混合芯绳索的制作方法
【专利摘要】本发明提供无需维护的混合芯绳索或者能够减少维护作业的混合芯绳索。混合芯绳索包括树脂实心芯、多根纤维束和多根钢绞股，该树脂实心芯中多个螺旋槽沿纵向在其外围表面形成，所述多根纤维束沿多个螺旋槽围绕树脂实心芯的外围表面螺旋缠绕，各纤维束具有填充螺旋槽的厚度，所述多根钢绞股围绕被纤维束缠绕的树脂实心芯的外围表面螺旋缠绕。纤维束和绞股分别缠绕成具有彼此互不平行的角度。
【专利说明】混合芯绳索
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种混合芯绳索，该绳索用于升降机、起重机、空中缆车和电梯等的索道、用于渔业如拖网捕鱼的设备以及其他目的。
【背景技术】
[0002]公知一种纤维芯绳索，该绳索中多根钢绞股围绕纤维芯扭绞。通过在纤维芯中含油，使用过程中该种油供应于绞股间和形成绞股的钢丝间。因此，该纤维芯绳索在该纤维芯绳索与滑轮等之间具有良好的润滑性。然而，在持续使用下，该种油逐渐流失，以至于绳索直径的直径缩减率(绳索直径减少的比率)高。当绳索直径减少时，绳索中产生的结构性伸长也增加。不可避免地需要维护，如缩短伸长部分的作业。
[0003]还公知一种实心芯绳索，该绳索中树脂实心芯(树脂芯)用于代替纤维芯且多根钢绞股围绕该实心芯扭绞。由于钢绞股受实心芯支撑，该实心芯绳索的绳索直径的直径缩减率低，且伸长也小。然而，由于这种实心芯不能含油，不可避免地需要从外侧定期施用润滑剂的维护。
[0004]日本专利N0.2892842公开了一种钢丝绳索，该钢丝绳索中8根钢绞股12围绕芯11扭绞，该芯11具有以塑料、橡胶等制成的芯部分14和围绕芯部分14外围螺旋缠绕的天然纤维含油部分15。尽管芯部分14在某种程度上提供了抑制，由于天然纤维(含油部分15)围绕芯部分14的整个外围缠绕，钢丝绳索的直径在持续使用下减少的事实仍然存在。考虑需要维护，如缩短伸长部分的作业。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种无需维护的绳索或者能够减少维护作业的绳索。
[0006]本发明的目的是提供一种绳索，该绳索中锈蚀不易产生。
[0007]此外，本发明的目的是提供一种绳索，该绳索中，即使长期使用后强度的降低也是小的。
[0008]此外，本发明的目的是提供一种绳索，该绳索具有与实心芯绳索相同的抗疲劳性以及具有补油性。
[0009]根据本发明的混合芯绳索包括树脂实心芯、多根纤维束和多根钢绞股，该树脂实心芯中，多个螺旋槽沿纵向在树脂实心芯的外围表面上形成，所述多根纤维束沿多个螺旋槽分别围绕树脂实心芯的外围表面螺旋缠绕，各纤维束具有填充螺旋槽的厚度，所述多根钢绞股围绕着被所述纤维束缠绕的树脂实心芯的外围表面螺旋缠绕，其中，纤维束和绞股分别缠绕成具有彼此互不平行的角度。
[0010]纤维束分别围绕螺旋形成于树脂实心芯的外围表面上的所述多个槽缠绕，此外，所述多根绞股围绕着被纤维束缠绕的树脂实心芯的外围表面螺旋缠绕。本说明书中，上述树脂实心芯和围绕该树脂实心芯缠绕的纤维束的组合被特别地称作“混合芯”，并且具有该混合芯的绳索被认为是“混合芯绳索”。根据本发明，纤维束和绞股分别缠绕成具有彼此互不平行的角度。因此，所述多根绞股在沿混合芯绳索的纵向的确定位置与纤维束相接触，并在其他位置与树脂实心芯相接触。多根绞股分别受树脂实心芯支撑。因此，即使当使用过程中张力作用于混合芯绳索并且添加指向混合芯绳索中心的力时，径向形变也被抑制。即，绳索直径的直径缩减率是低的。因为直径缩减率低，因使用混合芯绳索而产生的绳索伸长也是小的。因此，能够消除包括缩短因使用而伸长的部分的作业在内的维护，或者能够减少维护次数。
