用于提升的繩索以及包括該繩索的升降的制造方法
【專利摘要】一種繩索(210、310)有包括芯層、內(nèi)層和外層的三層結(jié)構(gòu)，芯層包括一根股線(225、315)，內(nèi)層包括數(shù)量為n的多根股線(220)，外層包括數(shù)量為m的多根股線(215)，其中，n是奇數(shù)，而m是與n沒有公約數(shù)的數(shù)，各股線由多根加捻的金屬絲形成。通過這種結(jié)構(gòu)，股線的磨損減小，繩索的使用壽命提高。還公開了這種繩索在提升用途中的應(yīng)用以及具有這種繩索的升降機(jī)系統(tǒng)。
【專利說明】用于提升的繩索以及包括該繩索的升降機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種繩索。該繩索包括芯層、內(nèi)層和外層。芯層包括一根股線，內(nèi)層包括多根股線，外層也包括多根股線。本發(fā)明還涉及這種繩索在升降機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用以及具有這種繩索的升降機(jī)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在鋼繩索領(lǐng)域中，特別是在提升領(lǐng)域中，多股線的繩是公知的。
[0003]US20080314016公開了一種用于起重用途的繩索。該繩索的強(qiáng)度和耐腐蝕性很好，但是它的磨損性能較差。
[0004]這種多股線繩索的另一實(shí)例是I X 19+8 X 7+8 X 19。已經(jīng)證明了這種繩索在提升領(lǐng)域中的價(jià)值。不過，經(jīng)驗(yàn)顯示，這種繩可能在它的一些鋼絲中出現(xiàn)磨損，從而有降低使用壽命的不利效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是減輕現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
[0006]本發(fā)明的另一目的是提供一種使用壽命增加的繩索。
[0007]本發(fā)明的又一目的是提供一種降低磨損程度的繩索。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種繩索。該繩索有包括芯層、內(nèi)層和外層的三層結(jié)構(gòu)。芯層包括一根股線，內(nèi)層包括η根股線，外層包括m根股線，η是奇數(shù)，而m是與η沒有公約數(shù)的數(shù)。各股線由多根加捻的金屬絲形成。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，內(nèi)層的η根股線環(huán)繞芯層加捻，并與該芯層相鄰；外層的m根股線環(huán)繞內(nèi)層加捻，并與該內(nèi)層相鄰?！跋噜彙钡囊馑际窃谒鼈冎g沒有絲或股線。
[0010]本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，對(duì)于具有三層結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有金屬繩索(其中，芯層具有一根股線，在繩索中的所有股線都由多根加捻的金屬絲來形成)，磨損和導(dǎo)致使用壽命縮短的原因是因?yàn)楫?dāng)金屬繩索施加在滑輪上用于提升時(shí)，在沿金屬繩索長(zhǎng)度的某處，從滑輪至金屬繩索的負(fù)載集中在金屬繩索的一點(diǎn)上。在該關(guān)鍵點(diǎn)處，金屬繩索的一些絲沿著彼此形成一條線，從而導(dǎo)致從金屬繩索一側(cè)至金屬繩索另一側(cè)的絲之間點(diǎn)與點(diǎn)的接觸，這是所謂的“絲對(duì)齊現(xiàn)象”。因此，在關(guān)鍵點(diǎn)處，只有很少的絲承載整個(gè)負(fù)載，且負(fù)載不能從這些較少的絲分配給其它剩余的絲，且這些較少的絲受到比其它剩余絲大得多的負(fù)載，該關(guān)鍵點(diǎn)成為一個(gè)弱點(diǎn)。有限的負(fù)載分布引起金屬繩索的磨損，并縮短金屬繩索的使用壽命。
[0011]進(jìn)一步的分析已經(jīng)得出結(jié)論，即，這種關(guān)鍵點(diǎn)只能產(chǎn)生于這樣的三層金屬繩索中(在該三層金屬繩索中，在內(nèi)層中的股線數(shù)目與在外層中的股線數(shù)目有公約數(shù))。因此，通過仔細(xì)選擇內(nèi)層股線數(shù)目和外層股線數(shù)目，能夠在沿金屬繩索長(zhǎng)度的每一點(diǎn)處都避免絲對(duì)齊。因此，來自滑輪的負(fù)載能夠在沿金屬繩索長(zhǎng)度的每一處的金屬絲之間得到很好的分配，從而降低繩索磨損，并提高金屬繩索的使用壽命。
