專(zhuān)利名稱(chēng)：繩索、由塑料纖維和鋼絲絞合線構(gòu)成的組合繩索以及由塑料纖維和鋼絲構(gòu)成的組合絞合線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由高強(qiáng)度的塑料纖維構(gòu)成的繩索，其作為一個(gè)特 別是捻合的單絲束或多個(gè)捻合的單絲束存在，所述單絲束被一包封件 包圍。
本發(fā)明特別是涉及一種組合繩索，其包含由高強(qiáng)度的塑料纖維構(gòu) 成的芯體繩索和由鋼絲絞合線構(gòu)成的外層。
此外，本發(fā)明涉及一種具有由高強(qiáng)度的塑料纖維構(gòu)成的芯體和由 鋼絲構(gòu)成的外層組成的組合絞合線。
背景技術(shù)：
上述類(lèi)型的繩索，特別是用于體育目的，在應(yīng)用中已知具有保護(hù) 塑料纖維的編繞件。
上述類(lèi)型的組合繩索由US 4,887,422已知，其具有用于芯體繩索 的包封件，該包封件被擠出在或巻繞在芯體繩索上。 上述類(lèi)型的組合絞合線不是現(xiàn)有技術(shù)。
不僅對(duì)于繩索本身而且對(duì)于組合繩索以及組合絞合線而言，高強(qiáng) 度塑料纖維的優(yōu)點(diǎn)在于與其強(qiáng)度相比較小的重量和體積。
這種優(yōu)點(diǎn)在較大長(zhǎng)度的用于懸掛部件的繩索中特別明顯，如采礦 中應(yīng)用的輸送繩索或深海繩索。在這樣的部件中單單鋼絲繩索的重量 業(yè)已占據(jù)其承載能力的較大部分；有效負(fù)荷由此受到限制。
組合繩索相對(duì)于單純塑料繩索的優(yōu)點(diǎn)是其顯著較小的對(duì)于機(jī)械干 擾因素的靈敏性。此外人們能夠在可見(jiàn)的鋼絲裂紋上及時(shí)發(fā)現(xiàn)到達(dá)斷 裂臨界值。
高強(qiáng)度的塑料纖維的斷裂強(qiáng)度，例如對(duì)于芳綸共聚物是3470N/mm2，對(duì)于芳綸HM (高模數(shù))是2850 N/mm2，對(duì)于芳綸HS (高 強(qiáng)度)是3350 N/mm2，對(duì)于芳綸SMS (標(biāo)準(zhǔn)模數(shù))是2850 N/mm2, 對(duì)于HMPE是3400 N/mm2、對(duì)于液晶聚酯是3400 N/mm2，它們超 過(guò)鋼絲的斷裂強(qiáng)度(例如1770 N/mm2)并且可以顯著提高組合繩索的 承載能力，然而在延伸率方面具有很大區(qū)別，在已知的繩索構(gòu)造中幾 乎未曾發(fā)現(xiàn)這樣的繩索構(gòu)造，其中由塑料構(gòu)成的芯體繩索可以承擔(dān)負(fù) 載的很大一部分。上述的纖維材料的彈性模量是73、 120、 60、 60、 85或65Gpa，而鋼絲的平均彈性模量是200 Gpa。特別是補(bǔ)充說(shuō)明， 塑料纖維的實(shí)際的對(duì)負(fù)載的承受是具有延遲性的，因?yàn)閱谓z束在每次 受載時(shí)首先"沉降(setzen)",即必須找到最終的空間配備以構(gòu)成穩(wěn) 定的束橫截面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提高組合繩索中的由塑料纖維構(gòu)成的芯體繩 索的有效承載能力，或者對(duì)于塑料繩索本身，在另外的意義上提高承 載能力。
根據(jù)本發(fā)明上述目的如此實(shí)現(xiàn)，即在開(kāi)頭所述類(lèi)型的繩索中單絲 束在被拉伸時(shí)直徑減小，并且通過(guò)包封件被保持在此狀態(tài)下。
包封件如同緊身衣一樣固定單絲束在上述拉伸時(shí)獲得的橫截面。 因此在承受負(fù)載之前和開(kāi)始時(shí)至少盡可能消除"沉降"過(guò)程，使其一 勞永逸地完成。正常的負(fù)載承受(同時(shí)塑料纖維彈性伸長(zhǎng))根據(jù)胡克 定律可以立即發(fā)生。
