专利名称：复合材料电线杆及其制造方法
技术领域：
本专利申请文件一般涉及电线杆，特别是但不限于，具有椭圆形(oval)横截面的复合材料电线杆及其制造方法。
背景技术：
公用电线杆包括电力杆、灯杆、电话线杆等。通常地，电线杆由木材、钢材和钢筋混凝土或预应力混凝土制成。木制电线杆由天然物质组成。对于恶劣的环境条件的连续暴露可能会导致该木制的电线杆腐烂和腐败。为防止腐烂，木材有时用一种碳基材料处理。人们已经发现，最常规的木材处理材料对环境是有害的。而且，人们已经发现，大量的电流漏到地面上，因此降低了电网的能源效率。人们已经安装了金属电线杆以增加电线杆的寿命。然而，金属电线杆基本上是比较昂贵的。金属电线杆还具有高导电性，沉重，且通常对于维护和修理电线的工作人员会产生不安全的环境。钢筋混凝土或预应力混凝土电线杆减少了金属电线杆的导电问题并缓解了木质电线杆的环境问题。但混凝土电线杆明显重于金属或木质电线杆因此在整个农村地区的运输混凝土电线杆的运输成本限制了它们只能在邻近它们的制造工厂的地区使用。复合材料电线杆用于解决上述问题。复合材料电线杆是由不同材料的组合制成，每种材料都保持自己的特性，与单种材料单独发挥作用相比，这产生了卓越的效果。用于制造电线杆的复合材料通常为纤维增强塑料或纤维增强聚合物(FRP)。用于制造复合材料电线杆的方法通常为拉挤成型工艺，这是一个连续的工艺，其中包括牵拉纤维加固材料通过树脂浸溃浴并进入成型模具并在该成型模中树脂随后固化。通常，在拉挤成型工艺中使用的模具制得具有恒定的横截面或二维形状的结构。出于这些原因和其他原因，有必要通过检验过的生产工艺生产的复合材料电线杆，这些电线杆是长期耐用的且能经受负载需要，并且比钢的和钢筋混凝土或预应力混凝土电线杆便宜，特别是当电线杆较高时。
发明内容
本专利申请公开了一种复合材料电线杆，该电线杆可用于支撑公用电线(utilityline)、电灯、信号灯或公用系统的其他任何部件。该电线杆还用于其他需要通过电线杆类型的结构向上支撑的产品。该复合材料电线杆包括至少一种复合材料部件，该复合材料部件包括第一末端、第二末端和形成在该第一末端和第二末端之间的长的本体。该长的本体具有椭圆形的横截面。该复合材料电线杆可由以下材料通过拉挤成型工艺制成该材料与许多竞争材料相比具有高强度价格比(strength to cost ratio)和高刚度价格比(stiffness to cost ratio)。因此,有效减少了材料成本，因为该椭圆形复合材料与许多标准公用电线杆相比可具有较薄的侧壁并且保持同样的或更好的强度和刚度。此外，纤维增强塑料(FRP)的对于生锈、腐烂和来自阳光的损坏的抵抗性有助于使得该电线杆的寿命超过其竞争材料。通过改变其侧壁的尺寸的大小和厚度，可得到具有所需的高度和强度重量比的复合材料电线杆。例如可设计该复合材料电线杆的横截面的特定尺寸使该电线杆的强度重量的比最大。该复合材料电线杆明显比那些由木材、金属或混凝土制成的电线杆轻，使得它们容易运输和安装因此减少了运输和安装成本。此外，该复合材料电线杆抵抗所有形式的损坏，例如紫外光、生锈、腐烂和来自湿气和地面化学物质所造成的变质。在一个实施例中，复合材料电线杆包括至少第一复合材料部件。该第一复合材料部件包括第一和第二末端；形成在该第一和第二末端之间的长的本体；第一内部空间；以及恒等截面。该恒等截面包括一具有第一半径和第二半径的外圆周；内圆周；以及形成在该外圆周和内圆周之间的壁厚。该第一半径不等于该第二半径。在另一实施例中，一种制造复合材料电线杆的方法包括形成至少第一复合材料部件。该第一复合材料部件包括第一和第二末端；形成在该第一和第二末端之间的长的本体；第一内部空间；以及恒等截面。该恒等截面包括一具有第一半径和第二半径的外圆周；内圆周；形成在该外圆周和内圆周之间的壁厚。该第一半径不等于该第二半径。该发明内容部分是本申请的一些教导的概述而不是用于作为本主题的排他性的或穷尽性的描述。关于本主题的其他细节在具体实施方式