[0012]通過避免內(nèi)層股線的數(shù)目η與外層股線的數(shù)目m有公約數(shù)，排除了在沿繩索長(zhǎng)度的某處所有絲發(fā)生對(duì)齊的情況。換句話說，在沿繩索長(zhǎng)度的每一處，絲都不會(huì)從繩索的一側(cè)至繩索的另一側(cè)對(duì)齊。
[0013]根據(jù)本發(fā)明第一方面的多股線繩索的實(shí)例是:
[0014]η 為 3，111為4、5、7、8、10、11、13 或 14，
[0015]因此芯+3+[4、5、7、8、10、11、13或 14]；
[0016]η 為 5，m 為 4、6、7、8、9、11、12、13 或 14，
[0017]因此芯+5+[4、6、7、8、9、11、12、13或 14]；
[0018]η 為 7，m 為 4、5、6、8、9、10、11、12、13、15、16、17、18、19 或 20，
[0019]因此芯+7+[4、5、6、8、9、10、11、12、13、15、16、17、18、19或 20]；
[0020]η 為 9，m 為 4、5、7、8、10、11、13、14、16、17、19、20、22、23 或 25，
[0021]因此芯+9+[4、5、7、8、10、11、13、14、16、17、19、20、22、23 或 25]。
[0022]JP61-103458公開了一種合成樹脂繩索，在繩索中的全部股線都由合成樹脂纖維構(gòu)成，該合成樹脂纖維的平均長(zhǎng)度為5-200 μ m，平均直徑為0.1-5 μ m。
[0023]CH122790公開了一種具有四層結(jié)構(gòu)的繩索，在繩索中的芯層是由大麻纖維構(gòu)成的纖維股線。
[0024]因?yàn)樵贘P61-103458中的繩索和在CH122790中的繩索都有纖維股線(該纖維股線由具有較小長(zhǎng)度和直徑的非金屬纖維構(gòu)成)，因此，在JP61-103458中的繩索和在CH122790中的繩索沒有“絲對(duì)齊現(xiàn)象”的問題。
[0025]本發(fā)明的這種主要特征能夠與其它措施組合，以便進(jìn)一步降低磨損量和提高繩索的使用壽命。
[0026]這些措施可以包括在絲之間使用聚合物。這樣，芯層可以由第一層(為第一聚合物)來覆蓋。內(nèi)層股線可以由第二層(為第二聚合物)來覆蓋。外層股線可以由第三層(為第三聚合物)來覆蓋。
[0027]優(yōu)選是，第一、第二或第三聚合物是聚氨酯(PU)、聚乙烯(PE)、熱聚氨酯(TPU)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯(PP)或聚苯乙烯(PS)。
[0028]在本發(fā)明第一方面的特定實(shí)施例中，第一聚合物與第三聚合物不同。
[0029]在另一優(yōu)選實(shí)施例中，在繩索中的至少一根股線是具有多根絲的圓形或緊湊圓形股線。緊湊圓形股線是具有圓形截面和緊湊結(jié)構(gòu)(而在絲之間的空間有限)的一種股線。
[0030] 優(yōu)選是，圓形股線具有多層結(jié)構(gòu)，其中，在不同層中的絲具有不同直徑，即Warrington 股線。
[0031]根據(jù)本發(fā)明第一方面的繩索具有多根股線。各股線有多根金屬絲。所述絲可以是鋼絲，例如鋼合金絲或高碳鋼絲。
[0032]在優(yōu)選實(shí)施例中，各股線由加捻的金屬絲(例如加捻鋼絲)構(gòu)成?！坝伞瓨?gòu)成”的意思是指不包括其它絲。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，根據(jù)第一方面的繩索用于提升升降機(jī)、起重機(jī)或采礦裝置。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種升降機(jī)系統(tǒng)，該升降機(jī)系統(tǒng)包括轎廂、配重、升降機(jī)機(jī)構(gòu)和繩索。轎廂和配重由升降機(jī)機(jī)構(gòu)通過繩索來驅(qū)動(dòng)。至少一個(gè)繩索有包括芯層、內(nèi)層和外層的三層結(jié)構(gòu)。芯層包括一根股線，內(nèi)層包括數(shù)量為η的多根股線，外層包括數(shù)量為m的多根股線，η是奇數(shù)，而m是與η沒有公約數(shù)的數(shù)。繩索中的股線由多根加捻的金屬絲形成。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1表示了現(xiàn)有技術(shù)的鋼繩索的剖視圖。
[0036]圖2表示了本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的剖視圖。
[0037]圖3表示了本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的剖視圖。
