一种车用软管的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种车用软管，包括呈中空设置的外皮以及设置在外皮内的内衬管，内衬管和外皮之间依次设有第一扁丝、钢丝层和第二扁丝，第一扁丝同轴心设置在内衬管外壁且呈螺旋状紧密包裹内衬管，钢丝层同轴心设置在第一扁丝外壁，钢丝层由若干均匀分布在第一扁丝外壁的钢条构成，第二扁丝同轴心设置且呈螺旋状紧密包裹钢丝层，第二扁丝与外皮内壁紧密贴合；其中，内衬管由尼龙复合材料制成，强度、韧性、耐磨性等力学性能较好。而且在软管使用时，第一扁丝能有效防止内衬管变形，钢丝层可以有效防止软管拉伸或压缩，进一步防止了软管的变形，第二扁丝的设计加固了内衬管、第一扁丝和钢丝层相互之间的联接，防止变形，提高了软管的使用寿命。
【专利说明】一种车用软管
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于汽车零部件【技术领域】，涉及一种车用软管。
【背景技术】
[0002]汽车作为人们的代步工具，是主要的交通工具之一。汽车有许多分布在车身各个方位的零部件，因为这类零部件大多为刚性材料制成，且安装在不同方位，所以它们不适合直接连接进行传动，因此软轴就普遍地出现在车身内。因操纵机构与汽车的离合器为刚性结构且安装位置较远，所以软轴尤其适用于汽车的操纵机构与汽车离合器的连接。
[0003]众所周知，驾驶员如需改变行车的速度，就必须通过操纵操纵杆摆动来实现，操纵系统进行了两个方向的往复行程，因此软轴需要承载两个方向的作用力，即推力和拉力。软轴的质量直接决定了汽车的变速性能。
[0004]软轴包括芯轴和软管，而软管包裹芯轴，软管是软轴的关键部位。在上述的往复行程中，软管的耐磨性和不易变形是决定软轴寿命重要关键要素之一。
[0005]综上所述，需要设计一种耐磨性好、不易变形的车用软管。
【发明内容】
[0006]本发明的目 的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种耐磨性好、不易变形的车用软管。
[0007]本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种车用软管，包括呈中空设置的外皮以及设置在外皮内的内衬管，所述内衬管和外皮之间依次设有第一扁丝、钢丝层和第二扁丝，所述第一扁丝同轴心设置在内衬管外壁且呈螺旋状紧密包裹内衬管，所述钢丝层同轴心设置在第一扁丝外壁，所述钢丝层由若干均匀分布在第一扁丝外壁的钢条构成，所述第二扁丝同轴心设置且呈螺旋状紧密包裹钢丝层，所述第二扁丝与外皮内壁紧密贴合；其中，所述内衬管由尼龙复合材料制成，所述尼龙复合材料由以下重量份数成分组成:尼龙1311:60-90份，POM:5_25份，碳纤维:10-30份，硅酮粉:1_3份，热塑性聚氨酯弹性体:0.5-10份，增容剂:6-9份，抗氧剂:0.5-2份。
[0008]本发明车用软管中的内衬管由尼龙复合材料制成，而尼龙复合材料主要由POMj^纤维和一些助剂增强尼龙1311制成。尼龙1311具有良好的物理机械性能，其拉伸强度、冲击强度、弯曲强度、弯曲弹性模量等性能和尼龙12相当，吸水率明显小于尼龙12 ;弯曲模量、冲击强度和尼龙11相当.断裂伸长率明显高于尼龙11，同时具有良好的电性能和热性能，是一种性能优良的新型工程塑料。而POM产量大，钢性、强度、弹性、耐疲劳性、耐化学品性、耐磨性等综合性能优良。将POM与尼龙1311共混，结合两种聚合物的优点制备出高强度、高耐磨性等力学性能较好的内衬管。
[0009]此外，内衬管的材料中还加入了增强体系、助剂等辅助材料。其中，碳纤维增强体系质量轻、强度大，在重量仅相当于钢材重量的20-30%的情况下，硬度却达到钢材的10倍以上。所以用碳纤维增强体系增强内衬管时不仅可以使内衬管轻量化，而且强度、耐磨性更高。而硅酮粉是一种刚性粒子，粒径在1-3 μ m，具有一定的耐磨性，将硅酮粉加入到复合材料中可起到成核剂的作用，在结晶过程中能形成许多细小的球晶，并能较好地分散到复合材料中，改善润滑性、耐磨性和结晶状态，使复合材料有较细的纹理结构，从而使复合材料制成的内衬管的强度、热变形温度得到提高，摩擦因数降低，耐磨性能提高。另外，热塑性聚氨酯弹性体能与POM分子形成氢键，从而起到很好的增韧作用，提高制品内衬管的韧性。