和所附的权利要求书中描述。其他的内容对于本领域技术人员将通过阅读和理解以下具体实施方式
并参考作为本说明书的一部分的附图而变得清楚，每幅附图不应被认为具有限制意义。本发明是由权利要求书及其等同形式限定。
附图不一定是按比例绘制的，该附图一般通过举例的方式，但不是通过限制的方式描述在本文件中讨论的各种实施例。图1是包括一具有椭圆形(elliptical)横截面的长的本体的复合材料电线杆的立体图。图2是图1中的复合材料电线杆沿线2-2的截面图。图3是用于制造复合材料电线杆的典型拉挤生产线的示意图。图4是具有椭圆形的横截面的复合材料电线杆的截面图。图5A是具有椭圆形横截面且具有非恒定的壁厚度的复合材料电线杆的截面图。图5B是具有椭圆形横截面且具有非恒定的壁厚度的另一复合材料电线杆的截面图。图6A是复合材料电线杆的截面图，该复合材料电线杆包括一大的复合材料部件和设置在该大的复合材料部件中的小的复合材料部件，其中该小的复合材料部件的壁厚度小于该大的复合材料部件的壁厚度。图6B是复合材料电线杆的截面图，该复合材料电线杆包括一大的复合材料部件、设置在该大的复合材料部件中的中等复合材料部件和设置在该中等复合材料部件中的小的复合材料部件。
图6C是复合材料电线杆的截面图，该复合材料电线杆包括一大的复合材料部件和设置在该大的复合材料部件中的小的复合材料部件，其中该小的复合材料部件的壁厚度大于该大的复合材料部件的壁厚度。图6D是复合材料电线杆的截面图，该复合材料电线杆包括一大的复合材料部件和设置在该大的复合材料部件中的小的复合材料部件，其中该小的复合材料部件的壁厚度等于该大的复合材料部件的壁厚度。图7A是复合材料电线杆的截面图，该复合材料电线杆包括一大的复合材料部件和设置在该大的复合材料部件中的小的复合材料部件，其中该小的复合材料部件具有圆形横截面且该小的复合材料部件的外圆周的一些部分极接近该大的复合材料部件的内圆周。图7B是复合材料电线杆的截面图，该复合材料电线杆包括一大的复合材料部件和设置在该大的复合材料部件中的小的复合材料部件，其中该小的复合材料部件具有椭圆形横截面且该小的复合材料部件的外圆周的一些部分极接近该大的复合材料部件的内圆周。图8A是复合材料电线杆的截面图，该复合材料电线杆包括一大的复合材料部件、设置在该大的复合材料部件中的中等复合材料部件和设置在该中等复合材料部件中的小的空心复合材料部件,其中该小的空心复合材料部件的外圆周的一些部分极接近该中等复合材料部件的内圆周。图8B是复合材料电线杆的截面图，该复合材料电线杆包括一大的复合材料部件、设置在该大的复合材料部件中的中等复合材料部件和设置在该中等复合材料部件中的小的实心复合材料部件，其中该小的实心复合材料部件的外圆周的一些部分极接近该中等复合材料部件的内圆周。
具体实施例方式在以下的具体实施方式
中，参考作为该具体实施方式
一部分的附图，且该附图以解释的方式显示了具体实施方式
，本发明的理念可在这些具体实施方式
中实施。这些实施方式被足够详细地描述以能够使本领域技术人员能实施本发明，并且应理解这些具体实施方式
可被合并使用或单独使用，或可以利用其他实施方式且可进行结构和程序上的改变而不脱离本发明内容的精神和范围。以下的具体实施方式