[0038]圖4表示了升降機(jī)系統(tǒng)的正視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]圖1舉例說明了現(xiàn)有技術(shù)的三層鋼繩索。鋼繩索110有芯層、內(nèi)層和外層。芯層包括一根股線125，該股線125是具有1+6+12 (I根絲作為芯絲，6根絲環(huán)繞芯絲加捻，12根絲環(huán)繞該6根絲加捻)結(jié)構(gòu)的Warrington股線。內(nèi)層包括8根股線120，該股線120有1+6的結(jié)構(gòu)。外層包括8根具有1+6+12結(jié)構(gòu)的Warrington股線115。8根股線120加捻以便形成內(nèi)層，8根股線115加捻以便形成外層。鋼繩索110有包圍內(nèi)層的PU層130。當(dāng)繩索110應(yīng)用在提升系統(tǒng)上時(shí)，繩索110裝在滑輪上以便提升較重負(fù)載。繩索110的點(diǎn)A是在繩索110和滑輪之間的接觸點(diǎn)。從滑輪至繩索110的負(fù)載集中在點(diǎn)A上。在該關(guān)鍵點(diǎn)A處，繩索110的很少的幾根絲沿著彼此形成線B，從而導(dǎo)致從繩索110的一側(cè)至繩索110的另一側(cè)的線B上的絲之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的接觸。因此，只有在線B中的那部分很少的絲承載整個(gè)負(fù)載，而一些其它的絲沒有機(jī)會(huì)來承載所述負(fù)載。這種“絲對(duì)齊現(xiàn)象”導(dǎo)致繩索110的磨損，并縮短繩索110的使用壽命。
[0040]圖2舉例說明了本發(fā)明的第一實(shí)施例。鋼繩索210有芯層、內(nèi)層和外層。芯層包括一根股線225，該股線225是具有1+6+12結(jié)構(gòu)的Warrington股線。內(nèi)層有7根股線220，該股線220有1+6的結(jié)構(gòu)。外層包括8根具有1+6+12結(jié)構(gòu)的股線215。股線中的鋼絲具有0.70%的碳含量。鋼繩索有包圍內(nèi)層的I3U層230。當(dāng)繩索210施加在提升系統(tǒng)中的滑輪上時(shí)，繩索210的點(diǎn)A’是在繩索210和滑輪之間的接觸點(diǎn)。在沿繩索長(zhǎng)度的每一處都不會(huì)產(chǎn)生絲對(duì)齊。
[0041]與現(xiàn)有技術(shù)的繩索110比較，從點(diǎn)A’至繩索210的另一側(cè)的負(fù)載分布并不是成直線，因此在繩索210中更多的絲承載了負(fù)載(而不是只有很少的絲承載負(fù)載)。這避免了“絲對(duì)齊現(xiàn)象”，并降低了繩索210的磨損。因此，繩索210與繩索110相比具有提高的使用壽命。
[0042]對(duì)于本發(fā)明，在內(nèi)層中的股線以內(nèi)層加捻方向來加捻，以便形成內(nèi)層。在外層中的股線以外層加捻方向來加捻，以便形成外層。內(nèi)層加捻方向和外層加捻方向可以不同或相同，即內(nèi)層加捻方向是S，而外層加捻方向是Z或S，或者內(nèi)層加捻方向是Z，而外層加捻方向是S或Z。
[0043]對(duì)于本發(fā)明，芯層由第一層(為第一聚合物)覆蓋，和/或內(nèi)層由第二層(為第二聚合物)覆蓋，和/或外層由第三層(為第三聚合物)覆蓋。在不同層中的聚合物可以是相同或不同材料。優(yōu)選是，這些聚合物層通過擠出來覆蓋。繩索的制造方法的一個(gè)實(shí)例是:首先提供芯層；然后將第一層PE擠出至芯層上；然后加捻股線以便形成環(huán)繞該第一層的內(nèi)層；然后將第二層PE擠出至內(nèi)層上；然后加捻股線以便形成環(huán)繞該第二層的外層；最后將第三層PU擠出至外層上。
[0044]圖3舉例說明了本發(fā)明的第二實(shí)施例。鋼繩索310有芯層、內(nèi)層和外層。芯層包括一根具有1+6結(jié)構(gòu)的股線315，內(nèi)層有5根股線220，外層有7根股線215。繩索310有包圍外層的I3U層325和包圍內(nèi)層的PE層320。
[0045]第三實(shí)施例是一種鋼繩索，該鋼繩索有:芯層，該芯層包括一根具有1+6結(jié)構(gòu)的股線；內(nèi)層，該內(nèi)層包括7根具有1+8結(jié)構(gòu)的股線；以及外層，該外層包括18根具有1+6+12結(jié)構(gòu)的股線。
[0046]第四實(shí)施例是一種鋼繩索，該鋼繩索有:芯層，該芯層包括一根具有1+6結(jié)構(gòu)的股線；內(nèi)層，該內(nèi)層包括3根具有1+8結(jié)構(gòu)的股線；以及外層，該外層包括13根具有1+8結(jié)構(gòu)的股線。繩索有PU層，作為包圍芯層的第一層。
