合成纤维缆绳及具有这种合成纤维缆绳的电梯装置
技术领域
本发明涉及一种由绞合线(strands)构成的合成纤维缆绳，根据独立的权利要求的定义，所述绞合线设置成绞合在至少一个绞合线层内。另外，本发明涉及一种具有所述合成纤维缆绳的电梯装置。
背景技术
从EP 1 004 700 A2的说明书中可以知道用于电梯装置的、具有绞合在多层绞合线层内的绞合线的合成纤维缆绳，其中，代替挤压成形的保护性合成材料护套，设置了绞合线涂层。每个绞合线层中的绞合线在圆周方向上彼此支撑。用浸渍剂处理最外绞合线层的绞合线，所述浸渍剂保证能够可靠地防止环境影响并保证足够的抗磨损性。
从US 4 202 164的说明书中已经知道根据芳族聚酰胺纤维构造的支撑缆绳。几根芳族聚酰胺纤维构形成一根线，然后几根线形成一根绞合线，围绕核心绞合线布置的几根绞合线形成所述支撑缆绳，其中所述绞合线完全嵌入挤压成形的热塑塑料中。在所述绞合线的制造过程中，用滑润剂填充线之间的空腔。
发明内容
在此，本发明将提出一种改进(remedy)。权利要求1中描述的本发明满足形具有从绞合线层到绞合线层的牵引力的最优传递的、成合成纤维缆绳形式的支撑和驱动装置的目的。本发明也涉及具有这种合成纤维缆绳的电梯装置。
在从属权利要求中说明了本发明的有利发展。
通过本发明大体上可以实现下面的优点：合成纤维缆绳正确运行，且合成纤维缆绳的使用寿命因此延长。根据本发明的合成纤维缆绳通常被用作例如电梯装置的支撑和驱动装置，其中所述支撑和驱动装置在至少一个驱动滑轮(drive pulley：或称为驱动皮带轮)上被引导并且在在多个转向辊(deflecting roller)上被引导，还必须承受交替的弯曲。根据本发明的合成纤维缆绳也提高了电梯装置的安全性。
当支撑和驱动装置在电梯驱动器的驱动滑轮上运行时，配重与轿箱之间的重量差导致的牵引力在支撑装置的纵向方向上被施加。此牵引力必须匀速传导通过整个支撑装置的横截面，从而达到支撑和驱动装置或合成纤维缆绳的最佳使用寿命和可靠性。
通过驱动滑轮与缆绳护套之间的摩擦力产生了牵引力的传递。因为所述护套与外绞合线固定地连接，所以合成纤维缆绳的缆绳护套与外绞合线之间的牵引力的传导本身毫无问题。然而，当所述绞合线层与其绞合线相对彼此可以移位时，将牵引力从外绞合线传递到内绞合线是存在问题的。通过摩擦力在外绞合线与内绞合线之间产生传递力。
为了能够传递摩擦力，法向力和摩擦系数必须达到限定的级别。通过设定外绞合线在内绞合线上的径向挤压压力，提供必要的法向力。尤其是在将绞合线润滑的情况下，内部和外绞合线之间的摩擦系数非常小。即使在绞合线没有被润滑的情况下，所述摩擦系数存在于μ＝0.2～0.45的相对低的范围内。并且所述摩擦系数不会下降到此范围以下，在缆绳结构没有持久变化的情况下，从而可以永远地传递所述剪切力。为了牵引力的传递，绞合线之间的摩擦系数必须相对较高。然而，高摩擦系数引起绞合线的磨损增加。在摩擦系数特别低的情况下，单个绞合线层可以相对彼此移位。通过多次试验已经证实就磨损和牵引力传递而论，存在于μ＝0.2～0.45的范围内的所述摩擦系数是理想的，并且μ＝0.2～0.45的范围内的所述摩擦系数可以通过干膜润滑剂(例如聚四氟乙烯粉)实现。
通过将拉力传递到外绞合线中从而产生牵引力的传递所必要的法向力，所述外绞合线向内压缩并在所述内绞合线上施加径向按压压力，也称为收缩压力。然而，当所述外绞合线可以在缆绳中心的方向上径向移动时，仅可以向内施加径向压力。如果径向自由度受到阻碍，则不能施加任何径向压力。具有过大直径的外绞合线，与同一层的绞合线一起形成拱形(arch)结构，并且不处于径向向内进一步移动的位置。因此，尤其在单独的外绞合线之间在圆周方向上必须留出间隔。
根据本发明的、合成纤维缆绳的形式的所述支撑和驱动装置由在至少一个绞合线层中被绞合布置的绞合线组成，其中在绞合线没有被嵌入的情况下，绞合线层的绞合线在圆周方向上相互间隔开。
附图说明
下面将基于附图更详尽地说明本发明，其中：
图1显示了根据本发明的合成纤维缆绳；