提供了实例，且本发明的范围被所附的权利要求书及其等同形式限定。本专利申请公开的是一种复合材料电线杆，该电线杆可用于支撑公用电线、电灯、信号灯或公用系统的其他任何部件。该复合材料电线杆还用于其他需要通过电线杆类型的结构向上支撑的产品。该复合材料电线杆包括至少一种复合材料部件，该复合材料部件包括第一末端、第二末端和形成在该第一末端和第二末端之间的长的本体。该长的本体具有椭圆形的横截面。应当理解，该复合材料部件的横截面可为各种形状，包括但不限于，椭圆形(elliptical)或其他椭圆形(other oval shapes)、圆形、空心、实心等。该复合材料电线杆可由以下材料通过拉挤成型工艺制成该材料与许多竞争材料相比具有高强度价格比和高刚度价格比。因此，由于该椭圆形复合材料电线杆与许多标准电线杆相比可具有较薄的侧壁并且保持了同样的或更好的强度和刚度因此有效减少了材料成本。而且，纤维增强塑料(FRP)对于生锈、腐烂和来自阳光的损坏的抵抗性有助于使得该电线杆的寿命超过竞争材料。本文使用的术语“以上”、“在……上”、“在……下”、“顶部”、“底部”、“上”、“下”、
“前”、“后”等是指该复合材料电线杆和其组成部分的相对位置，使用时如图1-4、5A-B、6A-D、7A-B和8A-B中所定位。图1是包括复合材料部件12的复合材料电线杆10的立体图，该复合材料部件12具有第一末端14、第二末端16和形成在该第一末端14和第二末端16之间的长的本体。参考图1-2，该长的本体为空心的，包括侧壁18，且具有等截面尺寸和纵轴a-a’。该侧壁18具有外圆周20和内圆周22。由在垂直于纵轴a-a’的任一平面截取的长的本体的横截面形状包围的区域为椭圆形的。该复合材料电线杆10的高度可随需要的电线杆高度和强度而变化。在一些实施例中，在该复合材料电线杆的地面以上的高度为20-180英尺，优选为35-140 英尺。 图2显示了图1的复合材料部件12沿线2-2的椭圆形截面图30，该截面图30沿着该复合材料部件的长度为等截面的。该横截面30的中心位于纵轴a-a’上，在横截面的几何中心O处。该横截面30包括形成在外圆周20和内圆周22之间的侧壁18，其中该外圆周20和内圆周22都是椭圆形。在一可选的实施例中，该电线杆可为一些其他椭圆形横截面形状，例如不对称的通常为不规则的椭圆形的形式或甚至为多边形但大致属于椭圆形的式样，或者大致对称的椭圆形状，类似椭圆的形状、圆形等。也可使用其他合适的空气动力学形状(例如泪珠状的横截面)。应当理解，该外圆周20包围的区域可根据需要变化。在一个实施例中，该外圆周20包围的面积在约50平方英寸至约2000平方英寸范围。该外圆周20具有短轴χ-χ’和长轴y_y’。长轴y_y’为沿着该椭圆形的最大的尺寸方向延伸并平分该椭圆形的较大轴。短轴χ-χ’垂直于该长轴并且也平分该椭圆。短轴x-x’的长度为2a，长轴y-y’的长度为2b。在一个实施例中，该电线杆定位为使得该长轴1-1，大致平行于作用于或预期作用于电线杆上的主作用力，且该短轴垂直于作用于或预期作用于电线杆上的主作用力。应理解在短轴2a和长轴2b之间的比可变化。该长轴越长，该复合材料部件对于在使用该电线杆时出现的弯折力矩的阻力越大。外圆周20的一部分的曲率半径比外圆周的另一部分的曲率半径小。特别地，参考图1-2，该外圆周具有边缘34和边缘36，该边缘34具有较小的半径而边缘36具有较大的半径。边缘34处的较小的半径有助于减少在使用该电线杆时在电线杆10上的风的阻力。参考图2，侧壁18具有恒定厚度。应理解该侧壁的厚度可随该复合材料电线杆的高度和预期应用于该电线杆上的负载而变化。在一些实施例中，该侧壁18的厚度可在四分之一英寸至一又四分之一英寸的范围。通过改变复合材料电线杆10的高度、横截面和厚度的尺寸，可获得具有所需的强度重量比和刚度重量比。例如，该复合材料电线杆的横截面的具体尺寸可设计为使该电线杆的强度重量比和刚度重量比对于一给定的应用为最优的。这可使得该复合材料电线杆明显比木材、金属或混凝土制成的电线杆轻，因此，使得该复合材料电线杆更易于运输和安装并减少了运输和安装成本。图3是用于制造复合材料电线杆10的典型拉挤生产线的示意图。复合材料电线杆10的长的本体可由纤维加固塑料(FRP)制成。