具有保护外部金属壳套和内部纤维的复合线材的制作方法
【专利摘要】一种复合线材(10)，包括外部层(1)和内部部分(2、3)，所述外部层(1)为线性或螺旋形式，包括金属材料，所述内部部分包括纤维(2)和/或拉挤杆(3)，纤维(2)和/或拉挤杆(3)布置成平行于复合线材(10)的纵向轴线，或者以扭绞方式来布置。复合线材(10)可以单独使用或者或者用作股线(12)或绳索(13)的一部分。复合线材(10)具有更高的抗轴向应力性、提高的磨损特性，且与金属线材相比降低了比重。
【专利说明】具有保护外部金属壳套和内部纤维的复合线材
[0001]本发明涉及一种特殊类型的线材，该线材包括以金属材料来实现的外部壳套和纤维的内部部分，以便独立使用或者用于产生股线或绳索，其特征在于有利的质量-抗性比率。
[0002]在本领域的情况中，当前已知不同类型的线材或者由该线材产生的股线和绳索，它们完全以钢或其它金属材料来实现，具有不可置疑的优点，例如:
[0003]高轴向抗性；
[0004]承受横向力的很高能力；
[0005]抗磨损现象的很高能力；
[0006]很高的耐腐蚀性。
[0007]所述装置也有明显的缺点，例如:
[0008]较差的耐火性，或者更通常是耐高温暴露性，因此明显削弱了金属部分的抗性；
[0009]较高的材料比重，这不可避免地导致由它实现的产品的总体较高重量。
[0010]恰好该后一方面暗示了已知装置的最关键的缺点:实际上，特别是当涉及竖直延伸结构(例如空中索道、海上起重机、漂浮采矿等)时，在非常高和非常大的结构的情况下，不可避免地要考虑用于承受负载的单个部件的重量。
[0011]还有，在装置将用于水中的情况下(在这种情况下，它们获得静液压推力，这导致它们的总重量减轻大约13% )，与材料的比重相关联的方面仍然很重要；实际上显然，当使用的材料的比重越低时，与浮动推力相关联的重量减轻效果将在百分率上越大。重新确定用于与结构材料的高比重相关联的问题的可能解决方案在于能够使用除了金属之外的材料，例如纤维:这种结构选择导致实现了具有高度发展的机械特性的线材，因此保证最终产品重量的显著减小。
[0012]但是并不能使得绳索和股线完全由纤维产生；实际上，即使所述材料有某些高度发展的机械特征，但是还有一些关键点来防止纤维股线用作在实现线材、股线和绳索时的唯一结构材料，例如:
[0013]与快速磨损相关联的问题；
[0014]较差的抗轴向应力能力；
[0015]相对于金属材料的更高地受到损坏；
[0016]对可能损坏的较差检测。
[0017]本发明的目的是提供一种方案，它能够通过一种装置来克服本领域情况中特有的比重、效率和耐热性的主要问题，该装置能够优化在质量和抗性之间的比率，从而保持内部纤维性能。
[0018]本发明的另一目的是提供一种装置，该装置能够在构造阶段中使用不同的材料种类以及进行不同类型的处理。
[0019]该目的通过一种新颖的复合线材来解决，其特征在于:金属材料的外部壳套以及包括纤维和/或拉挤杆的内部部分，从而能够结合由于使用后面部件而产生的结构优点，还通过保护涂覆壳套来避免关于磨损暴露和损坏的问题。[0020]在下面对优选实施例的说明中将更好地强调本发明的这些和其它特征，该优选实施例将涉及附图1/3、2/3和3/3页，附图中:
[0021]图1表示了由线材组成的股线的优选实施例的截面，该线材的特征在于金属材料的外部壳套和纤维的内部部分；
[0022]图2表示了由线材组成的股线的优选实施例的截面，该线材的特征在于金属材料的外部壳套、纤维的第一内部层和由拉挤杆表示的第二内部层，整个在进行了压紧处理之后;
[0023]图3表示了由股线组成的绳索的优选实施例的截面，该股线再由线材来实现，该线材的特征在于金属材料的外部壳套和纤维的内部部分；
[0024]图4表示了线材的优选实施例的三维视图，该线材的特征在于金属材料的线性外部壳套和成平行束的纤维的内部部分；
[0025]图5表示了线材的优选实施例的三维视图，该线材的特征在于金属材料的线性外部壳套、布置成平行束的纤维的第一内部层和由拉挤杆表示的第二内部层；
[0026]图6表示了线材的优选实施例的三维视图，该线材的特征在于线性金属材料的外部壳套和螺旋纤维的内部部分；
[0027]图7表示了线材的优选实施例的三维视图，该线材的特征在于金属材料的螺旋形外部壳套和成平行束的纤维的内部部分；
[0028]如后面所述，本发明的目的是一种特殊和新颖的复合线材10，该复合线材10有:金属材料的外部壳套1，具有保护功能；以及纤维2的内部部分，能够克服在本领域中与比重以及较差耐高温性和耐压性相关联的问题，且其特征在于有利的质量-抗性比率。
[0029]通过使用以金属材料来实现的外部壳套I,能够解决纤维2特有的损坏和抗横向负载能力差的问题。
