專利名稱：合成纖維繩索的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1前序部分所述的合成纖維繩索，優(yōu)選芳族聚酰胺纖維的繩索。
尤其在材料搬運(yùn)技術(shù)上，例如在升降機(jī)上，在用于起重機(jī)的構(gòu)造中，以及在采礦中等，繩索是機(jī)器的重要元件并要經(jīng)受負(fù)重使用。一種特別復(fù)雜的方面，是被驅(qū)動(dòng)的繩索的負(fù)載，例如用于起重機(jī)構(gòu)造中的一些繩索的負(fù)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(zhì)量或重量。高抗張強(qiáng)度的合成纖維繩索，例如芳族聚酰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，由芳族聚酰胺纖維構(gòu)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，并且其比重僅為鋼絲繩的五分之一至六分之一。然而，芳族聚酰胺的原子結(jié)構(gòu)又導(dǎo)致其具有較低的扯斷伸長率和低的剪切強(qiáng)度。
例如從EP 0672781 A1可以得知一種具有平行扭絞的芳族聚酰胺纖維繩索。在各股線的最外層與內(nèi)層之間，有一中間擴(kuò)套以防不同層各股線之間發(fā)生接觸，并以此減少它們彼此相對(duì)摩擦引起的磨損。至今所描述的芳族聚酰胺纖維繩索具有滿意的使用壽命值、耐磨蝕及在反復(fù)彎曲應(yīng)力下的疲勞強(qiáng)度；然而，在張力下負(fù)載時(shí)多股扭絞的合成纖維繩索，會(huì)有一種傾向，即傾向于圍繞縱軸旋轉(zhuǎn)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(huì)導(dǎo)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(fù)載減少，或甚至繩索的斷裂。
本發(fā)明的目的是避免已知合成纖維繩索的缺點(diǎn)和使其質(zhì)量達(dá)到永久可靠的絞捻合成纖維繩索。
根據(jù)本發(fā)明，這一目的通過使用具有權(quán)利要求1所述特征的一種合成纖維繩索得到實(shí)現(xiàn)。在權(quán)利要求1中所述發(fā)明的有益發(fā)展和改進(jìn)，在各從屬權(quán)利要求中作了描述。
本發(fā)明產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)與這樣的事實(shí)有關(guān)，其中間護(hù)套，由于具有適應(yīng)于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并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(nèi)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(fā)明輪廓的中間護(hù)套的載荷繩索，無論對(duì)其作用的扭矩類型如何，而發(fā)生扭絞。按照本發(fā)明，可得到護(hù)套的較大支持面積和/或承重面積，即使當(dāng)繩索處于載荷狀態(tài)下。這種情況反過來又產(chǎn)生了護(hù)套整個(gè)外周區(qū)域的扭力矩向繩索內(nèi)部均化傳遞。結(jié)果各股線外包層壓縮力不再作為橫向力對(duì)各股線的最高點(diǎn)起主要作用，而是廣泛展布，亦即在相鄰各股線層的護(hù)套整個(gè)外周表面上具有減小了的壓力。隨著適當(dāng)?shù)剡x擇彈性，中間護(hù)套能夠吸收相鄰各股線的不同縱向運(yùn)動(dòng)，而無股線相對(duì)于中間護(hù)套的運(yùn)動(dòng)，由此便產(chǎn)生了與繩索柔彈性及其在反復(fù)彎曲下行為有關(guān)的一些優(yōu)點(diǎn)。
更多優(yōu)點(diǎn)的詳細(xì)情況，可通過參照附圖中說明的本發(fā)明的中間護(hù)套實(shí)施方案描述于下。這些附圖表示

圖1是本發(fā)明帶有中間護(hù)套的升降機(jī)繩索的透視圖；圖2是圖1的升降機(jī)繩索的橫截面視圖。
圖1表示一個(gè)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(gè)繩索滑車槽輪或繩索轉(zhuǎn)鼓懸吊工具被驅(qū)動(dòng)。在這些裝置中，升降機(jī)機(jī)箱的吊索，它在升降機(jī)升降路徑中移動(dòng)，和一個(gè)平衡重量部件由繩索連接在一起。為了提升和降低機(jī)箱和平衡重量部件，繩索在一個(gè)牽引滑車槽輪上運(yùn)行，槽輪是由一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)來驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)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于包角。在包角的這一點(diǎn)上繩索要經(jīng)受高的橫切力。
繩索1是由核心股線(或芯線)2構(gòu)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是處于支持它們的第一層股線5外周的最高點(diǎn)上，以此填充了具有較大直徑的兩個(gè)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(hù)套13的結(jié)合所提供的優(yōu)點(diǎn)描述如下。
當(dāng)繩索1處于縱向荷載時(shí)，繩索芯線9的平行螺旋向便可產(chǎn)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中而相反于第一螺旋方向3，形成了外包股線層12。在說明的實(shí)施方案中，扭絞在外側(cè)的一些股線10與內(nèi)股線層5，8的一些股線4，7的螺距長度之比為1.6。處于荷載下，外包股線層12的螺旋便產(chǎn)生一種與第二螺旋方向11成相反方向的扭力矩。
在位于第二螺旋方向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(hù)套13。中間護(hù)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，并經(jīng)模壓或擠壓到多股扭成的繩索芯線9上。在此過程中，新鮮涂布中間護(hù)套13發(fā)生塑性形變，股線層8和12緊密地固定在外周的護(hù)套異形輪廓上，護(hù)套填充滿所有間隙，留下被相鄰股線層8，12壓印于其上的溝紋18，19。