纤维加固塑料为一种包含用纤维加固的聚合物基质的复合材料。该纤维包括，但不限于玻璃纤维、黄麻纤维(jute),剑麻纤维(sisal),芳族聚酰胺纤维，碳纤维，硼和其他合成纤维。该聚合物可为任何聚合物，其作为用于复合材料的基质，如环氧树脂，聚酯，聚氨酯，丙烯酸类树脂和其它聚合物。用于制造复合材料电线杆10的长的本体的复合材料部件可通过拉挤成型工艺制成，通过牵拉多个粗纱通过树脂浸溃机然后通过拉挤模具制成。该树脂通常通过来自模具的热量硬化并形成刚性的、固化的对应于该模具的形状的轮廓。本领域技术人员将理解通过拉挤成型工艺可制成多种椭圆形状和多种尺寸的具有等截面的拉挤的轮廓，例如，空心、实心、椭圆形、圆形、六边形、八边形、其他不规则的二维形状等。该横截面的形状由模具的形状决定。参考图3，一种复合材料部件可通过典型的拉挤生产线300制成。美国专利号5，492，583的专利描述了一个合适的拉挤生产线的实施例，该专利于1994年6月6日提交，名称为“用于拉挤轮廓的在线涂覆的设备和方法”，其通过引用结合至本文。如该专利所述，以及本文中图3所示，拉挤成型工艺的一个实施例开始是通过牵拉多个粗纱310通过树脂浸溃机312，然后通过拉挤模具或多个模具314。另一实施例还可将纤维玻璃衬垫或其他衬垫整合至该复合材料部件的内侧和/或外侧和/或内部以提供交叉强度。例如，该拉挤成型工艺开始于牵拉多个粗纱310和至少一个衬垫(其厚度为大约20mil)通过树脂浸溃机312然后通过拉挤模具或多个模具314。该衬垫可形成于拉挤轮廓的外侧、内侧和/或内部，但在优选的实施例中，一个衬垫形成于拉挤的轮廓的外侧，而另一衬垫形成于拉挤的轮廓的内侧。该衬垫的作用是向电线杆提供一种交叉强度的附加层。对于本领域技术人员清楚的是衬垫的数量或厚度是一种设计选择并基于电线杆的计算的所需交叉强度，可能需要一个或几个衬垫。树脂通过来自模具或多个模具314的热量硬化并形成刚性的、固化的具有等截面的轮廓，该轮廓对应于模具或多个模具314的形状。粗纱310通常由大约4000个单个的玻璃纤维组成。应理解粗纱310的尺寸和数量可变化。在一个实施例中，粗纱310和113码(yard)每磅的成品率已经用于本申请。应理解其他类型的加固例如碳、芳族聚酰胺或多种人造或天然纤维可用作粗纱310。而且，这些纤维的一部分以及之前描述的玻璃纤维可以不同的形式使用例如以连续原丝衬垫、短切原丝衬垫、编织粗纱(woven rovings)等。聚酯热固性树脂可用于优选的实施例中；然而，本领域技术人员应理解其他类型的树脂包括乙烯基酯，环氧树脂，酚醛树脂和各种热塑性树脂均可用于本发明。应理解树脂可占据该拉挤的轮廓的全部材料的任何百分比。在一些实施例中，树脂占该拉挤的轮廓的全部材料的25%至75%体积百分比。在一优选实施例中，树脂占该拉挤的轮廓的全部材料的35%至60%的体积百分比。该拉挤模具或多个模具314通常被加热至300° F至400° F的温度，且其长度为约48至72英寸以确保该树脂固化或凝胶化然后以一定运行速度自拉挤模具或多个模具314出来，其中该运行速度使得拉挤的轮廓能经济的加工，通常为超过每分钟30英寸。然而，在树脂自拉挤模具或多个模具314出来之前将使该树脂固化和硬化或凝胶化(半固化)的任何类型的模具或多个模具和加热方法均可使用。本领域技术人员应理解其他类型的树脂可能需要其他的浸溃方法、模具式样或固化方法。拉挤的轮廓318刚从拉挤模具或多个模具314出来即进入涂覆模具320。该涂覆模具320为应用天气保护涂层的经济的方式，该涂层用于防止来自紫外线对于该拉挤的轮廓318的外表面的表面损坏。然而，多种类型的热凝固类型涂层材料可用于该涂层模具320。该涂层材料的应用不限于使用涂层模具320并可通过多种类型的机器出于该目的应用，通过喷射方法或手工进行。