專利名稱：鑒定是否需要更換合成纖維繩索的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種權(quán)利要求1前序部分所述的用于鑒定是否需要更換合成纖維繩索，優(yōu)選芳族聚酰胺纖維繩索的裝置。
由EP 0731 209 A1已知有這樣一種裝置可用來鑒定是否需要更換多股絞合纖維繩索。合股繩索是由多層高抗張強度合成纖維組成，各層彼此扭絞在一起并在外面圍繞有一種牢固結(jié)合的繩索護套。為了有可能鑒定最大容許的內(nèi)部繩索磨損，使擠壓的繩索護套具有同軸安排的不同顏色。繩索護套可指示出驅(qū)動或被驅(qū)動繩索上的磨損情況，磨損是由力的差別而在牽引滑輪上發(fā)生滑動所致。通過參照各繩索在牽引滑輪中的限定運行表面，用實驗值將護套的磨損情況與各繩索內(nèi)部的磨損狀態(tài)相聯(lián)系。因而，當(dāng)下面的顏色可見時，這便指示出繩索內(nèi)部已經(jīng)磨損到最大容許程度，并且繩索必需在特定保留時限內(nèi)進行更換。
使用迄今所述的鑒定是否需要更換合成纖維繩索的裝置，繩索磨損的狀態(tài)能夠容易地借助于簡單的目視檢測繩索護套來確定。然而，由此間接方法得到的指示依賴于實驗數(shù)值不能說明有關(guān)繩索精確的內(nèi)部狀態(tài)。由于例如過早的材料疲勞、短期超負荷或外部影響等引起的繩索的損耗，未加以考慮。
本發(fā)明的根本問題是提出一種鑒定是否需要更換繩索的裝置，該裝置能可靠地指示出繩索的真實損耗狀態(tài)。
作為解決問題的技術(shù)方案，在說明書開頭所提到的裝置，已經(jīng)利用獨立權(quán)利要求1中特征部分的一些特征進一步得到闡明。
實際上，本發(fā)明是由具有外部平衡扭矩性能的繩索構(gòu)造所組成，在繩索各股線層之間有一種反應(yīng)性的扭矩比例可保證繩索在不穩(wěn)定的扭矩平衡中采取某一位置。在繩索中各股線層彼此以相反扭絞方向起作用的一些扭矩之間的關(guān)系，以這樣的方式設(shè)定，即各股線層由于磨損或其它影響造成的減弱便破壞內(nèi)部扭矩的平衡，因而，當(dāng)磨損的繩索在操作過程中處于荷載情況下，它會圍繞其縱軸扭絞直至其采取新的相應(yīng)于改變了的扭矩狀態(tài)的平衡位置，因此，繩索的扭絞便是繩索內(nèi)部磨損的指示，內(nèi)部磨損引起了繩索特性的變化例如斷裂強度的損失。因而，繩索結(jié)構(gòu)中的變化可利用一種適當(dāng)?shù)难b置進行檢測，并作為需要更換繩索的指示，甚至繩索的簡單畸變都是繩索磨損不可接受量的指示信號。
這便有可能獲得這樣的優(yōu)點，即在任何情況下按照本發(fā)明的特定方式簡單扭絞在一起的承載合成股線，以繩索的扭絞而很簡單地指示出繩索的任何磨損類型，而繩索的扭絞是由于磨損超過某一限定量而造成繩索承載結(jié)構(gòu)的削弱所致。繩索的扭絞，因而表明需將其更換，無需昂貴附加裝置便能檢測出來。具體地說，利用一種參比標(biāo)記，有可能用目視來檢測繩索的磨損狀態(tài)。
在本發(fā)明的進一步闡述中，在以相反方向扭絞在一起的相鄰各同心股線層之間，有一種減少摩擦的中間護套。這種護套的優(yōu)點是，護套的材料和尺寸的選擇可用來確定各股線層彼此之間的半徑距離并以此確定扭矩的平衡。而且，中間護套的疲勞強度可用來得到繩索的所需使用壽命。一旦因繩索彎曲引起股線層相對運動而發(fā)生各外股線層的縱向位移使中間護套變得徹底磨損，這時以相反方向扭絞的各股線便發(fā)生多個接觸點。由于各股線彼此相對摩擦，在張力下的收縮力以及當(dāng)繩索通過滑輪時對滑輪產(chǎn)生的壓力等所致，側(cè)向應(yīng)力最終便引起各股線斷裂。由于上述的因果關(guān)系，繩索發(fā)生扭絞并以此指示出該繩索需要更換。
