專利名稱：用于電梯上的合成非金屬纜繩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電梯上的纜繩，更具體地講，涉及將被用于電梯 上的由合成非金屬材料制成的纜繩，所述電梯具有一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)纜繩， 并進(jìn)而驅(qū)動(dòng)電梯的牽引滑輪。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的引牽型電梯包括一個(gè)安裝在轎廂架上的轎廂， 一個(gè)通過纜 繩與轎廂架連接的配重，以及一臺(tái)驅(qū)動(dòng)與纜繩接合的牽引滑輪的機(jī)器。 當(dāng)機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)滑輪時(shí)，滑輪的槽紋表面與纜繩之間的摩擦力使該纜繩運(yùn) 動(dòng)，并進(jìn)而導(dǎo)致轎廂架和配重上升和下降。在某些場(chǎng)合下，襯里位于 所述槽紋中，以改善纜繩與滑輪之間的摩擦，并減少滑輪與纜繩的磨 損。傳統(tǒng)上用于電梯上的纜繩是鋼絲繩。這種纜繩廉價(jià)而且耐用。另 外，鋼絲繩還能阻燃。不過，使用鋼絲繩的一個(gè)限制因素便是它的重 量。建筑或電梯井建的越高，纜繩就變得越長(zhǎng)、越重。纜繩會(huì)逐漸變 得超過電梯系統(tǒng)的運(yùn)載負(fù)荷，直至纜繩的重量超過其自身的抗拉強(qiáng)度。 另一個(gè)缺陷是鋼絲繩所需要的潤(rùn)滑劑。鋼絲繩經(jīng)過油類潤(rùn)滑劑處理， 這些潤(rùn)滑劑最終會(huì)沉積在機(jī)房里的和升降井里的提升設(shè)備上。最近，人們對(duì)用由諸如芳族聚酰胺材料的高強(qiáng)度、輕質(zhì)合成材料 制成的纜繩取代用于電梯上的鋼絲繩懷有較大興趣。由上述材料制成 的輕質(zhì)纜繩可有效降低諸如機(jī)械和制動(dòng)裝置的很多電梯元件的尺寸， 并可以擴(kuò)展電梯的高度。用上述合成纜繩牽引電梯會(huì)產(chǎn)生很多問題。首先，當(dāng)纜繩在牽引 滑輪上運(yùn)行時(shí)要承受很大負(fù)荷。就傳統(tǒng)滑輪而言這會(huì)使纜繩產(chǎn)生壓縮 張力，還會(huì)導(dǎo)致纜繩繩股彼此之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。常見的芳族聚酰胺 材料如KEVLAR具有^f艮高的抗拉強(qiáng)度，但其壓縮強(qiáng)度受到較大限制。另外，相鄰繩股的摩擦?xí)顾霾牧厦黠@摩損，并迅速降解所述繩股纖 維。所提出的一種防止破壞性摩損發(fā)生的方法披露于美國(guó)專利US4， 022, 010中，該專利被授予Gladenbeck等，發(fā)明名稱為"高強(qiáng)度纜繩"。 披露于該專利中的合成纜繩包括環(huán)繞每一個(gè)繩股或整個(gè)纜繩的護(hù)套， 該護(hù)套是由合成塑料材料制成，如聚亞胺脂、聚酰胺或硅氧烷橡膠， 其用途是賦予繩股耐磨性。在授予Wilcox的名稱為"纜繩"的US4， 624， 079中披露了一種類似方案。上述方案的一個(gè)缺陷是，盡管所述 繩股無磨損的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但該方案不適于牽引。所提出的另一種方案披露于名稱為"用作電梯懸桂裝置的纜繩" 的加拿大申請(qǐng)No. 2, 142, 072中。披露于該專利申請(qǐng)中的纜繩包括一個(gè) 擠壓在外部繩股上的護(hù)套，以便固定這些繩股，與此同時(shí)還產(chǎn)生必要 的與牽引滑輪的摩擦。