CN102056718A - 强化的涂有金刚石的电缆及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制造强化的涂有金刚石的缆线的方法，所述涂有金刚石的缆线用于切割钢、混凝土、钢筋混凝土、石材或类似物的材料和结构，其中，所述涂有金刚石的缆线包括优选地由诸如钢或类似物的金属材料制成的多个外部绞合线(101)和沿着所述外部绞合线(101)插入的一系列护层(2)，所述外部绞合线(101)螺旋缠绕可能的内部中心绞合线(201)，所述护层(2)在外部轮廓(202)上支承由强研磨材料制成的突出构件，所述强研磨材料为例如工业金刚石或类似物，所述方法的特征在于包括以下步骤：a)在各对相继的护层(2’，2”)之间至少部分地展开所述外部绞合线(101)，以便使所述外部绞合线(101)分隔开，从而在所述外部绞合线(101)和所述内部中心绞合线(201)之间产生自由空间(3，3’)，b)在一个外部绞合线与另一个外部绞合线之间的空间中以及在所述自由空间(3，3’)中插入刚性的机械干涉构件(4，6)，以便在各对相继的护层(2’，2”)之间产生具有合适直径(D)的扩大区域，c)再次将所述外部绞合线(101)螺旋缠绕这样的刚性的机械干涉构件(4，6)。

Description

强化的涂有金刚石的电缆及其制造方法
技术领域
本发明涉及制造强化的涂有金刚石的缆线的方法以及由该方法获得的涂有金刚石的缆线，所述涂有金刚石的缆线用于切割钢、混凝土、钢筋混凝土、石材或类似物的结构和材料。
背景技术
众所周知，在切割上述类型的构件包括水下构件的领域中，使用切割机器，优选地，在该切割机器上由优选地一系列外部绞合线螺旋缠绕内部中心绞合线而形成钢缆线。一系列护层沿着这种缆线插入到绞合线的外表面上，该护层设置有基于诸如如工业金刚石或类似物的强研磨材料的突出构件。这些护层被大致均等地被隔开，在一个护层和下一个护层之间定位的并且覆盖有弹性保护材料的间隔弹簧可以设置在钢缆线的外表面周围。这些涂有金刚石的缆线必须形成闭环，并且适当地装配在使用它们的切割机器上。
这种常规的涂有金刚石的缆线在切割中的性能与多个参数直接相关，例如绞合线的抗拉扯性、在受到轴向张力作用时护层保持锚定在原始位置的能力、涂有金刚石的缆线的工作表面形成的轮廓的均匀特性、插入使用的工业金刚石的特性和尺寸、以及被切割物体的材料的形状和类型。
上述的涂有金刚石的缆线一个主要的缺点在于绞合线的抗拉扯性能够高出单个护层在受到轴向张力作用时保持锚定在原始位置的能力的5倍。这种常规缆线的限制就是这些护层可以支撑的极限的应力。事实上，在切割操作中，若使涂有金刚石的缆线受到高的应力，那么护层可能沿着外部绞合线的外表面移动，并且形成互相之间扭绞在一起的护层组。实际上，护层的聚束和扭绞会导致涂有金刚石的缆线停止运转并且还可能造成缆线的损坏。
发明内容
因此，本发明的主要目的是提供制造强化的涂有金刚石的缆线的方法，所述涂有金刚石的缆线用于切割钢、混凝土、钢筋混凝土、石材或类似物的结构和材料，该方法能够获得更加强力的涂有金刚石的缆线，其比常规涂有金刚石的缆线缺点少，并且还在所切割材料上拥有更高度的摩擦。
该目的通过本发明的制造强化的涂有金刚石的缆线的方法实现，所述涂有金刚石的缆线用于切割钢、混凝土、钢筋混凝土、石材或类似物的结构和材料，其中，所述涂有金刚石的缆线包括优选地由诸如钢或类似物的金属材料制成的多个外部绞合线和沿着所述外部绞合线插入的一系列护层，所述外部绞合线螺旋缠绕可能的内部中心绞合线，所述护层在外部轮廓上支承由强研磨材料制成的突出构件，所述强研磨材料为例如工业金刚石或类似物，所述方法的特征在于包括以下步骤：
a)在各对相继的护层之间至少部分地展开所述外部绞合线，以便使所述外部绞合线分隔开，从而在所述外部绞合线和所述内部中心绞合线之间产生自由空间，
b)在一个外部绞合线与另一个外部绞合线之间的空间中以及在所述自由空间中插入刚性的机械干涉构件，以便在各对相继的护层之间产生具有合适直径的扩大区域，
