用于提升的绳索以及包括该绳索的升降的制造方法
【专利摘要】一种绳索(210、310)有包括芯层、内层和外层的三层结构，芯层包括一根股线(225、315)，内层包括数量为n的多根股线(220)，外层包括数量为m的多根股线(215)，其中，n是奇数，而m是与n没有公约数的数，各股线由多根加捻的金属丝形成。通过这种结构，股线的磨损减小，绳索的使用寿命提高。还公开了这种绳索在提升用途中的应用以及具有这种绳索的升降机系统。
【专利说明】用于提升的绳索以及包括该绳索的升降机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种绳索。该绳索包括芯层、内层和外层。芯层包括一根股线，内层包括多根股线，外层也包括多根股线。本发明还涉及这种绳索在升降机系统中的应用以及具有这种绳索的升降机系统。
【背景技术】
[0002]在钢绳索领域中，特别是在提升领域中，多股线的绳是公知的。
[0003]US20080314016公开了一种用于起重用途的绳索。该绳索的强度和耐腐蚀性很好，但是它的磨损性能较差。
[0004]这种多股线绳索的另一实例是I X 19+8 X 7+8 X 19。已经证明了这种绳索在提升领域中的价值。不过，经验显示，这种绳可能在它的一些钢丝中出现磨损，从而有降低使用寿命的不利效果。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是减轻现有技术的缺陷。
[0006]本发明的另一目的是提供一种使用寿命增加的绳索。
[0007]本发明的又一目的是提供一种降低磨损程度的绳索。
[0008]根据本发明的第一方面，提供了一种绳索。该绳索有包括芯层、内层和外层的三层结构。芯层包括一根股线，内层包括η根股线，外层包括m根股线，η是奇数，而m是与η没有公约数的数。各股线由多根加捻的金属丝形成。
[0009]根据本发明，内层的η根股线环绕芯层加捻，并与该芯层相邻；外层的m根股线环绕内层加捻，并与该内层相邻。“相邻”的意思是在它们之间没有丝或股线。
[0010]本发明人发现，对于具有三层结构的现有金属绳索(其中，芯层具有一根股线，在绳索中的所有股线都由多根加捻的金属丝来形成)，磨损和导致使用寿命缩短的原因是因为当金属绳索施加在滑轮上用于提升时，在沿金属绳索长度的某处，从滑轮至金属绳索的负载集中在金属绳索的一点上。在该关键点处，金属绳索的一些丝沿着彼此形成一条线，从而导致从金属绳索一侧至金属绳索另一侧的丝之间点与点的接触，这是所谓的“丝对齐现象”。因此，在关键点处，只有很少的丝承载整个负载，且负载不能从这些较少的丝分配给其它剩余的丝，且这些较少的丝受到比其它剩余丝大得多的负载，该关键点成为一个弱点。有限的负载分布引起金属绳索的磨损，并缩短金属绳索的使用寿命。
[0011]进一步的分析已经得出结论，即，这种关键点只能产生于这样的三层金属绳索中(在该三层金属绳索中，在内层中的股线数目与在外层中的股线数目有公约数)。因此，通过仔细选择内层股线数目和外层股线数目，能够在沿金属绳索长度的每一点处都避免丝对齐。因此，来自滑轮的负载能够在沿金属绳索长度的每一处的金属丝之间得到很好的分配，从而降低绳索磨损，并提高金属绳索的使用寿命。
[0012]通过避免内层股线的数目η与外层股线的数目m有公约数，排除了在沿绳索长度的某处所有丝发生对齐的情况。换句话说，在沿绳索长度的每一处，丝都不会从绳索的一侧至绳索的另一侧对齐。
[0013]根据本发明第一方面的多股线绳索的实例是:
[0014]η 为 3，111为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 为 5，m 为 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 为 7，m 为 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 为 9，m 为 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公开了一种合成树脂绳索，在绳索中的全部股线都由合成树脂纤维构成，该合成树脂纤维的平均长度为5-200 μ m，平均直径为0.1-5 μ m。
[0023]CH122790公开了一种具有四层结构的绳索，在绳索中的芯层是由大麻纤维构成的纤维股线。
[0024]因为在JP61-103458中的绳索和在CH122790中的绳索都有纤维股线(该纤维股线由具有较小长度和直径的非金属纤维构成)，因此，在JP61-103458中的绳索和在CH122790中的绳索没有“丝对齐现象”的问题。
