NO316277B1 - Kunstfibertau for drift av en tauskive - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et kunstfibertau, fortrinnsvis av aromatisk polyamid, for drift via en tauskive ifølge inn-ledningen av krav l

I transportteknikken, spesielt ved heiser, krandrift, og innen bergverksdrift, er løpende tau et viktig, sterkt be-lastet maskinelement Spesielt mangfoldig er belastningen på drevne tau, slik de anvendes ved heiskonstruksjoner

Ved vanlige heisanlegg er kabinrammen av en kabin som føres i en heissjakt og en motvekt forbundet med hverandre via flere stålkordeltau Por å heve og senke kabinen og motvekten, løper tauene over en drivskive som drives av en drivmotor Drivmomentet blir under friksjonsforbindelse overført til det tauparti som til enhver tid ligger an mot drivskiven via omslutmngsvinkelen Derved utsettes tauene for strekk-, bøye-, trykk- og torsjonsspenninger De relative bevegelser som oppstår ved bøyningen om tauskiven forårsaker friksjon i taustrukturen, som alt etter smøremid-delkonsentrasjonen virker negativt inn på tauslitasjen Alt etter taukonstruksjon, bøyeradius, rilleprofil og tau-sikkerhetsfaktor har de primær- og sekundærspenninger som oppstår negativ innflytelse på tautilstanden

Foruten kravene til styrke, består det ved heisanlegg av energitekniske grunner også krav om så små masser som mulig. Høyfaste kunstfibertau, f eks av aromatiske polyami-der hhv aramider med høygradig orienterte molekylkjeder, oppfyller disse krav bedre enn ståltau

Tau bygget opp av aramidfiber oppviser bare en fjerdedel til en femtedel av den spesifikke tauvekt ved samme tverrsnitt og samme bæreevne, sammenlignet med vanlige ståltau I motsetning til stål, har aramidfibrene på grunn av mole-kylkjedenes likeretting en vesentlig mindre tverrstyrke i forhold til bæreevne i lengderetningen

For følgelig å utsette aramidfibrene for lavest mulig tverrspenninger ved løp over drivskiven, blir det ifølge EP 0 672 781 Al som egnet drivtau foreslått et parallellslått kordeltau av aramidfiber" Det således kjente aramidtau har meget tilfredsstillende verdier når det gjelder levetid, høy avrivningsstyrke og bøyevekselstyrke, men ved ugunstige omstendigheter foreligger det mulighet for at det ved parallellslåtte aramidtau vil kunne opptre partielle oppvridningsfenomener, som vil kunne forstyrre balansen i den opp-rinnelige taukonstruksjon Disse oppvridningsfenomener er på den ene side et resultat av de indre vridningsmomenter om tauets lengdeakse som, alt etter strekkbelastningen, ge-nererer en oppvridning av tauet, og på den annen side av de utenfra påførte tauavbøyninger, som f eks oppstår ved skråstrekk ved løp over tauruller Ved løp opp på rille-flanker forårsakes da en ytterligere endring i taukonstruk-sjonen Oppvridningen forårsaker overskuddslengder i kor-deldekklaget som, alt etter valkbevegelsene i den ene eller den annen retning, forblir forskjøvet Slike fenomener er uønsket fordi aramidtauets funksjonalitet vil kunne påføres varig skade

Formålet med oppfinnelsen er å unngå ulempene ved det kjente kunstfibertau, og å tilveiebringe et kunstfibertau med vridningsnøytral oppbygning

