[发明专利]金属纤维弹性体

说明书

一种金属纤维弹性体，涉及由金属纤维螺旋化后彼此交结形成的金属弹性体，它具有可适应不同使用需要，可控的优良特性。

人们为了获得性能优良的弹性体，做了长期的探索和研究工作，但在这方面取得进展的领域仅仅局限于有机材料方面，如橡胶及塑料等材料。而且这种进展仍具有一定的局限性，如在提高橡胶的承载能力及提高其回复率等方面仍未取得令人满意的效果。在用金属材料作为弹性元件或减振隔振元件方面，金属弹簧仍然起着主导作用。而且为了满足不同场合对金属弹簧的使用要求，对金属弹簧结构或材料方面的改进也一直没有间断。如中国专利申请第86108967A号公开的一种《固有有效阻尼螺旋弹簧》包括有一个螺旋弹簧和套在其上的管状弹簧。且管状弹簧与螺旋弹簧处于可动接触状态。该螺旋弹簧能提供一个具有有效摩擦的结构，当施加冲击压缩力时，能减缓弹簧运动的速度，亦即具有固有有效阻尼特性。但对弹簧的其他特性，如弹性模量、能量散射系数等难以有效地通过结构特征来进行控制。而且它只能在一维方向承载，在二维或三维方向承载时则难以表现出所述的特性。特别是由于采用管状弹簧套在螺旋弹簧上，因此制造过程比较复杂。而德国专利DE4100842C则采取在管形弹簧钢上成螺旋形地割去带条，剩余部分构成螺旋弹簧的结构。且该螺旋弹簧带有与弹簧部分构成整体的承载端。它的对称性极好，承载轴与弹簧几何轴一致性好，可以基本消除承载时的拗折现象。但也具有加工耗费大，作减振器使用时需要专门承载端的缺点，同时也具有上一专利中所不能克服的缺点。在上述两专利申请之后，中国专利93201324.4号公布了《一种360°高张力弹性交织金属条》，它是将两根左旋或右旋的金属螺旋平行切入后轧平处理，形成彼此环环扣结的致密交织金属条。在应用到诸如束腰等物品上，可以防止其扭折变形，且能在360°方向发挥高张力与弹性。但该交织金属条只能应用于扭折的场合，在减振、隔振等场合则难以发挥作用。

针对上述现有技术的不足，不发明的目的是提供一种具有优良使用特性的金属纤维弹性体，该弹性体在其基本组成单元金属螺旋以不同方式排序时，可以呈现出不同的固有表观特性，并且可应用于隔振、阻尼、消音、过滤等场台。

本发明的另一目的是提供可方便地制造成不同形状的金属纤维弹性体，以适应不同使用场合对金属纤维弹性体形状的要求，该金属纤维特性体可以同时在三维或三维方向上承载。

本发明再一目的是提供一种金属纤维弹性体，它在减振、隔振等场合使用时，无需专门的承载端。

而且，提供一种加工方便，原材料利用率高的金属纤维弹性体也是本发明的目的之一。

根据上述目的，本发明采用的解决方案是：以有序排列的金属纤维螺旋为基本组成单元形成金属交织体，压制后的金属交织体中金属纤维螺旋彼此间相互切入形成具有固定外观形状的金属纤维弹性体，同时相邻金属纤维螺旋的黄圈处于可动的接触状态。

由于本发明所述的金属纤维弹性体以金属纤维螺旋为基本组成单元，且金属纤维螺旋间相互切入，因此它即具有弹簧的一般特性，又具有较大的屈服区间和承载能力。同时由于金属纤维螺旋处于有序排列状态，因此不同的排列结构和切入程度就会产生不同的固有表观特性，亦即实现对诸如弹性模量、能量散射系数、抗压强度等量进行控制。金属纤维螺旋弹性体一般不存在单一的几何轴，通过对金属螺旋的排列，可以使之在二维或三维方向上承载。当金属纤维弹性体作减振或隔振器使用时，无需专门的承载端。特别是金属纤维螺旋体中的金属螺旋处于一种可动的接触状态，因此当遇到难以预料的破坏性外力时，弹性模量能够随着外力的增强而变大，从而保护弹性体不被损坏。再者，本发明所述的金属纤维弹性体制造方便、原材料利用率高，且可以根据使用场合的要求方便地加工成各种不同的形状。

本发明的具体结构由以下的实施例及附图给出。

图1显示了金属纤维以螺线管形式螺旋化的示意图。

图2为轴向投影是三角形的金属纤维螺旋的结构示意图。

图3为轴向投影是正方形的金属纤维螺旋的结构示意图。

图4为金属纤维螺旋先盘旋成阿基米德螺旋层再层层相叠构成柱状金属纤维弹性体的结构示意图。

图5为金属纤维螺旋沿阿基米德螺旋面等高往复排列构成管状金属纤维弹性体的结构示意图。

图6为图5的径向剖示图。

图7为金属纤维螺旋排成辐射层，再层层相叠构成柱状金属纤维弹性体的结构示意图。

图8为金属纤维螺旋先排成螺线管状，不同直径螺线管彼此相套构成管状金属纤维弹性体的结构示意图。

图9为金属纤维螺旋平行往复排列再交错层叠构成立方形金属纤维弹性体的结构示意图。