在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，多層合股繩索的最外股線層是系統(tǒng)地纏繞在核心層的外周，并與多層平形扭絞繩索核心層成相反方向。這樣做的優(yōu)點是，繩索核心層相鄰于并承載有最外股線層，所以核心層要經(jīng)受最大的側(cè)向應(yīng)力，結(jié)果這個股線層的一些纖維和股線首先會顯示出各損壞點。只有這一選擇的股線層被削弱，而所有其它股線層仍然未遭受損壞，并保證合成纖維繩索的剩余承載能力是足夠的。
在本發(fā)明一優(yōu)選實施方案中，順沿著未磨損繩索的外表面長度設(shè)置有一標(biāo)記，它可指示出繩索的扭絞情況，標(biāo)示出圍繞繩索縱軸的螺旋形扭繞情況。
本發(fā)明一實施方案表示于附圖中并詳述于下。附圖表示

圖1是本發(fā)明用于鑒定是否需要更換繩索的裝置的第一實施方案的透視圖；圖2是圖1所示實施方案的橫截面視圖。
圖1表示一有護套的芳族聚酰胺纖維繩索1，它由一些高抗張強度、承載負荷用芳族聚酰胺纖維股線2，3，4，5彼此扭絞在一起形成的三層同心層組成，這些絞合股線是用作例如在升降裝置中的驅(qū)動繩索。實際上，芳族聚酰胺纖維繩索1是用平行扭絞的繩索核心層6構(gòu)制而成，按照本發(fā)明，在核心層6周圍以相反方向扭絞有一外包層7。在外包層7與相鄰的繩索6的第二股線層14之間是一中間護套9，優(yōu)選由聚氨酯制成。繩索護套10是圍繞著外包層7的外面并很好地結(jié)合于其上。順沿芳族聚酰胺纖維繩索1整個長度的縱向，在繩索護套10上涂有一條耐磨的有色線條11，以指示芳族聚酰胺纖維繩索的轉(zhuǎn)動位置。也可以不用著色的線條11，而使用其它一些裝置，只要能適用于指示和/或確定相對于芳族聚酰胺纖維繩索1的縱軸20的該繩索的轉(zhuǎn)動位置即可。
在此處所述的實施方案中，外包層7，結(jié)合與它相鄰的繩索核心層6的第二股線層14、中間護套9及有色線條11一起，組成了本發(fā)明用以鑒定需要更換芳族酰胺纖維繩索1的一種裝置。
繩索核心層6是由芯線2構(gòu)成，五根例如第一股線層13的相同股線3圍繞芯線2以第一扭絞方向12螺旋形扭絞在一起，此處還有第二股線層14的十根股線3，4與其一起以平行螺距和以纖維及股線的捻向和螺旋之間的平衡比例而扭絞在一起。第二股線層14包含有兩種類型各五根相同股線3，4的交替排列。正如圖2的橫載面圖所示，有五根較大直徑的股線4螺旋形地處于支持它們的第一股線層13的空隙中，而具有直徑為第一股線層13的股線3的五根股線3是位于支持它們的第一股線層13外面的一些最高點上并以此填充滿了具有較大直徑的兩個相鄰股線4之間的一些空隙。以此方式，雙平行扭絞的繩索核心層6便可容納具有幾乎為園筒形外部輪廓的第二股線層14，第二股線層14與中間護套9相結(jié)合便進一步提供了一些優(yōu)點，詳見后述。
當(dāng)繩索1處于縱向負荷時，繩索核心層6的平行扭絞方向會產(chǎn)生一種扭矩正好與扭絞方向12成相反方向。
本文中所述的外包層7也是由十七根芳族聚酰胺纖維股線5組成，它們扭絞的方向與第一扭絞方向12成相反方向15。當(dāng)繩索1處于縱向負荷時，它便產(chǎn)生一種扭矩與平行扭絞的繩索核心層6的扭矩成相反方向。
在某種意義上，與它們的數(shù)目和結(jié)構(gòu)無關(guān)，繩索核心層6的各股線層13，14及外包層7彼此必需適應(yīng)，這樣它們的扭矩才在相反方向彼此抵銷。當(dāng)芳族聚酰胺纖維繩索1，在負荷下和在滑輪上運行時以此方式處于平衡狀態(tài)時，它便沒有外力矩。在超出上述的各實施方案中，可以有一個或一個以上的共軸扭絞的股線層，每個的扭絞方向與支持它們的股線層成相反方向。而且，也可以構(gòu)制成多個扭絞的外包股線層。關(guān)于本發(fā)明所產(chǎn)生的優(yōu)越效果，必需注意到，各股線層之間的扭矩比例不能小于0.1-1之間的特定值。