Dette formål blir ifølge oppfinnelsen oppnådd med et drivtau med de trekk som er angitt i krav 1 De uselvstendige krav inneholder hensiktsmessige og fordelaktige videreut-viklinger og/eller utførelser ved den oppfinnelse som er angitt ved trekkene ifølge krav 1

ved tvillingtauet ifølge oppfinnelsen virker den over begge aramidtau utformede taumantel som vridningsmomentstøtte Fortrinnsvis har aramidtauene identisk taukonstruksjon, men har motsatt slagretnmg, dvs ett tau er høyreslått mens det andre tau er venstreslått Derved sikres at de motsatt rettede vridningsmomenter om taulengdeaksen som oppstår un-

der strekk og ved løp over tauskiven, kompenseres gjensidig ved hjelp av vridningsmomentstøtten, slik at summen av vridningsmomenter som resulterer av det høyre- og venstreslåtte aramidtau, blir null under belastning Det ytre vridningsmoment som virker på tauet når det passerer drivskiven, nøytraliseres ved hjelp av det mantelforsynte tvillngtaus ytterkontur Den tidligere runde tauform er nå omtrent oval, hvorved aramidtauet fortrinnsvis er dobbelt så bredt som det er høyt

Den enkelte taukonstruksjon av tvillingtauet vil da kunne avvike fra hverandre når funksjonen av hele tvillingtauet, hhv. utligningen av vridningsmomentet, i sum er gitt

Levetiden av parallellslåtte kordeler vil kunne økes hvis

f eks tvinningsretningen av fibrene i kordelene av det ene kordellag er motsatt tvinningsretningen av fibrene i kordelene av det andre kordellag, ved en to lags parallellslagning

Oppfinnelsen vil bli utførlig beskrevet i det følgende ved hjelp av utførelsesseksempler vist på de vedføyede tegning-er, hvor

Fig 1 er et skjematisk riss av et heisanlegg med en kabin som er forbundet med en motvekt via et kunstfibertau ifølge oppfinnelsen, Fig 2 er et perspektivriss av et første utførelseseksempel på et tvillingtau ifølge oppfinnelsen, og Fig 3 viser tverrsnitt av et andre utførelseseksempel på oppfinnelsen

Ifølge fig 1 henger en kabin 2 som er ført i en sjakt 1 i flere, her tre, bærende tvillingtau 3 av aramidfiber ifølge oppfinnelsen, som løper over en drivskive 5 som drives av en drivmotor 4 På kabinen 2 er det anordnet tauendefor-bindelser 6 hvortil tvillingtauene 3 er festet med sin ene ende De andre ender av tvillingtauene 3 er på samme måte festet til en motvekt 7, som likeledes er ført i sjakten 1 Utligningstau 9 er på lignende måte fastbundet til kabinens 2 nedre ende med sm første ende, hvorfra utligningstauene

9 er ført over en styrerulle 11 som er plassert på sjaktbunnen 10, fluktende nedenfor festestedet på kabinbunnen, og over en ved siden av denne, likeledes på sjaktbunnen 10, mot motvekten 7 innrettet montert styrerulle 12, til den nedre del av motvekten 7, hvor de er festet Utligningstauene 9 er ved hjelp av vekter, eller eventuelt som vist her, ved hjelp av rullen 12, strammet over sin lengde mellom kabinen 2 og motvekten 7 Her tjener en strekkfjær 13, som er forankret i sjaktveggen og trekker styrerullen 12 i retning av sjaktveggen, til å stramme utligningstauene 9 Istedenfor strekkfjæren vil styrerullen også kunne være forsynt med en egnet kinematikk for stramming av utligningstauene

Den lave vekt av aramidtauene medfører videre den fordel at man, til forskjell fra det heisanlegg som er vist på fig 1, delvis eller helt vil kunne gi avkall på utligningstau Sammenlignet med vanlige ståltau, vil derved den maksimale transporthøyde i et heisanlegg kunne økes, eller eventuelt den maksimalt tillatte last økes ved samme taudimensjoner

Drivskiven 5 oppviser tre tett ved siden av hverandre be-liggende dobbeltriller 8 for et ytterligere tvillingtau 3, 3<1> ifølge oppfinnelsen, som beskrevet nedenfor Vanligvis innen heisteknikken er det hittil anvendt drivskiver med to til tolv riller, tilsvarende vil det ved anvendelse av tvillingtau 3 ifølge oppfinnelsen kunne anordnes drivskiver med én til seks dobbeltriller 8