在拉挤成型工艺的结尾，强的但轻质的、拉挤的轮廓318自拉挤生产线300出来，其中它可以被剪切至任何需要的长度并对其进行进一步的操作。通过拉挤成型工艺生产的拉挤的轮廓可包括数千的单一方向纵向定向的纤维。应理解该单一方向的纵向定向的纤维可占该纤维的各种百分比。在一些实施例中，该单一方向的纵向定向的纤维约占该纤维的体积的30%至100%。本领域技术人员应理解多种形状和多个尺寸的具有等截面的拉挤轮廓318可通过拉挤成型工艺制成，该形状和尺寸由模具或多个模具314的形状决定。在一个实施例中，牵拉复合材料部件的平均时间为小于20分钟且完成该电线杆的时间将随着二次加工的数目(例如钻的孔)，或者在工厂处加的硬件而变化。应理解给定的时间仅是对于具体实施例的近似值。该时间可随着复合材料部件的尺寸、使用的材料、使用的方法和进行的二次加工的数目和类型变化。在一个实施例中，电线杆可通过向聚合物中添加UV添加剂制成对于来自紫外线(UV)光的表面损坏更具有抵抗性。而且，在拉挤成型工艺中，UV抗性聚酯衬垫可应用于电线杆的外表面。为了防止电线杆的进一步UV损坏，也可在拉挤成型工艺中应用UV天气保护涂层，如图3中涂层模具320所示。应理解，对于较短的复合材料电线杆，可牵拉单一轮廓以制成长的本体；然而，也需要牵拉多个轮廓以制成较长的电线杆，其中该多个轮廓在工厂或在线路架设点装配。该多个轮廓可具有多个优点，包括易于运输、安装和成本低。图4是具有椭圆形伸长主体112的复合材料电线杆110的截面图。该长的本体112包括具有外圆周120和内圆周122的侧壁118，其中该内圆周122大致跟随(track)夕卜圆周120的形状以使侧壁118具有恒定厚度。在一可选的实施例中，该侧壁118的壁厚度也可为非恒定的。应理解该椭圆形的侧壁118的式样在特定应用中可随着预期遇到的应力的类型而变化。在优选实施例中，该外圆周120的一部分具有比外圆周120的另一部分更小的曲率半径。图5A是复合材料电线杆210的截面图，该复合材料电线杆包括具有非均匀的壁厚度的侧壁218，并在外圆周220形成椭圆，在内圆周222形成另一椭圆。在图5A的实施例中，侧壁218的具体的壁厚度240在短轴χ-χ’上显示且具体的壁厚度242在长轴y-y’上显示。壁厚度从短轴x-x’的厚度240开始增加，逐渐增加至长轴y-y’的厚度242。在图5B中显示的另一实施例中，显示了包括侧壁618的复合材料电线杆610的截面图，其中具有非恒定的壁厚度的侧壁618在外圆周620上形成椭圆形且在内圆周622上形成另一椭圆形。在图5B的实施例中，侧壁618的具体的壁厚度640在短轴χ-χ’上显示，具体的壁厚度642在长轴y-y’上显示。该壁厚度从短轴x_x’的厚度640开始减小，逐渐减至长轴y-y’的厚度642。应理解该外圆周和内圆周都可采用其他的椭圆形的形式，例如，不对称的大致不规则椭圆形甚至多边形但大致属于椭圆式样的形式，或基本对称的椭圆形，如椭圆形、圆形等的形式，这取决于式样选择。同时，侧壁具有非恒定壁厚度的结构也可采取其他形式，这取决于待分布的应力的类型。图6A是复合材料电线杆410的截面图，该复合材料电线杆410包括具有内部空间的大的复合材料部件412和至少部分地嵌套或设置在该内部空间中的小的复合材料部件424。如图6A所示，该小的复合材料部件424的外圆周极接近该大的复合材料部件412的内圆周。该小的复合材料部件424的尺寸设计为便于该小的复合材料部件424相对于该大的复合材料部件412伸缩(telescopical)滑动移动。该小的复合材料部件424可通过使用辅助工具例如粘合剂或机械装置，例如螺丝或铆钉，固定于该大的复合材料部件412中。该粘合剂可为例如，热固性粘合剂、化学粘合剂、接触粘合剂、热性粘合剂、或压力粘合剂，它们由例如聚酯或环氧树脂制成。