CN104879355A - 一种外表面带限位槽的碳纤维管及其制备方法、制备模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外表面带限位槽的碳纤维管，使用时所述碳纤维管为内管，与一外管配合构成伸缩管中的伸缩单元，所述外管的内表面设置有限位凸起，位于所述碳纤维管的外表面、沿所述碳纤维管的长度方向成型有与所述限位凸起配合的限位槽，以限定所述碳纤维管与所述外管的周向转动，碳纤维管无需额外的加工，结构简单，便于组装、使用。本发明还公开了一种制备方法和一种制备模具，用于制备上述外表面带限位槽的碳纤维管，步骤简单，便于操作使用。

Description

一种外表面带限位槽的碳纤维管及其制备方法、制备模具

技术领域

本发明涉及碳纤维材料领域，尤其涉及一种外表面带限位槽的碳纤维管及其制备方法、制备模具。

背景技术

由于碳纤维管具有高强度、轻量、耐腐蚀、便携等众多优良的特性，被广泛应用于航空航天、医疗设备、工业、农业、摄影器材等精密程度较高的领域。然而，碳纤维管高强度的特性，导致在碳纤维管上切除较大面积的管材(如加工长槽、切除局部管材等)的过程中，容易出现以下的问题。1、容易对碳纤维管的管材结构造成破坏，降低碳纤维管的强度，从而降低了碳纤维管的使用性能。2、在切削加工的过程中，由于设备切削加工的误差、定位误差等误差的累积，降低了碳纤维管尺寸的精密程度，一方面，会影响碳纤维管的应用领域，特别是航空航天、医疗设备等领域；另一方面，会影响碳纤维管的组装性能。3、一般设备难以对碳纤维管实现切除加工，因此，需要配备额外的设备，例如夹具、高强度的刀具等，这些都较为昂贵，提高了生产成本。因此，在实际生产的过程中，通常不会对碳纤维管进行直接的切除加工。

现有技术中，碳纤维管较多地应用于伸缩管上。伸缩管通常由若干伸缩单元所构成，伸缩单元则由相邻的内管和外管构成，内管插装于外管内。为了限定内管与外管的周向转动(即防止内管与外管相对转动)，受制于上述的技术问题，现有技术中只能通过引入外部部件来实现。具体地，在内管插装端的两侧均设置安装孔，安装孔上设有止滑片，相应地，外管套装端的内壁的两侧也均设置有凸筋，通过止滑片与凸筋的配合，以限定内管与外管的周向转动。

然而，上述结构的伸缩管具有以下技术问题：1、如内管相对外观的径向尺寸过小，则会导致内管中的防滑片无法有效地抵靠在外管的凸筋上，从而无法限定内管与外管的周向转动，可靠性较差，会影响伸缩管的应用领域，特别是航空航天、医疗设备等领域。2、安装孔虽小，但由于安装孔需要冲裁成型，存在管材在冲裁过程中出现脆性断裂的隐患，导致废品的产生。3、零部件较多，结构较为复杂，导致组装工序繁琐，生产效率低下，提高了生产成本。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种外表面带限位槽的碳纤维管，以该纤维管作为伸缩管中伸缩单元的内管，并与伸缩单元中内表面带有限位凸起的外管配合，以限定内管与外观的周向转动，结构简单；本发明的目的之二是提供一种表面带限位槽的碳纤维管的制备方法；本发明的目的之三是提供一种表面带限位槽的碳纤维管的制备模具。

为实现本发明的目的之一，本发明采用如下技术方案：

一种外表面带限位槽的碳纤维管，使用时所述碳纤维管为内管，与一外管配合构成伸缩管中的伸缩单元，所述外管的内表面设置有限位凸起，位于所述碳纤维管的外表面、沿所述碳纤维管的长度方向成型有与所述限位凸起配合的限位槽，以限定所述碳纤维管与所述外管的周向转动。

所述限位槽包括槽口以及位于所述碳纤维管内的连接架板，所述连接架板支撑连接于所述槽口的两侧壁之间。

所述连接架板为“凵”型连接架板，所述“凵”型连接架板的两端分别连接于所述槽口的两侧壁。

所述连接架板与所述槽口的两侧壁一体成型。

所述限位槽从所述碳纤维管的一端贯穿至所述碳纤维管的另一端。

为实现本发明的目的之二，本发明采用如下技术方案：

一种外表面带限位槽的碳纤维管的制备方法，包括：

将所述碳纤维布的一端从所述成型凹槽的一侧置入所述成型凹槽内，将所述碳纤维布沿所述卷制模具的外表面周向卷制于所述卷制模具上，使所述碳纤维布的另一端从所述成型凹槽的另一侧置入所述成型凹槽内；通过所述压紧钢条，将所述碳纤维布的两端沿所述成型凹槽压紧于所述成型凹槽内，形成碳纤维管的限位槽；通过所述包覆膜，沿所述卷制模具的长度方向将所述碳纤维布和所述压紧钢条包覆；烘烤固化成型。

