CN1537189A

CN1537189A - 绳索

Info

Publication number: CN1537189A
Application number: CNA028150139A
Authority: CN
Inventors: 中村一朗; 弘; 大宫昭弘; 太; 岩仓昭太; 博; 楠田正博
Original assignee: Hitachi Ltd; Tokyo Rope Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Tokyo Rope Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2022-07-26
Also published as: KR100611272B1; EP1426482B8; KR20040025933A; JPWO2003025278A1; EP1426482A1; JP4096879B2; WO2003025278A1; EP1426482B1; CN100393937C; EP1426482A4

Abstract

为了提供一种具有适当的摩擦系数的柔软和长使用寿命的绳索，涂层组元(20)被绞合以形成绳索，其中由绞合金属线构成的每一组元(20)涂覆有涂层部件(23)。

Description

绳索

技术领域

本发明涉及一种用于电梯和机械处理设备的绳索。

背景技术

在电梯中，轿厢和配重通过绳索相互连接，而绳索通过提升装置的护套与环绕护套延伸的绳索之间产生的摩擦力进行驱动。另一方面，在卷绕滚筒型电梯或者机械处理设备中，用于悬吊载荷的绳索卷绕在卷绕鼓上以被驱动。

用于上述传统机构的传统绳索具有下述结构，其中浸渍有润滑油的织物绳索作为芯体定位在绳索的中心，而其每个均由绞合金属线绳构成的组元绞合在织物绳索周围。当绳索在小直径的护套或滑轮上使用时，由于绳索的挠曲引起金属线的疲劳和磨损，绳索的寿命显著地降低。另外，由于护套和绳索之间的摩擦系数小，护套的直径越小，稳定地保持驱动摩擦力的难度越大。

由此，用于摩擦驱动的护套的直径不小于绳索的直径的四十倍。具体地说，驱动扭矩随着护套的直径的增加而增加，这样驱动装置的尺寸增大。在传统方案中，电梯设计成满足增加的驱动扭矩，但是随着用于减小用于电梯的空间的需求的增加，用于减小元件装置的尺寸增加的需求也增加。

为了满足上述需求，现已提出一种能够减小绳索护套的直径的新绳索。例如，JP-A-07-267534提出采用有机纤维丝作为载荷承受部件，由于每根纤维丝的直径不小于10um且小于20um，所以不会出现载荷承受部件的疲劳现象，从而即使绳索的曲率半径减小，也可以保持绳索的长耐用寿命。

此外，在JP-A-3-82883中提出了一种绳索，其中润滑保护层连接到每个绞合线束，多个绞合线束被绞合，绞合的绞合线束的***施以涂层。

在上述各种绳索中，由于载荷承受部件的纵向弹性模量比传统金属线绳索小，所以绳索的纵向刚性小。因此，当绳索的长度较长时，运载物易于产生较大的振动。另外，由于绳索由有机材料构成，其具有较低的热塑性，并且易于产生老化衰退。此外，当绳索在小直径的护套上反复弯曲时，在金属线之间出现磨损，由于反复施加的应变引起的疲劳使金属线寿命降低。另外，绳索和护套之间的摩擦系数较小，从而产生滑移，这样不能传递较大的驱动作用力。

发明内容

根据本发明，其克服了这些传统的缺点以提供一种具有优选摩擦系数的柔软和长寿命的绳索。

本发明中的绳索结构如下：其芯体为第一涂层组元，其中作为绞合金属线束的第一组元涂覆有涂层材料，第二涂层组元的环形线束绞合在芯体的***，其中作为绞合金属线束的第二组元涂覆有涂层材料，环绕第一涂层组元的第二涂层组元的环形线束涂覆有第三涂层材料，这样第二和第三涂层材料彼此连接。

在此例中，所述“连接”指通过粘合剂的粘接、通过加热在两个部件之间形成熔接粘合、通过化学处理形成粘接等。

由于第一和第二组元为绞合的金属线束，绳索具有高刚性和低老化衰退，并且由于第一和第二组元中的每一个涂覆有涂层材料，由此防止了第一和第二组元彼此直接接触以及相互之间的滑移，这样可以获得高抗磨损和长寿命的绳索。