Istedenfor den disposisjon av en drivskiveheis som er vist på fig i, vil drivanordningen 4, 5 også kunne være anordnet enten på sjaktbunnen 10 eller på sjaktveggen i det nedre område nedenfor kabinen 2 og motvekten 7 i heissjakten

1 Styrerullene 11, 12 - eller også bare én styrerulle - vil da være festet ved den øvre ende av sjakten Utligningstauene 9 overtar da hovedsakelig bærefunksjonen, og tvillingtauene 3 ifølge oppfinnelsen hevningen og senkning-en av kabinen 2 og motvekten 7

Fig 2 viser et tvillingtau 3 i detalj Tvillingtauet 3 er bygget opp av to kunstfibertau 14, 15, som er anordnet parallelt med hverandre på innbyrdes avstand og som holdes i stilling i forhold til hverandre, og spesielt er vridningsfast festet og sammenfattet til tvillingtauet 3 ifølge oppfinnelsen ved hjelp av en felles omgivende taumantel 17 Tauene 14, 15 er slått av tau fremstilt ved totrinns tvinning av taukordeler, hvorved to lag 25, 26, 27, 28 av taukordeler 20, 21, 22, 23, 24 er slått sammen i det andre trinn Ifølge oppfinnelsen skiller de to kunstfibertau 14, 15 seg fra hverandre når det gjelder deres tvinningsretning n g ii n g "

I tauet 14 er taugarn av aramidfiber med S-tvinning slått til kordeler 22, 24 med Z-tvinning I et første kordellag 26 er fem slike kordeler 22 med Z-tvinning lagt i trosse-slagning med S-tvinning rundt en kjernekordel 20 Fem ytterligere av disse kordeler 22 er ved parallellslagning slått sammen med fem kordeler 24 med Z-tvinning og med større diameter, til et andre kordellag 28 Sammen danner de et tvunnet tolags kordeltau, nemlig tauet 14 med S-tvinning

Tauets 15 oppbygning er lik oppbygningen av tauet 14, men med motsatte tvinningsretninger "S", "Z". Således er kunstfiber-taugarn med Z-tvinning slått til kordeler 21, 23 med S-tvinning i tauet 15 Disse kordeler 21, 23 med S-tvinning er slått i to lag 25, 27 til tauet 15 med Z-tvinning

I det andre kordellag 27 ligger kordelene 23 med større diameter omtrent i dalene av det første kordellag 25 som bærer dem, mens de fem kordeler 21 ligger på toppene av det første kordellag 25 som bærer dem, og derved fyller mellom-rommene mellom to og to tilgrensende kordeler 23 med større diameter På denne måte får de tolags parallellslåtte tau 14, 15 en tilnærmet sylinderformet ytterkontur

Mens kordelene 21, 23, 22, 24 er slått sammen med et avvei-et forhold mellom fiber- og kordelslaglengde, vil aramidfl-bergarnene kunne være slått i samme eller, som i utførelsen på fig 1, i motsatt slagningsretning, som kordelene 21,

23, 22, 24 i lagene 25, 27, 26, 28 som de tilhører Ved samme tvinningsretmng oppnås en bedre sammenholdelse av slagningen i ubelastet tilstand av tvillingtauet 3, 3' En økning av levetiden oppnås når tvinningsretningen av taugarnene i de første kordellag 25, 26 velges motsatt tvinningsretningen av fibrene i kordelene 21, 23 i det andre kordellag 27, 28, eller omvendt