在图6A显示的实施例中，大的复合材料部件412的壁厚度比小的复合材料部件424的壁厚度大。在图6C显示的可选实施例中，复合材料电线杆810包括具有内部空间的大的复合材料部件812和至少部分嵌套或设置在该内部空间中的小的复合材料部件824，其中该大的复合材料部件812的壁厚度小于该小的复合材料部件824的壁厚度。在图6D所示的另一实施例中，复合材料电线杆910包括具有内部空间的大的复合材料部件912和至少部分地嵌套或设置在该内部空间中的小的复合材料部件924，其中该大的复合材料部件912的壁厚度等于该小的复合材料部件924的壁厚度。在图6B显示的一个实施例中，复合材料电线杆710包括具有第一内部空间的大的复合材料部件712和至少部分地嵌套或设置于该第一内部空间中的中等复合材料部件724。该中等复合材料部件724的外圆周极接近该大的复合材料部件712的内圆周。该中等复合材料部件724的尺寸设计为便于该中等复合材料部件724相对于该大的复合材料部件712伸缩滑动移动。该中等复合材料部件724可通过使用辅助工具例如粘合剂或机械装置，例如螺丝或铆钉，固定于该大的复合材料部件712中。该粘合剂可为例如，热固性粘合剂、化学粘合剂、接触粘合剂、热性粘合剂、或压力粘合剂，它们由例如聚酯或环氧树脂制成。该中等复合材料部件724包括第二内部空间，其中小的复合材料部件726至少部分地嵌套或设置于该第二内部空间中。如图6B所示，该小的复合材料部件726的外圆周极接近该中等复合材料部件724的内圆周。该小的复合材料部件726的尺寸设计为便于该小的复合材料部件726相对于该中等复合材料部件724伸缩滑动移动。该小的复合材料部件726可通过使用与上述段落中讨论的方法相同的方法固定于该中等复合材料部件724中。在图6B显示的实施例中，大的复合材料部件712的壁厚度大于中等复合材料部件724的壁厚度，而小的复合材料部件726的壁厚度大于该中等复合材料部件724的壁厚度。然而应理解该复合材料部件的厚度可变化或甚至都可以为按照式样选择为恒定的或非恒定的。应理解，图6A-D中的复合材料部件的具体的结构可变化，例如如上面关于复合材料部件的描述，例如，如图2、4和5A-B所示，只要该小的复合材料部件的外圆周极接近该大的复合材料部件的内圆周。还应理解的是该部件的厚度都可根据式样选择采用较厚或较薄、恒定或非恒定的形式。图7A是复合材料电线杆510的截面图。该复合材料电线杆510包括一具有内部空间的大的复合材料部件512和至少部分地嵌套或设置在该内部空间中的小的复合材料部件524。如图7A所示，该小的复合材料部件524的外圆周至少在点544处接近或接触该大的复合材料部件512的内圆周。该小的复合材料部件524可通过使用与上述关于图6A-D的讨论中的方法相同的方法被固定于该大的复合材料部件512中。在图7A显示的实施例中，该小的复合材料部件524具有圆形形状，且该大的复合材料部件512为椭圆形。然而，应理解，该大的复合材料部件512和该小的复合材料部件524都可具有另ー椭圆形状，例如不对称的大致不规则的椭圆形或甚至为多边形但大致为椭圆形式样的形式，或者大致对称的椭圆形，如椭圆形、圆形等的形式。还应理解该大的复合材料部件512和该小的复合材料部件524的侧壁厚度都可为恒定的或非恒定的。在图7B显示的可选实施例中，复合材料电线杆1010包括一具有内部空间的大的复合材料部件1012和至少部分地嵌套或设置在该内部空间中的小的复合材料部件1024。如图7B所示,该小的复合材料部件1024的外圆周至少在点1044处极接近或接触该大的复合材料部件1012的内圆周。该小的复合材料部件1024可通过使用与上述关于图6A-D的讨论中相同的方法被固定于该大的复合材料部件1012中。在图7B显示的实施例中，该小的复合材料部件1024和大的复合材料部件1012都为椭圆形。