阅读说明：本技术 合成绳 (Synthetic rope ) 是由 T·亨特 王捧柱 于 2019-02-12 设计创作，主要内容包括：一种合成绳(20),包括芯(22)以及包围芯(22)的至少第一层。第一层具有第一层丝股(26)。芯具有带槽外表面,带槽外表面具有间隔开的螺旋凹槽。这些槽中的每个槽接触第一层丝股(26)中的一个丝股。槽的曲率半径(24)大于与绞捻前的接触第一层丝股直径相同的圆的曲率半径(14)。(A synthetic rope (20) includes a core (22) and at least a first layer surrounding the core (22). The first layer has first layer strands (26). The core has a fluted outer surface with spaced apart helical flutes. Each of the grooves contacts one of the first layer strands (26). The grooves have a radius of curvature (24) greater than the radius of curvature (14) of a circle of the same diameter as the contacting first layer strands prior to twisting.)

合成绳

技术领域

本发明涉及一种合成绳，并且更具体地，涉及一种其中的承重元件是源于聚合物的人造合成纤维的合成绳。

背景技术

对于设计为例如用于绞盘和起重机的合成绳，提出了高要求。期望增加断裂载荷以及径向刚度和剪切载荷，并提高强度转换效率。因此，正在进行改善填充系数的尝试。然而，较高填充系数或较高填装系数会导致绳中各种元件的径向接触增加。而这些增加的径向接触可能会最终导致磨损增加和微动磨损增加，并且进而降低抗疲劳性。

US1,868,681公开了一种绳，包括围绕橡胶芯的多股柔性材料，如马尼拉麻纤维。橡胶芯通过缓冲和保护纤维来增加绳的弹性并延长绳的寿命。

发明内容

本发明的主要目的在于避免现有技术的缺陷。

本发明的一个特别目的在于延长合成绳的寿命。

本发明的具体目的在于沿径向方向减少合成绳中元件之间的相互作用。

根据本发明，提供了一种合成绳，包括芯和包围芯的至少第一层。第一层具有第一层丝股。芯具有带槽外表面，带槽外表面具有间隔开的螺旋凹槽。槽中的每个槽接触第一层丝股中的一个丝股。槽的曲率半径大于横截面与第一层丝股的横截面相同的圆的曲率半径。

术语“合成绳”是指强度或承重元件是合成纤维的绳，优选是具有聚合物特性的人造合成纤维或碳纤维或玄武岩纤维的绳。

使用这种具有凹槽的带槽芯具有减少不同的第一层丝股之间和第一层丝股之内的磨损的优点。

具有螺旋凹槽的带槽芯在钢丝绳的现有技术中是已知的。US-A-5,269,128、EP-B1-0652989、US-A-5,797,254和GB-A-2320933(均属于Bridon公共有限公司)公开了具有螺旋槽的带槽芯的各种实施例。钢丝绳的圆钢丝股容纳在槽内。槽的轮廓与钢丝股的形状紧密一致，并使与钢丝股的接触面积最大化。然而，应用这种现有技术类型的带槽芯将减小承重纤维可用的横截面面积。

根据本发明的一个特定实施例，带槽芯包括位于凹槽之间的凸曲面。

芯

芯不是中空的，并且优选地，芯包括诸如相当于钢丝绳中的独立钢丝绳芯(IWRC)的独立纤维绳芯(IFRC)的芯承重构件以及(最优选地)诸如护套的芯覆盖物。由于芯的该优选实施例也是承重的，这进一步提高了合成绳的断裂负荷和拉伸强度。

具有带槽几何形状的芯优选在制造绳之前被预先制成。这意味着凹槽的存在不是芯材料由于所包围的层丝股而变形(flowing)的结果。相反地，槽为所包围的层丝股提供了坚实的基础，以避免其相互摩擦。

用于芯的合适材料是聚合物，如聚丙烯、聚乙烯和聚酯或弹性体。聚烯烃、高密度聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯共聚物是优选的，因为它们为芯提供更大的强度。