作為均衡內(nèi)部扭矩的平衡的可能性，各股線層之間的半徑距離是決定因素。這個距離決定于所用的各股線的直徑，下述中間護套的厚度、繩索核心層中股線的數(shù)目及外包層中所用股線的數(shù)目。外包層可以，例如與非承載股線一起扭絞而形成外包層。
用于芳族聚酰胺纖維繩索1的所有承重股線2，3，4，5都是由單根芳族聚酰胺纖維捻絞或扭絞在一起并經(jīng)用一種物質(zhì)如聚氨酯溶液浸漬處理，以保護芳族聚酰胺纖維。
高抗張強度的合成纖維如具有高度取向分子鏈的芳族聚酰胺或簡稱阿拉米德類(aramides)，都具有高的承重能力和低的比重。然而，由于它們的原子結(jié)構(gòu)原因，這種纖維具有低的扯斷伸長率并對側(cè)向發(fā)生的應(yīng)力是敏感的。本發(fā)明正是準(zhǔn)確地利用了這些材料性能來提供一種簡單方法，通過目視指示器來測定由高抗張強度纖維制得的繩索的內(nèi)部磨損狀態(tài)。
在繩索核心層6與外包層7之間的中間護套9是由聚氨酯或聚酯制成。它是澆注模壓到繩索核心層6上并填充滿兩個相鄰股線層7，14的各股線3，4，5之間的所有間隙17、18。這便創(chuàng)造了一種具有大接觸面積的良好結(jié)合，這可用來傳送繩索核心層6與外包層7之間的力矩。中間護套9可防止外包層7與第二股線層14之間的接觸，并以此防止股線3，4，5的磨損，磨損是當(dāng)繩索1在牽引滑輪上運行時由于這些股線彼此相對摩擦和由于各股線2，3，4，5彼此相對運動所致，繩索1在牽引滑輪的運行在本文沒有畫出。中間護套9的厚度尺寸是這樣的，隨著繩索上的負荷達到最大容許負荷，在外包層7產(chǎn)生的壓縮力下各股線之間的間隙17，18被完全填充滿，這樣要保證在相鄰股線層14和7的股線3，4，5之間還有0.1mm的剩余護套厚度16。
繩索護套10是圍繞外包層7的聚氨酯制成，并提供在牽引滑輪上的需要的摩擦系數(shù)。聚氨酯是很耐磨的，當(dāng)繩索1在牽引槽輪上通過時它不會被磨損。當(dāng)繩索通過牽引槽輪時，繩索護套10被擠壓到外包層7上，并且一種能流動的合成材料便被壓入外包股線層7的所有間隙17，18中，以此便創(chuàng)造了一種大的接觸面積。在繩索護套10的外表面上，沿繩索1的長度方向設(shè)有一條著色的線條作為參比標(biāo)記，以指示繩索1的轉(zhuǎn)動位置。
可以不用著色線條而用其它的裝置或標(biāo)記，只要它們能將繩索1的轉(zhuǎn)動以適當(dāng)方式檢測出來即可。著色線條11或某一相應(yīng)的裝置也可以直接施用于外包層7上，如果沒有繩索護套10的話。
至今所述的用于鑒定是否需要更換合成纖維繩索的裝置的以下作用方式，都涉及由芳族聚酰胺纖維制成的被驅(qū)動的升降機繩索，它將升降機的機廂框架與平衡重量部件連接起來，機廂在升降機升降路徑中被導(dǎo)引運行。為了提升和下降吊車機廂和平衡重量部分，繩索運行在由驅(qū)動馬達驅(qū)動的牽引槽輪上。驅(qū)動的扭力矩通過摩擦傳遞給繩索的截面上，驅(qū)動力矩在任何時刻都處于包角中。在此點上繩索1便經(jīng)受高的橫向切力。
根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動繩索1在力矩方面是抵銷平衡的，繩索纏繞到牽引槽輪上而無扭捻，亦即在一端的吊車上與在另一端的平衡構(gòu)件上的兩個扭力固定點之間沒有圍繞繩索縱軸20的扭捻力。在繩索1的安裝過程中，采用沿繩索長度的一種著色線條11形式的標(biāo)記物也可以作為一種安裝輔助工具。來校準(zhǔn)繩索1的轉(zhuǎn)動位置相對于參比點如牽引槽輪成一條直線。將要安裝的繩索用這樣的方法校直是很方便的，當(dāng)繩索1處于運動中時，標(biāo)記過程能夠目視檢測。