Tvinningsretningene "S" og "Z", dvs den skruelinjeformige stigningsretning av aramidfibrene i taugarnene i én kordel 21, 22, 23, 24 og kordelene 21, 22, 23, 24 i tauene 14, 15, 14', 15", er definert ved at ved S-tvinning av taugarnene og/eller kordelene 22, 24, er alle slik slått sammen i én retning, at disse, idet de ligger skruelinjeformig, følger det midtre parti av bokstaven "S", derved betegnelsen "S-tvinning" Tilsvarende forholder det seg ved en slagning med Z-tvinning, ved hvilken de elementer 21, 23 som skal slås sammen, alle likeledes ligger enhetlig skruelinjeformig mot hverandre i retning av det midtre parti av bokstaven "Z", og slagningen derved blir betegnet som Z-tvinning

Som allerede nevnt ovenfor, blir kordelene 20, 21, 22, 23, 24, 35 36 37 som anvendes i tvillingtauet 3, 3', tvunnet av aramidfibergarn Hvert enkelt aramidfibergarn, og også selve kordelene 20, 21, 22, 23, 24, 35, 36, 37, blir for beskyttelse av fibrene behandlet med et lmpregneringsmid-del, f eks polyuretan, polyolefm eller polyvinylklorid

Alt etter ønsket bøyevekselbelastning vil da impregner-lngsandelen kunne ligge £ eks mellom 10% og 60%

Hele tauenes 14 og 15 ytre omkrets omhylles av en taumantel 17 av kunststoffmateriale, som f eks gummi, polyuretan, polyolefin, polyvinylklorid eller polyamid Det elastisk formbare materiale er sprøytet hhv ekstrudert på tauene 14 og 15 og deretter komprimert Derved trenger taumantelma-terialet utenfra inn i alle mellomrom mellom kordelene 22, 24 rundt omkretsen og utfyller disse Den derved tilveie-bragte binding av taumantelen 17 til tauene 14 og 15 er så fast at bare små relative bevegelser finner sted mellom kordelene 22, 24 av tauene 14, 15 og taumantelen 17 Deri-mot tjener den ifølge oppfinnelsen, i ett stykke rundt begge tauene 14, 15 utformede taumantel 17 som et forbindel-sessteg 18 som overspenner avstanden 19 mellom de to tros-seslagnings-tau 14, 15, og som vridningsmomentbro som gjensidig opphever de motsatt orienterte vridningsmomenter i tauene 14, 15 som, betinget av tauoppbygningen, oppstår under langsgående belastning av tvillingtauet 3, og derved tilveiebringer en vridningsmomentutligning mellom summen av alle høyre- og alle venstreslåtte kordelandeler over hele tverrsnittet av tvillingtauet 3

Ytterkonturen av tvillingtauets 3 taumantel 17 er utført manualformet, for derved å bevirke en bedre kraftoverfø-ring, hhv en konstant friksjonskoeffisient av størrelses-ordenen 0,18, og en støttevirkning ved hjelp av rilleflank-ene for ytterligere økning av levetiden Det vil også være mulig å anvende tvillingtauene i et sylindrisk, ovalt, kon-kavt, rektangulært eller kileformet tauspor Tvillingtauets 30 utvendige profil blir da tilpasset tilsvarende F.eks vil en i tauets lengderetning utformet ribbe i sam-virkning med en med denne komplementært anordnet løpespor-form sørge for eksakt spornøyaktighet av tvillingtauet på t audr ivs kive n

Ved et andre utførelseseksempel ifølge fig 3, består tvillingtauet 3 0 av to tau 31, 32 som er slått i motsatte tvinningsretninger "S", "Z", og ved hjelp av en felles taumantel 33 er fiksert vridningsfast og i sin parallelle stilling på innbyrdes avstand Bortsett fra den forskjellige tvinnmgsretning "S", "Z" av tauene 31, 32, er tvillingtauet bygget opp symmetrisk om tauets lengdeakse 34