进一步地，通过所述压紧钢条的插装部插紧于所述成型凹槽内，实现所述压紧钢条的固定，通过所述压紧钢条的压紧部将所述碳纤维布的两端压紧于所述间隙内，形成碳纤维管的限位槽。

为实现本发明的目的之三，本发明采用如下技术方案：

一种外表面带限位槽的碳纤维管的制备模具，包括圆柱状的卷制模具，所述卷制模具的外表面沿其长度方向开设有成型凹槽，所述成型凹槽内设置有可沿所述成型凹槽实现压紧的压紧钢条。

所述压紧钢条包括压紧部以及位于所述压紧部两端的插装部，所述压紧部的两侧和底部分别与所述成型凹槽的两侧壁和底部存有间隙，所述插装部插紧于所述成型凹槽内。

所述插装部上设置有卡槽，通过所述卡槽卡接于所述压紧部的两端，实现所述插装部与所述压紧部的紧固连接。

本发明的有益效果在于：本发明通过将限位槽直接成型于碳纤维管的外表面，一方面，限位槽的设置不会破坏碳纤维管的结构强度，提高了成品率，另一方面，还能确保碳纤维管尺寸的精密程度，利于碳纤维管在各领域中的应用；再一方面，使用一般材质的成型模具即可完成限位槽的成型，十分方便，无需额外增加昂贵的设备，降低了生产成本。当本发明的碳纤维管作为内管应用于伸缩管的伸缩单元中时，通过碳纤维管的限位槽与外管的限位凸起的配合，即使碳纤维管的尺寸过小，也能够有效地限定碳纤维管与外管之间的周向转动，在能够确保可靠性的同时，降低了对碳纤维管的尺寸精度要求，利于碳纤维管在各领域中的应用；并且，本发明的碳纤维管无需额外的加工，结构更加简单，利于伸缩单元的组装，提高了生产效率，降低了生产成本。

通过上述的制备方法，即可得到外表面带限位槽的碳纤维管，步骤简单，操作方便。

通过上述结构的制备模具，即可用于外表面带限位槽的碳纤维管的制备，结构简单，使用方便。

附图说明

图1为伸缩管中，伸缩单元的拆分示意图；

图2为本发明的碳纤维管的结构示意图；

图3为本发明的碳纤维管的投影图；

图4为本发明的卷制模具卷制碳纤维布的示意图；

图5为卷制完成后，制备模具与碳纤维布的结构示意图；

图6为A-A剖视图；

图7为本发明的制备模具的结构示意图；

图8为图7的拆分示意图；

图9为B-B剖视图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

以下为本发明的外表面带限位槽的碳纤维管的详细说明：

参照图1和图2，一种外表面带限位槽的碳纤维管，使用时所述碳纤维管1为内管，与一外管2配合构成伸缩管中的伸缩单元5，所述外管2的内表面设置有限位凸起21，位于所述碳纤维管1的外表面、沿所述碳纤维管1的长度方向成型有与所述限位凸起21配合的限位槽11，以限定所述碳纤维管1与所述外管2的周向转动。

本发明通过将限位槽直接成型于碳纤维管的外表面，一方面，限位槽的设置不会破坏碳纤维管的结构强度，提高了成品率，另一方面，还能确保碳纤维管尺寸的精密程度，利于碳纤维管在各领域中的应用；再一方面，使用一般材质的成型模具即可完成限位槽的成型，十分方便，无需额外增加昂贵的设备，降低了生产成本。当本发明的碳纤维管作为内管应用于伸缩管的伸缩单元中时，通过碳纤维管的限位槽与外管的限位凸起的配合，即使碳纤维管的尺寸过小，也能够有效地限定碳纤维管与外管之间的周向转动，在能够确保可靠性的同时，降低了对碳纤维管的尺寸精度要求，利于碳纤维管在各领域中的应用；并且，本发明的碳纤维管无需额外的加工，结构更加简单，利于伸缩单元的组装，提高了生产效率，降低了生产成本。

其中，外管可以为碳纤维管材，外管内表面的限位凸起使用现有的制备成型方法与外管一体成型即可。

限位槽的构造可以有多种，参照图3，作为本发明的优选实施例，所述限位槽11包括槽口12以及位于所述碳纤维管1内的连接架板13，所述连接架板13支撑连接于所述槽口12的两侧壁之间，防止碳纤维管因受到外力的作用，而导致碳纤维管变形，从而影响到碳纤维管的圆度、尺寸精度，使碳纤维管的结构稳固，可靠性更强。