形成波紋狀輪廓的中間護(hù)套13是采用管子形式，包封著第二股線層8并以此來防止股線4，7與股線10接觸。采用這種方法可防止當(dāng)繩索1在牽引滑車槽輪上運(yùn)行時(shí)在各股線之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由股線4，7，10彼此摩擦所引起的股線4，7，10的磨蝕，產(chǎn)生這樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是用于補(bǔ)償發(fā)生的張力應(yīng)力差別，例如當(dāng)牽引滑車槽輪處于載荷情況下繩索的方向會(huì)反復(fù)逆變。借助于摩擦力和它的形狀，中間護(hù)套13還能將繩索1處于荷載下在外包股線層12中所產(chǎn)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(chǎn)生一種與螺旋方向3成相反方向的扭力矩。
同時(shí)，在股線4，7，10之間的摩擦阻力u＞0.15，以及中間護(hù)套13是如此選擇以至于實(shí)際上在各股線與中間護(hù)套之間不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而使中間護(hù)套13以彈性形變來伴隨補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)。中間護(hù)套13的彈性大于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，選擇用于中間護(hù)套13的材料的總伸長率在所有情況下都要大于股線4，7，10彼此相對(duì)產(chǎn)生的最大運(yùn)動(dòng)。
中間護(hù)套13的厚度20可用于以控制方式來設(shè)定外包股線層12與繩索1旋轉(zhuǎn)中心間的的徑向距離并以此來抵銷外包股線層12的扭力矩與平行扭轉(zhuǎn)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。選擇用于中間護(hù)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(hù)套13的厚度20需要這樣的尺寸大小以保證在荷載下，當(dāng)股線21、22之間的間隙完全被填充滿時(shí)，在相鄰股線層8和12的各股線4，7及10之間仍然有0.1mm的余留護(hù)套厚度。發(fā)生塑性形變的中間護(hù)套13能夠在整個(gè)護(hù)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(fā)明的繩索可廣泛用于搬運(yùn)各種材料的裝置中，例如用于升降機(jī)，礦井中提升吊車，用于建筑業(yè)起重機(jī)，室內(nèi)起重機(jī)，造船的起重機(jī)，架空索道，滑雪升降機(jī)，以及自動(dòng)樓梯的牽引工具。驅(qū)動(dòng)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(zhuǎn)繩索轉(zhuǎn)鼓上的繩索進(jìn)行。這種牽引繩索可以理解為一種移動(dòng)的被驅(qū)動(dòng)的繩索，有時(shí)還可指為一種牽引或懸吊的繩索。
權(quán)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(gè)內(nèi)同心層和一個(gè)外同心層組成，在內(nèi)股線層(5，8)和外股線層(12)之間有一管形中間護(hù)套(13)，它圍繞著內(nèi)股線層(5，8)，其特征在于中間護(hù)套(13)具有護(hù)套表面，這些表面是適應(yīng)于各鄰近股線層(8，12)的外部波紋形輪廓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成纖維繩索，其特征在于在股線(4，7，10)與中間護(hù)套(13)之間的摩擦系數(shù)u是大于0.15。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成纖維繩索，其特征在于中間護(hù)套(13)的總伸長率是大于股線(4，7，10)彼此相對(duì)的最大運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成纖維繩索，其特征在于護(hù)套表面是帶有溝槽的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成纖維繩索，其特征在于溝槽(20)的形狀為螺旋形的，在護(hù)套外側(cè)表面上的螺旋方向(11)是相反于護(hù)套內(nèi)表面上的溝槽(19)的螺旋方向(3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成纖維繩索，其特征在于外側(cè)各股線(12)和內(nèi)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(jù)權(quán)利要求1所述的合成纖維繩索，其特征在于在內(nèi)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(fā)生接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成纖維繩索，其特征在于中間層采用管狀中間護(hù)套(20)形式，它圍繞著內(nèi)股線層(16)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成纖維繩索，其特征在于最外股線層(21)的每根股線(12)和/或內(nèi)部股線層(16)的每根股線都具有護(hù)套(20)。
10.升降裝置，其特征在于具有權(quán)利要求1至9任何一項(xiàng)所述的合成纖維繩索。
全文摘要
本文是關(guān)于一種由繩索滑輪驅(qū)動(dòng)的牽引繩索,具有一以相反的螺旋方向,在平行扭轉(zhuǎn)的繩索芯線9上扭轉(zhuǎn)的外包股線層12,并在相反扭轉(zhuǎn)的各股線層16,12之間具有一種中間護(hù)套13,以改進(jìn)內(nèi)部力傳送,這是為了使中間護(hù)套13的護(hù)套各表面適合于相鄰各股線層8,12的外部輪廓。這樣,借助于摩擦力和其形狀,中間護(hù)套能將外包層12的力和扭矩傳送給繩索芯線9并將護(hù)套的整個(gè)外周表面上的力和扭矩均一化。通過連接各股線的內(nèi)外層,可得到繩索1的較高扭矩剛性。
文檔編號(hào)B66B7/06GK1252469SQ99121849
公開日2000年5月10日 申請(qǐng)日期1999年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月23日
發(fā)明者克勞迪奧·迪安吉利斯 申請(qǐng)人:因溫特奧股份公司