附图说明

图1是显示采用本发明中的绳索的电梯的实施方式的总体图。

图2是显示作为本发明实施方式的绳索的截面图。

图3是显示形成图2中的绳索的涂层结构的实施方式的截面图。

图4是显示形成图2中的绳索的涂层结构的另一实施方式的截面图。

图5是显示形成图2中的绳索的涂层结构的实施方式的截面图。

图6是显示形成图2中的绳索的涂层结构的实施方式的截面图。

图7是显示作为本发明另一实施方式的绳索的截面图。

图8是显示作为本发明另一实施方式的绳索的截面图。

图9是图2所示的绳索的详细截面图。

图10是图6所示的绳索的详细截面图。

图11是图7所示的绳索的详细截面图。

图12是显示作为本发明另一实施方式的绳索的截面图。

具体实施方式

图1是显示采用本发明中的绳索的电梯的实施方式的总体图。

在图1中，用于运载乘客或货物的运载器1包括位于其下端部用于容纳绳索10的滑轮5a和5b，用于与运载器1和额定载荷的一半的重量总和基本相平衡的配重2包括位于其上端部用于容纳绳索10的滑轮5e。

用于容纳绳索10的滑轮5c和5d设置于提升通道7的顶端，包括护套3a的驱动装置3设置在提升通道7的下端。本发明中的绳索10从绳索收集器6a延伸出，穿过位于运载器下面的滑轮5a和位顶部的滑轮5c，延伸到驱动装置3的护套3a以部分围绕护套。另外，绳索经过位于顶部的滑轮5d和配重的滑轮5e，并终止于位于顶部的绳索收集器6b处。

由于本发明中的绳索10柔软，并且其涂层与护套3a之间的摩擦系数较大，这样即使护套的直径较小，绳索也可以在使用中具有长寿命，并且能够稳定地传递驱动力。例如，护套的直径可以为传统护套直径的三分之一到二分之一。由此，由于通过驱动装置产生的驱动扭矩可以为三分之一至二分之一，所以驱动装置的尺寸显著地降低。另外，由于运载器下面、配重下端部和提升装置的顶部的滑轮的直径可以相似地小，天花板高度(最上端地面的表面和提升通道的顶部之间的距离)和井深(最下端地面的表面和提升通道的底井之间的距离)可以减小。

图2-9是显示本发明中的绳索的截面图。此绳索由设置在绳索的中心的第一涂层组元12和多个设置成围绕第一涂层组元12的第二涂层组元13组成，其中第一组元12和第二组元13相互绞合，且涂层(外涂层)11形成于绞合第一和第二涂层组元的***上。每个涂层组元12、13由高张力金属线并在每根小直径金属线束上形成涂层(内涂层)而形成，其中每根高张力金属线的直径为绳索直径的百分之一到十五分之一，并且其不具有外涂层。小直径金属线使绳索柔软，并且能够容易地围绕小直径护套和滑轮延伸。

涂层组元12和13的涂层(内涂层)由能够粘附到金属线并具有优选弹性的有机(热塑性)材料制成，而绳索的涂层(外涂层)由相对于护套具有优选的摩擦系数并抗磨损的有机(热塑性)材料制成。

由于绳索通过将第二涂层组元13围绕第一涂层组元12绞合而形成，当涂层绳索反复弯曲时，第一和第二涂层组元12、13中曲率半径产生差异，由此，组元之间形成相互滑移。

另外，由于涂层组元被绞合，当向涂层绳索上施加张力时，涂层组元之间产生压紧作用力，当绳索围绕护套和滑轮延伸时，在绳索中产生径向压力。如上所述，在实际运转条件下，在涂层组元之间产生压力和相互滑移。

因此，如果组元12和13不具有涂层，金属线直接地相互接触，从而发生金属线的磨损。由于金属线的直径减小以使绳索软化，绳索的操作寿命大大降低。组元12、13上的涂层避免组元之间的金属线的直接接触。具体地说，通过彼此相邻的组元中的金属线之间的涂层的作用，金属线之间的直接接触被避免，从而金属线之间的摩擦被抑制。另一方面，虽然彼此相邻的组元中涂层之间产生压力和相互滑移，上述压力和相互滑移通过涂层的弹性作用被减轻，而抗磨损作用显著增强。