防止繩股彼此之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不過，當(dāng)纜繩在 牽引滑輪上運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生不希望有的壓縮張力，因此限制了其耐用性。發(fā)明內(nèi)容盡管有以上問題，在申請(qǐng)人的受讓人領(lǐng)導(dǎo)下的科學(xué)家和工程師正 致力于開發(fā)由合成非金屬材料制成的高強(qiáng)度輕質(zhì)纜繩，該纜繩既有效 又耐用。按照本發(fā)明， 一種用于電梯的起重繩包括若干由非金屬材料制成 的載重繩股，每一根繩股包裏在一個(gè)保護(hù)性涂層中，并由一個(gè)護(hù)套包 裹所述若干繩股。每根繩股的涂層可以防止因繩股間的摩擦接觸而造 成的損壞，并加大相鄰繩股間的潤(rùn)滑性。由護(hù)套產(chǎn)生電梯的牽引滑輪 所必須的牽引力，并使護(hù)套與所述涂層之間產(chǎn)生足夠的摩擦系數(shù)，以 便將牽引負(fù)荷傳給載重繩股。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，由非金屬材料制成的起重繩能有效提供牽引， 同時(shí)又很耐用。對(duì)護(hù)套進(jìn)行優(yōu)化，以便與牽引滑輪的接觸表面產(chǎn)生足 夠的摩擦系數(shù)。與此同時(shí)，護(hù)套與所述繩股的涂層相互作用，產(chǎn)生足 夠的摩擦系數(shù)，以便將牽引負(fù)荷傳給繩股。對(duì)每根繩股的涂層進(jìn)行優(yōu) 化，使所述纜繩在與滑輪接合時(shí)繩股之間可以相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這種相對(duì)運(yùn) 動(dòng)提供了平衡繩股上的負(fù)荷的機(jī)制。4吏繩股可以相對(duì)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)又防 止繩股間的摩損接觸，延長(zhǎng)了該纜繩的使用壽命。按照本發(fā)明的另一方面，所述起重繩包括用于減少火焰對(duì)起重繩 的影響的裝置。在一種實(shí)施方案中，所述護(hù)套包括織造的芳族聚酰胺纖維，該纖維在400F以下的溫度下表現(xiàn)出阻燃性。另外，每一根繩股 上的涂層還能提供額外的阻燃性。在另一種實(shí)施方案中，所述護(hù)套是 由向其中添加了能阻止火焰對(duì)該纜繩的破壞作用的添加劑的材料制 成.在又一種實(shí)施方案中，所述護(hù)套是由兩層構(gòu)成。第一層是與牽引 滑輪相接觸的，它由一種選擇其相對(duì)牽引滑輪的牽引特性的材料制成。 第二層是由所述第一層徑向向內(nèi)延伸，它由一種選擇其阻燃性的材料 制成。按照本發(fā)明的另一方面， 一種載人輸送系統(tǒng)包括一個(gè)具有由第一 種非金屬材料制成的護(hù)套的起重繩，和一個(gè)包括一個(gè)由第二種非金屬 材料制成的襯里的牽引滑輪。所述襯里是由選擇的材料制成，以使襯 里和起重繩之間的摩擦系數(shù)能為特定的載人輸送系統(tǒng)提供最佳牽引 力。通過使用非金屬襯里，和具有非金屬護(hù)套的纜繩，可以選擇所述 襯里和護(hù)套的材料，以使襯里先于護(hù)套磨損。這樣，可以延長(zhǎng)更換費(fèi) 用高于襯里的纜繩和滑輪。