[0011]根据本发明的混合芯绳索具有分别在其内层与所述多根绞股相接触的多根纤维束。因此，通过在纤维束中含油，使用过程中该种油能够供应于绞股间和形成绞股的钢丝间。无需定期对绞股外围表面施用润滑剂(如油脂)。能够减少维持绳索与滑轮等之间的润滑性的维护作业。即使当油从纤维束中流失时，所述多根绞股分别受上述树脂实心芯支撑。因此，不会产生像传统纤维芯绳索那样大的直径减少。
[0012]不使用纤维束而仅使用树脂实心芯的绳索对于绳索直径的直径缩减率和伸长率，表现出相同或优于混合芯绳索的性能，除了对于维持润滑性的维护作业。然而，在仅使用树脂实心芯的实心芯绳索中，油不能扩散在绞股间和形成绞股的钢丝间。因此，在使用过程中，绞股间和形成绞股的钢丝间的微动磨损(由于摩擦的磨损)相对剧烈。因此，在持续使用下，锈蚀产生于绳索表面。在不使用树脂实心芯而仅使用纤维束的纤维芯绳索中，得不到树脂实心芯的支撑。因此，与包括树脂实心芯的实心芯绳索比较，弯曲时(例如，当经过滑轮时)的形变量大。因此，可以肯定的是，即使当纤维束含油时，绞股间和形成绞股的钢丝间的微动磨损相当严重，并且与仅使用树脂实心芯的实心芯绳索相比，产生更多的锈蚀。
[0013]同时，本申请的发明的混合芯绳索中，绞股由上述树脂实心芯支撑。其形变量(绳索直径的直径缩减率和伸长率)可能接近仅使用树脂实心芯的实心芯绳索。再者，因为油适宜地由纤维束供应，锈蚀过程很缓慢。锈蚀的产生导致绳索强度的降低。可以说，本申请的发明的混合芯绳索中，即使长期使用后强度的降低也是小的。
[0014]例如，纤维束和绞股分别依照如下方式缠绕:纤维束和绞股所成的角度在20度到160的范围内。由此，对于沿纵向的单位长度而言，各绞股分别与纤维束以及与树脂实心芯接触适当的次数。随着纤维束和绞股所成的角度越接近90度，绞股与纤维束和树脂实心芯之间的在所述单位长度上的接触次数会增加更多，并且当角度为90时，该次数变为最大值。
[0015]在一种模式下，树脂实心芯的截面积与所述多根纤维束总和的截面积的比率(树脂实心芯:纤维束)在80:20到40:60的范围内。当在树脂实心芯和纤维束所占的范围(面积)内，树脂实心芯的面积比率为40%或更大时，混合芯绳索能够具有与仅具有树脂实心芯的实心芯绳索实际上相同的直径缩减率、伸长率和抗疲劳性。当纤维束的面积比率保证在20%或更大时，维持上述润滑性的维护作业减少。
[0016]增强材料可设在树脂实心芯中。混合芯绳索的强度或刚度能够得到增强。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是混合芯绳索的主视图；
[0018]图2是混合芯绳索沿图1的I1-1I线的截面图；
[0019]图3是示出各绞股与混合芯的合型工序的示意图；[0020]图4是示出在疲劳测试中绳索的直径缩减率的图表；
[0021]图5是示出在疲劳测试中绳索的伸长率的图表；且
[0022]图6是混合芯绳索的另一个实施例的截面图。
【具体实施方式】
[0023]图1示出混合芯绳索的主视图且图2示出混合芯绳索沿图1的I1-1I线的截面图。为了便于理解混合芯绳索的结构，图1还示出从混合芯绳索上移除各绞股后的状态(后面将描述的混合芯)，以及移除各绞股和各纤维束后的状态(后面将描述的树脂实心芯)。图2中，省略各绞股(多根形成绞股的钢丝)的剖面线。