施加到组元上的涂层有效地减轻了彼此相邻的组元之间的压力和相互滑移。理想地，可以增加涂层的厚度以使此种效果得到增强。另一方面，如果涂层的厚度过大，则载荷承受部件的横截面积与组元的横截面积的比例将变小。在此例中，载荷承受部件的横截面积与通过绞合组元形成的绳索的横截面积的比例变小，由此需要增大横截面积以保持作用力不变。由此，涂层的厚度尽可能小以形成最小的必须厚度，从而减轻金属线之间的压力和相互滑移，例如，此厚度为0.2-0.5mm。

围绕第一涂层组元12彼此相邻的第二涂层组元13之间形成间隔δ，这样形成外涂层的涂层材料能够容易地在组元之间渗透。由此，不仅外涂层11和第二涂层组元13之间的接触区域，而且外涂层11和第一涂层组元12之间的接触区域增加，这样内涂层和外涂层之间的粘附力或熔接粘合作用增强。

图3示出了涂层组元12或13的具体结构。组元22由绞合金属线构成，其外周围涂覆有涂层23以形成涂层组元20。在此例中，金属线21的直径如上述为绳索直径的十三分之一到一百分之一，且其不具有外涂层。在此实施方式中，此组元具有由19根彼此平行延伸的(1+6+12)结构(双层绕组)。在此结构中，在金属线之间形成线接触，由此与其相互之间的点接触相比，由施加到绳索上的纵向和径向载荷产生的金属线之间的接触压力减小。由于组元11的金属线的直径小，当绳索产生挠曲时，组元中金属线之间的相互滑移长度变小。用于确定金属线的磨损量的产品的压力和滑移长度(PV值)变小以抑制金属线的磨损。另外，由于金属线的直径变小，由于绳索弯曲产生的金属线的疲劳受到抑制。

当涂层23形成在通过绞合金属线21形成的组元22上时，通过清洁剂对组元22进行清洗，随后，在对组元22涂覆粘合剂之后形成涂层23，或者在金属线上执行合适的后续表面处理后通过形成涂层使金属线的表面和涂层材料彼此化学粘接。例如，金属线镀以铜，包括硫的涂层形成在组元22上，由此，位于金属线表面上的镀层组元与涂层材料的组元通过硫化作用彼此化学地相互粘接在一起。

位于组元22的外周上的金属线和涂层彼此粘接在一起以被固定，而位于外周的内部金属线的移动不受限制。所以，当弯曲到小曲率半径时，阻力减小，由此可以获得柔软的绳索。在此例中，由于彼此直接接触的金属线彼此平行延伸，且金属线的直径较小，接触面积较大，由此表面压力较小，而伸绳索弯曲时金属线之间产生的滑移相当小，这样可以获得较长的耐用寿命。

图4示出了第一或第二涂层组元12或13的另一实施方式。相同的附图标号表示相同的部件。如果绳索需要相对较大的作用力，由于金属线的直径较小，所以需要增加金属线的数目。在满足上述需求的此实施例中，组元具有由37根绞合金属线组成的(1+6+12+18)的结构(三层卷绕结构)。如图3所示，当金属线的数目增加时，使金属线绞合将变得困难，而金属线之间保持恒定的间距。

图4示出了金属线之间的间距随着卷绕层的变化而产生变化，由此可以很容易地使横截面形状保持圆形。虽然图3示出了彼此平行延伸的金属线其间为零度相交角，但是此实施方式不能具有零度相交角，因为金属线之间的间距随着卷绕层的变化而产生变化。但是，由于卷绕层之间间距的变化较小，相交角较小，所以金属线之间的接触线的长度能够保持较大以提高金属线的抗磨损性能。

即使金属线的数目需要进一步地增加，类似组元使横截面的形状保持圆形，并且抗磨损性能得到提高。这样，生产效率的提高可以有效地降低生产出来的绳索的成本。

图5示出了其中绞合金属线的数目需要进一步增加的涂层组元30的实施方式。与上述组元22(如图3所示)相似，组元32包括由绞合金属线31形成的中心组元35和七个具有与中心组元35类似的结构且其环形束围绕中心组元35进行绞合的组元34。组元32涂覆有涂层33以形成涂层组元30。具体地说，通过绞合七个如图3所示的组元22以形成组元32并对其中外周进行涂层，从而形成涂层组元30。虽然此实施方式中采用七个如图3所示的组元22，但是此种限定并不是绝对的。

