CN86103535A - 主要用于支撑电线的塑料杆和在此杆上实现纤维绕线的装置 - Google Patents

主要用于支撑电线的塑料杆和在此杆上实现纤维绕线的装置 Download PDF

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Abstract

主要用于支撑电线的塑料杆(1)由纤维绕线(2)来加固，纤维绕线(2)的密度从杆(1)的底部到上部是逐渐减小的。
应用于随长度而改变圆柱形杆的机械特征。

Description

“主要用于支撑电线的塑料杆和在此杆上实现纤维线的装置”
本发明所涉及的是，主要用于支撑电线的塑料杆，此杆由相对于主轴切向放置的纤维绕线来加固。
同时，本发明涉及到在前述杆上实现纤维绕线的装置。
人们熟悉在杆的纵向伸展的充以玻璃纤维的塑料杆。这些杆有一个从底部到上部随弯曲力矩减小的截面，在这些杆中弯曲力矩是典型地存在的。
所以，这些杆一般来讲都是截锥形的。
同样，人们熟悉前述类型的由纤维绕线外部加固的塑料杆。在已知的实现形式中，这种纤维绕线是这样实现的：将在非凝聚态树脂中浸过的一层纤维，相对于截锥形杆以一定的角度拉向截锥形杆上，让杆绕其轴线转动，在杆转动时平行于轴地从杆的底部到上部移动纤维层。在已知的实现中，纤维绕线在杆的整个长度上形成一个不变的间距，以使纤维的密度分布在整个长度上是均匀的。
由于浸在纤维外边的树脂凝聚，这些纤维牢固地连结在塑料杆上。
根据法国专利证3    039    141（VULKANWERK），人们熟悉一种主要用于支撑电线的塑料杆，它是以纤维绕线加固的，绕线的纤维密度从杆的底部到上部逐渐减小。但是，此文献介绍的杆是由端部相接的杆件组成的，纤维绕线基本上用在实现端部和端部相接的杆件的结合上。
本发明的目的是提供一种在杆件外部由纤维绕线加固的塑料杆，既经济又有效益。
根据发明，主要用于支撑电线的塑料杆，由切向纤维绕线加固，绕线的纤维密度从杆的底部到上部逐渐减小，塑料杆的特征是由在拉力下压制成型的一个件。
在杆的塑料物质中充以沿杆纵向伸展的纤维就更好了。
根据发明，首先以经济上简单的形式，由在拉力下挤压（Pultrusion）成由一个独立的件组成的圆柱形杆。这样，在长度方向上已有很好的机械耐力。
这里所用的“圆柱体”这一术语应在其广义的定义上去解释，它包括了一切外凸形状的截面。
在实现绕线密度由底部到上部逐渐减小的纤维加固之后，杆呈现从底部到上部截面逐渐减小的机械特点，这样的杆最适合做电线的支撑物了。
按照发明的一个更好的解释，纤维绕线的相对于杆轴的角度从杆底部到上部逐渐增大，纤维绕线角度的这种改变允许同时改变在杆长度上的纤维分布密度。
按照发明的最佳解释，杆最少包括重叠的两层绕线，第二层纤维绕线的角度和第一层纤维绕线的角度反向。
这样，就可能由复盖来补偿第一层绕线中那些由于至少在杆的一部分的高度上纤维层是彼此分开的而造成的间断处。
根据本发明的另一个特点，杆的上部由电绝缘物质的套筒所复盖，这个套筒包括一些固定电线用的支架。由套筒复盖的杆的部分在线支架水平上比在这些支架之间的区域里，纤维绕线的密度要大些。
这样，发明允许将杆加固到和线支架正直，这个区域是杆受机械应力较强的地方。
根据发明的另一个方面，实现在和发明相符的圆柱形杆上纤维绕线的装置包括：相对于杆以一定的角度把在非凝聚态树脂中浸过的纤维拉向杆的器具;使杆绕其轴旋转的器具;以及当杆转动时，和杆轴平行地从杆底部到上部移动纤维层的器具。这装置的特点在于：它有一些同时把互相平行的纤维束拉向杆的器具，以及当这些纤维束在杆的底部和上部之间移动时逐渐增大纤维束之间距离的器具。
发明的其它特点和优点在下面的叙述中体现出来。
下面参照附图，附图只是作为实施例举出，并非本发明的一种限定。
-图1是和发明符合的加固杆的局部剖切的竖立图。
-图2是杆局部剖切的草图，它指出了和发明相符合的装置纤维加固的实施例。
-图3是一个透视图，指出了和发明相符的装置的一部分。
-图4是装置一部分的平面图，由于这个装置的一些可变形的平行四边形处于原始位置，在这个位置上纤维束是互相靠得很近的。
-图5和图4相仿是一个平面图，由于可变形平行四边形处于被拉长的位置，在这个位置上纤维束就彼此分离开了。
-图6是装置的仰视图，同样也指出了纤维束支架的圆柱体和杆。
-图7是一个顺着图6中箭头F方向的视图。
在图1所示实施例中，支撑电线的杆（1）是由塑料物质组成的，在杆的纵向充以纤维。
杆（1）是圆筒形，是在拉力下挤压（挤压Pultrusion）而成的，并由纤维绕线（2）给以外部加固。
按照发明，绕线纤维密度从杆的底部到上部是逐渐减小的，其结果使杆呈现微圆锥形状。
纤维密度的分布是这样的：使杆具有抗弯强度，在底部有最大的抗挠强度，抗弯强度随着向上逐渐减小，这和旧的圆锥杆的情况是一样的。
如人们在图2中看到的那样，相对于杆（1）轴X-X′纤维绕线（2）的角度α0、α从杆的底部到上部是逐渐增大的。
圆柱形杆（1）至少由两层纤维绕线迭加复盖更好，第二层纤维绕线和第一层纤维绕线的角度（α0、α）反向。
