具有保護外部金屬殼套和內部纖維的複合線材的製作方法

2023-06-11 10:06:46

具有保護外部金屬殼套和內部纖維的複合線材的製作方法
【專利摘要】一種複合線材(10)，包括外部層(1)和內部部分(2、3)，所述外部層(1)為線性或螺旋形式，包括金屬材料，所述內部部分包括纖維(2)和/或拉擠杆(3)，纖維(2)和/或拉擠杆(3)布置成平行於複合線材(10)的縱向軸線，或者以扭絞方式來布置。複合線材(10)可以單獨使用或者或者用作股線(12)或繩索(13)的一部分。複合線材(10)具有更高的抗軸向應力性、提高的磨損特性，且與金屬線材相比降低了比重。
【專利說明】具有保護外部金屬殼套和內部纖維的複合線材
[0001]本發明涉及一種特殊類型的線材，該線材包括以金屬材料來實現的外部殼套和纖維的內部部分，以便獨立使用或者用於產生股線或繩索，其特徵在於有利的質量-抗性比率。
[0002]在本領域的情況中，當前已知不同類型的線材或者由該線材產生的股線和繩索，它們完全以鋼或其它金屬材料來實現，具有不可置疑的優點，例如:
[0003]高軸向抗性；
[0004]承受橫向力的很高能力；
[0005]抗磨損現象的很高能力；
[0006]很高的耐腐蝕性。
[0007]所述裝置也有明顯的缺點，例如:
[0008]較差的耐火性，或者更通常是耐高溫暴露性，因此明顯削弱了金屬部分的抗性；
[0009]較高的材料比重，這不可避免地導致由它實現的產品的總體較高重量。
[0010]恰好該後一方面暗示了已知裝置的最關鍵的缺點:實際上，特別是當涉及豎直延伸結構(例如空中索道、海上起重機、漂浮採礦等)時，在非常高和非常大的結構的情況下，不可避免地要考慮用於承受負載的單個部件的重量。
[0011]還有，在裝置將用於水中的情況下(在這種情況下，它們獲得靜液壓推力，這導致它們的總重量減輕大約13% )，與材料的比重相關聯的方面仍然很重要；實際上顯然，當使用的材料的比重越低時，與浮動推力相關聯的重量減輕效果將在百分率上越大。重新確定用於與結構材料的高比重相關聯的問題的可能解決方案在於能夠使用除了金屬之外的材料，例如纖維:這種結構選擇導致實現了具有高度發展的機械特性的線材，因此保證最終產品重量的顯著減小。
[0012]但是並不能使得繩索和股線完全由纖維產生；實際上，即使所述材料有某些高度發展的機械特徵，但是還有一些關鍵點來防止纖維股線用作在實現線材、股線和繩索時的唯一結構材料，例如:
[0013]與快速磨損相關聯的問題；
[0014]較差的抗軸向應力能力；
[0015]相對於金屬材料的更高地受到損壞；
[0016]對可能損壞的較差檢測。
[0017]本發明的目的是提供一種方案，它能夠通過一種裝置來克服本領域情況中特有的比重、效率和耐熱性的主要問題，該裝置能夠優化在質量和抗性之間的比率，從而保持內部纖維性能。
[0018]本發明的另一目的是提供一種裝置，該裝置能夠在構造階段中使用不同的材料種類以及進行不同類型的處理。
[0019]該目的通過一種新穎的複合線材來解決，其特徵在於:金屬材料的外部殼套以及包括纖維和/或拉擠杆的內部部分，從而能夠結合由於使用後面部件而產生的結構優點，還通過保護塗覆殼套來避免關於磨損暴露和損壞的問題。[0020]在下面對優選實施例的說明中將更好地強調本發明的這些和其它特徵，該優選實施例將涉及附圖1/3、2/3和3/3頁，附圖中:
[0021]圖1表示了由線材組成的股線的優選實施例的截面，該線材的特徵在於金屬材料的外部殼套和纖維的內部部分；
[0022]圖2表示了由線材組成的股線的優選實施例的截面，該線材的特徵在於金屬材料的外部殼套、纖維的第一內部層和由拉擠杆表示的第二內部層，整個在進行了壓緊處理之後;
[0023]圖3表示了由股線組成的繩索的優選實施例的截面，該股線再由線材來實現，該線材的特徵在於金屬材料的外部殼套和纖維的內部部分；
[0024]圖4表示了線材的優選實施例的三維視圖，該線材的特徵在於金屬材料的線性外部殼套和成平行束的纖維的內部部分；
[0025]圖5表示了線材的優選實施例的三維視圖，該線材的特徵在於金屬材料的線性外部殼套、布置成平行束的纖維的第一內部層和由拉擠杆表示的第二內部層；
[0026]圖6表示了線材的優選實施例的三維視圖，該線材的特徵在於線性金屬材料的外部殼套和螺旋纖維的內部部分；
[0027]圖7表示了線材的優選實施例的三維視圖，該線材的特徵在於金屬材料的螺旋形外部殼套和成平行束的纖維的內部部分；
[0028]如後面所述，本發明的目的是一種特殊和新穎的複合線材10，該複合線材10有:金屬材料的外部殼套1，具有保護功能；以及纖維2的內部部分，能夠克服在本領域中與比重以及較差耐高溫性和耐壓性相關聯的問題，且其特徵在於有利的質量-抗性比率。
