合成纖維繩索的製作方法

2023-04-23 23:27:51

專利名稱：合成纖維繩索的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種按照權利要求1前序部分所述的合成纖維繩索，優選芳族聚醯胺纖維的繩索。
尤其在材料搬運技術上，例如在升降機上，在用於起重機的構造中，以及在採礦中等，繩索是機器的重要元件並要經受負重使用。一種特別複雜的方面，是被驅動的繩索的負載，例如用於起重機構造中的一些繩索的負載。
尤其，在某些升降裝置中，需要很長的繩索，但是從能量概念考慮卻要求最小可能的質量或重量。高抗張強度的合成纖維繩索，例如芳族聚醯胺類或簡名為阿拉米德類(aramides)的這種纖維具有高度取向的分子鏈，能以普通鋼絲繩更好地滿足這些要求。
尤其，由芳族聚醯胺纖維構制的繩索比同樣橫截面面積的普通鋼絲繩索有高得多的牽拉升降能力，並且其比重僅為鋼絲繩的五分之一至六分之一。然而，芳族聚醯胺的原子結構又導致其具有較低的扯斷伸長率和低的剪切強度。
例如從EP 0672781 A1可以得知一種具有平行扭絞的芳族聚醯胺纖維繩索。在各股線的最外層與內層之間，有一中間擴套以防不同層各股線之間發生接觸，並以此減少它們彼此相對摩擦引起的磨損。至今所描述的芳族聚醯胺纖維繩索具有滿意的使用壽命值、耐磨蝕及在反覆彎曲應力下的疲勞強度；然而，在張力下負載時多股扭絞的合成纖維繩索，會有一種傾向，即傾向於圍繞縱軸旋轉和/或不解開(untwine)。多股絞合繩索的這種不能解開是不希望的，因會導致不同長度各股線在繩索橫截面上的不均勻分布的載荷，以此致使繩索的斷裂負載減少，或甚至繩索的斷裂。
本發明的目的是避免已知合成纖維繩索的缺點和使其質量達到永久可靠的絞捻合成纖維繩索。
根據本發明，這一目的通過使用具有權利要求1所述特徵的一種合成纖維繩索得到實現。在權利要求1中所述發明的有益發展和改進，在各從屬權利要求中作了描述。
本發明產生的優點與這樣的事實有關，其中間護套，由於具有適應於相鄰各股線層的異形或波紋形輪廓，可提供與各股線的較大接觸面積並以此可跨接或填充與其鄰近各股線層的各股線之間的間隙。各股線的內層與外層間的緊密連接便得到合股繩索一種較高的扭矩剛度。這可防止具有本發明輪廓的中間護套的載荷繩索，無論對其作用的扭矩類型如何，而發生扭絞。按照本發明，可得到護套的較大支持面積和/或承重面積，即使當繩索處於載荷狀態下。這種情況反過來又產生了護套整個外周區域的扭力矩向繩索內部均化傳遞。結果各股線外包層壓縮力不再作為橫向力對各股線的最高點起主要作用，而是廣泛展布，亦即在相鄰各股線層的護套整個外周表面上具有減小了的壓力。隨著適當地選擇彈性，中間護套能夠吸收相鄰各股線的不同縱向運動，而無股線相對於中間護套的運動，由此便產生了與繩索柔彈性及其在反覆彎曲下行為有關的一些優點。
更多優點的詳細情況，可通過參照附圖中說明的本發明的中間護套實施方案描述於下。這些附圖表示

圖1是本發明帶有中間護套的升降機繩索的透視圖；圖2是圖1的升降機繩索的橫截面視圖。
圖1表示一個繩索，例如用作升降裝置中的懸吊和絞起的工具，例如通過一個繩索滑車槽輪或繩索轉鼓懸吊工具被驅動。在這些裝置中，升降機機箱的吊索，它在升降機升降路徑中移動，和一個平衡重量部件由繩索連接在一起。為了提升和降低機箱和平衡重量部件，繩索在一個牽引滑車槽輪上運行，槽輪是由一個驅動馬達來驅動。驅動扭力矩通過摩擦傳遞至繩索截面，繩索截面在任何力矩下都處於包角。在包角的這一點上繩索要經受高的橫切力。