c)再次将所述外部绞合线螺旋缠绕这样的刚性的机械干涉构件。
本发明的另一个目的是提供一种强化的涂有金刚石的缆线，其包括由诸如钢或类似物的金属材料制成的多个外部绞合线和沿着所述外部绞合线插入的一系列护层，所述外部绞合线螺旋缠绕内部中心绞合线，所述护层在其外部轮廓上支承由强研磨材料制成的突出构件，所述强研磨材料为例如工业金刚石或类似物，其特征在于，在所述一系列护层中的各对相继的护层之间，所述外部绞合线包括扩大区域，在所述扩大区域中定位有至少一个刚性的机械干涉构件，所述扩大区域的外径随着与所述护层的距离朝向所述扩大区域的内部增大，使得所述扩大区域的外径即使在靠近所述护层时也基本上大于所述护层的内径。
附图说明
通过下面参考附图且借助实例提供的非限制性说明，将更好地理解本发明的其它特征和优点，其中：
图1显示了常规的涂有金刚石的缆线的局部侧视图，它包括一系列螺旋缠绕的外部绞合线并且包括在护层的外表面上由工业金刚石或类似物制成的突出插入件；
图2显示了沿图1中的涂有金刚石的缆线的线II-II的横截面图，包括一系列外部绞合线螺旋缠绕的中心绞合线；
图3显示了将图1和图2中的涂有金刚石的缆线的横截面图，其中中心绞合线被移除；
图4显示了图1中涂有金刚石的缆线的局部侧视图，其中在一个护层与下一个护层之间的部分中的外部绞合线被展开并且互相隔开，以便在其中插入刚性的机械干涉构件；
图5显示了图4中的涂有金刚石的缆线的横向剖视第一视图，图6显示了图4中的涂有金刚石的缆线的横向剖视第二视图，其中机械干涉构件准备插入到涂有金刚石的缆线中；
图7显示了图4中的涂有金刚石的缆线的横向剖视第三视图，其中机械干涉构件已经完全插入到涂有金刚石的缆线中；
图8显示了包含机械干涉构件在内的前述附图中的涂有金刚石的缆线的另一个侧视图；
图9显示了根据本发明的强化的涂有金刚石的缆线的局部侧视图；
图10显示了沿图9中的强化的涂有金刚石的缆线的线X-X的横截面图；
图11显示了强化的涂有金刚石的缆线的横向剖面图，其中诸如橡胶的弹性体材料层已经施加在一个护层与下一个护层之间；
图12显示了强化的涂有金刚石的缆线的另一局部视图；
图13显示了强化的涂有金刚石的缆线的横向剖面图，其中绞合线被展开并且互相隔开，机械干涉构件是裂环；以及
图14显示了图13中缆线的另一横向剖面图，其中机械干涉环横跨并且紧紧围绕中心绞合线。
具体实施方式
参考这些附图，具体参考图1，1表示由一系列外部绞合线101螺旋缠绕中心内部绞合线201而形成的钢缆线。在这种情况下，举个例子，设置有六个绞合线101，从图1中的横向剖视图可以看到，该六个绞合线101螺旋缠绕这样的内部中心绞合线201。沿着由外部绞合线101和内部绞合线201形成的这样的缆线1定位有护层2，护层2具有内孔102，护层2可以通过该内孔而围绕外部绞合线101的外表面装配。这些护层2基本上为圆柱形，是闭合的或者是开口且可以闭合的，这些护层2包括外部轮廓202，在该外部轮廓202上定位有基于强研磨材料制成的突出插入件，该强研磨材料为例如工业金刚石或类似材料。
按照这种方法，首先需要在钢缆线1内产生自由空间3或者3’(见图3和图13)，使得能够插入刚性机械干涉构件4，见图4或者图13，由此这样的外部绞合线101适当地彼此移动隔开。使绞合线彼此移动隔开的操作是这样执行的，即通过装配两个相继的护层2’和2”并且使钢缆线1沿相反方向A和B旋转，从而所述螺旋缠绕的这种外部绞合线101松动并且采取变宽的构造，如图5和图13中清楚地示出。如果机械干涉构件具有某种厚度，例如为球形形状，并且内部中心绞合线201由金属材料制成或者在任何情况下由刚性材料制成，那么通过移除中心内部绞合线201(比较附图中的图2和图3)且获得纵向腔体3来产生在绞合线之间的自由空间。优选地，在外部绞合线101缠绕之前执行这个操作。另一方面，如果中心内部绞合线201由易变形材料制成，例如由几个纺织在一起的织物绞合线制成，或者机械干涉构件具有合适的形状和尺寸，例如图13中的环，那么也可以将这个中心绞合线201留在钢缆线1中。
