[发明专利]多股绞合的合成纤维绳索

说明书

本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的合成纤维绳索，优选芳族聚酰胺纤维。尤其在材料搬运工艺中，例如在升降机上，在起重机的构造中，及在采矿中，绳索是一种重要机器元件并经受荷重用途。一种特别复杂的方面是被驱动的绳索或在滑轮上负荷的绳索的荷载，例如用于升降机构造中绳索的负载。

在普通升降机装置中，在升降机吊车路径上移动的机相吊索和平衡重量部件是由一条钢丝绳索连接在一起。为了使机箱和平衡重量部件上升和下降，绳索是在一牵引滑车槽轮上运行，该槽轮是由驱动马达驱动。驱动的扭力矩是通过摩擦传递给绳索截面，而绳索在任何力矩下都是处于包角中。在包角的这一点上绳索要经受很高的横向切力作用。当载重的绳索通过牵引滑车槽轮逆变转动时，绳索中各股线彼此相对运动以补偿拉伸应力的差别。缠绕在转鼓上的绳索与用于升降机或起重机中的情况一样。

在某些升降机装置中，需要很长的绳索，但是从能量概念考虑却要求最小可能的质量或重量。高抗张强度的合成纤维绳索，例如芳族聚酰胺类或简名为阿拉米德类(aramides)的纤维具有高度取向的分子链，能比钢丝绳索更好地满足这些要求。

与同样横截面面积的普通钢丝绳索相比，由芳族聚酰胺纤维构制的绳索具有高得多的牵拉升降能力，并且其比重仅为钢丝绳的五分之一至六分之一。然而，与钢丝相比，芳族聚酰胺纤维的原子结构又导致其具有低的扯断伸长率和低的剪切强度。

因而芳族聚酰胺纤维，当它们通过牵引滑车槽轮时只能经受最小可能的横向应力，例如EP 0672,781 A1提出芳族聚酰胺纤维绳索适用作牵引绳索。在各股线的最外层和内层之间，有一中间护套可防止不同层各股线之间发生接触并以此减少它们彼此相对摩擦引起的磨损。至今所述的已知芳族聚酰胺绳索具有满意的使用寿命值，耐磨蚀，及在反复弯曲应力下的疲劳强度；然而，已经确认，由于平行扭绞便有这样的可能性，即在永久性载荷的牵引绳索中，在开始移动至牵引滑车槽轮处的绳索截面上便有一种内扭力矩起作用，并且当绳索通过牵引滑车槽轮时这种截面用绕纵轴扭绞(twist)或不扭绞(untwist)。产生应力的后果，有可能发生结构的变化，这种变化会导致各最外部的股线变得过长。这些过多的长度以绳索重复通过牵引滑车槽轮方式在绳索内传输。绳索结构上的这种变化是不希望的，因为它会导致绳索断裂负荷的减少或者甚至导致绳索断裂。

本发明的目的是避免已知合成纤维绳的这些缺点并提出一种具有非扭绞(non-twisting)结构的合成纤维绳索。

根据本发明，这一目的是通过合成绳索的制法得到实现，该绳索的一些特征已描述于权利要求1中。

本发明产生的一些优点涉及这样的事实，即在荷载下由于绳索结构的原因而产生的某些扭力矩，是通过将外层一些股线的绞捻方向相反于承载它们的内部股线的绞捻方向的办法，使彼此抵销掉，得到外部为非扭绞的绳索结构。原则上，用本发明的任何绳索均可获得某些缺点，即绳索处于张力载荷下无论是否用于牵动或静态方式，均有优点。

由不同直径的股线来构制内股线层是有优点的。将大直径股线与小直径股线进行交替排列，可得到一种几乎为园形截面和高填充效率的股线层。总体上，然后将各股线紧密排列在一起并使彼此支撑，得到一种很密实的和牢固的扭绞，在牵引滑车槽轮上变形很少，并证明没有松卷倾向。

而且，由于处于顶部并彼此平行的不同层的股线沿它们的长度会发生接触，结果得到垂直于各股线的很低的表面压力水平。这种情况以同样方式应用于股线的芳族聚酰胺纤维。如果一种股线的合成纤维以与各股线本身相同的扭绞方向扭绞，便可得到改进了的扭绞内聚力。

而且，平行扭绞的各股线的使用寿命能够增加，如果，例如，在具有两层的平行扭绞的绳索中一层股线中各股线纤维的绞捻方向相反于另一层各股线中纤维的绞捻方向的话。

在本发明一优选实施方案中，作用于合成纤维绳索的各种力在各股线整个横截面上获得了有利的分布，其方法是使外侧的各股线与内股线层的各股线以1.5与1.8之间的扭矩长度之比进行扭绞。当绳索处于负荷时，这便得到在所有高张力股线上的均匀的应力分布。这意味着所有股线对绳索的抗张强度都有贡献，以此便可得到在反复弯曲应力下的高疲劳强度和绳索总的长使用寿命。

在权利要求1中所述的本发明优越的发展和改进，还在从属权利要求中作了描述。

更详细的描述可参照附图中所说明的一些实施方案说明如下，在附图中表示了本发明的由多层股线构制成的相反绞矩的绳索。附图如下：

图1是具有2∶1绳索牵拉距离的升降机装置的示意图；