CN1620359A - 具有非常高的机械稳定性和高的振动吸收能力的元件和用于实现该元件的方法 - Google Patents

Abstract

具有非常高的机械稳定性和高的振动吸收能力的元件(1)，它包括至少一个由至少一种具有主要为高的机械能性的第一材料(2)组成的内芯(20)，该内芯只通过化学粘结与至少一种具有主要为高的弹性特性的第二材料联结；实施方法，它在于，通过化学粘接自动联结具有主要为高的机械特性的第一材料和至少一种具有主要为高的弹性特性的第二材料(2)，以便形成一包覆以至少一种第三材料(11)的芯子(20)。

Description

具有非常高的机械稳定性和高的振动 吸收能力的元件和用于实现该元件的方法

本发明涉及具有高的机械稳定性(mechanical resistance)和高的振动吸收能力的元件，并涉及用于实现该元件的方法。

特别是，按照本发明的元件可以不需要优先用于像小锤、大锤这样的工具、用于颤动树木以便摘水果的工具、斧头及类似物的把手，但是也可用于制造任何要求高的机械特性和加工特性以及高的振动吸收特性，同时还组合以特殊的物理性能如耐腐蚀、不吸水、无孔隙、不收缩和不膨胀的结构。

众所周知的事实是，必须握在手中使用、具有机械稳定性并能吸收振动的元件如把手及类似物，通常都用木材制造，以保证相当好的工艺性能，因为它具有纤维性(劈开能力和切削能力，弯曲性能、干净和可塑性)，兼有生理性能(多孔性、密度、吸水、收缩和膨胀)和良好的振动吸收能力。

不过，在某些情况下，木材的机械性能(拉伸、压缩、弯曲、切削能力、扭转)对于某些用途例如当主要应力包括强冲击(冲击应力)或弯曲时是不够的。

在这些情况下，结果表明，在各种各样的工作部门中用作把手的木制元件可由于其组织而破裂。

再有，随着用损，木材可劈开而损伤使用者，而且，当受到大气的作用时(例如当放在室外时)，由于它是吸水的，因此它趋于收缩和膨胀，从而在木制元件与其它装在其上的通常用金属做的元件之间产生间隙。

为了克服这些问题，曾经制造了其它类型的具有玻璃纤维增强塑料芯的把手，该芯子起着涂层的作用并提供一正确的抓握。

不过，这些解答也产生许多问题，主要是由于这样的事实，即玻璃纤维芯传递由工具使用引起的振动，而振动又传递至使用者的手臂上，几乎没有任何减震作用，引起后续的对手臂的损伤。

此外，当玻璃纤维用于把手及其类似物时，必须用特殊的粘结剂，以在各种组件之间产生正确的粘接，这样就导致生产时间的相当大的延长，导致需要更多的劳动力，导致加大生产成本，以及这样的事实，即所有粘结剂都有不同的影响化学特性和物理特性的时效时间。

可以避免使用粘结剂，但是这又造成长的模子准备时间，在该模子中放置各种组件。

这种状况对生产成本有相当大的影响，而且产生不能接受的品质水平。因此，本发明所提出的技术目的为制造一种具有很高的机械稳定性(机械阻力)和高的振动吸收能力的元件，以及一种用于实施该元件的方法，该方法消除了在原有技术中所遇到的技术问题。

在此技术目的范围中，本发明的意图之一为制造一种元件，它在产生卓越的化学特性和物理特性的同时，还能非常有效地吸收在使用时产生的振动。

本发明的另一意图为制造一种元件和建立一种用于生产上述元件的方法，该方法不需要熟练的劳动力，并且可以在短时间内制造并使用自动的生产方法。

本发明的又一意图为制造一种极其可靠的元件，因为它的持久的物理特性与化学特性，这些特性可以如此设计，以致它不会受到由于其某些组件如粘结剂的不可避免的变质而引起的退化。

本发明的最后但决不是最不重要的意图为，制造一种元件和建立一种生产方法，该方法基本是经济的而且可以采用一种基本为自动的拉挤法实行。

按照本发明的技术目的以及这些和其它意图都可以通过提供一种具有高的机械稳定性和高的振动吸收能力的元件来达到，其特征为，它包括至少一个由至少一种具有主要为非常高的机械稳定性的第一材料组成的内芯，该内芯通过化学粘接组合以至少一种具有主要为非常高的弹性特性的第二材料。

本发明还涉及一种用于生产具有非常高的机械稳定性和高的振动吸收水平的元件的方法，其特征为，它包括通过化学粘接自动联结具有主要为非常高的机械稳定性的第一材料，组合以至少一种具有主要为非常高的弹性特性的第二材料，以便形成能被覆盖以至少一种第三材料的芯子。

此外，本发明的其它特性在所附权利要求书中描述。

本发明的其它特性和优点将从按照本发明的具有高的机械稳定性和高的振动吸收能力的元件以及用于实现该元件的方法的优选的但不作为限制的实施例的说明而变得更明白，其中，元件在附图中示例性地，但决不以限制的方式示出，图中：