當(dāng)負荷的繩索1在牽引槽輪上反復(fù)運動時，各股線2，3，4，5彼此相對運動以補償拉伸應(yīng)力的差別。這些相對運動，在外股線層7，14中是較大的，而趨向于芯線或核心股線2則變小。由于外包層7的股線5的縱向位移能引起磨損，在外與內(nèi)股線層之間的中間護套9，它是用來防止各層股線之間的接觸，會遭受磨損并磨耗到不能再使用的程度。中間擴套9磨損成不能再使用的程度或時間終點，在其設(shè)計上可通過中間護套9的抗扭矩剛性測定而知。
由于外包層7的各股線5的縱向運動，一旦中間擴套9磨損變得不能再使用時，便在以相反方向扭絞在一起的股線3，4及5之間產(chǎn)生一些接觸點。股線層7，14的各股線3，4，5的彼此相對摩擦，壓力及由于外股線層即外包層7的收縮力造成的側(cè)向應(yīng)力等，最終導(dǎo)致第二股線層14的各股線3，4的斷裂。當(dāng)繩索處于負荷下這便削弱了第二股線層14，隨之它便產(chǎn)生了大大減小的扭力矩或完全失去扭力短。這又反過來引起一種受到干擾的內(nèi)部扭力平衡，以及磨損不能使用的繩索1，當(dāng)在操作中運動時，便圍繞其縱軸20扭捻直至達到相應(yīng)于改變了的扭力矩狀態(tài)的新的平衡位置。
繩索1的扭捻可以目視檢測到，這時可以看到沿繩索1設(shè)置的有色線條11或另一種相應(yīng)的標(biāo)記螺旋形地纏繞在繩索1的縱軸20的周圍上。即使繩索的簡單畸變也是上述機構(gòu)有效的一個標(biāo)志。
權(quán)利要求
1.一種用于鑒定是否需要更換合成纖維繩索(1)的裝置，繩索(1)是由至少兩個同心股線層(7，14)扭絞在一起構(gòu)制而成，并由承載的芳族聚酰胺纖維股線(3，4，5)制成，繩索的使用壽命決定于繩索的負荷以及繩索上有一種指示是否需要更換的指示裝置(11)，其特征在于至少有兩個相鄰的同心股線層(7，14)是彼此以相反方向扭絞在一起，以及設(shè)有一種裝置(11)以檢測繩索(1)圍繞縱軸(20)轉(zhuǎn)動的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鑒定是否需要更換繩索的裝置，其特征在于中間護套(9)是構(gòu)制在相鄰?fù)墓删€層(7，14)之間，它們是彼此以相反方向扭絞在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于鑒定是否需要更換繩索的裝置，其特征在于外包層(7)是扭絞在平行扭絞的繩索核心層上，其扭絞方向相反于該繩索核心層的扭絞方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項所述的用于鑒定是否需要更換繩索的裝置，其特征在于裝置(11)的設(shè)置是用于目視檢測繩索(1)轉(zhuǎn)動位置的目的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鑒定是否需要更換繩索的裝置，其特征在于標(biāo)記(11)是形成在沿繩索(1)長度的繩索(1)的外表面上。
全文摘要
為鑒定是否需要更換的合成纖維繩索(1),優(yōu)選由芳族聚酰胺制成,用至少兩個股線層(7,14)彼此以相反方向扭絞,使各股線層的扭力矩彼此補償而得到一種扭矩抵銷的承載纖維股線(2,3,4,5)繩索構(gòu)造。如果股線層(7,17)由于磨損或外部影響造成不等量而削弱,當(dāng)繩索(1)處于負荷和運行時,它便開始繞其縱軸(20)扭轉(zhuǎn)。繩索扭轉(zhuǎn)可用各種方法進行目視檢測。例如一種沿繩索長度的標(biāo)記(11)可指示繩索的扭轉(zhuǎn)和用作目視鑒定其需要更換。
文檔編號D07B1/14GK1256412SQ9912541
公開日2000年6月14日 申請日期1999年12月7日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月7日
發(fā)明者克勞迪奧·迪安吉利斯 申請人:因溫特奧股份公司