非金屬襯里的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它提供了一 種用合成纜繩對(duì)現(xiàn)有的具有鋼絲繩的電梯系統(tǒng)進(jìn)行小的改進(jìn)的有效方 式，而且，依然能提供現(xiàn)有滑輪與新的合成纜繩之間所必須的牽引力。按照所述滑輪襯里的另一種特定實(shí)施方案，對(duì)襯里的接觸表面進(jìn) 行造形，使其能容納起重繩，而且當(dāng)起重繩在滑輪上運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)對(duì)該 繩產(chǎn)生壓縮力。這種設(shè)計(jì)的后果是，可以降低非金屬繩股上的壓縮力。 由于諸如由芳族聚酰胺纖維制成的傳統(tǒng)合成纖維在壓縮狀態(tài)下的強(qiáng)度 明顯低于在張緊狀態(tài)下的強(qiáng)度，這種合成纜繩的耐用性和預(yù)期壽命得 以改善。


通過以下的對(duì)示于附圖中的本發(fā)明示例性實(shí)施方案的詳細(xì)說明， 本發(fā)明的上述及其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更顯明。其中圖1是一種電梯系統(tǒng)的透視圖，為清楚起見，將提升間元件去掉了。圖2是本發(fā)明起重繩的透視性剖視圖。圖3是與一個(gè)具有復(fù)合襯里的滑輪接合的起重繩的剖視圖。圖4是本發(fā)明起重繩的另一種實(shí)施方案的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1表示一種電梯系統(tǒng)10，為清楚起見，將提升間和諸如導(dǎo)軌的 提升部件去掉了 。電梯系統(tǒng)10包括一個(gè)位于轎廂架14上的轎廂12， 一個(gè)配重16, —對(duì)連接轎廂架14和配重16的起重繩18， 一個(gè)傳動(dòng)馬 達(dá)22，和一個(gè)牽引滑輪26。盡管為了說明僅示出了兩根纜繩，但本領(lǐng) 域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，可以使用更多數(shù)目的纜繩，纜繩的確切數(shù)目取 決于具體用途。
由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)22提供轉(zhuǎn)動(dòng)牽引滑輪24的驅(qū)動(dòng)力?；?4和起重繩 18之間的摩擦力可產(chǎn)生牽引起重繩18的牽引力，從而使轎廂12或配 重16在提升井中上、下運(yùn)動(dòng)。起重繩18和滑輪24之間的牽引力還可 以提供反作用力，以便當(dāng)滑輪24不轉(zhuǎn)時(shí)，如當(dāng)轎廂12停在平臺(tái)上時(shí) 保持轎廂架14不動(dòng)。
起重繩18是由非金屬合成材料制成。如圖2所示，每一根起重繩 包括若干載重繩股28,每一根載重繩股包在一層涂層32中，并有一個(gè) 護(hù)套34包裹著所述若干繩股28。每根繩股28由合成的非金屬長(zhǎng)絲或 纖維制成，如將連續(xù)的芳族聚酰胺纖維材料擰成若干高強(qiáng)度紗線。通 常用長(zhǎng)效、無摩擦性涂層處理所述纖維，以取得近乎無摩擦的性能。 這種材料以其相對(duì)其質(zhì)量而言的高抗拉強(qiáng)度而著稱。