繩索1是由核心股線(或芯線)2構成，在核心股線2的周圍以第一螺旋方向3螺旋形地扭絞有第一層股線5的五根相同股線4，在它們的外面以平行的螺距扭絞有第二股線層8的十根股線4、7，這十根股線以各股線扭絞方向與繩索扭絞方向之間的平衡比例扭絞。
第二層股線8包括有五根相同股線4、7兩種類型股線交替排列。
圖2說明的繩索的橫截面表示還有五根具有較大直徑的五根股線7，該股線7以螺旋形扭絞在支持它們的第一層股線5的空隙處，而直徑與第一層股線5的股線4相同的五根股線4是處於支持它們的第一層股線5外周的最高點上，以此填充了具有較大直徑的兩個鄰近股線7之間的空隙。以這樣的方式，雙平行扭絞的繩索芯線(核心)9可容納具有幾乎園形外部輪廓的第二層股線8，股線9與中間護套13的結合所提供的優點描述如下。
當繩索1處於縱向荷載時，繩索芯線9的平行螺旋向便可產生一種與螺旋方向3成相反方向的扭矩。在繩索芯線9上有十七根股線10以繩索螺捻方式扭絞在第二螺旋方向11中而相反於第一螺旋方向3，形成了外包股線層12。在說明的實施方案中，扭絞在外側的一些股線10與內股線層5，8的一些股線4，7的螺距長度之比為1.6。處於荷載下，外包股線層12的螺旋便產生一種與第二螺旋方向11成相反方向的扭力矩。
在位於第二螺旋方向11中扭絞的外包股線層12與第二股線層8的股線4，7之間，有一種中間護套13。中間護套13是由一種彈性可變形材料如聚氨酯或聚酯彈性體組成，並經模壓或擠壓到多股扭成的繩索芯線9上。在此過程中，新鮮塗布中間護套13發生塑性形變，股線層8和12緊密地固定在外周的護套異形輪廓上，護套填充滿所有間隙，留下被相鄰股線層8，12壓印於其上的溝紋18，19。
形成波紋狀輪廓的中間護套13是採用管子形式，包封著第二股線層8並以此來防止股線4，7與股線10接觸。採用這種方法可防止當繩索1在牽引滑車槽輪上運行時在各股線之間發生相對運動，由股線4，7，10彼此摩擦所引起的股線4，7，10的磨蝕，產生這樣的相對運動是用於補償發生的張力應力差別，例如當牽引滑車槽輪處於載荷情況下繩索的方向會反覆逆變。藉助於摩擦力和它的形狀，中間護套13還能將繩索1處於荷載下在外包股線層12中所產生的扭力矩傳送給第二股線層8，從而傳送給繩索芯線9，芯線9的平行扭絞又產生一種與螺旋方向3成相反方向的扭力矩。
同時，在股線4，7，10之間的摩擦阻力u＞0.15，以及中間護套13是如此選擇以至於實際上在各股線與中間護套之間不發生相對運動，而使中間護套13以彈性形變來伴隨補償運動。中間護套13的彈性大於股線浸膠的彈性和支持股線材料的彈性，因而可防止它們過早地受到損壞。另一方面，選擇用於中間護套13的材料的總伸長率在所有情況下都要大於股線4，7，10彼此相對產生的最大運動。
中間護套13的厚度20可用於以控制方式來設定外包股線層12與繩索1旋轉中心間的的徑向距離並以此來抵銷外包股線層12的扭力矩與平行扭轉的繩索芯線9的扭力矩之間的扭矩比，芯線9的扭矩在荷載的繩索1中是彼此以相反方向起作用。選擇用於中間護套13的厚度20需隨著股線10和/或股線4及7的直徑增加而增加。在所有情況下，中間護套13的厚度20需要這樣的尺寸大小以保證在荷載下，當股線21、22之間的間隙完全被填充滿時，在相鄰股線層8和12的各股線4，7及10之間仍然有0.1mm的餘留護套厚度。發生塑性形變的中間護套13能夠在整個護套的外周表面引起扭力矩的均化傳送。各股線之間的間隙體積可通過大直徑股線7和第二股線層8中較小直徑的股線4的交替排列而減到最小。