[0010]但是，上述材料在混合体系中并不能很好的相容，所以本发明在复合材料体系中加入了增容剂，增容剂为市售普通增容剂中的一种或多种，如:聚丁二烯接枝马来酸酐(PB-g-MAH)、聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH)。这些接枝后的增容剂一端与材料体系中的尼龙1311有较好的相容性，另一端与碳纤维增强体系等其它组分相连，改善了尼龙1311与材料体系中其它组分的相容性，也可以改善韧性。而抗氧剂的加入主要是为了抑制空气中的氧气对复合材料的氧化分解作用，改善本发明材料在有氧空气中加热后物理性能的保留。所述抗氧剂也是市售普通抗氧剂中的一种或多种，如:抗氧化剂B215、抗氧化剂B225、抗氧化剂1010、抗氧化剂1076。
[0011]此外，上述尼龙复合材料的各组份的重量份数是在尼龙1311添加60-90份的基础上确定的，如果添加过少，则无法满足制品内衬管的性能要求，如果添加量过多，则会影响复合材料的结构，过多的组分有可能出现自成一相的趋势，降低复合材料强度、耐磨性等力学性能，同样也会影响内衬管的性能。
[0012]在上述的一种车用软管中，所述内衬管由尼龙复合材料制成，所述尼龙复合材料由以下重量份数成分组成:尼龙1311:80份，POM: 15份，碳纤维:20份，硅酮粉:2份，热塑性聚氨酯弹性体:4份，增容剂:7份，抗氧剂:1份。此配制是制备本发明内衬管的尼龙复合材料的组成成分及其重量份数的进一步优化，通过此优化配方制成强度、耐磨性等力学性能均较佳的内衬管。
[0013]在上述的一种车用软管中，所述内衬管的制备方法包括以下步骤:
[0014]S1、按上述尼龙复合材料的组成成分及其重量份数称取原料，同时将高速注塑机中的料筒加热到200-300°C，然后将上述称取的原料充分混合均匀并添加到料筒中，加热到熔融状态；
[0015]S2、将熔融状态的原料经过热流道的喷嘴注射到加热后的内衬管的模具中，经保压、冷却成型、开模制得内衬管。
[0016]在上述的一种车用软管中，所述内衬管的制备方法中步骤S2中热流道温度为230-280°C，模具温度为50-80°C，注射压力为10_15MPa，保压压力为8_12MPa，保压时间为6_12s,冷却时间为l_6min。
[0017]在上述的一种车用软管中，所述第一扁丝、第二扁丝均呈扁平条状设置且由不锈钢材料制成。不锈钢材料硬度、刚性、强度较高，本身不易变形，用不锈钢制成的扁丝紧密包裹内衬管，能有效防止内衬管变形。
[0018]在上述的一种车用软管中，所述第一扁丝相邻两段的外侧壁紧密贴合。
[0019]在上述的一种车用软管中，所述第二扁丝相邻两段的外侧壁均有一定距离。
[0020]在上述的一种车用软管中，所述钢条相邻两根间隙为零。
[0021]与现有技术相比，本发明以下有益效果:
[0022]1、本发明车用软管中的内衬管采用尼龙复合材料制成，尼龙1311作为一种综合性能优良的新型工程塑料，结合POM制备出高强度、高韧性、高耐磨性等力学性能较好的内衬管，提高车用软管的寿命。
[0023]2、制备内衬管的尼龙复合材料中还复配了碳纤维增强体系和成核剂硅酮粉，有效提高了内衬管的强度、韧性、热变形温度，降低摩擦因数，提高内衬管的耐磨性，从而提高内衬管的使用寿命。
[0024]3、在软管使用时，第一扁丝能有效防止内衬管变形。
[0025]4、软管在使用时，将会承受拉力和推力，而钢丝层可以有效防止软管拉伸或压缩，进一步防止了软管的变形，提高了软管的使用寿命。
[0026]5、第二扁丝的设计加固了内衬管、第一扁丝和钢丝层相互之间的联接，防止变形。【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是本发明一较佳实施例的截面示意图。
[0028]图2是本发明一较佳实施例的剖视图。
[0029]图中，10、外皮；20、内衬管；30、第一扁丝；40、第二扁丝；50、钢丝层；51、钢条。【具体实施方式】
[0030]以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0031]如图1和图2所示，本车用软管包括呈中空设置的外皮10以及设置在外皮内的内衬管20，内衬管20和外皮10之间依次设有第一扁丝30、钢丝层50和第二扁丝40，第一扁丝30同轴心设置在内衬管20外壁且呈螺旋状紧密包裹内衬管20，钢丝层50同轴心设置在第一扁丝30外壁，钢丝层50由多根均匀分布在第一扁丝30外壁的钢条51构成，第二扁丝40同轴心设置且呈螺旋状紧密包裹钢丝层50，第二扁丝40与外皮10内壁紧密贴合。