图1示出按照本发明的作为把手规定的元件的横截面，并且用虚线示出一工具，该工具在此纯粹作为例子的情况下作为小槌的头部示出；以及

图2和图3分别用剖视图和透视图示出图1所示的元件的一个不同的实施例。

参看上述图形，所示的具有高的机械稳定性和高的振动吸收能力的元件在所有图中都用参考数字1标出。

已经在上面说明的元件1可优先为一用作某些工具的把手的元件，或用于颤动植物或类似物的元件，它包括至少一个由至少一种具有主要为非常高的机械稳定性的第一材料2组成的内芯20，该内芯只通过化学粘接而且不用粘结剂与具有主要为非常高的弹性特性的第二材料2组合。

尤其是，下面将作为优选的但不作为限制的实施例描述一工具把手的结构，如同前面已经说过的那样，还考虑到，任何需要上述化学特性和物理特性的元件都可以生产，以作为其它用途。

在例如工具把手的情况下，第一材料2用于形成两个或更多的棒形元件4，它们基本上与要制造的把手有同样的长度。

如同要进一步说明的那样，第二材料3插在这些棒形元件之间，以形成真正的减震器5，以吸收当把手受到在工具使用时产生的冲击时，企图沿两个棒形元件传递的振动。

有利的是，芯子20通过简单地用在规定温度下加热而得到的化学粘接组合第一材料2和第二材料3，而不必在第一和第二材料之间使用粘结剂，或是在两种材料之间有粘接不相容的情况下，通过使用粘结剂组合第一和第二材料。

