CN214465371U

CN214465371U - 管材伸缩连接结构

Info

Publication number: CN214465371U
Application number: CN202120009168.4U
Authority: CN
Inventors: 李光友; 殷飞; 曾秋云
Original assignee: Weihai Guangwei Composites Co Ltd
Current assignee: Weihai Guangwei Composites Co Ltd
Priority date: 2021-01-05
Filing date: 2021-01-05
Publication date: 2021-10-22
Anticipated expiration: 2031-01-05

Abstract

本实用新型揭示了一种管材伸缩连接结构，包括内管和外管，所述外管具有第一连接部，所述第一连接部沿所述外管轴向远离外管端口方向依次包括第一配合段和第二配合段，所述第一配合段凸于所述第二配合段设置且于所述第二配合段一侧形成有第一遮挡面；所述内管具有第二连接部，所述第二连接部沿所述内管轴向远离内管端口方向依次包括第一配合台阶，凹槽段，第二配合台阶和第三配合段，所述第二配合台阶于所述第三配合段一侧形成有第二遮挡面。本实用新型的管材伸缩连接结构可实现内管、外管顺滑伸展和收缩，伸缩过程中无卡顿；完全伸展后，内管、外管配合紧密无晃动，且伸展状态下整体结构可承受较大的拉伸载荷和弯曲载荷。

Description

管材伸缩连接结构

技术领域

本实用新型属于棺材连接结构设计技术领域，具体涉及一种高承载复合材料管材伸缩连接结构。

背景技术

复材管伸缩结构在复合材料结构设计中较为常见，如碳纤维渔竿、碳纤维三脚架等。碳纤维渔竿是一种锥形管材连接结构，由数节由细逐渐变粗的锥度管组成，在连接部分，内管的锥形外表面与外管的锥形内表面形成嵌合面，保证内管和外管的牢固连接；碳纤维三脚架的脚管则是一种直管连接结构，由数节由细逐渐变粗的直管与锁紧机构组成，锁紧机构固定在外管的连接部分上，当其内径变小时，锁紧机构将内管抱紧，从而达到内管与外管锁止的目的，当内径变大时，内管与锁紧机构脱离，从而可以顺滑伸缩。专利CN211231171U中还介绍了一种复合材料方管的伸缩连接结构，该结构主要由方管一、方管二、脚蹬、连接件一、连接件二和T型螺纹套等组成，连接件一、连接件二为金属材质，其与方管一、方管二通过粘接和销接的方式连接为一体。

现有复材管伸缩结构的存在如下问题：

1、锥形管材连接结构，如图1所示，一般由外管1、内管2和嵌合面3组成，当外管1与内管2形成紧密配合后，因嵌合面摩擦力较大，内外管不易脱离，给收缩造成困难；

2、直管连接结构，一般需增加锁紧机构或金属连接件，一方面增加了结构的复杂性，另一方面增加了整体结构的重量，此外，该连接结构受锁紧机构或金属连接件与直管连接强度的限制，难于承受较高载荷。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种高承载复合材料管材伸缩连接结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高承载复合材料管材伸缩连接结构，以解决现有技术中的问题。

为了实现上述目的，本实用新型一实施例提供的技术方案如下：

一实施例中，提供了一种管材伸缩连接结构，包括内管和外管，

所述外管具有第一连接部，所述第一连接部沿所述外管轴向远离外管端口方向依次包括第一配合段和第二配合段，所述第一配合段凸于所述第二配合段设置且于所述第二配合段一侧形成有第一遮挡面；

所述内管具有第二连接部，所述第二连接部沿所述内管轴向远离内管端口方向依次包括第一配合台阶，凹槽段，第二配合台阶和第三配合段，所述第二配合台阶于所述第三配合段一侧形成有第二遮挡面；

当所述第一连接部套设于所述第二连接部上且所述外管和所述内管处于收缩状态时，所述外管第一配合段与所述内管第三配合段之间、所述外管第二配合段与所述内管第一配合台阶和第二配合台阶之间均设有间隙；

