專(zhuān)利名稱(chēng)：由管和套管構(gòu)成的組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由復(fù)合材料制成的管件，管材用浸有樹(shù)脂的碳纖維，更具體地講，該管至少有一端設(shè)有一個(gè)套管，借以將兩個(gè)同心管連接成整體。本發(fā)明涉及三腳架或單腳架支承裝置，例如在拍照或測(cè)量時(shí)所使用。
已知，用環(huán)氧樹(shù)脂浸漬碳纖維作復(fù)合材料是為了增加機(jī)械強(qiáng)度，而相對(duì)地少增加重量。
文獻(xiàn)FP-A-2 772 301描述了這種用復(fù)合材料制成的管件及其生產(chǎn)方法。將凝膠放在一個(gè)芯棒上，使之形成一個(gè)對(duì)管的內(nèi)壁具有良好滑動(dòng)性的表層，而后凝膠進(jìn)行預(yù)聚合。然后，涂敷碳纖維組織層，并在適宜溫度下焙燒至完全聚合為止。這種添加凝膠的外層是有助于得到一個(gè)磨擦系數(shù)小的外表面。
含碳的管或圓柱體在加工成時(shí)經(jīng)常受長(zhǎng)度的限制，使用時(shí)需要多根管件連接才能達(dá)到所需要的長(zhǎng)度。
US-A-4 941 692文獻(xiàn)中設(shè)計(jì)了一種這種用粘著成型的銜接管的方法制成最長(zhǎng)的管件，再用適宜的含有碳纖維的樹(shù)脂制成套管，用來(lái)加固連接區(qū)。
當(dāng)管件必須適應(yīng)不同的長(zhǎng)度時(shí)，最好采用插入式連接，用文獻(xiàn)FR-A-2 772 301所介紹的凝膠來(lái)保證管之間的相對(duì)滑動(dòng)性。不過(guò)，還是需要有一種固定全長(zhǎng)的方法。而在管件的一端適當(dāng)設(shè)置一個(gè)套管，必要時(shí)帶有一種螺紋則使其能同一個(gè)旋緊件或類(lèi)似件相結(jié)合。在這種情況下，套管就必需牢牢地固定在碳管上，然而，碳管表面的磨擦系數(shù)卻都很小。
本發(fā)明所設(shè)計(jì)出的由復(fù)合材料制成一個(gè)管件，再配上一個(gè)套管而制成一種組件，就可以克服上述不足，套管的作用是用來(lái)旋緊連接另一個(gè)同心管的。
按照本發(fā)明，組件有一個(gè)由浸有樹(shù)脂的碳纖維復(fù)合材料制成的管件，管的一端設(shè)置一個(gè)由塑料如聚酰胺制成的套管，必要時(shí)帶有連接螺紋，套管是將材料注入管的模具內(nèi)模制獲得的。
優(yōu)選的是，該管件至少有兩個(gè)相鄰的碳纖維層，內(nèi)層的纖維主要是縱向排列，而外層的纖維則是螺紋狀排列。
優(yōu)選的是，組成套管的材料帶有短纖維，并且，在約-50℃和+100℃的溫度之間，該套管的熱膨脹系數(shù)明顯地等于該管件的熱膨脹系數(shù)。所適用的短纖維最好是玻璃纖維。
優(yōu)選的是，在放置有套管的管端設(shè)置許多凹凸紋，以便套管的材料在注入模具時(shí)能夠?qū)⑵涮顫M。
通過(guò)閱讀下面的說(shuō)明書(shū)、非局限性的實(shí)施方式以及兩幅附圖，就能更清楚地理解本發(fā)明、本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點(diǎn)和特征

圖1表示本發(fā)明用復(fù)合材料制成的一根管件的縱剖面圖；圖2a和圖2b表示在碳管的一端固定套管用的兩種類(lèi)型的凹凸紋；以及圖3a和圖3b表示本發(fā)明的兩種套管的剖面圖。
參看上述附圖，圖1表示了本發(fā)明管件的縱剖面圖。此管件可以是主管或與主管同心的副管，并采用了滑動(dòng)式插入連接。管件上有一個(gè)軸心線10，在實(shí)施例中，它帶有兩個(gè)相鄰的浸有環(huán)氧樹(shù)脂的碳纖維層12，14。當(dāng)然，該管還可以帶有其它的碳纖維層或無(wú)碳纖維層。
內(nèi)層12所含的纖維主要平行于管件的軸心線10，也就是說(shuō)是縱向纖維，而外層14所含的纖維則可以排成螺紋狀或交叉狀。
這樣，管件就得到了很強(qiáng)的剛性，因而就避免了該管件沿縱軸向10出現(xiàn)任何彎曲，尤其是該管件在無(wú)支撐使用時(shí)。
優(yōu)選的是，在管件的內(nèi)壁涂覆一層聚合的凝膠，以保證極小的磨擦系數(shù)，有利于幾個(gè)同心管的插入式連接。
如圖3所示，管件的一端設(shè)有一個(gè)套管30。這個(gè)套管30是將一種材料如含有纖維的聚酰胺直接注入管件的模具內(nèi)而模制獲得的。
為了便于將套管30牢固地固定在管件上，如圖2a和圖2b所示，在管件的相關(guān)端部設(shè)有許多凹凸紋20、22。在圖2a中，用軸向槽20表示凹凸紋，而在圖2b中，則用橢圓孔22表示凹凸紋。
凹凸紋還可選用其它任何形狀，如縱槽狀、表面波紋狀、環(huán)形峽谷狀或螺紋峽谷狀、圓孔狀，甚至，可以根據(jù)所期望的固定方法，采用上述這些混合形狀的凹凸紋(旋轉(zhuǎn)移動(dòng)法和/或軸向直線移動(dòng)法)。
優(yōu)選的是，只在管件的外層14制作此類(lèi)凹凸紋，以便不影響管件的整體剛性；在這種情況下，可以說(shuō)凹凸紋是盲孔狀。然而，也可以將凹凸紋制成通孔狀，橫穿透兩層含有碳纖維的復(fù)合材料層12、14。
特殊的方式是，利用一個(gè)其外徑明顯等于管件內(nèi)徑的柱銷(xiāo)(圖內(nèi)未表示)制成本發(fā)明管件。首先，將耐磨凝膠16預(yù)先聚合，然后在它上面涂覆兩層12和14含有碳纖維的環(huán)氧樹(shù)脂層。硬化后，在按所需長(zhǎng)度在管件切割前或切割后，對(duì)管件進(jìn)行部分加工而獲得凹凸紋20、22。