挤出层

在本发明的特定实施例中，该芯护套是挤出层。

挤出层的材料可以是均聚物或共聚物；热塑性塑料(塑性体)、弹性体和热塑性弹性体，例如商品名为

和的聚酯共聚物和商品名为

的乙烯辛烷共聚物。

芯承重构件可以是合成丝股或合成绳。

该合成丝股可以是编织构造，其具有无扭转的优点。

该合成丝股也可以是丝绞股，其具有提供更高强度和更高抗疲劳性的优点。

芯内部的承重构件也可以是实心柱形构件或管状构件。该管状构件可以由比挤出层材料更硬的材料制成，从而为芯提供更大刚度。

替代地，承重芯构件可以是单个实心聚合物材料的挤出带槽芯，具有如上所述曲率半径的槽。实心芯可以具有定向结构，该定向结构包括在芯的轴向方向上定向的细长晶体。

根据本发明的合成绳可以具有包围第一层的第二层。合成绳还可以具有包围第二层的第三层。

第二层可以包括第二层丝股。第三层可以包括第三层丝股。第一层丝股、第二层丝股或第三层丝股中的一些丝股可以各具有编织丝股覆盖物或挤出丝股覆盖物。这种丝股覆盖物具有压实封装丝股和减轻与相邻丝股的磨损的优点。

作为第一层丝股、第二层丝股或第三层丝股中的一些或全部丝股上的编织丝股覆盖物或挤出丝股覆盖物的替代，或者除了该编织丝股覆盖物或挤出丝股覆盖物之外，第一层整体上、第二层整体上(如果有的话)和第三层整体上(如果有的话)可以具有编织层覆盖物或挤出层覆盖物。这种层覆盖物具有压实封装层和减轻连续层之间的微动磨损的优点。

根据本发明的合成绳包括合成纤维。

合成纤维

本发明适用于目前绳中所使用的所有类型的聚合物特性的合成纤维。这种纤维的示例是聚酰胺纤维、聚酯纤维、诸如聚丙烯和聚乙烯纤维的聚烯烃纤维，并且尤其是高强度合成纤维，诸如高强度聚丙烯(HSPP)、高模量聚乙烯(HMPE)(也被称为超高分子量聚乙烯(UHMwPE))、诸如聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维的对芳族聚酰胺纤维、液晶聚酯(LCP/LCAP)、聚对苯二(对-苯-2，6-苯并二恶唑)(PBO)、间位芳族聚酰胺纤维，诸如聚间苯二甲酰间苯二胺纤维、(对苯二甲酰氯、对苯二胺、3,4'-二氨基二苯醚)的共聚酰胺纤维(通常被称为“共聚芳族聚酰胺”)。

聚合物材料不仅可以以纤维形式存在，还可以以其它纵向形式存在，例如带、单丝和盘条。

各种不同的纤维也可以被组合为一个组装纱、丝股和/或一条绳。

附图说明

图1是解释钢丝绳的带槽芯构件与根据本发明的合成绳的带槽芯构件之间差异的概念图。

图2是根据本发明的第一实施例的横截面。

图3是根据本发明的第二实施例的横截面。

图4是根据本发明的第三实施例的横截面。

图5是根据本发明的第四实施例的横截面。

具体实施方式

参见图1，解释了钢丝绳的带槽芯构件与根据本发明的合成绳的带槽芯构件之间的差异。

以假想钢丝绳10作为起始点，该钢丝绳具有螺旋凹槽(如虚线所示)的带槽芯构件12。槽遵循圆钢丝股的轮廓延伸。每个槽的曲率半径14约等于钢丝股15的外接圆的半径，外接圆的半径是所谓的管直径或等效直径的一半。

一方面，对于合成绳，不需要甚至是不期望这种小曲率半径14。

另一方面，对于合成绳，可能需要避免仅具有凸起部分的芯以防止丝股彼此移位和磨损。第一层丝股的楔形填装导致这些丝股角部的半径非常小。凹曲线的一个目的在于增加这些半径。

与钢丝绳相比，合成绳的带槽芯构件的槽的曲率半径16大于曲率半径14，例如比曲率半径14大10％，优选大20％或更优选大30％或40％。

图1中以实线示出适用于合成绳的带槽构件。在等距隔开的凹槽17之间，可以存在凸起部18。

图2示出根据本发明的合成绳20的第一实施例。

合成绳20具有带槽实心芯构件22，其具有间隔开的凹入的螺旋槽，螺旋槽的曲率半径24大于钢丝绳的情况下的曲率半径。第一层丝股26的一个单层包围芯22，每个第一层丝股26适配在一个凹槽中。