当所述第一连接部套设于所述第二连接部上且所述外管和所述内管处于展开状态时，所述第一遮挡面与所述第二遮挡面接触且所述外管第一配合段与所述内管第三配合段表面接触，所述外管第二配合段与所述内管第一配合台阶表面接触，而所述外管第二配合段与所述内管凹槽段和第二配合台阶之间设有间隙。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二配合段沿所述外管轴向远离所述第一配合段方向依次包括锥度配合段和平直滑动段，所述锥度配合段具有一定锥度，该锥度使得，当所述外管和内管由展开状态向收缩状态变换时，所述内管第一配合台阶与所述锥度配合段之间的距离逐渐减小直至变零。

作为本实用新型的进一步改进，所述锥度配合段锥度H为0.5％～1.5％。

作为本实用新型的进一步改进，所述第三配合段沿所述内管轴向远离所述第二配合台阶方向依次包括平直配合段、过渡段和中间段，当所述外管和内管由收缩状态向展开状态变换时，所述外管第一配合段分别与所述平直配合段、过渡段和中间段之间的间隙由零逐渐增大。

作为本实用新型的进一步改进，所述内管和所述外管的径向截面形状相同，其截面形状可为圆形。

作为本实用新型的进一步改进，所述外管第一配合段的内直径与所述内管平直配合段外直径相同。

作为本实用新型的进一步改进，所述外管锥度配合段靠近所述平直滑动段一侧的内直径与所述内管第一配合台阶外直径相同。

作为本实用新型的进一步改进，所述外管锥度配合段靠近所述平直滑动段一侧的内直径大于所述外管锥度配合段靠近所述第一配合段一侧的内直径1～1.5mm。

作为本实用新型的进一步改进，所述内管第二配合台阶的外直径小于所述外管锥度配合段靠近所述第一配合段一侧的内直径且大于所述外管第一配合段的内直径。

作为本实用新型的进一步改进，所述内管和所述外管的径向截面形状相同，其截面形状包括正方形、长方形、椭圆形、多边形。

作为本实用新型的进一步改进，所述内管和所述外管的径向截面形状相同，其截面形状可以为其他异形形状。

作为本实用新型的进一步改进，所述外管和内管均采用一体化设计，注塑成型。

作为本实用新型的进一步改进，所述管材为复合材料管体，包括基体材料和增强材料，所述基体材料可为环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂等，所述增强材料可为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等。

与现有技术相比，本实用新型将伸缩连接结构与内管、外管管体设计为一体，省去了额外的锁紧机构或金属连接件，简化了结构，降低了重量，一体化的结构设计提高了该伸缩连接结构的承载能力，根据特定的管材外尺寸和壁厚大小，本实用新型的拉伸、弯曲载荷可达200kgf以上。

本实用新型的管材伸缩连接结构可实现内管、外管顺滑伸展和收缩，伸缩过程中无卡顿；完全伸展后，内管、外管配合紧密无晃动，且伸展状态下整体结构可承受较大的拉伸载荷和弯曲载荷。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有锥形管材连接结构图；

图2是本申请的一种高承载复材管伸缩连接结构图；

图3是本申请的复合材料外管端部结构图；

图4是本申请的复合材料内管端部结构图；

图5是本申请的复合材料外管端部尺寸图；

图6是本申请的复合材料内管端部尺寸图；

图7是本申请的复材管伸缩连接结构收缩状态示意图；

图8是本申请的复材管伸缩连接结构完全展开状态示意图。

附图标号说明：

1-外管，2-内管，3-嵌合面；

4-复合材料外管，5-复合材料内管，6-第一配合段，7-第一遮挡面，8-锥度配合段，9-平直滑动段，10-第一配合台阶，11-凹槽段，12-第二配合台阶，13-平直配合段，14-过渡段，15-中间段；