然而，应理解，该大的复合材料部件1012和该小的复合材料部件1024都可具有另ー椭圆形状。应理解该大的复合材料 部件1012和该小的复合材料部件1024的侧壁厚度都可为恒定的或非恒定的。应理解在图7A-B中大的复合材料部件和小的复合材料部件的具体结构可变化，例如如上面关于如图2、4和5A-B所示的复合材料部件的讨论，只要该小的复合材料部件的外圆周的至少一部分极接近该大的复合材料部件的内圆周。还应理解的是该大的复合材料部件或该小的复合材料部件的厚度都可根据式样选择采用较厚或较薄、恒定或非恒定的形式。图8A是复合材料电线杆1110的截面图。该复合材料电线杆1110包括一具有第一内部空间的大的复合材料部件1112和至少部分地嵌套或设置在该第一内部空间中的中等复合材料部件1124。如图8A所示，该中等复合材料部件1124的外圆周极接近该大的复合材料部件1112的内圆周。该中等复合材料部件1124的尺寸设计为便于该中等复合材料部件1124相对于该大的复合材料部件1112伸缩滑动移动。该中等复合材料部件1124可通过使用辅助工具例如粘合剂或机械装置，例如螺丝或铆钉，固定于该大的复合材料部件1112中。该粘合剂可为，例如热固性粘合剂、化学粘合剂、接触粘合剂、热性粘合剂、或压カ粘合剂，它们由例如聚酯或环氧树脂制成。该中等复合材料部件1124包括第二内部空间，其中小的复合材料部件1126至少部分地嵌套或设置于该第二内部空间中。该小的复合材料部件1126的外圆周在点1144处极接近或接触该中等复合材料1124的内圆周，其中该小的复合材料部件1126可通过使用与本文上面讨论的方法相同的方法固定于该中等复合材料部件1124中。在图8A显示的实施例中，该小的复合材料部件1126为空心复合材料部件。图8B是复合材料电线杆1210的截面图。复合材料电线杆1210包括一具有第一内部空间的大的复合材料部件1212和至少部分地嵌套或设置在该第一内部空间中的中等复合材料部件1224。如图8B所示，中等复合材料部件1224的外圆周极接近大的复合材料部件1212的内圆周。中等复合材料部件1224的尺寸设计为便于该中等复合材料部件1224相对于大的复合材料部件1212伸缩滑动移动。该中等复合材料部件1224可通过使用与上述关于图8A论述的方法相同的方法固定于该大的复合材料部件1212中。该中等复合材料部件1224包括第二内部空间，其中小的复合材料部件1226至少部分地嵌套或设置于该第ニ内部空间中，且该小的复合材料部件1226的外圆周在点1244处极接近或接触该中等复合材料部件1224的内圆周，其中该小的复合材料部件1226可通过使用与上述关于图8A论述的方法相同的方法被固定于该等复合材料部件1224中。在图8B所示的实施例中，小的复合材料部件1226为实心的复合材料部件。应理解在图8A-B中该复合材料部件的具体结构可变化，例如如上面关于如图2、4和5A-B所示的复合材料部件的讨论。还应理解该复合材料部件的厚度都可根据式样选择采用较厚或较薄、恒定或非恒定的形式。本申请中公开的实施例在所有方面被认为是描述性的而非限制性的。本发明的范围由所附的权利要求书所表示而不是通过上述说明书表示；且在权利要求书的含义和等同形式的范围内进行的所有的改变都将包含在该范围中。
权利要求
1.一种复合材料电线杆，包括至少第一复合材料部件，该第一复合材料部件包括第一末端和第二末端；形成在所述第一末端和所述第二末端之间的长的本体；第一内部空间；和恒等截面，所述恒等截面包括具有第一半径和第二半径的外圆周；内圆周；和形成在所述外圆周和所述内圆周之间的壁厚度，其中所述第一半径不等于所述第二半径。
2.如权利要求1所述的复合材料电线杆，其特征在于，该恒等截面包括椭圆形外圆周。
3.如权利要求1或2所述的复合材料电线杆，其特征在于，所述恒等截面还包括恒定壁厚度。
