CN108150607A - 包覆编织的非金属受拉构件 - Google Patents

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Abstract

一种用于抬升和/或提升系统的受拉构件包括：芯部，其包括布置在基质材料中的多根载重纤维；以及外层，其紧固到所述芯部，所述外层包括围绕所述芯部的周边布置的多根外部纤维。所述外层包括相对于所述芯部的所述载重纤维进行偏轴布置的一根或多根外部纤维。一种形成用于电梯系统的受拉构件的方法包括：沿着所述受拉构件的长度布置多根载重纤维；将所述多根载重纤维保持在基质材料中以限定芯部；以及将所述芯部封闭在包括围绕所述芯部的周边布置的多根外部纤维的外层中。所述外层包括相对于所述芯部的所述载重纤维进行偏轴布置的一根或多根外部纤维。

Description

包覆编织的非金属受拉构件
背景技术
本文所公开的实施方案涉及电梯系统，并且更具体地涉及一种被构造用于电梯系统中的受拉构件。
电梯系统可用于在建筑物的各层之间运载乘客、货物或两者。一些电梯是基于牵引的并且利用诸如绳索或带的承重构件，以用于支撑电梯轿厢，并实现电梯轿厢的期望的移动和定位。
随着建筑物在其建设中达到新的高度，其中一些建筑设计超过1公里，需要更先进的提升方法来对整个建筑物内的人员和材料进行有效运输。常规提升的一个限制是常规钢缆的重量，因为它只能上升～700m。为了解决这个问题，已经使用碳纤维受拉元件开发了受拉构件，因为这些受拉元件具有明显更高的比强度并且将允许可适应本发明的超过1公里的建筑设计的提升解决方案，并且在甚至上升到～300m的建筑物中使用轻量型受拉构件是有优势的。
在绳索用作承重构件的情况下，每个单独的绳索不仅是用于传递拉力的牵引设备，而且还直接参与牵引力的传递。在带用作承重构件的情况下，多个受拉元件嵌入到弹性体带体中。受拉元件专门负责传递拉力，而弹性体材料传递牵引力。由于布置在刚性基质复合材料中的由单向纤维形成的受拉构件重量轻且强度高，因此它们在用于电梯系统(具体地，高层系统)时提供了显著的益处。纤维用热固性树脂进行浸渍，并且然后固化以形成刚性复合材料，所述刚性复合材料被弹性体围绕以便为带提供牵引力。
发明内容
在一个实施方案中，一种用于抬升和/或提升系统的受拉构件包括：芯部，其包括布置在基质材料中的多根载重纤维；以及外层，其紧固到所述芯部，所述外层包括围绕所述芯部的周边布置的多根外部纤维。所述外层包括相对于所述芯部的所述载重纤维进行偏轴布置的一根或多根外部纤维。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，所述外层包括经编织以形成所述外层的多根外部纤维。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，所述多根载重纤维包括碳、玻璃、芳族聚酰胺、尼龙和聚合物纤维中的一者或多者。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，所述基质材料是聚氨酯、乙烯基酯或环氧树脂中的一者或多者。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，所述多根外部纤维是由与所述多根载重纤维相同的材料形成的。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，所述芯部是通过挤拉成型工艺形成的。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，所述多根载重纤维沿着所述受拉构件的轴向长度进行延伸。