A1-外管第一配合段内尺寸，B-外管锥度配合段前端内尺寸，C1-外管锥度配合段末端内尺寸，D-外管平直滑动段前端内尺寸，E-外管第一配合段宽度，G-外管锥度配合段长度，H1-外管锥度配合段锥度；

A2-内管平直配合段前端外尺寸，C2-内管第一配合台阶外尺寸，F-内管第一配合台阶前端到第二配合台阶末端的长度，H2-内管第一配合台阶锥度，I-内管第二配合台阶外尺寸，J-内管第一配合台阶(第二配合台阶)宽度。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细描述。但该等实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

参考图2、图3和图4所示，本申请一实施例提供了一种高承载复材管伸缩连接结构，包括复合材料外管4和复合材料内管5，复合材料外管4和复合材料内管5均采用一体化设计；复合材料外管4具有第一连接部，第一连接部沿外管轴向远离外管端口方向依次包括第一配合段6、第一遮挡面7、锥度配合段8和平直滑动段9；复合材料内管5具有第二连接部，第二连接部沿内管轴向远离内管端口方向依次包括第一配合台阶10、凹槽段11、第二配合台阶12、平直配合段13、过渡段14、中间段15。

本实施例的复材管伸缩连接结构可实现内、外管顺滑伸展和收缩，伸缩过程中无卡顿；完全伸展后，内、外管配合紧密无晃动，且伸展状态下整体结构可承受较大的拉伸载荷和弯曲载荷。

参考图5和图6所示，本实施例的复合材料外管4和复合材料内管5，外管第一配合段内尺寸A1与内管平直配合段前端外尺寸A2相同，外管锥度配合段末端内尺寸C1与内管第一配合台阶外尺寸C2相同，误差范围0.025mm-0.05mm，A1和A2，C1和C2之间存在误差既可以保证顺畅滑动又能保证完全伸展后无晃动；外管锥度配合段锥度H1＝0.5％～1.5％，外管锥度配合段长度G＝70～130mm，平直滑动段前端内尺寸D根据锥度配合段前端内尺寸B和锥度配合段锥度H1确定，一般比B大约1～1.5mm，足够的配合长度和合理的锥度可以保证内、外管配合的稳定性。

内管第二配合台阶外尺寸I＝锥度配合段前端内尺寸B-0.5～1mm，与外管内表面不接触，内管第一配合台阶宽度J＝15～20mm，内管第一配合台阶锥度H2与外管锥度配合段锥度H1相同，内、外管较短的接触长度可以减少摩擦力，利于顺利伸展和收缩。

复合材料外管4和复合材料内管5中，外管第一配合段形成的台阶和内管第一配合台阶、第二配合台阶均与管体设计为一体，外管锥度配合段前端内尺寸B＝外管第一配合段内尺寸A1+4～6mm，第一配合段宽度E＝10～15mm，内管第二配合台阶宽度J＝15～20mm，内、外管台阶配合可以保证整体结构受较大载荷时的强度。

复合材料外管4和复合材料内管5分别由基体材料和从增强材料混合制成，其增强材料可为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等，其基体材料可为环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂等。

复合材料外管4和复合材料内管5的截面形状可为圆形、椭圆形、正方形、长方形、多边形或其它异形。

本实用新型提供的复材管伸缩连接结构，当内、外管处于收缩状态时，如图7所示，内管第一配合台阶与外管内表面间16、内管第二配合台阶与外管内表面间17、外管第一配合段与内管外表面间18均有较大间隙，可以保证内、外管顺滑伸展和收缩。当内、外管处于完全展开状态时，如图8所示，内管第二配合台阶的第二遮挡面与外管第一配合段的第一遮挡面之间23接触，同时内管第一配合台阶与外管锥度配合段之间19接触，外管第一配合段与内管平直配合段之间22接触，保证整体连接结构的稳定性，而内管凹槽段和内管第二配合台阶外表面与外管内表面之间20、21均不接触，大大较少了内管与外管配合面的接触面积，有利于收缩时内管与外管的顺利分离。

