀態(tài)。
當(dāng)要松開繩索時，用戶只需在繩索的一端或兩端拉曳以施加足夠大拉力，以使繩芯伸長到其長度L2＞L1，同時繩芯的直徑向直徑D2＜D1收縮。繩芯的拉長在每個片段上將繩鞘端部拉開。這又拉伸中部，其從直徑D3收縮到比開口17小的尺寸。然后，繩索即可穿過開口，以松開或重新調(diào)整被緊固或栓緊的物品或裝置。
用作鞋帶的根據(jù)本發(fā)明的一實施例為在非受力狀態(tài)下具有所需長度的繩索，以用于穿過鞋上部的每個鐵環(huán)，例如對于上部每側(cè)具有六個鐵環(huán)的成人尺寸的鞋子，為650mm。在其非受力狀態(tài)下，繩芯直徑D1＝4mm，且隆起的擴大部分38外徑D3＝8mm。穿過一側(cè)的上部鐵環(huán)的繩索的一端作為示例可以具有L1＝100mm的長度。拉曳的拉伸應(yīng)力施加到這端會引起繩芯伸長到長度L2＝200mm，而直徑收縮到D2＝3mm。在繩索的這端的每個中部收縮回繞伸長的繩芯緊密配合的尺寸，且其足以使繩索穿過鐵環(huán)。
圖5示出了另一實施例，該實施例提供了繩索50，其由一段長度的彈性繩芯52構(gòu)成，該繩芯與圖1-4所述的類似地制造。編織材料的繩鞘54，與對圖1-4所述的實施例類似，圍繞著繩芯，且沿其長度具有相同的編織圖形。通過縫制的各線56、58、60形成多個片段，當(dāng)繩芯處于拉應(yīng)力下時，各線以軸向間隔開的位置穿透繩鞘而進入繩芯內(nèi)。縫制的相鄰的各線形成跨過中部66的一對端部62、64。中部和端部的功能與圖1-4的實施例所描述的相似。當(dāng)拉應(yīng)力釋放時，繩芯收縮，因此，在每個片段的端部移動到一起，從而將中部推成膨脹的形狀，該形狀足夠大以阻止繩索穿過適宜尺寸的鐵環(huán)或其他的開口。
圖6示出包括具有與圖1-4的實施例所述的相似成份的拉伸的彈性繩芯的繩索68的另一實施例，管狀的繩鞘72圍繞繩芯的外表面配裝，且繩鞘由適宜的柔性順從材料形成，諸如例如橡膠的自然聚合物或合成聚合物，諸如熱固彈性體材料。繩芯和管狀繩鞘可分別形成。然后將繩芯插入并套裝在繩鞘內(nèi)。通過由適宜方法如超聲波焊接、熱熔合、夾子或鉚接將繩鞘的一系列軸向分隔的端部78、80固定到繩芯上以沿繩索形成片段74、76。端部也可以由環(huán)形的束帶形成，該環(huán)形束帶為彈性的，圍繞繩鞘，將端部緊緊地壓靠到繩芯上并與繩芯摩擦接合。端部也可以由適宜的粘結(jié)劑固定，該粘結(jié)劑施加成在繩鞘和繩芯之間的環(huán)形涂附物。
繩索68也可以通過共同拉伸工藝形成，其中繩索和繩芯以將繩鞘脫離繩芯的方式同時拉伸。然后，片段的端部可以通過包括超聲波焊接、熱熔合、以及與上述類似的方法形成。
圖7示出了另一實施例，其提供了包括繩子92的繩索90，繩子由從適宜的彈性可拉伸材料拉伸而成，該材料諸如彈性樹脂、聚合物、熱固塑料或橡膠。繩子具有一個或多個細長的根部元件94、94′，以及一個或多個軸向分隔開的向外可膨脹的元件96、96′。所示的實施例示出在各元件之間步距一致，而若由特定應(yīng)用而需要的話可以設(shè)置成變化的步距。
繩子92可以由擠壓工藝形成，其中材料通過一適宜的模具或噴嘴(未示出)注入，形成了具有與模具的橫截面一致形狀的橫截面的壓出物。模具的橫截面可以為圓的、橢圓的或按需要的其他幾何形狀。壓出物被引入一池(未示出)中，該池將其充分冷卻以使材料開始固化。在進入池內(nèi)之前，受控量的空氣或其他氣體被注入壓出物的內(nèi)側(cè)、可膨脹元件要被形成的位置。用于注入空氣的噴嘴(未示出)可以同心地延伸過擠壓模具，且注入壓縮空氣的間斷脈沖，以便熔融的壓出物以一定間隔地隆起到擴大的直徑，從而形成如圖7所示的間隔開的可膨脹元件?？膳蛎浽部梢酝ㄟ^適宜裝置圍繞冷卻池上游的壓出物抽真空而形成。