[0047]第五實(shí)施例是一種鋼繩索，該鋼繩索有:芯層，該芯層包括一根股線；內(nèi)層，該內(nèi)層包括9根股線；以及外層，該外層包括16根股線。芯股線由第一層PE覆蓋，內(nèi)層由第二
層PE覆蓋，外層由第三層I3U覆蓋。
[0048]第六實(shí)施例是一種鋼繩索，該鋼繩索有:芯層，該芯層包括一根股線；內(nèi)層，該內(nèi)層包括5根股線；以及外層，該外層包括12根股線。TPU層覆蓋在外層上。
[0049]圖4舉例說明了升降機(jī)系統(tǒng)的實(shí)施例。升降機(jī)系統(tǒng)410包括轎廂420、配重415、繩索210以及滑輪425和430。升降機(jī)系統(tǒng)410還包括在圖中未示出的升降機(jī)機(jī)構(gòu)(即馬達(dá))，該升降機(jī)機(jī)構(gòu)提供驅(qū)動(dòng)力。轎廂420和配重415由所述升降機(jī)機(jī)構(gòu)通過繩索210來驅(qū)動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.一種繩索(210、310)，其具有包括芯層、內(nèi)層和外層的三層結(jié)構(gòu)，所述芯層包括一根股線(225、315)，所述內(nèi)層包括η根股線(220)，所述外層包括m根股線(215)，各股線由多根加捻的金屬絲形成，其特征在于:所述η是奇數(shù)，而所述m是與η沒有公約數(shù)的數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的繩索，其特征在于:所述η為3，所述m為4、5、7、8、10、11、13或14。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的繩索，其特征在于:所述η為5，所述m為4、6、7、8、9、11、12、13 或 14。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的繩索，其特征在于:所述η為7，所述m為4、5、6、8、9、10、11、12、13、15、16、17、18、19 或 20。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的繩索，其特征在于:所述η為9，所述m為4、5、7、8、10、11、13、14、16、17、19、20、22、23 或 25，
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的繩索，其特征在于:所述芯層被第一層第一聚合物覆蓋，和/或所述內(nèi)層被第二層第二聚合物覆蓋，和/或所述外層被第三層第三聚合物覆蓋。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的繩索，其特征在于:所述第一聚合物與所述第三聚合物不同。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的繩索，其特征在于:所述第一聚合物、所述第二聚合物或所述第三聚合物是聚氨酯或聚乙烯。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的繩索，其特征在于:在繩索中的至少一根股線是包括多根絲的緊湊圓形股線。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的繩索，其特征在于:所述股線具有多層結(jié)構(gòu)，在不同層中的所述絲具有不同直徑。
11.如權(quán)利要求1至11中任意一項(xiàng)所述的繩索的用途，該繩索用于提升升降機(jī)、起重機(jī)或采礦裝置。
12.—種升降機(jī)系統(tǒng)，包括轎廂、配重、升降機(jī)機(jī)構(gòu)和繩索，所述轎廂和所述配重由所述升降機(jī)機(jī)構(gòu)通過所述繩索來驅(qū)動(dòng)，至少一個(gè)所述繩索(210、310)有包括芯層、內(nèi)層和外層的三層結(jié)構(gòu)，所述芯層包括一根股線(225、315)，所述內(nèi)層包括數(shù)量為η的多根股線(220)，所述外層包括數(shù)量為m的多根股線(215)，各股線由多根加捻的金屬絲形成，其特征在于:所述η是奇數(shù)，而所述m是與η沒有公約數(shù)的數(shù)。
【文檔編號(hào)】D07B1/16GK104024519SQ201280064207
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月5日
【發(fā)明者】J·德科南, H·隆美爾, A·克盧斯特, D·勒菲弗 申請(qǐng)人:貝卡爾特公司