[0032]软管在使用时将会承受拉力和推力，钢丝层50的存在提高了软管的强度，可以有效防止软管拉伸或压缩，防止了软管的变形，提高了软管的使用寿命。
[0033]软管能为了更好地传递力，不但要达到强度的要求，而且要求软管各层之间无相对运动，第一扁丝30紧密缠绕在内衬管20外壁上，将内衬管20及其里面的芯轴(图中未标出)束缚住，在软管承受力的作用时，内衬管20无变形；因钢丝层50由多根钢条51构成，用第二扁丝40缠绕在钢丝层50外壁上，不但达到了钢丝层50与第一扁丝30紧密贴合，而且使得钢条51集中分布，进一步加强了软管的强度，外皮10在保护了软管内部的结构的同时提高了软管内各层的紧密贴合。
[0034]优选地，内衬管20由尼龙复合材料制成，所述尼龙复合材料由以下重量份数成分组成:尼龙1311:60-90份，POM:5_25份，碳纤维:10-30份，硅酮粉:1_3份，热塑性聚氨酯弹性体:0.5-10份，增容剂:6-9份，抗氧剂:0.5-2份。内衬管20采用上述尼龙复合材料制成可以增加内衬管20的耐磨性，内衬管20与芯轴直接接触，内衬管20将与芯轴产生摩擦，内衬管20的耐磨性能直接影响软管的寿命，增加了耐磨性直接增加了软管的使用寿命。
[0035]优选地，第一扁丝30与第二扁丝40均呈扁平条状设置且由不锈钢材料制成，防止软管内部变形，同时节约材料。
[0036]进一步优选地，第一扁丝30相邻两段的外侧壁紧密贴合，使得第一扁丝30完全包覆内衬管20，能有效防止内衬管20变形。
[0037]进一步优选地，第二扁丝40相邻两段的外侧壁均有一定距离，第二扁丝40加固了内衬管20、第一扁丝30和钢丝层50相互之间的联接并且防止钢条51脱离固定位置，间接防止了软管在使用过程中变形。
[0038]优选地，钢条51相邻两根间隙为零，钢条51分布更紧密，钢条51之间无相对运动，钢丝层50更加稳固，能有效防止软管变形。
[0039]表1:本发明实施例1-4内衬管的组成成分及其重量份数
[0040]
【权利要求】
1.一种车用软管，包括呈中空设置的外皮以及设置在外皮内的内衬管，其特征在于，所述内衬管和外皮之间依次设有第一扁丝、钢丝层和第二扁丝，所述第一扁丝同轴心设置在内衬管外壁且呈螺旋状紧密包裹内衬管，所述钢丝层同轴心设置在第一扁丝外壁，所述钢丝层由若干均匀分布在第一扁丝外壁的钢条构成，所述第二扁丝同轴心设置且呈螺旋状紧密包裹钢丝层，所述第二扁丝与外皮内壁紧密贴合；其中，所述内衬管由尼龙复合材料制成，所述尼龙复合材料由以下重量份数成分组成:尼龙1311:60-90份，POM:5-25份，碳纤维:10-30份，硅酮粉:1-3份，热塑性聚氨酯弹性体:0.5-10份，增容剂:6-9份，抗氧剂:0.5-2 份。
2.根据权利要求1所述的一种车用软管，其特征在于，所述内衬管由尼龙复合材料制成，所述尼龙复合材料由以下重量份数成分组成:尼龙1311:80份，POM:15份，碳纤维:20份，硅酮粉:2份，热塑性聚氨酯弹性体:4份，增容剂:7份，抗氧剂:1份。
3.根据权利要求1所述的一种车用软管，其特征在于，所述内衬管的制备方法包括以下步骤: 51、按权利要求1所述的尼龙复合材料的组成成分及其重量份数称取原料，同时将高速注塑机中的料筒加热到200-300°C，然后将上述称取的原料充分混合均匀并添加到料筒中，加热到熔融状态； 52、将熔融状态的原料经过热流道的喷嘴注射到加热后的内衬管的模具中，经保压、冷却成型、开模制得内衬管。
4.根据权利要求3所述的一种车用软管，其特征在于，所述内衬管的制备方法中步骤S2中热流道温度为230-280°C，模具温度为50_80°C，注射压力为10_15MPa，保压压力为8-12MPa，保压时间为6-12s，冷却时间为l_6min。
5.根据权利要求1所述的一种车用软管，其特征在于，所述第一扁丝、第二扁丝均呈扁平条状设置且由不锈钢材料制成。
6.根据权利要求1所述的一种车用软管，其特征在于，所述第一扁丝相邻两段的外侧壁紧密贴合。
7.根据权利要求1所述的一种车用软管，其特征在于，所述第二扁丝相邻两段的外侧壁均有一定距离。
8.根据权利要求1所述的一种车用软管，其特征在于，所述钢条相邻两根间隙为零。
【文档编号】C08L75/04GK104033474SQ201410239219
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】钱高法 申请人:宁波高发汽车控制系统股份有限公司