具体地，所述连接架板13为“凵”型连接架板，利于本发明的碳纤维管在制备成型的过程中，压紧钢条的夹紧定位，使压紧钢条的插装更稳固，即压紧钢条能够更稳固地将碳纤维布的两端压紧，避免了因压紧钢条的移动而导致碳纤维管管壁不均匀的情况，使用方便，所述“凵”型连接架板的两端分别连接于所述槽口12的两侧壁。

进一步地，所述连接架板13与所述槽口12的两侧壁一体成型，使碳纤维管的结构更稳固，可靠性得到进一步加强。

本实施例中，所述限位槽11从所述碳纤维管1的一端贯穿至所述碳纤维管1的另一端，使碳纤维管与外管之间具有更广的伸缩空间，而且，还便于碳纤维管与外管的拆装，利于伸缩管的使用。

以下为本发明的外表面带限位槽的碳纤维管的制备方法的详细说明：

一种外表面带限位槽的碳纤维管的制备方法，包括：

提供模具3、碳纤维布4和包覆膜，所述模具3包括圆柱状的卷制模具31，所述卷制模具31的外表面沿其长度方向开设有成型凹槽32，所述成型凹槽32内设置有可沿所述成型凹槽32实现压紧的压紧钢条33。进一步地，所述压紧钢条33包括压紧部34以及位于所述压紧部34两端的插装部35，所述压紧部34的两侧和底部分别与所述成型凹槽32的两侧壁和底部存有间隙36，所述插装部35插紧于所述成型凹槽32内。

步骤1，参照图4，将所述碳纤维布4的一端从所述成型凹槽32的一侧置入所述成型凹槽32内，将所述碳纤维布4沿所述卷制模具31的外表面周向卷制于所述卷制模具31上，使所述碳纤维布4的另一端从所述成型凹槽32的另一侧置入所述成型凹槽32内。

本步骤中，即可完成碳纤维布的卷制，其中，卷制模具为实心圆柱，以防止因卷制模具的变形而导致卷制的碳纤维布发生变形，保证碳纤维管的圆度。

进一步地，本步骤中，在卷制之前，需要将卷制模具加热至50℃，并在卷制模具上喷涂一层水性脱模剂，以利于碳纤维布的卷制以及后续的脱模；同时，在卷制完成后，将模具和碳纤维布在室温(25℃)环境中静置5min后，才实施压紧钢条的压紧。

步骤2，参照图5和图6，通过所述压紧钢条33，将所述碳纤维布4的两端沿所述成型凹槽32压紧于所述成型凹槽32内，形成碳纤维管的限位槽11。

本步骤具体为，通过所述压紧钢条33的插装部35插紧于所述成型凹槽32内，实现所述压紧钢条33的固定，通过所述压紧钢条33的压紧部34将所述碳纤维布4的两端压紧于所述间隙36内，形成碳纤维管的限位槽11。

本步骤中，通过压紧钢条压紧于碳纤维布的两端，确保碳纤维管在制备成型的过程中不会出现管壁不均匀的情况。

步骤3，通过所述包覆膜4，沿所述卷制模具31的长度方向将所述碳纤维布4和所述压紧钢条33包覆。

本步骤中，包覆膜为OPP模，在保证成型的碳纤维管的圆度的同时，还能防止烘烤固化过程中碳纤维布原料的流失。

步骤4，烘烤固化成型。

本步骤中，即可制得外表面带限位槽的碳纤维管，限位槽一体成型于碳纤维管的外表面，结构简单、稳固，且工艺步骤简单，操作方便，有效地提高了生产效率。

在上述步骤之后，还可以对碳纤维管进行优化处理，如对碳纤维管进行研磨处理、切割端口处理等工艺，使产品更加优化。

以下为本发明的外表面带限位槽的碳纤维管的制备模具的详细说明：

参照图7和图8，一种外表面带限位槽的碳纤维管的制备模具，包括圆柱状的卷制模具31，所述卷制模具31的外表面沿其长度方向开设有成型凹槽32，所述成型凹槽32内设置有可沿所述成型凹槽32实现压紧的压紧钢条33。通过上述结构的制备模具，即可用于外表面带限位槽的碳纤维管的制备，结构简单，使用方便。其中卷制模具为实心圆柱。

