[发明专利]由管和套管构成的组件

说明书

本发明涉及由复合材料制成的管件，管材用浸有树脂的碳纤维，更具体地讲，该管至少有一端设有一个套管，借以将两个同心管连接成整体。本发明涉及三脚架或单脚架支承装置，例如在拍照或测量时所使用。

已知，用环氧树脂浸渍碳纤维作复合材料是为了增加机械强度，而相对地少增加重量。

文献FP-A-2 772 301描述了这种用复合材料制成的管件及其生产方法。将凝胶放在一个芯棒上，使之形成一个对管的内壁具有良好滑动性的表层，而后凝胶进行预聚合。然后，涂敷碳纤维组织层，并在适宜温度下焙烧至完全聚合为止。这种添加凝胶的外层是有助于得到一个磨擦系数小的外表面。

含碳的管或圆柱体在加工成时经常受长度的限制，使用时需要多根管件连接才能达到所需要的长度。

US-A-4 941 692文献中设计了一种这种用粘着成型的衔接管的方法制成最长的管件，再用适宜的含有碳纤维的树脂制成套管，用来加固连接区。

当管件必须适应不同的长度时，最好采用插入式连接，用文献FR-A-2 772 301所介绍的凝胶来保证管之间的相对滑动性。不过，还是需要有一种固定全长的方法。而在管件的一端适当设置一个套管，必要时带有一种螺纹则使其能同一个旋紧件或类似件相结合。在这种情况下，套管就必需牢牢地固定在碳管上，然而，碳管表面的磨擦系数却都很小。

本发明所设计出的由复合材料制成一个管件，再配上一个套管而制成一种组件，就可以克服上述不足，套管的作用是用来旋紧连接另一个同心管的。

按照本发明，组件有一个由浸有树脂的碳纤维复合材料制成的管件，管的一端设置一个由塑料如聚酰胺制成的套管，必要时带有连接螺纹，套管是将材料注入管的模具内模制获得的。

优选的是，该管件至少有两个相邻的碳纤维层，内层的纤维主要是纵向排列，而外层的纤维则是螺纹状排列。

优选的是，组成套管的材料带有短纤维，并且，在约-50℃和+100℃的温度之间，该套管的热膨胀系数明显地等于该管件的热膨胀系数。所适用的短纤维最好是玻璃纤维。

优选的是，在放置有套管的管端设置许多凹凸纹，以便套管的材料在注入模具时能够将其填满。

通过阅读下面的说明书、非局限性的实施方式以及两幅附图，就能更清楚地理解本发明、本发明的其它目的、优点和特征：

图1表示本发明用复合材料制成的一根管件的纵剖面图；

图2a和图2b表示在碳管的一端固定套管用的两种类型的凹凸纹；以及

图3a和图3b表示本发明的两种套管的剖面图。

参看上述附图，图1表示了本发明管件的纵剖面图。此管件可以是主管或与主管同心的副管，并采用了滑动式插入连接。管件上有一个轴心线10，在实施例中，它带有两个相邻的浸有环氧树脂的碳纤维层12，14。当然，该管还可以带有其它的碳纤维层或无碳纤维层。

内层12所含的纤维主要平行于管件的轴心线10，也就是说是纵向纤维，而外层14所含的纤维则可以排成螺纹状或交叉状。

这样，管件就得到了很强的刚性，因而就避免了该管件沿纵轴向10出现任何弯曲，尤其是该管件在无支撑使用时。

优选的是，在管件的内壁涂覆一层聚合的凝胶，以保证极小的磨擦系数，有利于几个同心管的插入式连接。

如图3所示，管件的一端设有一个套管30。这个套管30是将一种材料如含有纤维的聚酰胺直接注入管件的模具内而模制获得的。

为了便于将套管30牢固地固定在管件上，如图2a和图2b所示，在管件的相关端部设有许多凹凸纹20、22。在图2a中，用轴向槽20表示凹凸纹，而在图2b中，则用椭圆孔22表示凹凸纹。

凹凸纹还可选用其它任何形状，如纵槽状、表面波纹状、环形峡谷状或螺纹峡谷状、圆孔状，甚至，可以根据所期望的固定方法，采用上述这些混合形状的凹凸纹(旋转移动法和/或轴向直线移动法)。

优选的是，只在管件的外层14制作此类凹凸纹，以便不影响管件的整体刚性；在这种情况下，可以说凹凸纹是盲孔状。然而，也可以将凹凸纹制成通孔状，横穿透两层含有碳纤维的复合材料层12、14。

特殊的方式是，利用一个其外径明显等于管件内径的柱销(图内未表示)制成本发明管件。首先，将耐磨凝胶16预先聚合，然后在它上面涂覆两层12和14含有碳纤维的环氧树脂层。硬化后，在按所需长度在管件切割前或切割后，对管件进行部分加工而获得凹凸纹20、22。