在另一个实施方案中，一种用于将电梯轿厢悬停和/或驱动电梯轿厢的带包括沿着所述带的长度进行延伸的多个受拉构件，每个受拉构件包括：芯部，其包括布置在基质材料中的多根载重纤维；以及外层，其紧固到所述芯部，所述外层包括围绕所述芯部的周边布置的多根外部纤维。所述外层包括相对于所述芯部的所述载重纤维进行偏轴布置的一根或多根外部纤维。夹套至少部分地封装所述多个受拉构件以保持所述多个受拉构件。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，所述多个受拉构件沿着所述带的侧向宽度进行布置。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，所述外层包括经编织以形成所述外层的多根外部纤维。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，所述多根载重纤维包括碳、玻璃、芳族聚酰胺、尼龙和聚合物纤维中的一者或多者。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，所述多根外部纤维是由与所述多根载重纤维相同的材料形成的。
在又一实施方案中，一种形成用于电梯系统的受拉构件的方法包括：沿着所述受拉构件的长度布置多根载重纤维；将所述多根载重纤维保持在基质材料中以限定芯部；以及将所述芯部封闭在包括围绕所述芯部的周边布置的多根外部纤维的外层中。所述外层包括相对于所述芯部的所述载重纤维进行偏轴布置的一根或多根外部纤维。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，将所述芯部封闭在外层中包括围绕所述芯部编织所述多根外部纤维。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，用外部基质材料浸渍所述外层。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，通过连续的制造工艺形成所述受拉构件。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，按选定的长度剪切所述受拉构件。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，所述多根外部纤维是由与所述多根载重纤维相同的材料形成的。
附图说明
本主题在本说明书结论部分中具体指出并明确要求保护。通过以下结合附图而进行的详细描述，可以清楚了解本公开的前述和其他特征及优点，在附图中：
图1是牵引电梯系统的实例的透视图；
图2是电梯系统的受拉构件的示例性实施方案的剖视图；
图3是安装在绳轮处的多个受拉构件的示意图；
图4是受拉构件的另一个示例性实施方案的剖视图；并且
图5是用于制造受拉构件的工艺的示意图。
详细描述参考附图通过举例的方式来说明所公开的实施方案连同优点和特征。
具体实施方式
在图1中示出了示例性牵引电梯系统10的示意图。对于理解本发明并不需要的电梯系统10的特征(诸如导轨、安全设施等)在本文中未予论述。电梯系统10包括电梯轿厢12，所述电梯轿厢12利用一个或多个受拉构件16可操作地悬停或支撑在井道14中。一个或多个受拉构件16与一个或多个绳轮18相互作用以途经电梯系统10的各种部件。一个或多个受拉构件16还可连接到配重22，所述配重22用于帮助平衡电梯系统10并减小在操作期间位于牵引绳轮的两侧上的带张力的差值。
绳轮18各自具有直径20，所述直径20可与电梯系统10中的其他绳轮18的直径相同或不同。绳轮中的至少一个可以是牵引绳轮52。牵引槽轮52由机器50驱动。驱动绳轮通过机器50的移动驱动、移动和/或推进(通过牵引)途经牵引绳轮52的一个或多个受拉构件16。绳轮18中的至少一个可以是转向器、偏转器或空转绳轮。转向器、偏转器或空转绳轮不由机器50驱动，但会帮助引导一个或多个受拉构件16绕过电梯系统10的各种部件。
在一些实施方案中，电梯系统10可使用两个或更多个受拉构件16以用于悬停和/或驱动电梯轿厢12。另外，电梯系统10可具有各种构型，以使得一个或多个受拉构件16的两侧接合一个或多个绳轮18或一个或多个受拉构件16的仅一侧接合一个或多个绳轮18。图1的实施方案示出了1∶1挂绳布置，其中一个或多个受拉构件16端接在轿厢12和配重22处，而其他实施方案可利用其他挂绳布置。