在組合繩索中芯體繩索的伸展特性因此與鋼絲層的伸展特性接 近。繩索本身在相同的承載能力情況下具有例如減小10%的直徑，即 在相同的直徑時(shí)較大的承載能力。
作為本發(fā)明的一個(gè)方案和特別有利的改進(jìn)建議，將組合繩索的鋼 絲層的伸展特性與由塑料纖維構(gòu)成的芯體繩索的伸展特性相接近，即 對(duì)鋼絲層實(shí)施在芯體繩索上應(yīng)用的本發(fā)明的措施的轉(zhuǎn)化方案它應(yīng)當(dāng) 在受到負(fù)載時(shí)可以伸長(zhǎng)并且保持使所述伸長(zhǎng)成為可能的可變的橫截面。在該方案中本發(fā)明的具體措施是，繩索具有由彈性塑料構(gòu)成的中 間層，各個(gè)鋼絲絞合線彼此隔開(kāi)地被壓入該中間層內(nèi)，使得外層在負(fù) 載作用下拉伸并且在徑向上收縮。中間層的彈性可撓曲性和各鋼絲絞 合線的彼此間距允許由絞合線描述的螺旋線在其螺距增大的情況下被 拉長(zhǎng)，其直徑和相應(yīng)地絞合線的間距減小。由于塑料的彈性，上述過(guò) 程在卸載時(shí)是可逆的，其期望的效果在每次承受新負(fù)栽時(shí)都是存在的。
第一方案的優(yōu)點(diǎn)和本發(fā)明的轉(zhuǎn)化方案可以分別單個(gè)應(yīng)用，但是一 起使用效果更好。
與組合繩索相類(lèi)似，可以提供一種組合絞合線。替代絞合線的芯 體鋼絲使用如同絞合線的芯體繩索構(gòu)成的然而相應(yīng)較薄的繩索。("繩 索"是由單絲束構(gòu)成的繩索，與構(gòu)造無(wú)關(guān))。
編繞件特別適合作為上述的包封件。在編繞機(jī)器中單絲束被單一 拉伸，即它在機(jī)器的出口例如通過(guò)輥?zhàn)訉?duì)被驅(qū)動(dòng)以進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)并且在 機(jī)器入口例如借助于被制動(dòng)的滾動(dòng)對(duì)被保持不動(dòng)，并且編織件可以構(gòu) 成為具有預(yù)應(yīng)力。然而同樣可以考慮巻繞件。伸展能夠必要時(shí)也通過(guò) 橫截面縮小實(shí)現(xiàn)。
上述的中間層通常如同現(xiàn)有技術(shù)一樣被擠出，必要時(shí)擠出在上述 的包封件上。否則包封件和中間層的結(jié)合是困難的，因?yàn)閮烧哂糜诓?同的目的并且相應(yīng)具有不同的特性。包封件應(yīng)當(dāng)是盡可能不可撓曲的， 而中間層應(yīng)當(dāng)是軟的。對(duì)于中間層而言也可以考慮泡沫塑料。
用于包封件的合適的材料例如是聚酯纖維，而用于中間層的合適 的材料是聚氨基甲酸脂類(lèi)、聚酯、聚烯烴和聚酰胺。
作為本發(fā)明的芯體繩索的特別有利的應(yīng)用，最后提及一種用于在 大的高度差上懸掛的部件的組合繩索(特別是具有防止轉(zhuǎn)動(dòng)的下端 部)、特別是輸送框繩索、深海繩索或索道繩索，其特征在于在繩索長(zhǎng)
度上的絞距變化，其使得鋼絲繩索的與負(fù)載相關(guān)(load-specific)的轉(zhuǎn) 矩向上減小。所謂絞距是絞合線中單個(gè)金屬絲轉(zhuǎn)動(dòng)360度時(shí)所需要的 路徑長(zhǎng)度。
這種構(gòu)造的鋼絲繩索由DE 36 32 298已知，該申請(qǐng)的內(nèi)容被引入本申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容中。
利用上述的絞距變化可以避免由于繩索重量導(dǎo)致的在繩索結(jié)構(gòu)內(nèi) 部的扭曲、特別是繩索下部區(qū)域內(nèi)絞合線層的進(jìn)一步捻合，其在此使 得繩索縮短并且因此抑制芯體繩索的負(fù)載承受能力。