4.如权利要求1至3中任一项所述的复合材料电线杆，其特征在于，所述外圆周还包括外部最长轴和外部最短轴，所述内圆周包括内部最长轴和内部最短轴，所述外圆周的最长轴和所述最短轴长度的比大于所述内圆周的所述最长轴与最短轴长度的比。
5.如权利要求1至4中任一项所述的复合材料电线杆，其特征在于，所述内圆周具有第三半径和第四半径，所述第三半径不等于所述第四半径。
6.如权利要求1至5中任一项所述的复合材料电线杆，其特征在于，所述复合材料电线杆还包括第二复合材料部件，所述第二复合材料部件至少部分地设置于所述第一复合材料部件的第一内部空间中，所述第二复合材料包括第二内部空间和外圆周，且所述第二复合材料部件的外圆周的至少一部分极接近所述第一复合材料部件的内圆周。
7.如权利要求6所述的复合材料电线杆，其特征在于，所述复合材料电线杆还包括第三复合材料部件，所述第三复合材料部件至少部分地设置于所述第二复合材料部件的第二内部空间中，所述第三复合材料部件包括外圆周，且所述第三复合材料部件的外圆周的至少一部分接近所述第二复合材料部件的内圆周。
8.如权利要求6所述的复合材料电线杆，其特征在于，所述第一复合材料部件具有恒定的第一厚度且所述第二复合材料部件具有恒定的第二厚度，所述第一厚度大于所述第二厚度。
9.一种制造复合材料电线杆的方法，所述方法包括形成至少第一复合材料部件，所述第一复合材料部件包括第一末端和第二末端；形成在所述第一末端和所述第二末端之间的长的本体；第一内部空间；和恒等截面，所述恒等截面包括具有第一半径和第二半径的外圆周；内圆周；和形成在所述外圆周和所述内圆周之间的厚度，其中所述第一半径不等于所述第二半径。
10.如权利要求9所述的制造复合材料电线杆的方法，其特征在于，所述形成至少第一复合材料部件包括形成至少第一复合材料部件，所述第一复合材料部件包括具有椭圆形外圆周的恒等截面。
11.如权利要求9或10所述的制造复合材料电线杆的方法，其特征在于，所述形成至少第一复合材料部件包括形成具有恒定壁厚度的恒等截面。
12.如权利要求9至11中任一项所述的制造复合材料电线杆的方法，其特征在于，所述形成至少第一复合材料部件包括形成恒等截面，所述恒等截面的外圆周的最长轴和最短轴的比大于内圆周的最长轴和最短轴的比。
13.如权利要求9至12中任一项所述的制造复合材料电线杆的方法，其特征在于，所述形成至少第一复合材料部件包括形成一内圆周，所述内圆周具有第三半径和第四半径，所述第三半径不等于所述第四半径。
14.如权利要求9至13中任一项所述的制造复合材料电线杆的方法，其特征在于，还包括将第二复合材料部件至少部分地设置于所述第一复合材料部件的第一内部空间中，其中所述第二复合材料部件包括第二内部空间，且其中所述第二复合材料部件的外圆周的至少一部分极接近所述第一复合材料部件的内圆周。
15.如权利要求14所述的制造复合材料电线杆的方法，其特征在于，还包括将第三复合材料部件至少部分地设置于所述第二复合材料部件的所述第二内部空间中，其中所述第三复合材料部件的外圆周的至少一部分极接近所述第二复合材料部件的内圆周。
全文摘要
一种复合材料电线杆，其包括至少第一复合材料部件，该第一复合材料部件包括第一末端和第二末端；形成在该第一末端和第二末端之间的长的本体；第一内部空间；恒等截面。该恒等截面包括具有第一半径和第二半径的外圆周；内圆周；以及形成在该外圆周和内圆周之间的壁厚度。该第一半径不等于该第二半径。
文档编号E04H12/00GK103025982SQ201180030335
公开日2013年4月3日 申请日期2011年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者康拉德·F·芬格森, 查尔斯·艾伯特·豪塔马基 申请人:康耐特有限公司