根据该方法的随后的阶段，见附图中的图4，这种刚性机械干涉构件在涂有金刚石的缆线上的各对相继的护层之间，例如在护层2’和2”之间，插入到外部绞合线101中，该刚性机械干涉构件可为例如球形构件4(如图中所示)，或者为圆柱形、椭圆形，或者为环形的形式(将在下面描述)，或者为其它形状，并且该刚性机械干涉构件由金属材料或塑料材料制成，金属材料为例如铁、铅、锡或其它金属材料。这个结合部构件可以包括一个元件或也可具有匹配形状的两个元件，其插入到外部绞合线之间的自由空间内，以调节至中心内部绞合线。
为了在缆线中插入这样的机械干涉构件，见例如图6中的球形机械干涉构件4，对缆线施加压力以扩大一个外部绞合线与下一个外部绞合线之间的空间，直到元件4完全插入到钢缆线1中产生的纵向腔体3中，见图7。然后，涂有金刚石的缆线采取图8中的侧视图所示的形式，其中外部绞合线在护层2’和2”之间压缩，仍然处于包围构造中。
作为可替代方案，在这种机械干涉构件4由例如硬弹性体材料或者具有低熔点的金属材料制成的情况下，可以这样插入该机械干涉构件4，即通过将构成这种构件4的材料侵入地压注(pumping)到外部绞合线之间，以便在过程结束时使得钢缆线1的在一个护层和下一个护层之间的外部轮廓扩大。
一旦这样的机械干涉构件4已经插入之后，绞合线101就螺旋缠绕并且变得重新定位成原始构造。这个操作可以这样执行，即通过再次在相继的护层2’和2”处围绕缆线1并且使该缆线沿着与图4中所示方向A和B相反的方向A’和B’反转，从而使得该外部绞合线101螺旋缠绕并且围绕机械干涉构件4拧紧在一起，如图10的横向剖视图中清楚地示出。从而，这个干涉构件4在涂有金刚石的缆线的各对相继的护层2’和2”之间产生钢缆线1的扩大区域。这个扩大区域的外径D随着与护层2’、2”的距离而增大，甚至在护层附近有利地大于护层2’、2”中的内孔102’和102”的内径Di。这个扩大区域的最大直径还比支承工业金刚石突出插入件的缆线束202’和202”的外径De要小。
正如前面提到的，图13显示了包含裂环6的刚性机械干涉构件。当外部绞合线101已经从内部中心绞合线210移开并且已经形成自由空间3’时，这个裂环6就可以插入在两个相继的外部绞合线之间，插入的方式与图6中所示的球形机械干涉构件相似。这个裂环可以弹性变形，以便打开且横跨内部中心绞合线201，并且当放置就位时弹性地回复到其初始构造，或者使其自身围绕内部中心绞合线201夹持，如图14所示。当裂环6已经围绕内部中心绞合线201跨接并且夹持时，外部绞合线101就以整体上与前述方式类似的方式螺旋缠绕。
在这点上，在各对护层2之间涂有金刚石的缆线涂覆有一个或多个弹性体材料或塑料材料层5，该弹性体材料为例如橡胶或其它材料。在干涉构件4插入之后，这种弹性体或者塑料材料填充在一个外部绞合线与另一个外部绞合线之间留下的残留空间，并且覆盖了该外部绞合线101，如图11，图12种清楚地示出。
因此，这种涂有金刚石的缆线可用在用于切割钢、混凝土、钢筋混凝土、石材或者类似物的结构(包括水下结构)的任何机器，通过在缆线上的各对护层之间插入机械干涉构件，缆线在各对相继的护层2之间产生扩大区域，使得当切割机器运转时，在涂有金刚石的缆线上产生强的轴向应力，其强度明显增大。这个扩大区域的外径D随着与护层的距离而增大，并且在靠近护层时已经大于护层内的孔102’和102”的内径Di，该扩大区域防止护层沿着该缆线进行轴向运动，从而克服了已知的涂有金刚石的缆线的损坏和破损的缺点。

Claims (9)

1.一种制造强化的涂有金刚石的缆线的方法，所述涂有金刚石的缆线用于切割钢、混凝土、钢筋混凝土、石材或类似物的结构和材料，其中，所述涂有金刚石的缆线包括优选地由诸如钢或类似物的金属材料制成的多个外部绞合线(101)和沿着所述外部绞合线(101)插入的一系列护层(2)，所述外部绞合线(101)螺旋缠绕可能的内部中心绞合线(201)，所述护层(2)在外部轮廓(202)上支承由强研磨材料制成的突出构件，所述强研磨材料为例如工业金刚石或类似物，所述方法的特征在于包括以下步骤：