本实用新型将伸缩连接结构与内管、外管管体设计为一体，省去了额外的锁紧机构或金属连接件，简化了结构，降低了重量。一体化的结构设计提高了该伸缩连接结构的承载能力，根据管材外尺寸和壁厚大小，本实用新型的拉伸、弯曲载荷可达200kgf以上。

实施例1：

复合材料外管和内管均为圆管，外管尺寸A1＝Φ59mm，B＝Φ64mm，C1＝Φ64.75mm，D＝Φ65mm，E＝10mm，G＝80mm，H1＝1.25％，内管尺寸A2＝Φ59mm，I＝Φ63.5mm，C2＝Φ64.75mm，J＝15mm，F＝60mm，H2＝1.25％，其制备方法如下：

(1)采用碳纤维预浸料在金属圆管模芯上卷制，凸台部分用预浸带缠绕。

(2)将卷制好的模芯放入模压模具中并合模。

(3)将模压模具送入热压机上加热加压固化。

(4)固化完成的复合材料外管和内管素材从模具中脱出。

(5)外管和内管素材按图纸进行加工、组装，从而得到高承载复材管伸缩连接结构。

实施例2：

复合材料外管和内管均为正方管，外管尺寸A1＝59mm，B＝64mm，C1＝Φ64.78mm，D＝65mm，E＝15mm，G＝90mm，H1＝1.11％，内管尺寸A2＝59mm，I＝63mm，C2＝64.78mm，J＝20mm，F＝70mm，H2＝1.11％，其制备方法如下：

(1)采用碳纤维预浸料在金属方管模芯上卷制，凸台部分用预浸带缠绕。

(2)将卷制好的模芯放入模压模具中并合模。

(3)将模压模具送入热压机上加热加压固化。

(4)固化完成的复合材料外管和内管素材从模具中脱出。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种管材伸缩连接结构，其特征在于，包括内管和外管，

2.根据权利要求1所述的管材伸缩连接结构，其特征在于，所述第二配合段沿所述外管轴向远离所述第一配合段方向依次包括锥度配合段和平直滑动段，所述锥度配合段具有一定锥度，该锥度使得，当所述外管和内管由展开状态向收缩状态变换时，所述内管第一配合台阶与所述锥度配合段之间的距离逐渐减小直至变零。

3.根据权利要求2所述的管材伸缩连接结构，其特征在于，所述锥度配合段锥度H为0.5％～1.5％。

4.根据权利要求2所述的管材伸缩连接结构，其特征在于，所述第三配合段沿所述内管轴向远离所述第二配合台阶方向依次包括平直配合段、过渡段和中间段，当所述外管和内管由收缩状态向展开状态变换时，所述外管第一配合段分别与所述平直配合段、过渡段和中间段之间的间隙由零逐渐增大。

5.根据权利要求4所述的管材伸缩连接结构，其特征在于，所述内管和所述外管的径向截面形状相同，其截面形状可为圆形。

6.根据权利要求5所述的管材伸缩连接结构，其特征在于，所述外管第一配合段的内直径与所述内管平直配合段外直径相同。

7.根据权利要求5所述的管材伸缩连接结构，其特征在于，所述外管锥度配合段靠近所述平直滑动段一侧的内直径与所述内管第一配合台阶外直径相同。

8.根据权利要求7所述的管材伸缩连接结构，其特征在于，所述外管锥度配合段靠近所述平直滑动段一侧的内直径大于所述外管锥度配合段靠近所述第一配合段一侧的内直径1～1.5mm。

9.根据权利要求8所述的管材伸缩连接结构，其特征在于，所述内管第二配合台阶的外直径小于所述外管锥度配合段靠近所述第一配合段一侧的内直径且大于所述外管第一配合段的内直径。

10.根据权利要求4所述的管材伸缩连接结构，其特征在于，所述内管和所述外管的径向截面形状相同，其截面形状包括正方形、长方形、椭圆形、多边形。