[0030]同样，引入包括纤维2和/或拉挤杆3的内部部分使它能够获得明显的优点，例如:
[0031]明显降低了结构材料的比重(例如，在由40%的钢和剩余60%的高抗性纤维(具有大约1.4的比重)组成的线材10的可能优选实施例中，形成的最终装置的比重等于钢的比重的50% (在空气中)或者40% (在水中))；
[0032]更高的耐火性；
[0033]在高温情况下有更高的抗高温性，重要的是在复合线材10包含玻璃纤维3内部芯的情况下；
[0034]在长时间暴露于高温中的情况下能够延迟线材10的内部温度升高；
[0035]对整个负载容量有利。
[0036]图4至7表示了本发明的优选实施例的三维视图，它们中的一些只由两层组成，SP线性(图4和6)或螺旋形(图7)的金属材料外部壳套I以及布置成平行束(图4和7)或布置成螺旋形(图7)的纤维2的内部部分，其它实施例还包括由拉挤杆3表示的另一内部部分(图5)。使用玻璃纤维3的杆作为线材10的最内侧层(图2和5)明显有利于它的耐高温和横向压力承受的特性。显然，线材10的轴向和横向尺寸和抗性特征以及弹性都能够利用具有不同抗性、不同直径或厚度的金属容纳管I而进行不同的调节，也可能螺旋缠绕，再与纤维2和/或拉挤杆3的不同组件进行多种组合，这也能够使用平行或螺旋束(图4至7)。
[0037]线材10的耐腐蚀性的外部特征能够通过选择用于实现外部壳套I的材料以及相应的表面精加工(有或没有要焊接的边缘)而不同地确定；在后一种情况下，考虑所有其它特征，肯定能够检测到线材10的抗扭转力的增加。
[0038]最后，纤维2的不同模式的处理和浸溃(树脂、润滑剂、缓冲剂)有助于使用的材料的不同内涵。
[0039]还如上所述，所述复合线材10能够单独地使用，只要它们提供有专用端部或连接件，或者它们能够构成束、股线12(图1)的一部分，这些束、股线12也进行压紧(图2)，或者绳索13由所述股线12组成(图3)。
[0040]由于本发明的目标装置所特有的、在轻和抗性方面的这些特征，显然该装置主要将用于与各个元件的比重相关联的方面特别重要的所有领域(海上深水、漂浮采矿、航空学、建筑):不过，所述用途只是优选的可能用途，而并不排除其它可能和合适的用途。
[0041]特别是，应当强调，所述线材也能够用作用于传导电能的输送工具，使用涂覆有铝壳套3的复合股线2:这样将能够解决与当前可用的方案的重量和高热膨胀相关联的很多问题，当前可用方案的主要特征是使用钢和铝电缆。
[0042]这里只介绍了本发明的一些优选实施例，在不脱离由下面的权利要求确定的本发明目标的情况下，这些优选实施例将能够进行变化和/或改变。
【权利要求】
1.复合线材(10)，有特定比重和较高的抗拉伸性，线材独立使用，或者用作由它形成的束、股线(12)或绳索(13)的一部分，其特征在于它包括: 至少一个金属材料的外部壳套(I)，该外部壳套有保护功能； 至少一个内部层，该内部层由纤维(2)的股线组成。
2.根据权利要求1所述的复合线材(10)，其特征在于:纤维(2)的内部层包含在其中的另一纤维层(3)。
3.根据前述任意一项权利要求所述的复合线材(10)，其特征在于:所述另一层(3)是拉挤杆。
4.根据权利要求1所述的复合线材(10)，其特征在于:金属材料的外部壳套(I)为线性形状。
5.根据权利要求1所述的复合线材(10)，其特征在于:金属材料的外部壳套(I)为螺旋形状。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的复合线材(10)，其特征在于:纤维(2)的股线和/或拉挤杆(3)布置成平行束。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的复合线材(10)，其特征在于:纤维(2)的股线和/或拉挤杆(3)呈螺旋形布置。
8.根据权利要求1所述的复合线材(10)，其特征在于:金属容纳管(I)在边缘处焊接。
9.根据权利要求1所述的复合线材(10)，其特征在于:它优选是用于电能传导，纤维(2)的保护金属封套(I)由用于该金属封套的铝来制造。
10.一种用于绳索(13)的股线(12)，包括根据前述任意一项权利要求所述的线材(10)。
11.一种绳索(13)，包括一个或多个根据前述任意一项权利要求所述的股线(12)。
【文档编号】D07B1/02GK104011291SQ201180075424
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2011年10月31日 优先权日:2011年10月31日
【发明者】F·克莱里西 申请人:瑞得力特克纳股份公司