图2显示了具有多于一个合成纤维缆绳的支撑和驱动装置；和
图3显示了具有根据本发明的合成纤维缆绳或支撑和驱动装置的电梯装置。
具体实施方式
图1显示了根据本发明的合成纤维缆绳1。所述合成纤维缆绳1包括多个绞合线层：外绞合线层2、第一内绞合线层3、第二内绞合线层4和核心层5。由6指示缆绳护套。外绞合线层2的绞合线7的结构和直径是相同的。所述第一内绞合线层3由直径较大的绞合线8和直径较小的绞合线9构成。所述直径较大的绞合线8在直径上大致对应于第二内绞合线层4的绞合线10和核心绞合线5。所述外绞合线层2的绞合线7在直径上大于第一内绞合线层3的直径较大的绞合线8和第二内绞合线层4的绞合线10。所述内绞合线层3、4的直径较大的绞合线8在直径上大于第一内绞合线层3的直径较小的绞合线9。所述第一内绞合线层3的直径较大的绞合线8和第二内绞合线层4的绞合线10在直径上大致与核心绞合线5尺寸相同。第二内绞合线层4的绞合线10围绕核心绞合线5绞合，第一内绞合线层3的绞合线8、9围绕第二内绞合线层4绞合，且外绞合线层2的绞合线7围绕第一内绞合线层3绞合。
绞合线5、7、8、9、10由绞合的线组成，所述绞合的线又由未绞合的或单向的合成纤维组成，其中线由例如1000根也被称为单纤维的合成纤维组成。在绞合线中的线的绞合方向设置成单独的纤维定向为缆绳的拉伸方向或缆绳的纵向轴线方向。每根线在合成材料浴中浸渍。环绕线或绞合线的合成材料也被称为基体或基体材料。在将线绞合形成绞合线之后，通过热处理将所述线的合成材料变得均匀。从而所述绞合线具有平滑的绞合线表面，并且绞合线由完全嵌入在合成材料中的绞合的线组成。
通过基体将纤维连接在一起，但是纤维之间没有直接接触。所述基体完全将纤维密封或嵌入，并且避免纤维受到磨损。由于缆绳结构(mechanics)，在绞合线中在单独的纤维之间发生位移。此位移不是通过线之间的相对运动以相对运动的方式转化(translate)而是通过基体的可逆拉伸(reversible stretching)转化(translate)。
绞合线的填充度描述了相对于基体的纤维成分的性能。填充度可以通过纤维的面积相对于整个横截面的比例来限定，也可以通过纤维的重量占整个重量的比例来限定。在通常所用的芳族聚酰胺绞合线中的填充度是35到80之间的面积百分比，或绞合线横截面面积的35到80％由纤维组成，而剩下的由基体材料组成。
所述合成纤维缆绳1可以由例如芳族聚酰胺纤维、高强度聚酯纤维(Vectran fibres)、聚乙烯纤维、聚酯纤维(polyester fibres)等化学纤维构造。所述合成纤维缆绳1也可以由一个或两个或三个或多于三个的绞合线层构成。
图1显示了根据本发明的合成纤维缆绳，其中绞合线层的绞合线彼此间隔分开。由d1指代外绞合线层2的两根绞合线7之间的间隔。由d2指代第一内绞合线层3的两根绞合线8、9之间的间隔。由d3指代第二内绞合线层4的两根绞合线10之间的间隔。例如，d1可以位于0.05毫米至0.3毫米之间的范围内，d2和d3位于0.01毫米至0.08毫米之间的范围内。优选地，d1＝0.2毫米、d2＝0.03毫米、d3＝0.03毫米。根据绞合线直径、捻距(lay length)、和每层绞合线层的绞合线的数量来预先确定单独的绞合线之间的间隔。
在绞合线层的绞合线的彼此间隔分开的情况下，绞合线层的绞合线可以在缆绳中心的方向上在径向方向r自由移动。外绞合线层的绞合线在内绞合线层的绞合线上施加径向压力。如箭头P2所表示，外绞合线层2的绞合线7在第一内绞合线层3的绞合线8、9上施加径向压力。如箭头P3所表示，第一内绞合线层3的绞合线8、9将径向压力传递到第二内绞合线层4的绞合线10上。如箭头P4所表示，第二内绞合线层4的绞合线10将径向压力传递到核心层5上。径向压力从绞合线层到绞合线层向内增加。
外绞合线层2的每根绞合线7支撑在第一内绞合线层3的两根绞合线8、9上。第一内绞合线层3的每根较小直径的绞合线9支撑在第二内绞合线层4的绞合线10上。第一内绞合线层3的每根较大直径的绞合线8支撑在支撑较小直径的绞合线9的绞合线10上并且支撑在第二内绞合线层4的另外的绞合线10上。