[0025]本发明的这种主要特征能够与其它措施组合，以便进一步降低磨损量和提高绳索的使用寿命。
[0026]这些措施可以包括在丝之间使用聚合物。这样，芯层可以由第一层(为第一聚合物)来覆盖。内层股线可以由第二层(为第二聚合物)来覆盖。外层股线可以由第三层(为第三聚合物)来覆盖。
[0027]优选是，第一、第二或第三聚合物是聚氨酯(PU)、聚乙烯(PE)、热聚氨酯(TPU)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯(PP)或聚苯乙烯(PS)。
[0028]在本发明第一方面的特定实施例中，第一聚合物与第三聚合物不同。
[0029]在另一优选实施例中，在绳索中的至少一根股线是具有多根丝的圆形或紧凑圆形股线。紧凑圆形股线是具有圆形截面和紧凑结构(而在丝之间的空间有限)的一种股线。
[0030] 优选是，圆形股线具有多层结构，其中，在不同层中的丝具有不同直径，即Warrington 股线。
[0031]根据本发明第一方面的绳索具有多根股线。各股线有多根金属丝。所述丝可以是钢丝，例如钢合金丝或高碳钢丝。
[0032]在优选实施例中，各股线由加捻的金属丝(例如加捻钢丝)构成。“由……构成”的意思是指不包括其它丝。
[0033]根据本发明的第二方面，根据第一方面的绳索用于提升升降机、起重机或采矿装置。
[0034]根据本发明的第三方面，提供了一种升降机系统，该升降机系统包括轿厢、配重、升降机机构和绳索。轿厢和配重由升降机机构通过绳索来驱动。至少一个绳索有包括芯层、内层和外层的三层结构。芯层包括一根股线，内层包括数量为η的多根股线，外层包括数量为m的多根股线，η是奇数，而m是与η没有公约数的数。绳索中的股线由多根加捻的金属丝形成。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1表示了现有技术的钢绳索的剖视图。
[0036]图2表示了本发明第一优选实施例的剖视图。
[0037]图3表示了本发明第二优选实施例的剖视图。
[0038]图4表示了升降机系统的正视图。
【具体实施方式】
[0039]图1举例说明了现有技术的三层钢绳索。钢绳索110有芯层、内层和外层。芯层包括一根股线125，该股线125是具有1+6+12 (I根丝作为芯丝，6根丝环绕芯丝加捻，12根丝环绕该6根丝加捻)结构的Warrington股线。内层包括8根股线120，该股线120有1+6的结构。外层包括8根具有1+6+12结构的Warrington股线115。8根股线120加捻以便形成内层，8根股线115加捻以便形成外层。钢绳索110有包围内层的PU层130。当绳索110应用在提升系统上时，绳索110装在滑轮上以便提升较重负载。绳索110的点A是在绳索110和滑轮之间的接触点。从滑轮至绳索110的负载集中在点A上。在该关键点A处，绳索110的很少的几根丝沿着彼此形成线B，从而导致从绳索110的一侧至绳索110的另一侧的线B上的丝之间点对点的接触。因此，只有在线B中的那部分很少的丝承载整个负载，而一些其它的丝没有机会来承载所述负载。这种“丝对齐现象”导致绳索110的磨损，并缩短绳索110的使用寿命。
[0040]图2举例说明了本发明的第一实施例。钢绳索210有芯层、内层和外层。芯层包括一根股线225，该股线225是具有1+6+12结构的Warrington股线。内层有7根股线220，该股线220有1+6的结构。外层包括8根具有1+6+12结构的股线215。股线中的钢丝具有0.70%的碳含量。钢绳索有包围内层的I3U层230。当绳索210施加在提升系统中的滑轮上时，绳索210的点A’是在绳索210和滑轮之间的接触点。在沿绳索长度的每一处都不会产生丝对齐。
[0041]与现有技术的绳索110比较，从点A’至绳索210的另一侧的负载分布并不是成直线，因此在绳索210中更多的丝承载了负载(而不是只有很少的丝承载负载)。这避免了“丝对齐现象”，并降低了绳索210的磨损。因此，绳索210与绳索110相比具有提高的使用寿命。
[0042]对于本发明，在内层中的股线以内层加捻方向来加捻，以便形成内层。在外层中的股线以外层加捻方向来加捻，以便形成外层。内层加捻方向和外层加捻方向可以不同或相同，即内层加捻方向是S，而外层加捻方向是Z或S，或者内层加捻方向是Z，而外层加捻方向是S或Z。