然后，在裝配套管的那一端放置一個(gè)模具并注入以聚酰胺為主的材料。這種材料最好含有短纖維，例如玻璃纖維。其選擇用量應(yīng)該使管件和套管的相關(guān)的膨脹系數(shù)明顯地完全等于它們?cè)?50℃和+100℃左右的使用氣候下的膨脹系數(shù)。再將材料注入模型內(nèi)待硬化。
按照這種方式，注入的材料剛好直接填滿了凹凸紋20、22，保證了所要求的固定。
套管30可以具有各種形狀，如圖3a和圖3b中僅僅表示了其中兩種形狀。套管30有一凸肩32，用來(lái)?yè)巫」芗?。頸部34是接納旋緊裝置的。在圖3a中，該旋緊裝置就是通過(guò)一個(gè)鋁制螺紋環(huán)36螺接在頸部34。在圖3b中，它通過(guò)預(yù)置的螺紋部分38直接螺接在頸部。
在使用插接的方式中，外管支撐在凸肩32上，而內(nèi)管的外徑則明顯地等于頸部34的內(nèi)徑。于是，或在套管30的頸部34中至少采用一種縱裂縫，或在頸部34和內(nèi)管之間采用一個(gè)塑料環(huán)，使兩管的相關(guān)位置得到了鎖固，當(dāng)鎖緊裝置螺接在螺距36、38上，借助于塑料環(huán)，使套管30直接鎖住內(nèi)管。
專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員用上述這種組件就能制造出拍照和/或測(cè)量時(shí)用的至少是一條腿的支架。
在一個(gè)實(shí)施例中，管件的外徑為24mm，而套管30的頸部34的內(nèi)徑為21mm。套管伸入管內(nèi)大約25mm的長(zhǎng)度，同時(shí)頸部的長(zhǎng)度約為14mm。槽20(圖2a)或洞22(圖2b)大約穿入管件的碳制外層14內(nèi)0.5mm深。在另一實(shí)施例中，孔22橫穿透兩層。
我們雖然描述并解釋了本發(fā)明的最優(yōu)選的實(shí)施方式，但專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員還會(huì)對(duì)它作出各種變化和改進(jìn)，但這些改進(jìn)都不能超出本發(fā)明如下所述的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種一端有套管(30)的管件組成的組件，管件由浸有樹(shù)脂的碳纖維復(fù)合材料制成，套管(30)由塑料如聚酰胺制成，可帶有連接螺紋(36，38)，其特征在于該套管(30)是將材料注入上述管件的模具內(nèi)模制獲得的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于制成管件的復(fù)合材料帶有相鄰的兩層(12，14)浸有碳的碳纖維層，內(nèi)層(12)的纖維主要是縱向排列，而外層(14)的纖維則是螺紋狀排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組件，其特征在于組成該套管(30)的材料添加有短纖維，以便在大約-50和+100℃之間的溫度氣候下，使套管的熱膨脹系數(shù)明顯等于該管件的熱膨脹系數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組件，其特征在于該短纖維是玻璃纖維。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的組件，其特征在于該管件的一端配有套管(30)，套管上有許多凹凸紋(20，22)，而該套管(30)的材料是在注入復(fù)制模型的時(shí)才添滿這些凹凸紋的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組件，其特征在于該凹凸紋(20，22)只設(shè)計(jì)在該管件的外層(14)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的組件，其特征在于該凹凸紋(20，22)可選用軸向槽和縱向槽狀、類(lèi)似的表面波紋狀、環(huán)形峽谷狀、螺紋峽谷狀、各種通孔或盲孔狀，以及上述形狀混合而成的形狀。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的組件，其特征在于該管件是通過(guò)一個(gè)剛性柱銷(xiāo)實(shí)現(xiàn)的，其外徑明顯等于該管件的內(nèi)徑。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的組件，其特征在于該管件以插接方式連接另一個(gè)直徑較小的同心管。
10.支撐裝置，尤其是拍照時(shí)所用的支撐裝置，其特征在于至少帶有一個(gè)符合上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的組件制成的支腿。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由一端有套管(30)的管件組成的組件,管件由浸有樹(shù)脂的碳纖維復(fù)合材料制成,套管(30)由塑料如聚酰胺制成,可帶有連接螺紋(36,39)。本發(fā)明的特征在于該管件至少有一層復(fù)合材料,而套管(30)則是將材料注入管件的模具內(nèi)而模制成的。優(yōu)選的是,構(gòu)成管件的復(fù)合材料帶有兩層相鄰的浸碳的碳纖維層(12,14),內(nèi)層(12)的纖維主要是縱向排列,而外層(14)的纖維則是螺紋狀排列。
文檔編號(hào)F16B11/00GK1365437SQ0081091
公開(kāi)日2002年8月21日 申請(qǐng)日期2000年7月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月26日
發(fā)明者洛朗·大衛(wèi), 米歇爾·米特勒斯達(dá)德 申請(qǐng)人:吉佐控股股份有限公司