这就简化并加速芯子20的制造，而且还允许在制造时不需要熟练的劳动力去作生产准备，并且由于大量降低成本和节约时间而提供相当大的好处。

合适的是，第一材料(如TPV、聚丙烯、季戊四醇)用热塑性树脂制造，其中埋入许多天然纤维或合成纤维(例如玻璃纤维，而第一材料则用弹性聚合物如热塑性聚氨酯制造。

作为例子，第一材料可以是工程聚氨酯热塑性聚合物，工业上承认的名字为ETPU(工程热塑性聚氨酯)，而第二材料则包括弹胶性聚合物，最好是聚氨酯类的。

元件1也可以在芯子20外面覆盖以用弹胶性聚合物做的包覆层6。

有利的是，棒形元件4用拉挤法制造。

用复合挤压头按直线的连续方式将用拉挤法生产的棒形元件4与第二材料3组合，以形成减震元件5。

例如，用第三材料制造的包覆层6可以通过第二复合挤压头施加在芯子20上，该第三材料由弹胶性聚合物组成。

在把手的形状做成与圆柱形不同的情况下，例如按人类工程学的形状做出的把手，用弹胶性塑料6做的第三材料可以经受一热成型阶段。

在一种结构变型中，第一和第二材料之间的化学粘接可以在玻璃纤维浸渍以热塑性塑料的阶段直接进行。

在图1所示的例子中，每个棒形元件4有一平直的表面10和一曲线形表面11。

这意味着，用第二材料做的减震器5可以插在两个平直的表面10之间。

采用这种解答，在强烈冲击时，把手中的主弯曲将沿两个平直的表面10之间产生，它将由于插在两个平直的表面之间的减震器的弹性而在两个元件之间形成一滑动。

与此同时，振动将被缓冲，并且不能沿把手扩展。

在图2所示的情况中，棒形元件的数目为4，而用第二材料做的十字形支承则插在其间。

在此情况下，弯曲可沿所有360°产生，而振动的缓冲将是卓越的。

棒形元件的构形自然可以按照要求是任何类型的。

例如，在某些情况下，棒形元件可以是盘形或类似形状。

根据说明和图示，在本发明中描述的具有高的机械稳定性和高的振动吸收能力的元件的效果是明显的。

例如，图1用虚线表示小槌的头部并用参考数字15标出。

当小槌用强的冲击进行敲打时，棒形元件就力图传递被支承5和覆盖层11吸收的振动。

此外，在两个棒形元件之间产生轻微的滑动，以便进一步吸收冲击。

本发明还涉及用于实现具有高的机械稳定性和高的振动吸收能力的元件的方法。

该方法在于自动联结具有主要为高的机械特性的第一材料和至少一种具有主要为高的弹性特性的第二材料，而不采用粘结剂。

尤其是，有利的是，这种联结通过化学粘结进行，该粘结进行时要在规定的温度下加热。

在一种结构变型中，在第一和第二材料对粘结互不相容的情况下，它们可以用化学粘结剂胶合在一起。

这样就形成一芯子，它们可以在必要时包覆以至少一种第三材料。

有利的是，第一材料用一种热塑性树脂做成，其中埋入许多天然的或合成的纤维(例如玻璃纤维)，而第二材料则用一种弹胶性聚合物如热塑性聚氨酯做成。

作为例子，第一材料可以是工程聚氨酯热塑性聚合物，工业上承认的名字是ETPU(工程热塑性聚氨酯)，而第二材料则包括一弹胶性聚合物，最好是聚氨酯类的。

包覆层用弹胶性聚合物做成。

有利的是，棒形元件4用拉挤法制造。

两个用拉挤法做出的棒形元件4按直线的和连续的方式与第二材料联结在一起，该第二材料将用复合挤压头形成支承5，同时，如果有需要，用第二复合挤压头去施加第三包覆材料。

在按人类工程学成形的把手的情况下，在施加第三弹胶性材料之后可继之以热成型阶段。

在一种结构变型中，第一和第二材料之间的化学粘结可在玻璃纤维浸渍以热塑性树脂时完成。此外，也可能将芯子20直接插在一个模子之内，以得到例如一用于工具的把手，该工具用具有各种材料的热塑性材料模制而成，以便粘结至按照本发明做出的复合芯子上。

已经确定，具有高的机械稳定性和高的振动吸收性能的元件，以及用于实现按照本发明的元件的方法得到的结果是特别有利的，因为元件能够非常有效地吸收振动，而生产方法则是快速的，而且不需要熟练的劳动力，从而是非常经济的。

具有高的机械稳定性和高的振动吸收能力的元件，以及用于实现按照本发明的元件的方法可以按许多变型和改进生产，所有的一切都包括在本发明的范围内；此外，所有组件都可以用技术上等同的元件代替。

Claims (24)

1.具有高的机械稳定性和高的振动吸收能力的元件，其特征为，它包括至少一个由至少一种具有主要为高的机械稳定性的第一材料组成的内芯，该内芯简单地通过化学粘接联结以至少一种具有主要为高的弹性特性的第二材料。

2.如权利要求1的元件，其特征为，上述第一和第二材料在粘结时不用粘结剂。

3.如前述权利要求的一项或更多项的元件，其特征为，上述第一材料由热塑性树脂组成，其中埋以许多天然的和/或合成纤维。

4.如前述权利要求的一项或更多项的元件，其特征为，上述合成纤维由玻璃纤维组成。

5.如前述权利要求的一项或更多项的元件，其特征为，上述第二材料由弹胶性聚合物组成。

6.如前述权利要求的一项或更多项的元件，其特征为，上述热塑性树脂为一种工程聚氨酯聚合物，工业上承认的名字是ETPU(工程热塑性聚氨酯)。

7.如前述权利要求的一项或更多项的元件，其特征为，上述第二材料由热塑性聚氨酯组成。

8.如前述权利要求的一项或更多项的元件，其特征为，芯子包覆以用第三材料做的层，该材料由弹胶性聚合物组成。

9.如前述权利要求的一项或更多项的元件，其特征为，上述芯子包括至少两个用拉挤(pultrusion)做出的长形元件。

10.如前述权利要求的一项或更多项的元件，其特征为，上述长形元件为棒形或盘形。

11.如前述权利要求的一项或更多项的元件，其特征为，用上述第二材料做的支承插在上述长形元件之间。

12.如前述权利要求的一项或更多项的元件，其特征为，上述棒形元件有至少一个平直的表面和一个曲线形的表面，上述支承插在上述相邻的棒形元件的上述的平直的表面之间。

13.用于实现具有高的机械稳定性和高的振动吸收能力的元件的方法，其特征为，它包括通过化学粘接自动联结具有主要为非常高的机械稳定性的第一材料，和至少一种具有主要为高的弹性特性的第二材料，以便形成能被覆盖以至少一种第三材料的芯子。

14.如前述权利要求的方法，其特征为，第一和第二材料之间的联结在发生时不用粘结剂，但是采用在规定的温度下加热。

15.如前述权利要求的一项或更多项的方法，其特征为，上述第一材料由热塑性树脂组成，其中埋以许多天然的和/或合成纤维。

16.如前述权利要求的一项或更多项的方法，其特征为，上述合成纤维由玻璃纤维组成。

17.如前述权利要求的一项或更多项的方法，其特征为，上述第二材料由热塑性聚氨酯组成。

18.如前述权利要求的一项或更多项的方法，其特征为，上述热塑性树脂为工程聚氨酯聚合物，工业上承认的名字为ETPU(工程热塑性聚氨酯)。

19.如前述权利要求的一项或更多项的方法，其特征为，第二材料由弹胶性聚合物组成，最好是聚氨酯类的。

20.如前述权利要求的一项或更多项的方法，其特征为，上述第三材料由弹胶性聚合物组成。

21.如前述权利要求的一项或更多项的方法，其特征为，上述方法包括至少一个阶段，其中，上述第一材料通过拉挤得到。

22.如前述权利要求的一项或更多项的方法，其特征为，上述方法包括至少一个在规定温度下的复合挤压阶段，以使上述第一材料与上述第二材料联结。

23.如前述权利要求的一项或更多项的方法，其特征为，上述方法包括一热成型阶段，以将上述第三材料模制成符合人类工程学的形状。

24.如上所述的并要求保护的以及在所附的图表中表示的具有高的机械稳定性和高的振动吸收能力的元件，以及用于实现该元件的方法。