每根繩股28的涂層32起著三種作用。第一個(gè)作用是包含擰結(jié)著 的紗線，否則，這些紗線將呈現(xiàn)不同于生產(chǎn)繩股時(shí)的形式。第二個(gè)作 用是防止相鄰繩股28間的磨損性接觸。這種接觸可迅速降低起重繩18 的性能，并縮短起重繩18的使用受命。第三個(gè)作用是使繩股28可在 纜繩系統(tǒng)中彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)。為了在起重繩18通過牽引滑輪時(shí)平衡每根 繩股上的負(fù)荷，這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)是必要的。繩股28的運(yùn)動(dòng)可防止在繩股 28上和在繩股28里的紗線上積累過高的壓縮力。涂層32是由能為特 定用途而在相鄰繩股28間產(chǎn)生足夠的潤(rùn)滑性的材料制成。盡管所述潤(rùn) 油性可根據(jù)具體用途而有所變化，但建議繩股間的表觀摩擦系統(tǒng)為0. 1 左右。推薦的材料為芳族聚酰胺，如由Dupont-Nemours以N0MEX顯商 標(biāo)出售的芳族聚酰胺。另一種推薦材料為聚氨酯。另一種方案是，涂 層32還可以包括埋入層32中的芳族聚酰胺纖維，以賦予涂層32額外的強(qiáng)度。不過，應(yīng)當(dāng)指出的是，繩股28仍然是起重繩18的載重件。
護(hù)套34也起著幾種作用。首先，它能防止繩股28受諸如化學(xué)因 素的環(huán)境因素影響，更重要的是，它提供了使得起重繩能阻燃的方式。 第二個(gè)作用是，可在起重繩18和牽引滑輪24之間提供足夠的摩擦系 數(shù)，以產(chǎn)生所需要的牽引力。建議起重繩與牽引滑輪間的摩擦系數(shù)至 少為O. 15，不過，通過正確選擇護(hù)套和滑輪襯里材料可以獲得0.4或
更高的摩擦系數(shù)。起重繩和牽引滑輪之間的摩擦系數(shù)越高，轎廂架和 配重間的負(fù)荷差就允許越大。結(jié)果是，可將更輕質(zhì)的材料用于設(shè)計(jì)轎 廂架，而沒有在轎廂滿負(fù)荷的情況下超過起重繩和牽引滑輪間的牽引 力的危險(xiǎn)。
護(hù)套34的第三個(gè)作用是提供將牽引負(fù)荷從牽引滑輪24傳至繩股 28的機(jī)制。為實(shí)現(xiàn)這一作用，建議護(hù)套34和涂層32間的摩擦系數(shù)大 于或等于0. 15。為了實(shí)現(xiàn)后兩種功能，在選擇護(hù)套34的材料時(shí)必須考 慮牽引滑輪24的接觸表面和被選擇用作繩股28的涂層32的材料。用 作護(hù)套34的推薦材料是織造的芳族聚酰胺和聚氨酯的混合物。該織造 的芳族聚酰胺可賦予護(hù)套34阻燃性能，由較大百分比的織造芳族聚酰 胺提供更高的阻燃性；不過，護(hù)套34中織造芳族聚酰胺的百分比越大， 其摩擦系數(shù)就變得越小。因此，織造的芳族聚酰胺和聚氨酯的確切混 合比取決于具體用途。另外，可將諸如卣的化學(xué)添加劑與聚氨酯混合， 以提供所需的阻燃性。在本文中，"阻燃"是指一旦將主動(dòng)火焰從其上 消除即可自由熄火的材料.
作為另一種方案，護(hù)套42可以由多層組成，如圖4所示。第一層 或外層44是根據(jù)其相對(duì)滑輪24接觸表面的摩擦特性進(jìn)行選擇的。第 二層或內(nèi)層46是根據(jù)其阻燃性和相對(duì)繩股28的涂層32的摩擦特性選 擇的。
起重繩18和牽引滑輪"的接合如圖3所示。牽引滑輪24包括一 個(gè)滑輪襯里36，對(duì)制造該村里的材料加以選擇，使其具有耐用性，并 具有適于與起重繩18的護(hù)套34接合而又不會(huì)使起重繩18過分磨損的 摩擦特性。如果選擇恰當(dāng)，滑輪襯里36的耐磨性可低于護(hù)套34的耐 磨性，這樣，滑輪襯里36會(huì)先于護(hù)套34磨損。用作襯里36的推薦材 料為聚亞胺酯。這樣，滑輪襯里36可產(chǎn)生對(duì)起重繩的必要的牽引力， 與此同時(shí)，可提供簡(jiǎn)便、廉價(jià)、可更換的元件，這些元件在使用時(shí)會(huì)受到顯著量的磨損。