[0029]通過使用以金屬材料來實現的外部殼套I,能夠解決纖維2特有的損壞和抗橫向負載能力差的問題。
[0030]同樣，引入包括纖維2和/或拉擠杆3的內部部分使它能夠獲得明顯的優點，例如:
[0031]明顯降低了結構材料的比重(例如，在由40%的鋼和剩餘60%的高抗性纖維(具有大約1.4的比重)組成的線材10的可能優選實施例中，形成的最終裝置的比重等於鋼的比重的50% (在空氣中)或者40% (在水中))；
[0032]更高的耐火性；
[0033]在高溫情況下有更高的抗高溫性，重要的是在複合線材10包含玻璃纖維3內部芯的情況下；
[0034]在長時間暴露於高溫中的情況下能夠延遲線材10的內部溫度升高；
[0035]對整個負載容量有利。
[0036]圖4至7表示了本發明的優選實施例的三維視圖，它們中的一些只由兩層組成，SP線性(圖4和6)或螺旋形(圖7)的金屬材料外部殼套I以及布置成平行束(圖4和7)或布置成螺旋形(圖7)的纖維2的內部部分，其它實施例還包括由拉擠杆3表示的另一內部部分(圖5)。使用玻璃纖維3的杆作為線材10的最內側層(圖2和5)明顯有利於它的耐高溫和橫向壓力承受的特性。顯然，線材10的軸向和橫向尺寸和抗性特徵以及彈性都能夠利用具有不同抗性、不同直徑或厚度的金屬容納管I而進行不同的調節，也可能螺旋纏繞，再與纖維2和/或拉擠杆3的不同組件進行多種組合，這也能夠使用平行或螺旋束(圖4至7)。
[0037]線材10的耐腐蝕性的外部特徵能夠通過選擇用於實現外部殼套I的材料以及相應的表面精加工(有或沒有要焊接的邊緣)而不同地確定；在後一種情況下，考慮所有其它特徵，肯定能夠檢測到線材10的抗扭轉力的增加。
[0038]最後，纖維2的不同模式的處理和浸潰(樹脂、潤滑劑、緩衝劑)有助於使用的材料的不同內涵。
[0039]還如上所述，所述複合線材10能夠單獨地使用，只要它們提供有專用端部或連接件，或者它們能夠構成束、股線12(圖1)的一部分，這些束、股線12也進行壓緊(圖2)，或者繩索13由所述股線12組成(圖3)。
[0040]由於本發明的目標裝置所特有的、在輕和抗性方面的這些特徵，顯然該裝置主要將用於與各個元件的比重相關聯的方面特別重要的所有領域(海上深水、漂浮採礦、航空學、建築):不過，所述用途只是優選的可能用途，而並不排除其它可能和合適的用途。
[0041]特別是，應當強調，所述線材也能夠用作用於傳導電能的輸送工具，使用塗覆有鋁殼套3的複合股線2:這樣將能夠解決與當前可用的方案的重量和高熱膨脹相關聯的很多問題，當前可用方案的主要特徵是使用鋼和鋁電纜。
[0042]這裡只介紹了本發明的一些優選實施例，在不脫離由下面的權利要求確定的本發明目標的情況下，這些優選實施例將能夠進行變化和/或改變。
【權利要求】
1.複合線材(10)，有特定比重和較高的抗拉伸性，線材獨立使用，或者用作由它形成的束、股線(12)或繩索(13)的一部分，其特徵在於它包括: 至少一個金屬材料的外部殼套(I)，該外部殼套有保護功能； 至少一個內部層，該內部層由纖維(2)的股線組成。
2.根據權利要求1所述的複合線材(10)，其特徵在於:纖維(2)的內部層包含在其中的另一纖維層(3)。
3.根據前述任意一項權利要求所述的複合線材(10)，其特徵在於:所述另一層(3)是拉擠杆。
4.根據權利要求1所述的複合線材(10)，其特徵在於:金屬材料的外部殼套(I)為線性形狀。
5.根據權利要求1所述的複合線材(10)，其特徵在於:金屬材料的外部殼套(I)為螺旋形狀。
6.根據權利要求1至5中任意一項所述的複合線材(10)，其特徵在於:纖維(2)的股線和/或拉擠杆(3)布置成平行束。
7.根據權利要求1至5中任意一項所述的複合線材(10)，其特徵在於:纖維(2)的股線和/或拉擠杆(3)呈螺旋形布置。
8.根據權利要求1所述的複合線材(10)，其特徵在於:金屬容納管(I)在邊緣處焊接。
9.根據權利要求1所述的複合線材(10)，其特徵在於:它優選是用於電能傳導，纖維(2)的保護金屬封套(I)由用於該金屬封套的鋁來製造。
10.一種用於繩索(13)的股線(12)，包括根據前述任意一項權利要求所述的線材(10)。
11.一種繩索(13)，包括一個或多個根據前述任意一項權利要求所述的股線(12)。
【文檔編號】D07B1/02GK104011291SQ201180075424
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2011年10月31日 優先權日:2011年10月31日
【發明者】F·克萊裡西 申請人:瑞得力特克納股份公司