Hvert av tauene 31 og 32 består av tre grupper av kordeler 35, 36, 37 med forskjellig diameter Garnantallet i alle kordeler 35, 36, 37 av tvillingtauet 30 er likt, og er av-hengig av den ønskede diameter av de tau 31, 32 som skal fremstilles Ved tauet 31 i dette utførelseseksempel er tre kordeler 35 med Z-tvinning slått til en taukjerne med S-tvinning Rundt denne taukjerne er det ved parallellslagning slått ytterligere tre kordeler 36 som legger seg tett mot taukjernens ytterkontur Til sist er mellomromme-ne mellom de sammenslåtte kordeler 35, 36 på tauets 31 ytre omkrets fylt med kordeler 37 av den tredje gruppe Disse kordeler 37 er likeledes slått parallelt og skruelinjeform-et sammen med tauet 31 Oppbygningen av tauet 32 skiller seg utelukkende fra tauets 31 oppbygning ved motsatte tvinningsretninger "S", "Z" av aramidgarn og kordeler

Taumantelen 33 er i dette utførelseseksempel utformet flat og omgir tauene 31, 32 på alle sider, hvorved tvillingtauets 30 bredde er betydelig større enn dets tykkelse For å tilveiebringe en ønsket friksjonskoeffisient, er taumantelen 33 helt, eller her delvis, belagt med et egnet materiale i området for forbindelsessteget For å tilveiebringe ønsket friksjonskoeffisient vil det i tillegg, eller alterna-tivt, kunne treffes et tilsvarende utvalg når det gjelder materialet for belegningen av drivskivesporet

Claims (9)

1 Kunstfibertau for drift via en tauskive (5), omfatten-de et kraftopptagende første tau (14, 31) som er slått av strekkfaste kunstfiberkordeler {20, 22, 24, 35, 36, 37) i en første tvinnmgsretning (S) og en taumantel (17, 33) som omhyller det første tau (14, 31) , karakterisert ved ateti forhold til den første tvinnmgsretning (S) motsatt tvinnmgsretning (Z) slått andre tau (15, 32), med avstand (19, 39) er anordnet hovedsakelig parallelt med det første slåtte tau (14, 31), og at begge slåtte tau (14, 15, 31, 32) ved hjelp av en felles taumantel (17, 33) er vridningsfast fiksert i innbyrdes parallell stilling, og at en ytterkontur av taumantelen opptar og gjensidig kompenserer de motsatt rettede vridningsmomenter om tauenes lengdeakser som utenifra virker på det første tau {14, 31) og det andre tau (15, 32)

2 Kunstfibertau ifølge krav 1, karakterisert ved at kunstfibertauet (3, 3 0), bortsett fra de forskjellige tvinningsretninger (S, Z) av de slåtte tau (14, 15, 31, 32), er oppbygget symmetrisk om tauets lengdeakse (16, 33)

3 Kunstfibertau ifølge krav 1, karakterisert ved at kordelene (2 0, 21, 22, 24, 35, 36, 37) består av aramidfibre som ligger innbyrdes parallelt

4. Kunstfibertau ifølge krav 1, karakterisert ved at kunstfiber med S-tvinning er slått til kordeler (21, 23) med S-tvinning, og kunstfiber med Z-tvinning er slått til kordeler (22, 24) med Z-tvinning

5 Kunstfibertau ifølge krav 1, karakterisert ved at kunstfiber med S-tvinning er slått til kordeler (21, 23) med Z-tvmning, og kunstfiber med Z-tvinning er slått til kordeler med S-tvinning

6 Kunstfibertau ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved at kordeler (21, 23) med S-tvinning er slått til et tau (15, 32) med Z-tvinning, og kordeler (22, 24) med Z-tvinning er slått til et tau (14, 31) med S-tvinning

7 Kunstfibertau ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved at taumantelen (17, 33) har manualformet (17) eller flat (33) tverrsnittsform

8 Kunstfibertau ifølge et av kravene 1-7, karakterisert ved at taumantelen (17, 33) er utformet i ett stykke

9 Kunstfibertau ifølge et av kravene 1-8, karakterisert ved at taumantelen (17, 33) oppviser sylindrisk, oval, konkav, rektangulær eller kile-formig tverrsnittsform