[0043]对于本发明，芯层由第一层(为第一聚合物)覆盖，和/或内层由第二层(为第二聚合物)覆盖，和/或外层由第三层(为第三聚合物)覆盖。在不同层中的聚合物可以是相同或不同材料。优选是，这些聚合物层通过挤出来覆盖。绳索的制造方法的一个实例是:首先提供芯层；然后将第一层PE挤出至芯层上；然后加捻股线以便形成环绕该第一层的内层；然后将第二层PE挤出至内层上；然后加捻股线以便形成环绕该第二层的外层；最后将第三层PU挤出至外层上。
[0044]图3举例说明了本发明的第二实施例。钢绳索310有芯层、内层和外层。芯层包括一根具有1+6结构的股线315，内层有5根股线220，外层有7根股线215。绳索310有包围外层的I3U层325和包围内层的PE层320。
[0045]第三实施例是一种钢绳索，该钢绳索有:芯层，该芯层包括一根具有1+6结构的股线；内层，该内层包括7根具有1+8结构的股线；以及外层，该外层包括18根具有1+6+12结构的股线。
[0046]第四实施例是一种钢绳索，该钢绳索有:芯层，该芯层包括一根具有1+6结构的股线；内层，该内层包括3根具有1+8结构的股线；以及外层，该外层包括13根具有1+8结构的股线。绳索有PU层，作为包围芯层的第一层。
[0047]第五实施例是一种钢绳索，该钢绳索有:芯层，该芯层包括一根股线；内层，该内层包括9根股线；以及外层，该外层包括16根股线。芯股线由第一层PE覆盖，内层由第二
层PE覆盖，外层由第三层I3U覆盖。
[0048]第六实施例是一种钢绳索，该钢绳索有:芯层，该芯层包括一根股线；内层，该内层包括5根股线；以及外层，该外层包括12根股线。TPU层覆盖在外层上。
[0049]图4举例说明了升降机系统的实施例。升降机系统410包括轿厢420、配重415、绳索210以及滑轮425和430。升降机系统410还包括在图中未示出的升降机机构(即马达)，该升降机机构提供驱动力。轿厢420和配重415由所述升降机机构通过绳索210来驱动。
【权利要求】
1.一种绳索(210、310)，其具有包括芯层、内层和外层的三层结构，所述芯层包括一根股线(225、315)，所述内层包括η根股线(220)，所述外层包括m根股线(215)，各股线由多根加捻的金属丝形成，其特征在于:所述η是奇数，而所述m是与η没有公约数的数。
2.根据权利要求1所述的绳索，其特征在于:所述η为3，所述m为4、5、7、8、10、11、13或14。
3.根据权利要求1所述的绳索，其特征在于:所述η为5，所述m为4、6、7、8、9、11、12、13 或 14。
4.根据权利要求1所述的绳索，其特征在于:所述η为7，所述m为4、5、6、8、9、10、11、12、13、15、16、17、18、19 或 20。
5.根据权利要求1所述的绳索，其特征在于:所述η为9，所述m为4、5、7、8、10、11、13、14、16、17、19、20、22、23 或 25，
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的绳索，其特征在于:所述芯层被第一层第一聚合物覆盖，和/或所述内层被第二层第二聚合物覆盖，和/或所述外层被第三层第三聚合物覆盖。
7.根据权利要求6所述的绳索，其特征在于:所述第一聚合物与所述第三聚合物不同。
8.根据权利要求6或7所述的绳索，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.根据权利要求1-8中任意一项所述的绳索，其特征在于:在绳索中的至少一根股线是包括多根丝的紧凑圆形股线。
10.根据权利要求9所述的绳索，其特征在于:所述股线具有多层结构，在不同层中的所述丝具有不同直径。
11.如权利要求1至11中任意一项所述的绳索的用途，该绳索用于提升升降机、起重机或采矿装置。
12.—种升降机系统，包括轿厢、配重、升降机机构和绳索，所述轿厢和所述配重由所述升降机机构通过所述绳索来驱动，至少一个所述绳索(210、310)有包括芯层、内层和外层的三层结构，所述芯层包括一根股线(225、315)，所述内层包括数量为η的多根股线(220)，所述外层包括数量为m的多根股线(215)，各股线由多根加捻的金属丝形成，其特征在于:所述η是奇数，而所述m是与η没有公约数的数。
【文档编号】D07B1/16GK104024519SQ201280064207
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年12月7日 优先权日:2012年1月5日
【发明者】J·德科南, H·隆美尔, A·克卢斯特, D·勒菲弗 申请人:贝卡尔特公司