现参见图2，示出了受拉构件16的实施方案的剖视图。受拉构件16包括由多根单个载重纤维26形成的芯部24，所述单个载重纤维26基本上沿着与受拉构件16长度平行的方向、单向布置在基质材料28内。
用于形成芯部24的示例性载重纤维26包括但不限于例如：碳、玻璃、芳族聚酰胺、尼龙和聚合物纤维。芯部24内的每根载重纤维26可基本相同或者可发生变化。此外，基质材料28可由任何合适的材料(例如像聚氨酯、乙烯基酯和环氧树脂)形成。选择载重纤维26和基质材料28的材料以实现受拉构件16的期望的刚度和强度。
在一些实施方案中，通过挤拉成型工艺可将芯部24形成为薄层。在标准的挤拉成型工艺中，载重纤维26用基质材料28来进行浸渍，并牵拉穿过加热的模具和附加的固化加热器，其中基质材料28经历交联。本领域普通技术人员应理解，经牵拉的载重纤维26的受控移动和支撑可用于形成未拉伸的芯部24的期望的线性或弯曲轮廓。在示例性实施方案中，芯部24具有约0.5毫米至约4毫米的横截面厚度。在另一个实施方案中，芯部24具有1毫米的横截面厚度。此外，在一些实施方案中，芯部24具有圆形横截面，而在其他实施方案中，芯部24可具有其他横截面形状，诸如矩形或椭圆形。
受拉构件16还包括外层30，所述外层30由基本上包封芯部24的经编织或机织的纤维形成。外层30可通过例如围绕芯部24缠绕或围绕芯部24编织来施加到芯部24。外层30由例如碳、玻璃、芳族聚酰胺、尼龙和聚合物纤维的纤维形成。在一些实施方案中，外层30材料与芯部24材料相同，而在其他实施方案中，材料可相异。另外，在其他实施方案中，外层30由金属线形成。外层30的编织使纤维相对于芯部24进行偏轴取向，以支撑受拉构件16上的偏轴应力。另外，外层30可具有较低的刚度，这减小了弯曲应力并允许整个受拉构件16具有比仅对齐的纤维受拉构件更大的厚度或直径。而在图2的实施方案中，外层30和芯部24是分开且不同的，在其他实施方案中，外层30和芯部可通过例如基质材料28来进行混合，所述基质材料28在制造过程中或在后处理过程中流入外层30以移除芯部24与外层30之间的任何明显边界。另外，可使用用于在火灾或热事件过程中或在其他条件过程中提高性能的材料来形成外层30。
现参见图3，在一些实施方案中，一个或多个受拉构件16被用作缆绳来支撑和/或驱动电梯轿厢12。在此类实施方案中，受拉构件16途经牵引绳轮52，所述牵引绳轮52可包括绳轮凹槽32，以用于将受拉构件16定位在牵引绳轮52处。在一些实施方案中，外层30被构造成具有足够的柔性以适形于绳轮凹槽32。
现参见图4，一个或多个受拉构件16可用于带34中，所述带34使电梯轿厢12悬停和/或驱动电梯轿厢12。一个或多个受拉构件16布置在夹套36中。受拉构件16沿着带34的长度进行延伸，并跨越带34的侧向宽度进行布置，并且在一些实施方案中，如图4所示的彼此间隔开。
受拉构件16至少部分地封闭在夹套36中，以约束受拉构件16在带34中的移动并保护受拉构件16。在包括夹套36的实施方案中，所述夹套36限定了牵引表面38，所述牵引表面38被构造来接触牵引绳轮52的对应表面。夹套36的示例性材料包括例如热塑性和热固性聚氨酯弹性体、聚酰胺、热塑性聚酯弹性体以及橡胶。如果其他材料足以满足带34的所需功能，那么可使用其来形成夹套36。例如，夹套36的主要功能是在带34与牵引绳轮52之间提供足够的摩擦系数，以在其间产生期望的牵引量。夹套36还应将牵引载荷传递到受拉构件16。此外，夹套36应该是耐磨的并且保护受拉构件16免于受到冲击损坏、暴露于环境因素(例如像化学品)。一种或多种添加剂材料可并入到夹套36中以增强诸如牵引力和环境阻力的性能。在具有夹套36的实施方案中，具有偏轴纤维的外层30促进受拉构件16与夹套36之间的提高的粘附力。