也象純粹用作懸吊的繩索一樣，本發明的繩索可廣泛用於搬運各種材料的裝置中，例如用於升降機，礦井中提升吊車，用於建築業起重機，室內起重機，造船的起重機，架空索道，滑雪升降機，以及自動樓梯的牽引工具。驅動可用在牽引滑車槽輪或Koepe滑輪上的摩擦力，或者由纏繞在旋轉繩索轉鼓上的繩索進行。這種牽引繩索可以理解為一種移動的被驅動的繩索，有時還可指為一種牽引或懸吊的繩索。
權利要求
1.一種合成纖維繩索，是由扭絞在一起的承載重荷的合成纖維股線(2，4，7，10)的至少一個內同心層和一個外同心層組成，在內股線層(5，8)和外股線層(12)之間有一管形中間護套(13)，它圍繞著內股線層(5，8)，其特徵在於中間護套(13)具有護套表面，這些表面是適應於各鄰近股線層(8，12)的外部波紋形輪廓。
2.根據權利要求1所述的合成纖維繩索，其特徵在於在股線(4，7，10)與中間護套(13)之間的摩擦係數u是大於0.15。
3.根據權利要求1所述的合成纖維繩索，其特徵在於中間護套(13)的總伸長率是大於股線(4，7，10)彼此相對的最大運動。
4.根據權利要求1所述的合成纖維繩索，其特徵在於護套表面是帶有溝槽的。
5.根據權利要求1所述的合成纖維繩索，其特徵在於溝槽(20)的形狀為螺旋形的，在護套外側表面上的螺旋方向(11)是相反於護套內表面上的溝槽(19)的螺旋方向(3)。
6.根據權利要求1所述的合成纖維繩索，其特徵在於外側各股線(12)和內股線層(16)的各股線(10，11)是這樣扭絞的，即螺距長度具有比例在1.5至1.8之間。
7.根據權利要求1所述的合成纖維繩索，其特徵在於在內股線層(16)與外股層(21)之間有一種彈性形變中間層(20)，以避免相鄰各股線層(16，21)的各股線(10，11，12)之間發生接觸。
8.根據權利要求1所述的合成纖維繩索，其特徵在於中間層採用管狀中間護套(20)形式，它圍繞著內股線層(16)。
9.根據權利要求1所述的合成纖維繩索，其特徵在於最外股線層(21)的每根股線(12)和/或內部股線層(16)的每根股線都具有護套(20)。
10.升降裝置，其特徵在於具有權利要求1至9任何一項所述的合成纖維繩索。
全文摘要
本文是關於一種由繩索滑輪驅動的牽引繩索,具有一以相反的螺旋方向,在平行扭轉的繩索芯線9上扭轉的外包股線層12,並在相反扭轉的各股線層16,12之間具有一種中間護套13,以改進內部力傳送,這是為了使中間護套13的護套各表面適合於相鄰各股線層8,12的外部輪廓。這樣,藉助於摩擦力和其形狀,中間護套能將外包層12的力和扭矩傳送給繩索芯線9並將護套的整個外周表面上的力和扭矩均一化。通過連接各股線的內外層,可得到繩索1的較高扭矩剛性。
文檔編號B66B7/06GK1252469SQ99121849
公開日2000年5月10日 申請日期1999年10月20日 優先權日1998年10月23日
發明者克勞迪奧·迪安吉利斯 申請人:因溫特奧股份公司