由于中心组元35的金属线和周围组元34的金属线在此结构中相互直接接触，此结构中的金属线在抗磨损性能上不如上述结构(参见图3和图4)，但是此结构比较柔软，适于高张力绳索的需要。另外，即使周围组元34的金属线直接接触，由于其到组元35的中心间距小，金属线之间的相互滑移的长度小，从而可以磨损可以得到抑制。由此，此结构优选应用于到与绳索的中心间距小的芯体组元12。

在图6和图10中，通过涂层组元22形成的七个涂层组元20被绞合。具体地说，通过绞合组元41形成组元42，组元42的外周涂覆涂层43以形成组元40。在此结构中，彼此相邻的组元41之间的金属线接触得以避免，由此金属线的抗磨损性能显著提高。另一方面，载荷承受部件与绳索的横截面积的比例减小值为组元41上涂层的横截面积，这样，每单位横截面积的作用力减小。所以，涂层的厚度制作得尽可能地小以达到用于减轻金属线之间压力和相互滑移的最小厚度。此结构选择是在考虑涂层绳索的作用力、尺寸和操作寿命之间的平衡的基础上作出的。

在图7和图11示出了本发明的另一实施方式。此结构与图2中所示的实施方式的基本相似，其中此结构具有芯体涂层组元12、八个绞合在芯体涂层组元12周围的涂层组元13、以及位于涂层组元13的外周上的涂层11。芯体涂层组元12和涂层组元13分别与图2中所示的芯体涂层组元和涂层组元相似。

图8示出了本发明的另一实施方式，其中组元51被绞合以形成组元52，组元52涂覆有涂层53以形成组元50，由此形成绳索。采用此结构的绳索与上述绳索相比在设计上不受限制，从而其可以扩展到可接受的范围内的设计选择方案。具体地说，在上述绳索中，芯体涂层组元和围绕芯体的周围组元的直径具有限制性，以增加绳索的横截面积中载荷承受部件的横截面积，即金属线的横截面积的总和与绳索的横截面积的比例。另一方面，在此实施方式中，组元具有共同的直径，这样，金属线的直径、组元的直径和绳索的直径可以自由地进行设计，从而绳索的制造过程变得容易。

图12示出了本发明的另一实施方式。此方案与图7中的实施方式基本类似，但芯体涂层组元通过在钢芯24周围绞合金属线而形成。在此实施方式中，涂层组元可具有需求的较大直径，而不需要显著地增加金属线的数目。

为了保持所形成绳索的纵向刚性，在通过绞合金属线以形成组元的过程和/或通过绞合涂层组元以形成绳索的过程中，在向其施加合适的张力的同时绞合金属线和/或涂层组元。通过采用上述方式，金属线或者涂层组元之间不需要的空间得以消除，从而当向所制成的绳索施加张力时，绳索的延长得到限制。

当通过绞合金属线形成的组元进行涂层时，在金属线和涂层材料之间不会产生有效的粘合作用力。为了获得有效的粘合作用力，对组元进行清洁，在清洁剂的溶剂挥发以后，将粘合剂施加到组元上，涂层(内涂层)由有机涂层材料通过在挤压模塑过程的同时进行拉拔而构成。涂层后的组元被绞合以形成绳索，同时将张力施加到涂层组元上，随后，绞合的涂层组元的外周被涂覆有机涂层材料(外涂层)。通过预先将绞合的涂层组元构成的绳索加热到一定的温度，内涂层和外涂层通过当外涂层形成时的熔接粘合相互连接在一起。由此，当驱动作用力从外涂层通过内涂层传递到组元大(载荷承受部件)，这样传递驱动作用力以驱动运载器，而不会在内、外涂层或内涂层和组元之间产生滑移。

作为用于将涂层粘合到组元的替代方案，可以采用化学粘合方式将金属线和涂层彼此粘合在一起，其中在金属线进行表面处理，然后，用于覆盖金属线的涂层材料的成分和金属线处理过的表面的成分相互之间产生化学反应。此种通过化学反应的粘合作用力大于粘接作用力。