在图1所示的实施例中，同样可看到杆（1）的上部由电绝缘物质（如硅酮树脂）所做的套筒（3）所复盖，套筒有一波浪形侧面，它包括一些固定电线的支架（4，5，6），套筒（3）所复盖杆的部分在线支架（4，5，6）水平上有区域（4a，5a，6a），在这些区域比在支架（4，5，6）之间的区域纤维绕线要强些。另外，最接近杆（1）顶端的区域（6a）比离顶端远的区域（5a，4a），纤维密度要大些，
参照图2到7，我们现在要对圆柱形杆（1）上实现纤维绕线（2）的属于本发明的装置进行描述。
这个装置以已知的方式包括以下器具：将在非凝聚态树脂中浸过的纤维束（8，9，10…）组成的纤维层以一定的角度（开始时为α0）拉向杆（1）一端的器具;使杆（1）绕其轴X-X′转动的器具;以及器具，使在杆转动时，在平行于杆（1）轴线X-X′方向，将纤维束（8，9，10…）从杆（1）底部一直移动到杆上部。
按照发明，这个装置包括同时将互相平行的多数纤维束（8，9，10）拉向杆的装置11，以及在杆（1）底部和上部之间移动时逐渐增大纤维束间距的器具。
就象从图3到7看到的那样，上述器具包括一个可绕轴转动的螺杆（12），这螺杆和一系列互相连结的可变形的平行四边形（13，14，15，…20）（见图4和5）协作，在平行四边形两个相对的顶点上装有象（14a，14b）的块体，它为两相邻的平行四边形所共有，并能沿螺杆（12）滑动，每个块体（14a，14b）带有一个叉子（21a，21b），用以引导纤维束（如7和9）的移动（见图6和7）。螺杆处在杆（1）底部附近，位于螺杆（12）一个端点的可变形平行四边形的一个顶点固定在定点（22）上，而螺杆12另一端头附近的，可变形平行四边形的顶点固定在块体23上，该块体用螺钉嵌在螺杆（12）上。
另外，每个可变形的平行四边形（如14）的另外两个顶点（如14c，14d）由一个对角杆（24）连在一起，对角杆固定在块体（25）上，该块体处于嵌在螺杆（12）轴上的两块体（14a，14b）之间。
块体（25）可沿螺杆（12）滑动，它带有一个为位于（7）和（9）之间的另一纤维束（8）（见图7）设置的引导叉子（26）。
另一方面，在图3，6，7上可以看到，象（7，8，9）这样的纤维束在被拉向杆（1）之前，要经过一个圆柱体（27），其作用是使纤维束变扁而呈现为很薄的带状物。
上述装置的运行情况如下：
开始时，装置（11）处在图4所示的位置上，这时，为了引导纤维束（7，8，9）带着叉子（21a，26，21b）的块体（14a，25，14b）是相互贴在一起的，以使纤维束（7，8，9）实际上是连起来的。
这些预先浸过非凝聚态树脂、由叉子（21a，26，21b）引导的纤维束被拉到杆（1）底部的端点处。纤维束（7，8，9）的总体和杆（1）的轴X-X′成α0角度，并复盖杆上等于L0的长度。
使杆（1）绕其轴转动，纤维束（7，8，9）就绕在杆（1）上。与此同时，纤维束的引导装置（11）以速度Vc平行于杆轴X-X′移动。在这移动的过程中，使装置（11）的螺杆（12）转动，以使可变形的平行四边形（13，14，15…20）逐渐变形。这样做的结果是使纤维束（7，8，9）的引导叉子（21a，26，21b）逐渐地分离开来，就这样逐渐地把纤维束相互分开了，同时纤维束与杆（1）轴间的夹角逐渐地增大了。当象（7，8，9）那样的纤维束到达杆顶时，由装置（11）引导的纤维束整体和杆（1）轴X-X′所成之角等于α，α大于初始角α0;纤维束总体复盖杆（1）的长度等于L，L同样大于初始复盖长度L0。
这项操作之后，要继续进行纤维绕线，但是要反向进行，即从杆（1）的高处向底部进行。为此，最好是沿轴线X-X′侧移装置（11）一段被侧量的长度：此长度大约是纤维束的宽度;并且使角度α反向以使装置（11）回头走向杆的底部时，纤维束能复盖第一次所绕纤维束之间所留的空位置，并且这些纤维束和上次的纤维束要交叉在一起。
这样就可以连续地进行多次往返，至少也要有一来一往。
例如，在内截面是圆形且恒定的杆的情况下：
设：L0纤维层引导装置（11）的初始长度，
α0纤维绕线的初始角度，
X0＝0 装置（11）相对于杆轴X-X′的初始位置，
e0纤维层的初始平均厚度。
设：L    装置（11）相对于杆轴X-X′在位置X处的长度，
α    纤维绕线在此位置上的角度，
e    在这位置上时，纤维层的平均厚度。
如果在每一圈想使纤维层并排放置而又不重叠，就应满足下式：
e＝e0(tgαO)/(tgα)
L＝πDtgα
其中，D是杆的直径。
设Ω为杆的转动速度（单位：rd/s），Vc为装置（11）的前进速度，如果你想按角度α缠绕纤维层的话，应满足下式：
Vc＝Ω (D)/2 tgα
在实践中，初始角度α0和终止角度之差小于100。
当然，带动螺杆（12）转动的电机可由计算机驱动，以便随着在杆长度上的一个确定点对纤维密度分布的要求，以定速或变速时而还会有停车，控制可变形的平行四边形（13，14，15…20）的拉长。
本发明不限于上述实施例，不出发明的范围人们可以对上述例子进行很多的修改。因此，杆可以有不管是什么样的圆柱截面。
另外，本发明能适用于除电线杆之外的其它杆的情况。