起重繩18和滑輪24之間的接合會(huì)導(dǎo)致繩股28在護(hù)套34里的運(yùn) 動(dòng)，因?yàn)槔K股28上的涂層32具有潤(rùn)滑性。如上文所述，這種運(yùn)動(dòng)適 應(yīng)若干繩股28上的力。另外，滑輪襯里36的接合表面41接近未負(fù)栽 的起重繩的形狀。這種形狀的接觸表面不會(huì)在起重繩偏轉(zhuǎn)以提供足夠 的牽引力時(shí)收緊或在繩上產(chǎn)生收縮剪切負(fù)荷。這樣，可以避免起重繩 18上的不希望有的壓縮負(fù)荷。對(duì)于由芳族聚酰胺制成的起重繩18來 說，降低芳族聚酰胺纖維上的壓縮力可延長(zhǎng)該起重繩18的使用壽命。 這是因?yàn)榉甲寰埘０防w維的壓縮強(qiáng)度明顯低于其抗拉強(qiáng)度。通過使接 觸表面41的截面為輻射狀或圓形，而不是像使用鋼絲繩時(shí)那樣為常見 的錐形或凹形，可以降低起重繩18的繩股28上的壓縮力。
盡管本文推薦了多種用作繩股、涂層和護(hù)套的材料，但本領(lǐng)域技 術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，很多材料可根據(jù)具體用途進(jìn)行選擇，這會(huì)導(dǎo)致起重 繩具有由芳族聚酰胺纖維制成的栽重繩股，每根繩股都具有一層涂層， 由該涂層產(chǎn)生相對(duì)其它繩股的低摩擦系數(shù)，但又能產(chǎn)生相對(duì)護(hù)套的較 大摩擦系數(shù)，該起重繩還有一個(gè)護(hù)套，該護(hù)套可產(chǎn)生相對(duì)牽引滑輪的 適當(dāng)摩擦系數(shù)。
盡管已結(jié)合示例性實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明做了圖示和說明，本領(lǐng)域技 術(shù)人員可以理解，可以在不超出本發(fā)明構(gòu)思和范圍的前提下對(duì)其進(jìn)行 各種變化、省略和增加。
權(quán)利要求
1. 一種用于電梯的起重繩，該起重繩可與牽引滑輪接合以驅(qū)動(dòng)電梯，該起重繩包括若干由非金屬材料制成的載重繩股；和一個(gè)包裹所述若干繩股的護(hù)套，該護(hù)套可與牽引滑輪接合，以產(chǎn)生足以驅(qū)動(dòng)電梯的牽引力，其中，該護(hù)套包括一種阻燃材料。
2. 如權(quán)利要求1的起重繩，其特征在于，所述護(hù)套包括一個(gè)由阻 燃材料制成的第一層。
3. 按照權(quán)利要求2所述的起重繩，其特征在于，所述第一層是由 聚氨酯材料制成，該材料含有用于產(chǎn)生阻燃特性的添加劑。
4. 按照權(quán)利要求1所述的起重繩，其特征在于，該護(hù)套包括聚氨 酯材料，該材料含有用于產(chǎn)生阻燃特性的添加劑。
5. 如權(quán)利要求1的起重繩，其特征在于，所述護(hù)套是由具有包埋 在其中的芳族聚胺酰纖維的材料制成。
全文摘要
一種用于電梯的起重繩，該起重繩可與牽引滑輪接合以驅(qū)動(dòng)電梯，該起重繩包括若干由非金屬材料制成的載重繩股；和一個(gè)包裹所述若干繩股的護(hù)套，該護(hù)套可與牽引滑輪接合，以產(chǎn)生足以驅(qū)動(dòng)電梯的牽引力，其中，該護(hù)套包括一種阻燃材料。
文檔編號(hào)B66B11/08GK101275368SQ20081009016
公開日2008年10月1日 申請(qǐng)日期1997年9月3日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月15日
發(fā)明者E·G·奧爾森, H·J·奧唐奈 申請(qǐng)人:奧蒂斯電梯公司