现参见图5，示出了用于制造受拉构件16的工艺的示意图，其被示出为连续的制造工艺。载重纤维26从芯部卷轴40供给，进行对齐或分组，然后在浸渍槽42处用基质材料28进行浸渍以形成芯部24。通过将外部纱线44供给到编织机46中并通过浸渍环48以用基质材料浸渍经编织的外部纱线44来在芯部24上形成外层30。经编织和浸渍的外部纱线44围绕芯部24定位，并且通过使芯部24和外部纱线44穿过一个或多个辊子54来定位在芯部24处。然后使经组装的芯部24和外层30穿过烘箱56或其他固化装置，以至少部分地固定基质材料。组件然后穿过拉拔器58，以将芯部24的载重纤维26的张力运用达到其最终固定位置。组件可然后被定尺剪切和/或卷绕以便随后制造带34。
虽然仅结合有限数量的实施方案对本公开进行了详细描述，但是应易于理解，本公开不限于此类所公开的实施方案。相反，可对本公开进行修改以并入之前未描述但与本发明的精神和/或范围相称的任何数量的变化、改变、替代或等效布置。另外，尽管已描述了各种实施方案，但应理解，本公开的方面可仅包括所描述实施方案中的一些。因此，本公开不应被视为受限于前述描述，而是仅受限于所附权利要求书的范围。

Claims (18)

1.一种用于抬升和/或提升系统的受拉构件，其包括：
芯部，其包括布置在基质材料中的多根载重纤维；以及
外层，其紧固到所述芯部，所述外层包括围绕所述芯部的周边布置的多根外部纤维，所述外层包括相对于所述芯部的所述载重纤维进行偏轴布置的一根或多根外部纤维。
2.如权利要求1所述的受拉构件，其中所述外层包括经编织以形成所述外层的多根外部纤维。
3.如权利要求1所述的受拉构件，其中所述多根载重纤维包括碳、玻璃、芳族聚酰胺、尼龙和聚合物纤维中的一者或多者。
4.如权利要求1所述的受拉构件，其中所述基质材料是聚氨酯、乙烯基酯或环氧树脂中的一者或多者。
5.如权利要求1所述的受拉构件，其中所述多根外部纤维是由与所述多根载重纤维相同的材料形成的。
6.如权利要求1所述的受拉构件，其中所述芯部是通过挤拉成型工艺形成的。
7.如权利要求1所述的受拉构件，其中所述多根载重纤维沿着所述受拉构件的轴向长度进行延伸。
8.一种用于将电梯轿厢悬停和/或驱动电梯轿厢的带，其包括：
多个受拉构件，其沿着所述带的长度进行延伸，每个受拉构件包括：
芯部，其包括布置在基质材料中的多根载重纤维；以及
外层，其紧固到所述芯部，所述外层包括围绕所述芯部的周边布置的多根外部纤维，所述外层包括相对于所述芯部的所述载重纤维进行偏轴布置的一根或多根外部纤维；以及
夹套，其至少部分地封装所述多个受拉构件以保持所述多个受拉构件。
9.如权利要求8所述的带，其中所述多个受拉构件沿着所述带的侧向宽度进行布置。
10.如权利要求8所述的带，其中所述外层包括经编织以形成所述外层的多根外部纤维。
11.如权利要求8所述的带，其中所述多根载重纤维包括碳、玻璃、芳族聚酰胺、尼龙和聚合物纤维中的一者或多者。
12.如权利要求8所述的带，其中所述多根外部纤维是由与所述多根载重纤维相同的材料形成的。
13.一种形成用于电梯系统的受拉构件的方法，其包括：
沿着所述受拉构件的长度布置多根载重纤维；
将所述多根载重纤维保持在基质材料中以限定芯部；以及
将所述芯部封闭在包括围绕所述芯部的周边布置的多根外部纤维的外层中，所述外层包括相对于所述芯部的所述载重纤维进行偏轴布置的一根或多根外部纤维。
14.如权利要求13所述的方法，其中将所述芯部封闭在外层中包括围绕所述芯部编织所述多根外部纤维。
15.如权利要求13所述的方法，其还包括用外部基质材料浸渍所述外层。
16.如权利要求13所述的方法，其还包括通过连续的制造工艺形成所述受拉构件。
17.如权利要求16所述的方法，其还包括按选定的长度剪切所述受拉构件。
18.如权利要求13所述的方法，其中所述多根外部纤维是由与所述多根载重纤维相同的材料形成的。
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