[0024]一个树脂实心芯2配置在混合芯绳索I的中心。沿树脂实心芯2的纵向延伸的槽2a螺旋形成于树脂实心芯2的外围表面上，并且纤维束3围绕螺旋槽2a缠绕。绞股4进一步围绕树脂实心芯2和纤维束3扭绞(twist)。
[0025]树脂实心芯2由聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或由这些材料混合形成的材料制成。使用的材料和混合比按照混合芯绳索I的使用条件(如暴露在紫外线环境下和室外温度下使用)适宜地选择。
[0026]参看图2，树脂实心芯2中，三个沿纵向螺旋延伸的槽2a形成于具有3_60mm直径和圆形截面的长物体(实心圆棒)的外围表面。这三个螺旋槽2a以彼此间相等的间隔和相等的节距形成，且任何一个槽具有从截面图来看实际上半圆形的凹进部分。随后详述的纤维束3设置在该槽2a中。两个或更多的螺旋槽2a优选地形成为使得纤维束3平均地布置在沿混合芯绳索I纵向的任意点上。
[0027]三根纤维束3中的每根围绕形成于树脂实心芯2外围表面的三个槽2a的每个槽缠绕。纤维束3通过将复数根天然纤维(例如棉和麻)丝或合成纤维丝集成束并扭绞来形成。纤维束3自身(成为混合芯绳索的一部分之前)具有实质上的圆形截面，并且其直径依赖于要被集成束的天然纤维丝或合成纤维丝的数量，且根据形成于树脂实心芯2上的槽2a的尺寸适当地调节。更可取地是，纤维束3的直径为填充整个槽2a并进一步稍稍溢出槽2a。纤维束3可仅由天然纤维或仅由合成纤维制成，或者天然纤维与合成纤维的混合物可成为纤维束3。为了便于理解，图1中，通过显著强调复数根形成纤维束3的丝的厚度来示出纤维束。
[0028]下文中，其中上述树脂实心芯2的槽2a上设置有纤维束3的物品被称为“混合芯
2、3”。通常，其中初步含油的纤维束3设置在树脂实心芯2的槽2a上。理所当然地，油也能从完成的混合芯绳索I的外围表面被包含(或补充)于纤维束3中。
[0029]每根绞股4具有l+9+9Seale结构,且通过扭绞全部的十九根具有不同直径和圆形截面的钢丝来形成。通过将八根绞股4以相等的间隔和相等的节距围绕混合芯2、3扭绞，形成了具有大约5-100_直径的混合芯绳索I。图1和2示出的混合芯绳索I具有八根绞股4，其中每根绞股由十九根钢丝形成，以便具有8X19结构。理所当然地，形成混合芯绳索I的绞股4的数量不限于八根，且形成绞股4的钢丝的数量不限于十九根，这自不必说。例如，混合芯绳索I可具有6X7结构、6X 19结构、6X24结构、6X37结构。绞股4不限于Seale结构，也可使用Warrington结构、Warrington-Seale结构、Filler结构或其他结构。为了使混合芯绳索具备弹性并保证足够的强度，绞股4的数量最好是六根或更多。[0030]参看图1，由纤维束3和绞股4形成角度Θ，该角度通过使得纤维束3 (槽2a)和绞股4分别相对于混合芯绳索I的纵向倾斜(螺旋)来设置并大约为20-160度。S卩，纤维束3 (槽2a)和绞股4具有彼此互不平行的缠绕角度(扭绞角度)。由此，八根绞股4中特定的绞股4免于仅与纤维束3持续相接触，且八根绞股4中其他特定的绞股4免于在混合芯绳索I的整个长度上仅与树脂实心芯2持续相接触。即，所有的八根绞股4沿混合芯绳索I的纵向在某些位置与纤维束3相接触，且在其他位置与树脂实心芯2相接触。因此，从纤维束3中渗出的油能在混合芯绳索I的整个长度上均匀地供应于八根绞股4。因为绞股4由树脂实心芯2 (在未形成槽2a的范围内)支撑，混合芯绳索I的直径缩减率降低且伸长减少(随后详述)，以避免外形上的形状损失。