例如在捻距是80毫米的情况下，单独的绞合线的直径范围或最佳直径可以按照如下选择：
绞合线5：直径范围在1.55毫米至1.86毫米、最佳直径是1.66毫米；
绞合线7：直径范围在1.85毫米至2.15毫米、最佳直径是1.97毫米；
绞合线8：直径范围在1.55毫米至1.85毫米、最佳直径是1.66毫米；
绞合线9：直径范围在1.15毫米至1.45毫米、最佳直径是1.28毫米；
绞合线10：直径范围在1.45毫米至1.75毫米、最佳直径是1.58毫米。
与绞合线7相比柔软许多的缆绳护套6大致达到第一内绞合线层3，并且不会对绞合线7的彼此支撑产生任何影响。柔软的缆绳护套6没有作用在圆周方向Ur上作为绞合线7之间的支撑件。外绞合线层2的每根绞合线7能够向内径向移动。所述护套材料可以处于例如肖氏硬度范围75A至95A内，且所述绞合线的基体材料可以位于例如肖氏硬度范围50D至75D内。
在没有缆绳护套的情况下，所述合成纤维缆绳1也可以操作，但是缆绳结构必须稍微改变，即所述外绞合线层2相对于内绞合线层3、4相对地绞合(反方向放置)。
如在圆周方向Ur上所示，如果各个绞合线层的绞合线7、8、9和10彼此撞击，将不会将牵引力从最外绞合线层2的绞合线7传递到第一内绞合线层3的绞合线8、9上，继而不会传递到第二内绞合线层4的绞合线10上，也不会进一步传递到核心绞合线5上。
图2显示了用于电梯的支撑和驱动装置，该支撑和驱动装置具有两根承载合成纤维缆绳1，所述两根承载合成纤维缆绳1根据图1由共用的、完整的护套12包覆，并且形成双缆绳11。在合成纤维缆绳1之间，所述双缆绳11可以与所述护套12一起构造成扁平缆绳或在合成纤维缆绳1之间可以具有缩小部13。如横截面中所示，在具有缩小部13的变型的情况下，大致通过合成纤维缆绳1的半圆和缩小部13的一半，双缆绳11的具有驱动滑轮的共用的接合表面形成。驱动滑轮表面与双缆绳11的轮廓大致互补。另外，在合成纤维缆绳1之间具有缩小部13和不具有缩小部13的情况下，多于两根的合成纤维缆绳1可以由共用的护套包覆，并且形成多重缆绳。
在图3中图示了由100标示、且由可以在电梯竖井102中移动的电梯轿箱103和配重104构成的电梯装置。通过第一导轨105和通过第二导轨106引导具有底板121和天花板140的电梯轿箱103。通过第三导轨107和第四导轨(没有示出)引导配重104。所述导轨支撑在竖井底坑108内，其中将垂直力传导到竖井底坑108内。所述导轨105、106、107通过支架(没有示出)与竖井壁连接。可以将电梯轿箱103或配重104的缓冲器板110放置在其上的缓冲器109设置在竖井底坑108内。
可以将根据本发明的所述合成纤维缆绳1或双缆绳11设置为具有2：1皮带导槽(belt guidance)的支撑和驱动装置。如果在例如在竖井顶部102.1内设置在第二导轨106上的机械线性驱动器112，通过驱动轮113将合成纤维缆绳1或双缆绳11提升一个单位时，所述配重104的电梯轿箱103移动半个单位。如以上进一步解释地，经过驱动轮与缆绳护套之间的摩擦力产生牵引力的传递。合成纤维缆绳1或双缆绳11的一端设置在第一缆绳固定点114上，并且合成纤维缆绳1或双缆绳11的第二端设置在第二缆绳固定点115上。将合成纤维缆绳1或双缆绳11引导越过第一转向辊116、异型辊(profiled roller)117、第二转向辊118、第三转向辊119、驱动轮113和第四转向辊120。设置在第二导轨106上的所述第三转向辊119具有用于正常操作的制动器。线性驱动器112的换向辊(diverting roller)122增加了合成纤维缆绳1或双缆绳11在驱动轮113上的抱合角度。用于驱动轮113的电动机或多个电动机没有图示。所述第四转向辊120设置在配重104内并且在结构上与第一转向辊116或第二转向辊118类似。
合成纤维缆绳1或支撑和驱动装置11也可以用于其他已知的电梯驱动器。