接下來(lái)本發(fā)明借助于示例詳細(xì)闡述。
圖l不同材料的負(fù)載-伸展率圖表；
圖2 通常絞合的鋼絲層和根據(jù)本發(fā)明在彈性的軟的中間層上 絞合的鋼絲層的負(fù)載-伸展率圖表；
圖3 用于組合的鋼絲-塑料纖維繩索的由塑料纖維制成的芯體
繩索的負(fù)載-伸長(zhǎng)圖表，具有和不具有本發(fā)明的包封件；
圖4如圖5的組合繩索的芯體繩索和鋼絲繩層的負(fù)栽-伸展率
圖表；
圖5組合繩索的橫向剖視圖，其具有由塑料纖維構(gòu)成的芯體繩
索和由鋼絲絞合線構(gòu)成的外層；
圖6 與圖5的橫向剖視圖相對(duì)應(yīng)的繩索，具有其它的絞合線。
具體實(shí)施例方式
在圖1中相關(guān)的材料分別直接在曲線上標(biāo)出。鋼絲僅僅在下部的 負(fù)載區(qū)域內(nèi)遵循胡克定律，因?yàn)樗ㄟ^(guò)拉伸建立并且因此不具有通常 的結(jié)構(gòu)。該應(yīng)用通常僅僅大致在曲線的下半部實(shí)現(xiàn)。
在圖2中再次示出在通常絞合的絞合線層中圖1的鋼絲的曲線分 布(上部的曲線)。下部的曲線示出本發(fā)明的絞合線在軟的中間層中嵌 入的效果直至大致0.6%的伸展率，曲線近乎是水平延伸的。這種伸 展率的原因在于，巻繞的絞合線的螺旋線在螺旋線拉伸成直徑減小， 其中絞合線幾乎不承載。接下來(lái)才開(kāi)始承受載荷。
如由圖3可見(jiàn)，上述的直至0.5%是明顯的且而后緊接著削弱的但 是直至大約1%的伸展率仍然起作用的沉降過(guò)程(下部曲線)在相對(duì)大程度上通過(guò)本發(fā)明的包封件消除(上部曲線)。上部曲線與下部曲線 不同，從開(kāi)始就上升，即使根據(jù)胡克定律的最終的比例斜線大約在
0.5%至1%的伸展率之間才出現(xiàn)。
本發(fā)明的兩個(gè)措施在一個(gè)如根據(jù)圖5的組合繩索中的應(yīng)用由圖4 可見(jiàn)。在此圖2的下部曲線和圖3的上部曲線彼此靠近。
在圖5的繩索結(jié)構(gòu)的橫截面中本發(fā)明的措施如此看出，即其作為 芯體繩索1的包封件2和此外中間層3存在，由鋼絲絞合線4構(gòu)成的 外層被壓入所述中間層內(nèi)。
芯體繩索1在包封件2的內(nèi)部由一個(gè)單絲束或多個(gè)單絲束構(gòu)成， 其分別如此多地捻合，使得它具有束緊性并且可以被操縱。包封件2 由優(yōu)選由聚酯纖維構(gòu)成的編繞件構(gòu)成。它以預(yù)應(yīng)力設(shè)置在單絲束上， 預(yù)應(yīng)力在單絲束伸展后將單絲束束緊或保持在此狀態(tài)下。
中間層3以本身已知的方式擠出在芯體繩索1的包封件2上。中 間層由軟彈性的塑料例如聚乙烯或聚丙烯構(gòu)成。
鋼絲絞合線4此外被絞合和例如這樣被壓入仍然熱的中間層3內(nèi)， 使得各個(gè)鋼絲絞合線彼此間隔地分別嵌入中間層內(nèi)。
中間層3是如此軟彈性的并且鋼絲絞合線4彼此具有這樣的間距 (比附圖示出的稍大)，使得鋼絲絞合線4的層在負(fù)載作用下首先稍微 伸長(zhǎng)且直徑減小。絞合線層和芯體繩索的伸展曲線(圖4)彼此如此 接近，即，承受的負(fù)荷大致與絞合線層和芯體繩索的橫截面相對(duì)應(yīng)地 分布。
根據(jù)圖6的繩索具有與圖5的繩索相同的基礎(chǔ)構(gòu)造，具有芯體繩 索1、編織的包封件2、擠出的中間層3和由在此用附圖標(biāo)記5表示的 絞合線構(gòu)成的外層。絞合線5具有與繩索類(lèi)似的構(gòu)造，具有較薄的由 高強(qiáng)度的塑料纖維構(gòu)成的芯體繩索6、編織的包封件7、由軟彈性的塑 料構(gòu)成的擠出的中間層8和由鋼絲9構(gòu)成的外層。繩索由于其較大的 塑料橫截面具有更小重量的優(yōu)點(diǎn)，在此然而由于外層中的鋼絲同樣是 結(jié)實(shí)的。中間層3在此繩索中也可以去除，因?yàn)橥獠拷g合線5業(yè)已具有加大的伸展性能。