[0031]进一步参看图1，当纤维束3的节距Pl (槽2a的节距)和绞股4的节距P2相比较时，绞股4的节距P2长于纤维束3的节距Pl。节距Pl和节距P2可相等或者纤维束3的节距Pl长于绞股4的节距P2。以这样的方式，纤维束3的节距Pl和绞股4的节距P2能够任意设置。任何一种情况下，纤维束3和绞股4分别缠绕成彼此互不平行。
[0032]图3示意性示出了绞股4和上述混合芯2、3的合型工序以及在捻股模12中扎紧前与扎紧后的绳索部分。八根绞股4 (图3仅示出两根绞股)用被驱动旋转的预形成机11初步形成为预定的形状，并且围绕混合芯2、3从混合芯外围侧缠绕。绞股4和混合芯2、3被送至捻股模12，且绞股4和混合芯2、3在捻股模中被聚集、扎紧并扭绞。之后，混合芯和绞股在再成型辊13中被再次形成为笔直的形状，并在直径调整轧辊14中从外围被轧制，以便完成混合芯绳索I。
[0033]通过该合型工序，八根绞股4嵌入树脂实心芯2和纤维束3 (参看图2)中。相反，树脂实心芯2和纤维束3被绞股4从外侧向内侧推以便沿绞股4的外形变形。因为每根绞股4由多根钢丝形成，绞股具有超过排斥力的保持力，该排斥力使得变形的树脂实心芯2和纤维束3回复为原来的形状。纤维束3和绞股4被缠绕成具有彼此互不平行的角度(如上所述，由纤维束3和绞股4形成的角度Θ大约在20-160度)(参看图1)。因此，如上所述，在完成的混合芯绳索I中，所有的八根绞股4总是具有沿纵向接触且嵌入纤维束3的点，并且还总是具有接触且嵌入树脂实心芯2的点。
[0034]为了尽可能多地避免未被使用的混合芯绳索I的绞股4之间的微动磨损，扎紧最好按如下程度执行:在合型工序中细微的间隙产生于绞股4之间。扎紧的程度由捻股模12的直径和直径调整轧辊14中的压紧力来调整。
[0035]下文中，将描述混合芯绳索I的疲劳评估测试。疲劳评估测试通过使用六种绳索来进行，所述绳索包括:四种混合芯绳索(N0.2-N0.5)，这四种绳索中，在混合芯2、3中树脂实心芯2的截面积和三根纤维束3的总和截面积之间所占的比率彼此不同；具有仅由纤维束形成的芯的绳索(N0.1)(下文中，称为纤维芯绳索);以及具有仅由树脂实心体(无任何槽)形成的芯的绳索(N0.6)(下文中，称为实心芯绳索)。表I示出六种绳索N0.1-N0.6中树脂实心体占各芯的面积比率。
[0036][表 I]树脂实心体的面积比率
【权利要求】
1.一种混合芯绳索，包括: 树脂实心芯，在该树脂实心芯中，多个螺旋槽沿纵向在树脂实心芯外围表面上形成；多根纤维束，所述多根纤维束沿所述多个螺旋槽围绕树脂实心芯的外围表面分别螺旋缠绕，各纤维束具有填充螺旋槽的厚度； 多根钢绞股，所述多根钢绞股围绕被所述纤维束缠绕的树脂实心芯的外围表面螺旋缠绕，其中 纤维束和绞股分别缠绕成具有彼此互不平行的角度。
2.如权利要求1所述的混合芯绳索，其中 纤维束和绞股所成的角度在20度到160度的范围内。
3.如权利要求1所述的混合芯绳索，其中 树脂实心芯的截面积与所述多根纤维束总和的截面积之间的比率(树脂实心芯:纤维束)在80:20到40:60的范围内。
4.如权利要求1所述的混合芯绳索，其中 在树脂实心芯中设有增强材料。
【文档编号】D07B1/04GK103451981SQ201310130975
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年4月16日 优先权日:2012年5月31日
【发明者】竹内润, 市川香里 申请人:东京制纲株式会社