Claims (8)

1、主要用于支撑电线的塑料杆(1)用纤维绕线(2)来加固，线圈(2)的纤维密度从杆的底部到上部是逐渐减小的，其特征是：此杆是在拉力下压制成型的一个件。
2、权利要求1所述的杆，其特征在于杆（1）的塑料物质是充满伸展于杆的纵向纤维的。
3、权利要求1或2所述的杆，其特征在于相对于杆（1）的轴X-X′纤维绕线的角度（α）从杆的底部到上部是逐渐增大的。
4、权利要求1到3任何一项所述的杆，其特征在于至少包括两层迭加的纤维绕线（2），第二层纤维绕线的角度和第一层纤维绕线（2）的角度（α）反向。
5、权利要求1到4任何一项所述之杆，其特征在于杆的上部由电绝缘材料制成的套筒（3）所覆盖。套筒包括一些用以固定电线的支架（4、5、6），杆的套筒（3）覆盖的部分，在线支架（4、5、6）处比在这些支架之间的区域，有较大的纤维绕线密度。
6、在权利要求1到5所述的园柱形杆上实现纤维绕线的装置包括：把在非凝聚态树脂中浸过的纤维层相对于杆一定的角度（α）拉向杆（1）的器具，使杆（1）绕其轴（X-X′）转动的器具，以及当杆转动时平行于杆轴从底部到上部移动纤维束的器具，其特征是：装置包括一些能同时把很多互相平行的纤维束（8、9、10）拉向杆（1）的器具（11），以及一些在纤维束移动于杆底部和上部之间时，逐渐增大它们之间的距离的器具（13、14、15，…20）。
7、权利要求6所述的装置，其特征在于上述器具包括一个能转动的螺杆（12），并和一系列可变形的平行四边形（13，14，15，…20）协调动作，这些可变形平行四边形在其相对的两个顶点上带有一个沿螺杆滑动的块体（14a，14b），每个块体带有一个用以引导纤维束（7，9）移动的叉子（21a，21b），位于螺杆（12）一个端点的可变形的平行四边形（13）的顶点固定在这点（22）上，而位于螺杆（12）另一端相邻可变形的平行四边形（20）的顶点连接在块体（23）上，块体以拧紧螺钉的方式嵌在螺杆（12）上。
8、权利要求7所述的装置，其特征在于每个可变形的平行四边形的另外两个顶点（14c，14d）以对角杆连接在一起，对角杆连在块体（25）上，它位于嵌在螺杆（12）上的两个块体（14a，14b）之间，能沿螺杆滑动，并带有一个对另一纤维束（8）的引导叉子（26）。
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