a)在各对相继的护层(2’，2”)之间至少部分地展开所述外部绞合线(101)，以便使所述外部绞合线(101)分隔开，从而在所述外部绞合线(101)和所述内部中心绞合线(201)之间产生自由空间(3，3’)，
b)在一个外部绞合线与另一个外部绞合线之间的空间中以及在所述自由空间(3，3’)中插入刚性的机械干涉构件(4，6)，以便在各对相继的护层(2’，2”)之间产生具有合适直径(D)的扩大区域，
c)再次将所述外部绞合线(101)螺旋缠绕这样的刚性的机械干涉构件(4，6)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述内部中心绞合线(201)由金属材料或者硬塑料材料制成，并且当所述刚性的机械干涉构件(4)的厚度和尺寸大小需要时，则在所述步骤a)之前，所述方法包括移除所述内部中心绞合线(201)并且产生纵向腔体(3)的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述刚性的机械干涉构件(4)由低熔点的金属、硬弹性体材料、聚合体或类似物制成，则通过在所述外部绞合线(101)之间侵入地压注所述刚性的机械干涉构件(4)来执行所述步骤b)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过装配两个相继的护层(2’，2”)并且使所述外部绞合线(101)沿两个相反的方向(A，B)旋转来执行所述步骤a)，以使得所述外部绞合线(101)从其螺旋缠绕的初始构造展开。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过装配所述对相继的护层(2’，2”)并且使所述外部绞合线(101)沿着与所述缠绕方向(A，B)相反的两个方向(A’，B’)反转来执行所述步骤c)，使得所述外部绞合线(101)再次拧紧在一起且螺旋缠绕所述机械干涉构件(4)。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤c)之后，还包括进一步的步骤：在两个相继的护层(2’，2”)之间形成的扩大区域中橡胶涂覆所述外部绞合线(101)或者用塑料材料涂覆所述外部绞合线(101)，通过渗透所述外部绞合线和所述机械干涉构件之间存在的空间来提高所述缆线的紧密性。
7.一种强化的涂有金刚石的缆线，包括由诸如钢或类似物的金属材料制成的多个外部绞合线(101)和沿着所述外部绞合线(101)插入的一系列护层(2)，所述外部绞合线(101)螺旋缠绕内部中心绞合线(201)，所述护层(2)在其外部轮廓(202)上支承由强研磨材料制成的突出构件，所述强研磨材料为例如工业金刚石或类似物，其特征在于，在所述一系列护层中的各对相继的护层(2’，2”)之间，所述外部绞合线(101)包括扩大区域，在所述扩大区域中定位有至少一个刚性的机械干涉构件，所述扩大区域的外径(D)随着与所述护层(2’，2”)的距离朝向所述扩大区域的内部增大，使得所述扩大区域的外径(D)即使在靠近所述护层(2’，2”)时也基本上大于所述护层(2’，2”)的内径(Di)。
8.根据权利要求7所述的涂有金刚石的缆线，其特征在于，所述机械干涉构件(4)包括至少一个球形的、圆柱形的、卵形的或环形的构件(6)或者由金属、硬塑料或类似材料制成的其他成形构件。
9.根据权利要求7所述的涂有金刚石的缆线，其特征在于，所述涂有金刚石的缆线在一对相继的护层(2)的一个护层与下一个护层之间包括至少一个弹性体材料的保护层(5)，在所述刚性的机械干涉构件插入之后，所述保护层(5)能够填充一个外部绞合线(101)与下一个外部绞合线(101)之间留下的空间。
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