压紧钢条的构造可以有多种，参照图9，作为本发明的优选实施例，所述压紧钢条33包括压紧部34以及位于所述压紧部34两端的插装部35，所述压紧部34的两侧与所述成型凹槽32的两侧壁存有间隙，所述压紧部34的底部与所述成型凹槽32的底部存有间隙36，所述插装部35插紧于所述成型凹槽32内，在碳纤维管制备的过程中，即可有效地将碳纤维布的两端压紧，可靠性强。

进一步地，所述插装部35上设置有卡槽37，通过所述卡槽37卡接于所述压紧部34的两端，实现所述插装部35与所述压紧部34的紧固连接，结构简单，连接方便。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种外表面带限位槽的碳纤维管，使用时所述碳纤维管(1)为内管，与一外管(2)配合构成伸缩管中的伸缩单元(5)，所述外管(2)的内表面设置有限位凸起(21)，其特征在于，位于所述碳纤维管(1)的外表面、沿所述碳纤维管(1)的长度方向成型有与所述限位凸起(21)配合的限位槽(11)，以限定所述碳纤维管(1)与所述外管(2)的周向转动。

2.如权利要求1所述的外表面带限位槽的碳纤维管，其特征在于，所述限位槽(11)包括槽口(12)以及位于所述碳纤维管(1)内的连接架板(13)，所述连接架板(13)支撑连接于所述槽口(12)的两侧壁之间。

3.如权利要求2所述的外表面带限位槽的碳纤维管，其特征在于，所述连接架板(13)为“凵”型连接架板，所述“凵”型连接架板的两端分别连接于所述槽口(12)的两侧壁。

4.如权利要求2或3所述的外表面带限位槽的碳纤维管，其特征在于，所述连接架板(13)与所述槽口(12)的两侧壁一体成型。

5.如权利要求1至3任一项所述的外表面带限位槽的碳纤维管，其特征在于，所述限位槽(11)从所述碳纤维管(1)的一端贯穿至所述碳纤维管(1)的另一端。

6.一种外表面带限位槽的碳纤维管的制备方法，其特征在于，包括：

提供模具(3)、碳纤维布(4)和包覆膜，所述模具(3)包括圆柱状的卷制模具(31)，所述卷制模具(31)的外表面沿其长度方向开设有成型凹槽(32)，所述成型凹槽(32)内设置有可沿所述成型凹槽(32)实现压紧的压紧钢条(33)。

将所述碳纤维布(4)的一端从所述成型凹槽(32)的一侧置入所述成型凹槽(32)内，将所述碳纤维布(4)沿所述卷制模具(31)的外表面周向卷制于所述卷制模具(31)上，使所述碳纤维布(4)的另一端从所述成型凹槽(32)的另一侧置入所述成型凹槽(32)内；

通过所述压紧钢条(33)，将所述碳纤维布(4)的两端沿所述成型凹槽(32)压紧于所述成型凹槽(32)内，形成碳纤维管的限位槽(11)；

通过所述包覆膜(4)，沿所述卷制模具(31)的长度方向将所述碳纤维布(4)和所述压紧钢条(33)包覆；

烘烤固化成型。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述压紧钢条(33)包括压紧部(34)以及位于所述压紧部(34)两端的插装部(35)，所述压紧部(34)的两侧和底部分别与所述成型凹槽(32)的两侧壁和底部存有间隙(36)，所述插装部(35)插紧于所述成型凹槽(32)内。所述通过所述压紧钢条(33)，将所述碳纤维布(4)的两端沿所述成型凹槽(32)压紧于所述成型凹槽(32)内，形成限位槽(11)的步骤，具体为：

通过所述压紧钢条(33)的插装部(35)插紧于所述成型凹槽(32)内，实现所述压紧钢条(33)的固定，通过所述压紧钢条(33)的压紧部(34)将所述碳纤维布(4)的两端压紧于所述间隙(36)内，形成碳纤维管的限位槽(11)。

8.一种外表面带限位槽的碳纤维管的制备模具，其特征在于，包括圆柱状的卷制模具(31)，所述卷制模具(31)的外表面沿其长度方向开设有成型凹槽(32)，所述成型凹槽(32)内设置有可沿所述成型凹槽(32)实现压紧的压紧钢条(33)。

9.如权利要求8所述的制备模具，其特征在于，所述压紧钢条(33)包括压紧部(34)以及位于所述压紧部(34)两端的插装部(35)，所述压紧部(34)的两侧和底部分别与所述成型凹槽(32)的两侧壁和底部存有间隙(36)，所述插装部(35)插紧于所述成型凹槽(32)内。

10.如权利要求9所述的制备模具，其特征在于，所述插装部(35)上设置有卡槽(37)，通过所述卡槽(37)卡接于所述压紧部(34)的两端，实现所述插装部(35)与所述压紧部(34)的紧固连接。