图3示出根据本发明的合成绳30的第二实施例。

合成绳30具有带槽芯构件，该芯构件具有间隔开的螺旋凹槽。芯构件具有以合成丝股形式的承重部件，合成丝股具有芯31和六个合成元件组成的包围层32。芯31和层32由聚合物材料挤出层33覆盖，其赋予芯槽形形状。螺旋形状可以通过旋转挤出模具或通过在绞捻包围的丝股的同时使带槽芯旋转来提供。芯的凹槽的曲率半径34大于钢丝绳的情况下的曲率半径(如图1中所解释的)。一层合成的第一层丝股35包围芯构件。每个此类丝股35被容纳在芯的槽中，由此避免第一层丝股35移位，并进而减轻微动磨损。一层合成的第二层丝股36包围第一层。

图4示出根据本发明的合成绳40的第三实施例的横截面。

合成绳40的芯具有柱形构件41和设置有螺旋槽的挤出层42。一层合成的第一层丝股43包围芯。每个第一层丝股43由编织覆盖物44封装。作为编织覆盖物44的替代，可以围绕每个第一层丝股43设置挤出层。一层合成的第二层丝股45包围第一层。尽管图4中未示出，但也可以围绕合成的第二层丝股45中的一些或所有丝股设置编织覆盖物或挤出层。

图5示出根据本发明的合成绳50的第四实施例的横截面。

合成绳50具有带槽芯构件，该芯构件具有间隔开的螺旋凹槽。芯构件具有以合成丝股形式的承重部件，合成丝股具有芯51和六个合成元件组成的包围层52。芯51和层52由聚合物材料挤出层53涂覆，其赋予芯槽形形状。槽的曲率半径54大于图1中所示的钢丝股的情况下的曲率半径。一层第一层丝股55包围芯。每个第一层丝股55适配在芯的槽中。一层第二层丝股56包围第一层，并且一层第三层丝股57包围第二层。编织覆盖物58封装第一层，由此减少第一层与第二层之间的接触和磨损，同时保持第一层的扭转受限。代替编织覆盖物58，可以围绕第一层设置挤出层。

尽管图5中未示出，但也可以围绕第二层设置编织覆盖物或挤出层。

图2、图3、图4和图5示出具有一层、两层或三层的合成绳20、30、40、50的实施例。这些层中的每一层均示出为具有特定数目的丝股。然而，本发明不限于所示的丝股数目。

例如，根据本发明的合成绳可以用于绞盘和起重机以及其它牵引和提升装置，例如废弃和回收(A&R)、转向节臂起重机、立管牵引、立管张紧器、牵引铲式起重机、锚索和深竖井提升卷筒以及摩擦缠绕应用。在这些应用中，当绳经过滑车轮和滑轮、在张力作用下卷绕到包含多层的卷筒上，或者通过牵引驱动装置由摩擦力逐渐加载时，对绳有特殊要求。本发明合成绳的设计使其能够以最小系统修改而被集成到为钢丝绳设计的这种系统上，并且减少了内部磨损和微动磨损机制，其中工作循环或张力较高。

附图标记

10 具有柱形丝股的假想绳

12 绳芯

13 圆钢丝股

14 钢丝股外接圆的曲率半径

15 圆钢丝股外接圆

16 芯构件中的本发明槽的曲率半径

17 本发明的槽

18 槽间凸起部

20 第一实施例的合成绳

22 实心芯

24 实心芯的槽的曲率半径

26 第一层丝股

30 第二实施例的合成绳

31 加强芯构件的芯

32 加强芯构件的层

33 挤出层

34 挤出层中的槽的曲率半径

35 第1层丝股

36 第2层丝股

40 第三实施例的合成绳

41 管状芯构件

42 挤出层

43 第1层丝股

44 包围第1层丝股的编织覆盖物

45 第2层丝股

50 第四实施例的合成绳

51 加强芯构件的芯

52 加强芯构件的层

53 挤出层

54 挤出层中的槽的曲率半径

55 第1层丝股

56 第2层丝股

57 第3层丝股

58 封装第一丝股层的编织覆盖物