内涂层的目的在于防止彼此相邻组元的金属线彼此接触，而内涂层的厚度优选尽可能地小，以增加载荷承受部件的横截面积与绳索的横截面积的比例，这样可以在实现上述目的的同时获得小直径和高作用力的绳索。因此，涂层的厚度优选为0.2-0.5mm。外涂层的目的在于将驱动作用力从户护套传递到绳索的载荷承受部件，同时用于克服绳索与护套接触的磨损长时间段内保持较小。由此，考虑到绳索使用的各种条件，外涂层的厚度优选为0.5-1.0mm。

在作为本发明实施方式的绳索中，由于采用小直径金属线，其刚性较高且能够防止老化衰退，同时其具有优良的柔性且能够防止过多载荷施加到小直径护套周围的载荷承受部件上。另外，由于绳索通过绞合涂层组元形成，其中每个涂层组元通过对绞合的金属线进行涂层形成，这样防止额金属线彼此相互接触，并且在组元之间产生滑移，从而可以获得抗磨损性能和长使用寿命。

另外，由于对绞合之后的涂层组元进行涂层以形成绳索，绳索相对于护套的摩擦系数被适当地设定，可以防止内涂层与金属线之间的磨损。由于覆盖组元的涂层和覆盖绳索的涂层相互之间彼此独立以形成双层涂层，每一个涂层由实现其必要性能的最佳材料构成，从而增加了设计选择的允许范围，进而提高了生产效率。

另外，由于金属线粘合到内涂层，从而防止金属线和内涂层之间产生滑移，由此防止内涂层出现磨损，相应地绳索的操作寿命延长。

此外，由于当护套具有小直径时，本发明中的绳索在护套上均匀地具有适当的摩擦系数和长操作寿命，驱动装置和连接到其上的元件，例如滑轮可以制作得小。这样，电梯可以具有紧凑的尺寸，并且更换绳索的循环周期较长。结果，电梯的原始成本和维护费用降低。

根据本发明，由于金属线被绞合，绳索具有高刚性和较小的老化衰退，并且由于绳索涂覆有涂层部件，绳索具有长操作寿命和优良的抗磨损性能，而没有金属线之间的直接接触和滑移。

Claims

1.一种绳索，包括：第一涂层组元，其中由绞合金属线构成的第一组元涂覆有第一涂层部件；第二涂层组元，其中由绞合金属线构成的第二组元中每一个涂覆有第二涂层部件；以及第三涂层部件，围绕第一涂层组元的第二涂层组元的***通过第三涂层部件进行涂覆，其特征在于第二和第三涂层部件能够彼此连接。

2.根据权利要求1所述的绳索，其特征在于：

第一和第二组元具有其中金属线被绞合的线束结构或者其中每一个通过金属线绞合形成的线束被绞合的shenkel结构。

3.根据权利要求1所述的绳索，其特征在于第一和第二组元由弹性有机材料构成。

4.根据权利要求1所述的绳索，其特征在于：

第二涂层部件由能够与第二组元相连接的内涂层材料构成，并且第三涂层部件由相对于护套具有适当的摩擦系数的外涂层材料构成。

5.根据权利要求1所述的绳索，其特征在于第一和第二涂层部件的厚度为0.2-0.5mm。

6.根据权利要求1所述的绳索，其特征在于第二和第三涂层部件通过熔接粘合、粘合剂或化学粘合方式连接。

7.根据权利要求1所述的绳索，其特征在于第二涂层部件和第二组元的金属线相粘合。

8.根据权利要求7所述的绳索，其特征在于：

第二涂层部件和第二组元的金属线通过粘合剂或化学粘接相连接。

9.一种绳索，包括：第一涂层组元，其中由绞合金属线构成的第一组元涂覆有第一涂层部件；第二涂层组元，其中由绞合金属线构成的第二组元中的每一个涂覆有第二涂层部件；以及第三涂层部件，围绕第一涂层组元的第二涂层组元的***通过第三涂层部件进行涂覆，其特征在于第二涂层部件和第二组元的金属线相连接。

10.根据权利要求9所述的绳索，其特征在于：

第二涂层部件和第二组元的金属线通过粘合剂或化学粘接方式连接。