權(quán)利要求
1.由高強(qiáng)度的塑料纖維構(gòu)成的繩索，其作為一個(gè)特別是捻合的單絲束或多個(gè)捻合的單絲束存在，所述單絲束被一包封件包圍，其特征在于，所述單絲束(1；6)在被拉伸時(shí)直徑減小并且通過(guò)包封件(2；7)保持在此狀態(tài)下。
2. 如權(quán)利要求1所述的繩索，其特征在于，包封件(2)是編織的。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的繩索，其特征在于，該繩索是一組合 繩索的芯體繩索(l， 2),該組合繩索具有由鋼絲絞合線(4; 5)構(gòu)成 的外層。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的繩索，其特征在于，該繩索是一組合 絞合線的芯體(6， 7)，該組合絞合線具有由鋼絲(9)構(gòu)成的外層。
5. 組合繩索，其具有特別是如權(quán)利要求3所述的由高強(qiáng)度的塑料 纖維構(gòu)成的芯體繩索(1， 2)和由鋼絲絞合線(4; 5)構(gòu)成的外層， 其特征在于，組合繩索具有由彈性的塑料構(gòu)成的中間層(3),各個(gè)鋼 絲絞合線(4; 5)彼此隔開(kāi)地被壓入該中間層內(nèi)，使得外層在負(fù)載作 用下伸長(zhǎng)并且在徑向上收縮。
6. 組合絞合線，其具有特別是如權(quán)利要求4所述的由高強(qiáng)度的塑 料纖維構(gòu)成的芯體(6， 7)和由鋼絲(9)構(gòu)成的外層，該組合絞合線 具有由彈性的塑料構(gòu)成的中間層(8)，各個(gè)鋼絲(9)彼此隔開(kāi)地被壓 入該中間層內(nèi)，使得外層在負(fù)載作用下伸長(zhǎng)并且在徑向上收縮。
7. 如權(quán)利要求6所述的組合絞合線，其特征在于，該組合絞合線 是一組合繩索的外部絞合線(5)，該組合繩索具有由高強(qiáng)度的塑料纖 維構(gòu)成的芯體繩索(1)和外部的絞合線層。
8. 如權(quán)利要求5所述的組合繩索或如權(quán)利要求6所述的組合絞合 線，其特征在于，中間層(3; 8)是擠出的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合繩索，必要時(shí)此外根據(jù)權(quán)利要求5 或8所述的組合繩索，其特征在于，該組合繩索是用于在大的高度差上懸掛的部件的繩索、特別是輸送框繩索、深海繩索或索道繩索，這 些繩索的特征在于在繩索長(zhǎng)度上的絞距變化，其使得鋼絲繩索的與負(fù) 栽相關(guān)的轉(zhuǎn)矩向上減小。
全文摘要
組合繩索，其具有由高強(qiáng)度的塑料纖維構(gòu)成的芯體繩索(其作為一個(gè)特別是捻合的單絲束或多個(gè)捻合的單絲束存在)和由鋼絲絞合線構(gòu)成的外層，其特征在于，所述單絲束在被拉伸時(shí)直徑減小并且通過(guò)特別是編織的包封件保持在此狀態(tài)下。由此減小芯體繩索在負(fù)載作用下的伸長(zhǎng)，使得改善在鋼橫截面和塑料橫截面之間的負(fù)載分布。為了鋼絲層的伸展特性與芯體繩索的伸展特性相接近，繩索具有由彈性的塑料構(gòu)成的中間層，各個(gè)鋼絲絞合線彼此隔開(kāi)地被壓入該中間層內(nèi)，使得外層在負(fù)載作用下伸長(zhǎng)并且在徑向上收縮。
文檔編號(hào)D07B1/16GK101688359SQ200880016548
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月18日
發(fā)明者C·A·達(dá)斯, I·里德格, N·奧海爾, O·格拉班特 申請(qǐng)人:卡薩爾鋼絲繩薩爾有限公司