在壓出物固化后，繩子可以通過將其拉伸成可膨脹元件收縮成足夠小以使其穿過諸如鞋子的鐵環(huán)的所需的開口的直徑而被拉伸。然后，當(dāng)拉力釋放后，可膨脹元件的彈性記憶將使其能夠向外膨脹回擴大的直徑，該直徑足以阻止其穿過開口。
在上述實施例被認為是優(yōu)選實施例的同時，應(yīng)理解，可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員作出各種變得或修改，而這些落入本發(fā)明的精髓和范圍內(nèi)的所有變動和修改應(yīng)涵蓋在所附的權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種用于穿過一開口的繩索，所述繩索包括彈性繩子，其具有細長的根部元件以及至少一個向外膨脹的元件，根部具有尺寸足以能夠穿過開口的第一直徑，繩子在給定的軸向拉力的情況下，可膨脹的元件具有足夠小以能夠穿過開口的第二直徑，而可膨脹元件具有彈性記憶，對應(yīng)小于所述給定拉力的軸向拉力，其足以能夠向外膨脹成第三直徑，該直徑足以阻止繩索穿過開口移動。
2.如權(quán)利要求1所述的繩索，其特征在于，繩子由一體的一段長度的彈性材料構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的繩索，其特征在于，繩子包括與圍繞繩芯配裝的繩鞘在一起的彈性繩芯，繩鞘包括至少一個具有中部和跨過所述中部的端部的片段，該中部形成所述可膨脹元件，而端部與繩芯成固定關(guān)系，中部與繩芯分離以在各端部彼此相向地運動的同時，使其向外一起膨脹。
4.如權(quán)利要求3所述的繩索，其特征在于，繩鞘由編織材料構(gòu)成，該編織材料在端部具有第一編織圖形，其足夠緊以與繩芯摩擦夾緊，并從而在端部和繩芯之間能夠形成固定關(guān)系。
5.如權(quán)利要求1所述的繩索，其特征在于，編織材料在中部具有第二編織圖形，其足夠松以使中部和繩芯之間能夠形成分離關(guān)系。
6.如權(quán)利要求1所述的繩索，其特征在于，繩鞘由編織材料構(gòu)成，該編織材料在端部具有第一編織圖形，其足夠緊以與繩芯摩擦夾緊，并從而在端部和繩芯之間能夠形成固定關(guān)系；編織材料在中部具有第二編織圖形，其足夠松以使中部和繩芯之間能夠形成分離關(guān)系。
7.如權(quán)利要求1所述的繩索，其特征在于，繩鞘端部被縫到繩芯上，以在端部和繩芯之間能夠形成所述固定關(guān)系。
8.如權(quán)利要求1所述的繩索，其特征在于，繩鞘包括彈性體管，其具有圍繞繩芯配裝的同心的孔。
9.一種如權(quán)利要求6所述的繩索，其特征在于，包括每個端部和繩芯之間的固定物，用于形成所述固定關(guān)系。
10.如權(quán)利要求1所述的繩索，其特征在于，固定物從以下組中選取，該組包括粘結(jié)劑、超聲波固定、熱熔合、縫制、夾子、鉚接或繞繩鞘捆扎得足夠緊以在繩鞘和繩芯之間產(chǎn)生摩擦接合的束帶。
全文摘要
一種用于穿過一開口(10)的繩索(10)。彈性繩索設(shè)置有細長的根部元件和至少一個向外可膨脹的元件。當(dāng)繩索在拉力作用下,可膨脹元件收縮成足以能夠穿過諸如鞋的鐵環(huán)之類的開口的直徑。與釋放拉力相對應(yīng),可膨脹元件擴大到足夠大的直徑以阻止穿過開口移動。
文檔編號D04C1/12GK1361835SQ00802977
公開日2002年7月31日 申請日期2000年2月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月14日
發(fā)明者米格爾·A·岡薩雷斯 申請人:奎斯特技術(shù)公司